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LED顯示屏在電影院線的應(yīng)用研究
編輯:清風(fēng) [ 2018-3-23 17:31:14 ] 文章來源:LED大屏網(wǎng)
LED顯示屏

LED顯示屏的像素間距不斷突破更小尺寸,為其進入專業(yè)領(lǐng)域帶來了契機。

正當小間距顯示屏在安防領(lǐng)域廝殺之時,行業(yè)內(nèi)的一部分目光投向了電影院線市場。根據(jù)《人民日報》報道,截至20173月,我國銀幕總數(shù)達到44489塊,超過整個北美地區(qū),從市場容量上成為世界第一大電影市場。我國在世界范圍內(nèi)率先全面實現(xiàn)數(shù)字化放映,其中3D銀幕38377塊,占銀幕總數(shù)的86.26%,巨型銀幕(IMAX和中國巨幕)總數(shù)已達616塊,其規(guī)模世界第一。

近兩年,小間距LED顯示屏在安防領(lǐng)域和高端會議市場大獲成功。在室內(nèi),尤其是在電影院線,小間距LED顯示屏擁有絕對優(yōu)勢。

點對點顯示優(yōu)勢

4K投影機僅能夠在銀幕中心區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高清畫質(zhì),是由于投影機到銀幕中心部位和四個頂角的距離是不一樣的,邊緣通常存在散焦問題。除此之外,因為三基色的排布,失會聚問題也存在于銀幕邊緣,造成彩色鑲邊的問題。因此,選好座位是確保觀賞電影最佳效果的前提。

LED顯示屏采用點對點的控制方式,畫面在中心和邊緣區(qū)域均可正常顯示,不會出現(xiàn)任何顯示信息的缺失與畫面的變形問題。這是投影機一直無法解決的問題,卻是LED顯示屏的優(yōu)勢之所在。

亮度和對比度優(yōu)勢

國家新聞出版廣電總局在2013年底發(fā)布的GD/J 047-2013《數(shù)字影院立體放映技術(shù)要求和測量方法》指導(dǎo)性技術(shù)文件中規(guī)定了立體放映銀幕中心亮度標準僅為:16-3+6cd/m2(≈4.5FL)【1】。眾所周知,我們常用的液晶電視亮度在131-175FL450-600cd/m2),即使是家庭投影的亮度也有超過12FL41cd/m2)。顯然16-3+6cd/m2的亮度標準過低。

盡管SMPTE(美國動畫與電視工程協(xié)會)提出了對全暗環(huán)境適中的亮度標準的建議值為12~16fL(Foot Lambert)2】。2D電影的亮度值可基本滿足要求,但是3D立體電影的亮度值顯然不足,這是3D電影被詬病的重要原因,它造成的影響是長時間觀看引發(fā)頭暈?zāi)垦,眼睛脹痛?/FONT>

LED顯示屏完全沒有亮度不足的困擾,LED顯示屏廠通過選用合適的燈珠,驅(qū)動IC和控制器,設(shè)計合理的電路,可確保LED顯示屏實現(xiàn)不同的亮度。在近些年小間距的發(fā)展中,亮度低于500cd/m2,刷新率超過3840Hz,灰度等級16bit等技術(shù)的出現(xiàn),為小間距在室內(nèi)領(lǐng)域大放異彩打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

主動發(fā)光優(yōu)勢

電影播放是被動發(fā)光的過程,它通過將光照射在銀幕上,反射至人眼中顯示畫面,在此過程中,兩臺投影機的位置關(guān)系等因素會引發(fā)光與光之間互相干擾,造成部分畫面模糊,尤其是在暗環(huán)境下看不清楚。

為此,銀幕通常為非光滑表面,設(shè)計者利用漫反射原理來減少鏡面反射,但反射現(xiàn)象依然存在。而LED顯示屏為主動發(fā)光,表面面罩采用漫反射設(shè)計,從根本上杜絕了光與光的相互干擾,這是投影機無法做到的!

LED顯示屏有投影機無法媲美之處,但是想要真正進入電影院線還有如下問題有待解決:

1滿足電影標準

在眾多顏色空間標準中(圖1),我們發(fā)現(xiàn)Rec.709/sRGBDCI-P3的色域空間最大,能夠表現(xiàn)更多的顏色。

1各種顏色空間標準的色域相對范圍

根據(jù)國外的參考文獻,DCI-P3sRGB的色域空間大25%,考慮DCI的獨特背景(好萊塢數(shù)字電影倡導(dǎo)組織(DCI)是由迪士尼、福克斯、米高梅、派拉蒙、索尼圖像、環(huán)球和華納兄弟7家制片公司共同出資建立的專門從事數(shù)字電影技術(shù)規(guī)范研究與評價的機構(gòu)。)鑒于好萊塢在全球電影市場的壟斷地位,因此,全球的院線經(jīng)營商和數(shù)字電影設(shè)備制造商都在密切關(guān)注DCI技術(shù)規(guī)范制定的進展情況。

LED顯示屏通過DCI-P3的認證,需要LED廠、封裝廠、芯片廠以及驅(qū)動芯片廠商的共同努力,目前主要從發(fā)光器件及發(fā)光器件的應(yīng)用技術(shù)入手。行業(yè)內(nèi)大量出貨的發(fā)光管主波長為:紅色620-630nm;綠色520-530nm;藍色465-475nm。而根據(jù)國外文獻DCI-P3規(guī)定的色坐標(圖2)轉(zhuǎn)換波長值如下:紅色615nm、綠色544nm,藍色465nm。

查閱LED芯片資料以及實測數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電流<5mA時,綠色和藍色主波長受電流的影響較大。小間距顯示屏的使用電流恰恰低于5mA,綠色和藍色通常2mA左右,而電影院線因亮度要求低,實際使用的電流會低于3mA,甚至低于1mA,因此,一方面需要在芯片廠調(diào)整芯片的波長范圍,封裝廠降低分光分色電流接近電影院線顯示屏實際使用的電流。從上游芯片處了解到,如果需要非主BIN的芯片,主要有產(chǎn)出和成本兩大問題,基于外延調(diào)整波段投料,會帶來更多偏波的產(chǎn)出片源損失,對于產(chǎn)出的分布,有待芯片廠家的進一步論證。同樣,封裝廠采用新電流標準分光分色后,也存在和芯片廠類似的問題,而這些產(chǎn)出和成本問題的解決,都依賴于市場需求的推動。

另一方面LED顯示屏廠需要和芯片廠合作,設(shè)計合理的電路,選用或開發(fā)電流輸出精度更高的驅(qū)動芯片。

從技術(shù)角度來看,使用偏波波長生產(chǎn)滿足DCI-P3標準的顯示屏是可行的。通過整個供應(yīng)鏈上各方的努力,LED顯示屏可以更完美的畫質(zhì)進入電影院市場。

目前,行業(yè)內(nèi)一部分企業(yè)已經(jīng)展開這方面的研究,某公司于今年在拉斯維加斯推出了全球第一臺通過DCI-P3測試的LED顯示屏,再一次證實了LED顯示屏進入電影院線市場的可行性。

2、滿足立體聲效

顯示對于聲音的要求是能夠與視頻同步,影院音頻的播放與處理被看做是與銀幕顯示同等重要。

據(jù)報道,此次在拉斯維加斯推出的全球第一臺DCI-P3 LED顯示屏,揚聲器環(huán)繞屏幕四周,為了確保音效,顯示屏廠使用了專有的音頻處理技術(shù)和JBLSculpted Surround系統(tǒng)。

據(jù)了解,影院立體聲實現(xiàn)主要由主聲道揚聲器,次低音揚聲器和環(huán)繞聲揚聲器組成。除了環(huán)繞聲揚聲器分布于放映廳的側(cè)面墻壁和后壁以外,主聲道揚聲器和次低音揚聲器均安裝于銀幕的背后。其中,主聲道揚聲器分左、中、右路組成,由于影片畫面中對話人物一般位于畫面中間,為了避免最佳聽音位置后移、減少,或是聲像與圖像分離,影院立體聲必須增加中路信息,揚聲器置于銀幕后,聲音給觀眾的感受就像是自然發(fā)出的;

鑒于目前影院成熟的立體聲學(xué)系統(tǒng),采用屏幕邊緣布置揚聲器的顯示屏?xí)簳r無法實現(xiàn)大尺寸顯示。此次在拉斯維加斯發(fā)布的LED顯示屏長約為10.3米,高度5.4米,可滿足基本影院的放映需求,但是當屏幕為目前市場主流的IMAX(標準的IMAX銀幕為22米寬、16米高),甚至更大時,此類LED顯示屏如何能夠?qū)崿F(xiàn)影音的完美結(jié)合,有待論證。

筆者認為LED顯示屏在顯示效果上更勝一籌,但是在立體聲效的實現(xiàn)上,是否可以同銀幕一樣實現(xiàn)一定透聲率,將是LED顯示屏是否能夠拿下電影院線市場的關(guān)鍵一步。

3亮區(qū)和暗區(qū)的比例問題

填充系數(shù)又稱為亮區(qū)比例,即每個像素的發(fā)光面積與該像素所占物理表面積之比。LED顯示屏的像素之間存在不發(fā)光區(qū)域,當近距離觀看時,會出現(xiàn)明顯的顆粒感,因此,我們提出了最小觀看距離。TCO99標準規(guī)定,填充系數(shù)不應(yīng)低于50%,以目前LED顯示屏的填充系數(shù)做下表:

由此可見,在燈珠的選擇上,我們盡可能選擇接近點間距尺寸的燈珠,可以提高填充系數(shù),減少屏幕的顆粒感。

4、可靠性問題

投影機的可靠性僅決定于投影機本身,而LED顯示屏是由多個部件組成,其組成部件的可靠性直接影響了顯示屏整體的可靠性。

LED顯示屏的失效率=nλp=ni*λi*Wi

Λp——模組的失效率

Λi——部件i的失效率

Ni——該部件的數(shù)量

Wi——該部件的重要性系數(shù)

對于觀眾來說,觀看LED顯示屏最無法容忍的是:黑屏或是出現(xiàn)無信號區(qū)域,大多數(shù)情況因為開關(guān)電源的故障。舉例,目前行業(yè)內(nèi)可靠性較好的某電源MTBF15萬小時。假設(shè)電影播放12小時/天,由λ=12*365/MTBF=0.0292,即按照每天放映12小時計算,此款電源的年故障率為0.0292。假設(shè)352 m2的巨幕電影,制作P2.5顯示屏需要約422臺電源,則整屏電源的年故障率12.3224,若使用雙電源熱備份技術(shù),則配對的兩臺電源同時失效的幾率是微乎其微的。因此電源失效問題基本可以得到解決。

相比投影機,LED顯示屏的故障率因系統(tǒng)的龐大而高于投影機,因此,若想要將LED顯示屏真正推向電影院市場,可靠性的提升是業(yè)界的一大重要的系統(tǒng)工程。

5、成本問題

高額的成本是目前LED顯示屏進入電影院市場的一大阻礙,成本組成分為材料成本和運營成本。舉例說明如下:

假設(shè)影廳:350 m2,170座(小型放映廳),銀幕17*9m

根據(jù)瑞典的TCO99標準,視距S1718*點間距,因此,通過計算,滿足17m寬顯示屏的點間距至少為4.94mm,取4mm計算。

除此之外,相同面積的LED顯示屏與投影機的用電量相差4倍以上。但是隨著LED器件的成本不斷下降,加之節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展,成本問題將逐步弱化。

6、安全的考慮

LED顯示屏的安全可以從兩方面考慮,一是人身安全;二是人身健康。

a.人身安全

電影院這一類人員密集的公共場所屬于消防重點區(qū)域,《電影院建筑設(shè)計規(guī)范及條文說明JGJ58-2008》等標準中嚴格規(guī)定了電影院裝修選材的耐火等級。

LED顯示屏自身發(fā)熱存在一定的燃燒風(fēng)險,LED顯示屏主要由模組組成,模組外殼通常為金屬材質(zhì),可能燃燒的部分為:LEDPCB、開關(guān)電源、線材、塑料件等。因此,選取阻燃或者不燃材料是LED顯示屏進入電影院線的基本要求。此外,LED顯示屏自身具備溫度、煙霧監(jiān)控與報警系統(tǒng),該系統(tǒng)在顯示屏入駐電影院線后接入電影院整體的監(jiān)控與報警系統(tǒng)是可行且必然的。

b.人身健康

GB/T3557-94《電影院視聽環(huán)境技術(shù)要求》中指出:影院的最小視距至少大于等于銀幕寬度的一半,通常影院的銀幕寬度不小于8m。假設(shè)按照8m的寬度計算,最小視距為4m,距離觀眾較近,因此,我們必須考慮熱輻射、電磁輻射對于人體的影響。

為了保護觀看者的健康安全,在不同的場合下,進入電影院線的LED顯示屏需要通過不同的認證標準,如CCCETL、CEFCC、RoSH等。

LED顯示屏擁有點對點顯示、亮度和對比度高、主動發(fā)光等投影機不可匹敵的優(yōu)勢,從技術(shù)角度分析,LED顯示屏進入電影院線市場是可行的,但是還需要在滿足電影標準、透聲顯示、提高亮區(qū)比例、可靠性、安全等方面進行提升,就目前情況來看,LED顯示屏成本還需要進一步下降,才能夠有機會與激光投影一決高低,而可靠性將會是LED顯示屏站穩(wěn)腳跟且持續(xù)發(fā)展的重要指標。

我們相信LED顯示屏沖擊電影院市場將會成為LED顯示技術(shù)再一次井噴的時期,在價格下降到可與投影相競爭之前,LED顯示屏廠都應(yīng)該加強自身產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)與品質(zhì)提升,這不僅關(guān)系到自身產(chǎn)品的市場占有率,更關(guān)系到整個行業(yè)被電影市場的接受度。

 

 

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