音视频系统技术基础知识

李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技音视频系统技术基础知识Wincomn赢康科技李世贤手机：[phone]Email：[e-mail]李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•投影方式：分为正面投影屏幕（反射式）和背面投影屏幕（透射式）两大类。正投屏幕不受尺寸的限制（部分品牌可定制），但会受环境光的影响造成画面对比度的严重下降。光学背投屏幕画面整体感较强，不受环境光的影响，能正确反映信息质量，所以画面色彩艳丽，形象逼真，目前昀大的单张光学背投幕有200英寸，有效图像范围宽4034mm×高3018mm。•基础之一：认识投影屏幕©同样的屏幕照度，正投方式受环境光的影响严重降低了图像的对比度，而光学背投方式依然保留了丰富的图像信息，可见图像对比度是一项重要的技术指标。•正投屏幕分为以下几种：-弯曲屏幕（金属弧型幕），增益较大，视角较小，环境光可以较强，但屏幕反射的入射光在各方向不等，而且光聚焦产生的高温容易造成画面色彩的失真。-平面屏幕（玻珠幕/金属软幕/纯白幕）。平面幕增益较小，视角较大，环境光必须较弱；从质地上分为玻璃幕、金属幕、压纹塑料幕等。李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•正投方式具备节省投影空间、节省投资预算、对投影机镜头焦距无要求（任意投射距离）等优点，但在多媒体教学、演讲等应用场合，由于主持人站在屏幕与投影机之间，容易遮盖投影画面的内容，也容易被投影机的强光干扰。同时，投影机运行时产生的噪音也是不可忽视的问题。另外，正投方式受环境光干扰、与环境装修的谐调问题也是难以克服的缺点。©正投方式时投影机运行产生的噪音和强光干扰，使演讲的整个过程都比较尴尬：演讲者必须不停的避免投影机产生的强光照射。投影机运行产生的强光干扰投影机运行产生的噪音干扰•音响系统设计时要有效提高语音的可懂性，必须采取有效手段遏制环境噪音；同样的道理，显示系统要提高图像信息的可看性，必须遏制环境光线的干扰，但是我们不能在黑暗的环境进行会议、培训或演讲。•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•背投影屏幕又有光学背投屏幕、散射型屏幕和软背投幕的分类，这几种成像原理不同的背投幕都克服了许多正投方式存在的缺点：投影机安装在屏幕背后的暗房，对装修不会造成失调，也屏蔽了投影机运行产生的噪音和强光，同时不容易受环境光的干扰等。©背投方式避免了演讲过程的所有尴尬，但需要独立的暗房安装屏幕和投影机，对于建筑面积紧张的环境有一定的限制：上图为BarcoRLM-G5配置1.5:1镜头时，投影屏幕为DNP100″面积，通过二次反射也需要150cm的背投空间。•由于遏制了环境光线的干扰，背投方式很大程度提高了图像信息的可看性，而且我们不需要在黑暗的环境进行会议、培训或演讲。152.310622°141150背投方式避免了投影机运行产生的噪音和强光干扰101.1140.524.745.2119.11.8•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•散射型背投屏幕不具备光学透镜结构，依靠散射微粒来完成投影光线的分布，因此散射型屏幕有如下明显的缺点：-光能利用率低，浪费投影机亮度输出-亮斑效应（太阳效应）明显，亮度均匀性差-彩色漂移现象严重，对比度很低-可视角度小，不适用于大范围显像¨散射型屏幕市场应用不大，但因为制作成本低，价格便宜，进口品牌主要有两个在教育行业应用：-韩国Vivi-tech•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•菲涅耳（Fresnel）透镜的技术广泛应用在光学屏幕的制造工艺上：传统的光学镜头只有曲面部分起作用，其他所有的部分都可以去掉。如果拉平有效的镜头曲面部分，就成了菲涅尔镜头，菲涅耳透镜由CAD/CAM采用钻石切割而成：©•如果拉平镜头的有效部分（曲面），就成了菲涅耳透镜，菲涅耳透镜结构可以将入射光汇聚成平行光线，在一定的视角范围内增加屏幕的亮度。•在一块光学屏幕上，切割了多达1万种不同剖面的菲涅耳镜头。•每个镜头剖面的尺寸等于屏幕的光学点距，即昀低显示分辨率。传统的镜头只有曲面部分对入射光线起作用其余所有对入射光不起作用的部分都可以去掉•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•菲涅耳透镜的点距：指相邻两个菲涅耳透镜之间的距离，也即每个剖面的尺寸，常用单位为mm。•菲涅耳透镜点距代表屏幕的分辨率，在同等面积屏幕范围内，菲涅耳透镜点距的单位越大，则能够显示的昀高分辨率越底，一般菲涅耳透镜点距的大小与屏幕的大小成正比。0.25mm•右表载录了丹麦DNP多种光学屏幕菲涅耳透镜的不同点距，很明显如果在小面积屏幕范围要达到更高的解析度，则菲涅耳透镜的点距要求更精细¨8°±1.5º8°±1.5º10.5°±1.5º12°12°±1º9°±1º垂直1/2增益角32°±4º32°±4º35°±4º20°24°±3º24°±3º水平1/2增益角3.0±0.53.5±0.52.5±0.31.5±0.32.8±0.53.7±0.5峰值增益0.5mm0.25mm0.33mm0.25mm0.14mm0.14mm光学透镜点距140~20067~13072~12067~12052~6746~70屏幕尺寸范围GWANWAHCWinSigmaRUCSUCSDNP©DNPNWA/Sigma菲涅耳透镜点距•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•柱面透镜的技术也广泛应用在光学屏幕的制造工艺上，通过屏幕正面的柱面透镜结构，可以控制水平方向和垂直方向的光线分布，具有扩大视角范围的功能。•柱面透镜的点距，是指相邻两个柱面透镜之间的距离，常用单位为mm，单位越小，则图像细节更细腻，画面的整体感觉越丰富；单位越大，则屏幕显示图像的解析度越粗糟，像素颗粒感觉越强烈。水平裁面面向观众一侧的柱面透镜可以控制水平与垂直光线的分布，实现真实的180˚水平视像范围。面向投影机一侧的高精度菲涅耳透镜可以改变入射光线的方向，并以正确的角度将光线投射到屏幕。•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•也有部分光学背投幕正面没有柱面透镜，散射层（Dispersion）表面无法控制光线的扩散角度，虽然可以获得同等的水平与垂直1/2增益角，但视像范围会相对狭窄。由于散射层（Dispersion）表面无法控制光线的扩散角度，无法实现真正的广角视像范围。•散射层（Dispersion）表面具备可以清洗和局部防刮花的优点，但重要的一点：光学屏幕的昀终显示效果才昀重要，毕竟屏幕不是一种拿来作为刮花试验的材料。DNPALPHAScreen•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•屏幕尺寸：一般以屏幕的对角线物理长度来定义，通用单位是英寸（″）。目前光学背投屏幕昀大尺寸是对角200″（图像范围宽4038mm×高3017mm）。•宽高比例：根据应用范围的不同，屏幕的宽高比也有区别，常见不同格式屏幕的应用范围以及匹配的分辩率关系如下：¾4:3格式是昀为常见的比例，包括：－PAL/NTSC电视标准－VGA_640×480－SVGA_800×600－XGA_1024×768－SXGA+_1400×1050－UXGA_1600×1200－QXGA_2048×1536¾5:4格式的常见应用主要包括：－SXGA_1280×1024－QSXGA_2560×2048¾16:9格式是HDTV的标准：－720p_1280×720－1080i/1080p_1920×1080¾16:10格式主要应用于宽屏显示器，包括：－WXGA_1280×800－WXGA+_1440×900－WSXGA+_1680×1050－WUGA_1920×1200－WQXGA_2560×1600－WQUXGA_3840×2400¾1.89:1格式主要应用于数字电影－2048×1080•基础之一：认识投影屏幕李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•基础之二：光学屏幕的技术参数•图像范围：在背投幕的安装过程中，由于安装框架要遮盖屏幕四周一定的面积（黑边），生产商在制作过程中一般都已经把这一个过程考虑在内，所以有一个图像范围的数值推荐给用户。物理尺寸宽2066mmDNPNWA100图像范围宽2032mm图像范围高1524mm图像范围高1560mm•比如DNPNWA100背投幕的物理尺寸是宽2066mm×高1560mm，而标准100图像范围是宽2032mm×高1524mm，也就是说屏幕安装外框推荐每边约18mm宽的遮盖范围（黑边）。如果屏幕外框遮盖范围与18mm的宽度不吻合，图像范围就达不到标准的100。李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•基础之二：光学屏幕的技术参数•峰值增益：描述屏幕入射光的能力系数，在入射光角度一定、入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向面上的亮度与理想状态下的亮度之比，也称为该方向面上的亮度系数：把其中昀大值称为屏幕的增益。通常把无光泽白墙的增益定义为1，如果屏幕增益小于1，将削弱入射光；如果屏幕增益大于1，将反射或折射更多的入射光。•½增益角：屏幕在所有方向面上具有不同的光反射或光穿透能力，水平或垂直方向离屏幕中心角度越大，画面视觉照度越低：当亮度增益下降到50%时的观看角度，定义为1/2增益角。•½增益角容易与视像角度混为一谈：如右图是DNPNWAHC系列背投幕的水平1/2增益图，屏幕峰值增益3.5，当水平视角偏离到与屏幕中心夹角32°的范围外，屏幕增益下降到1.75，所以DNPNWAHC系列背投幕的水平1/2增益角是32°。Gain3.5Gain1.751/2增益角Gain1.75DNPNWAHC背投幕3232李世贤_2007年@wincomn.com.cnWincomnWincomn赢康科技•基础之二：光学屏幕的技术参数•对比度：在屏幕的1/2增益角内观看图像，视觉亮度肯定令人满意；在1/2增益角外观看图像，亮度比增益角内虽然有比较明显的下降。•如果严格按照DIN标准进行设计，通常30˚以上的1/2增益角几乎可以覆盖大部分观看视区。屏幕的增益、对比度和视角互相牵制：增益越大，对比度越低，视角越小（高增益