郭立偉

（常德市廣播電視臺(tái)，湖南 常德 415000）

0 引言

LED 大屏幕的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于豐富的色彩、超高的亮度，可以做到無縫拼接，畫面清晰細(xì)膩，而且更加節(jié)能環(huán)保，在演播廳中可以按照節(jié)目類型與演播的需求進(jìn)行靈活的調(diào)整。近些年，新媒體行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，對(duì)節(jié)目中舞臺(tái)效果的要求越來越高。在這樣的背景下，LED 大屏幕的應(yīng)用場(chǎng)景不斷增多，許多電視演播廳、體育實(shí)況轉(zhuǎn)播、新聞發(fā)布等場(chǎng)景都完成了LED 大屏幕的更新?lián)Q代，因此我國對(duì)于LED 大屏幕的需求量一直保持上漲趨勢(shì)。

1 LED 顯示屏介紹

1.1 工作原理

LED 是發(fā)光二極管的簡稱，其發(fā)光的顏色由材質(zhì)所含的元素決定，砷化鎵可以顯示紅光，磷化鎵顯示綠光，碳化硅顯示黃光，氮化鎵顯示藍(lán)光。LED顯示屏由許多個(gè)不同顏色的像素組成，將呈現(xiàn)各種顏色的芯片按照一定的方式進(jìn)行封裝，通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顯示功能。LED顯示屏以像素作為最小單元，無數(shù)個(gè)像素單元以矩陣的形式構(gòu)成顯示模塊，然后通過不同的安裝結(jié)構(gòu)配合相應(yīng)的電路形成顯示模組，與機(jī)箱、風(fēng)扇、電源等構(gòu)件或模塊組裝在一起構(gòu)成LED 顯示屏。LED 大屏幕的發(fā)光是通過無數(shù)個(gè)發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)的，不同的材質(zhì)所產(chǎn)生的顏色不同，并且模塊化特征明顯。電視臺(tái)演播廳使用的大屏幕需要由多個(gè)模塊拼接組成，而接縫越小，大屏幕所顯示的效果也就越好[1]。

1.2 主要組成

LED 顯示屏由多個(gè)顯示單元拼接而成，使用不同的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種LED 顯示屏的需求，應(yīng)用在各種不同的場(chǎng)景中。LED 顯示屏整體上可以分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要由電源、機(jī)箱、風(fēng)扇、監(jiān)視器及計(jì)算機(jī)組成。LED 大屏幕一般都采用陣列式的控制系統(tǒng)，由一塊主控板、多塊副控板以及多個(gè)掃描板共同組成，都安裝在機(jī)箱內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)每個(gè)箱體結(jié)構(gòu)單元的單獨(dú)控制，大大提高了LED顯示屏的可靠性與顯示效果，并且完美解決了視頻播放過程中換幀頻率不高、灰度等級(jí)差、色彩不均勻的問題。電視臺(tái)在選擇LED 大屏幕時(shí)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的考查與論證，綜合各方面的因素確定大屏幕的各項(xiàng)參數(shù)[2]。這些影響因素有大屏幕使用過程中的用電安全、維護(hù)管理的難度以及信號(hào)的穩(wěn)定性等，還要考慮到電視臺(tái)演播廳對(duì)大屏幕尺寸、清晰度等方面的要求。

2 LED 大屏幕在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用現(xiàn)狀

LED 大屏幕具有傳統(tǒng)顯示屏無可比擬的優(yōu)勢(shì)，在演播過程中既可以呈現(xiàn)圖像，也可以呈現(xiàn)視頻，還能實(shí)現(xiàn)智慧分屏，同時(shí)具有較強(qiáng)的虛擬性與靈活性。目前很多大型高清演播室都采用LED 大屏幕作為背景，實(shí)時(shí)展現(xiàn)節(jié)目的各種場(chǎng)景。我國首次將LED 大屏幕用于電視臺(tái)演播廳是2002 年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)，當(dāng)時(shí)采用的是15 m2的P10 單燈全彩LED大屏幕，從此以后我國每年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)和各種大型演播活動(dòng)都開始使用LED 大屏幕。隨著LED大屏幕的廣泛應(yīng)用，屏幕的面積越來越大，屏幕類型越來越多，功能也越來越全面[3]。LED 大屏幕在電視臺(tái)演播廳中的具體應(yīng)用如圖1 所示。

圖1 LED 大屏幕在電視臺(tái)演播廳中的具體應(yīng)用

新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的行業(yè)報(bào)告顯示，我國已成為LED 顯示屏市場(chǎng)發(fā)展較快、消費(fèi)潛力較大的國家之一，所占市場(chǎng)份額達(dá)到全球的50%。隨著人們生活水平的提升以及娛樂市場(chǎng)的發(fā)展，大尺寸、超高清顯示屏成為發(fā)展趨勢(shì)，在我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)8K 關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性突破。2021 年12 月31 日，北京廣播電視臺(tái)冬奧紀(jì)實(shí)8K 超高清試驗(yàn)頻道正式開播，標(biāo)志著我國正式開啟了8K 超高清視頻時(shí)代。

3 電視臺(tái)演播廳中LED 大屏幕的主要應(yīng)用場(chǎng)景

電視臺(tái)的節(jié)目類型較多，如競賽類節(jié)目、綜藝類節(jié)目、晚會(huì)類節(jié)目以及新聞?lì)惞?jié)目等等。每種類型的節(jié)目對(duì)于LED 大屏幕的應(yīng)用策略各不相同，因此LED 大屏幕的應(yīng)用場(chǎng)景有很多。

3.1 LED 大屏幕在競賽類節(jié)目中的應(yīng)用

競賽類節(jié)目的主要特點(diǎn)是需要通過大屏幕向參賽選手展示題目與答案。比如中央電視臺(tái)的《中國詩詞大會(huì)》，除了展示題目外，節(jié)目還穿插了大量的古詩詞知識(shí)，對(duì)大屏幕的要求是必需具備靈活切換的功能。還有《經(jīng)典詠流傳》《中國漢字大會(huì)》等也是此類型的節(jié)目。大屏幕中不同畫面的切換在技術(shù)上利用轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)，將兩個(gè)需要切換的不同畫面使用轉(zhuǎn)換器都接入到LED 顯示系統(tǒng)，當(dāng)節(jié)目進(jìn)行到需要切換相應(yīng)畫面的階段時(shí)，工作人員執(zhí)行切換操作。這種競賽類型的節(jié)目，舞臺(tái)上和觀眾席分別有一個(gè)LED大屏幕，兩個(gè)屏幕顯示的內(nèi)容是相同的，通常情況下信號(hào)都是通過HDMI 接口進(jìn)行傳輸。如果信號(hào)不進(jìn)行轉(zhuǎn)換就接入顯示系統(tǒng)是不能被有效識(shí)別的，需要利用轉(zhuǎn)換器將需要傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換為可用信號(hào)后才能接入顯示系統(tǒng)[4]。

3.2 LED 大屏幕在綜藝類節(jié)目中的應(yīng)用

目前國內(nèi)比較優(yōu)質(zhì)的綜藝類節(jié)目非常多，比如中央電視臺(tái)推出的文化情感類節(jié)目《朗讀者》，還有公益尋人節(jié)目《等著我》。節(jié)目通過舞臺(tái)上的大屏幕分享嘉賓的人生故事、情感故事。在這類節(jié)目中，舞臺(tái)和觀眾席也都設(shè)置了LED 顯示器，但是兩者展示的內(nèi)容并不相同，信號(hào)來自于不同的信號(hào)源。舞臺(tái)上的大屏幕主要用來展示節(jié)目的背景等，觀眾席的LED 屏幕主要是為節(jié)目組提供各種信息，無需工作人員對(duì)播放內(nèi)容進(jìn)行切換[5]。由此可以看出，舞臺(tái)上的LDE 大屏幕的主要作用是烘托節(jié)目氣氛，在節(jié)目錄制過程中起到補(bǔ)充、輔助的任用，根據(jù)節(jié)目錄制的流程與內(nèi)容適時(shí)地播放相應(yīng)的畫面。而設(shè)置在觀眾席上的顯示屏其主要作用是為現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目錄制人員更好地完成節(jié)目錄制提供幫助。

3.3 LED 大屏幕在演講類節(jié)目中的應(yīng)用

《開講啦》是中央電視臺(tái)推出的一檔中國青年電視公開課節(jié)目，每期都會(huì)邀請(qǐng)一位嘉賓進(jìn)行演講，采用圖文直播和“全民小紙條”的形式進(jìn)行互動(dòng)。具有代表性的演講類節(jié)目還有《超級(jí)演說家》《一席》等。在這一類節(jié)目中，有些參加演講的嘉賓需要通過外接的電腦等設(shè)備進(jìn)行投影，往往會(huì)將操作臺(tái)設(shè)置在距離LED 大屏幕較近的區(qū)域，或者直接安置在演講臺(tái)的旁邊。在演講過程中需要播放或切換畫面時(shí)，由演講者自己或者工作人員進(jìn)行操作。為了使電腦等外接設(shè)備更好地與顯示系統(tǒng)連接，一般會(huì)使用較長的DVI 線，而舞臺(tái)下的電腦則一般會(huì)使用VGA或HDMI 線纜連接。為了保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定，先將電腦信號(hào)利用Image Pro 軟件進(jìn)行處理增強(qiáng)，再通過loop 環(huán)出接口連接到LED 大屏幕的控制臺(tái)，利用Image Pro 的SDI 輸出接口外接監(jiān)視器。這樣做的目的是防止信號(hào)傳輸過程發(fā)生意外情況，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以快速定位進(jìn)行解決[6]。開場(chǎng)VCR 與結(jié)尾VCR 的播放需要利用單獨(dú)的電腦來完成，將播放信號(hào)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)裝有Image Pro 軟件的電腦上，經(jīng)過處理后通過loop 環(huán)出接口連接到LED 大屏幕的控制臺(tái)。此時(shí)舞臺(tái)上的大屏幕與觀眾席上的顯示屏接收的內(nèi)容來自于相同的信號(hào)源，但是兩者的連接方式并不相同。

3.4 LED 大屏幕在新聞?lì)惞?jié)目中的應(yīng)用

新聞?lì)惞?jié)目的代表當(dāng)屬中央電視臺(tái)的《朝聞天下》。該節(jié)目呈現(xiàn)了多種元素，LED 大屏幕隨時(shí)展示著新聞的播報(bào)畫面、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)連線等，讓觀眾能夠直擊現(xiàn)場(chǎng)。在這類節(jié)目中，大屏幕的主要作用可分為兩個(gè)方向：一是以LED 大屏幕作為畫面背景，此時(shí)只需要選取簡單的視頻或者圖片投放到大屏幕上即可；二是實(shí)時(shí)顯示新聞節(jié)目的播出內(nèi)容，比如《朝聞天下》的節(jié)目形式，通過導(dǎo)播切換臺(tái)輔助信號(hào)接入到LED 大屏幕系統(tǒng)中，或者利用電腦的DVI接口接入到系統(tǒng)中。

4 大屏幕應(yīng)用過程中的常見問題及解決方法

4.1 大屏幕的發(fā)熱問題

LED 大屏幕發(fā)熱現(xiàn)象比較常見，主要是因散熱不好造成。如果長期處于高溫工作狀態(tài)，LED 各部件會(huì)加速老化，大大縮短屏幕的使用壽命。對(duì)此，應(yīng)對(duì)LED 大屏幕進(jìn)行有效的通風(fēng)降溫來解決發(fā)熱問題。針對(duì)LED 模組的散熱設(shè)計(jì)大都采用前部散熱方式，為了提高散熱效果，應(yīng)盡量將用于散熱的空調(diào)出風(fēng)口設(shè)置在LED 模組的前面板上方。此外，應(yīng)根據(jù)LED 大屏幕的尺寸選擇適合的空調(diào)用于散熱降溫[8]。

4.2 屏幕接收卡連接問題

針對(duì)LED 大屏幕，應(yīng)在完成線路安裝后對(duì)接收卡連線進(jìn)行合理的配置。做好屏幕線路連接后，用電腦連接發(fā)送卡，打開屏幕控制終端完成對(duì)接收卡的配置工作。在軟件中對(duì)LED 大屏幕的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后保存，然后發(fā)送到接收卡，完成接收卡的制作，之后LED 大屏幕就可以正常顯示。如果后期出現(xiàn)接收卡損壞或者丟失的情況，可以直接找到原來保存的參數(shù)文件，再發(fā)送到接收卡可重新制作更換。

4.3 屏幕亮度問題

LED 大屏幕應(yīng)合理設(shè)置屏幕亮度，亮度過低會(huì)影響畫面的呈現(xiàn)質(zhì)量，如果亮度過高則會(huì)導(dǎo)致能耗增加。因此，應(yīng)結(jié)合電視臺(tái)演播廳的實(shí)際情況合理設(shè)置LED 大屏幕的亮度。當(dāng)大屏幕出現(xiàn)亮度過低、圖像模糊的情況，有可能是發(fā)送卡的程序出現(xiàn)了錯(cuò)誤，或者功能卡的設(shè)置存在問題。如果是前者，恢復(fù)發(fā)送卡上的數(shù)據(jù)并保存即可；如果是后者，則需要將屏幕最小亮度值調(diào)整到80 以上[9]。

4.4 模組點(diǎn)距問題

通常，電視臺(tái)演播廳內(nèi)的LED 顯示屏按照功能設(shè)定可以分為背景屏和內(nèi)容屏兩類，每個(gè)大屏幕都是由多塊屏幕組成。按照演播廳內(nèi)顯示屏的功能定位，背景屏一般與節(jié)目主持人、攝像機(jī)所處的距離比較遠(yuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)摩爾紋的問題，因此對(duì)模組點(diǎn)距的要求不是太高，選擇模組點(diǎn)距較大的顯示屏可以大大降低成本的投入。但是針對(duì)需要呈現(xiàn)清晰畫面的、攝像機(jī)能夠較清晰拍攝到的顯示屏，應(yīng)提高要求，選擇模組點(diǎn)距較小的顯示屏，以保證畫面質(zhì)量。因此，在演播廳設(shè)計(jì)階段，可以通過數(shù)字模型對(duì)整個(gè)節(jié)目制作流程、分鏡頭的拍攝距離、角度等進(jìn)行模擬，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，合理設(shè)置演播廳內(nèi)攝像機(jī)的位置，調(diào)整攝像機(jī)的角度，防止出現(xiàn)摩爾紋。

例如，在某電視臺(tái)400 m2的演播廳內(nèi)，最大的LED 屏幕面積是22 m2，同時(shí)演播廳又配置了兩塊3 m2的開合屏幕墻，總面積達(dá)到了28 m2。經(jīng)過模擬，確定最佳的拍攝位置為LED 大屏幕正前方的6～7 m，可以將整個(gè)大屏幕完全拍攝進(jìn)鏡頭，且主持人站位合理、轉(zhuǎn)場(chǎng)方便。之后確定LED 大屏幕的點(diǎn)距，適合選擇點(diǎn)間距為1.74～2.03 mm 的屏幕，最后綜合圖像、文字的清晰度選擇了點(diǎn)間距為1.9 mm 的大屏幕。背景墻則選用了點(diǎn)間距為4 mm 的顯示屏，文字信息條屏則選用了點(diǎn)間距為1.2 mm 的顯示屏，既避免了拍攝中的摩爾紋問題，又降低了成本[10]。

5 結(jié)語

近些年，LED 大屏幕在電視臺(tái)演播廳中的應(yīng)用越來越普遍，形式多種多樣。LED 大屏幕與舞美設(shè)計(jì)結(jié)合，可以呈現(xiàn)非常完美的視覺效果，能夠滿足電視臺(tái)演播廳對(duì)舞臺(tái)設(shè)計(jì)及展示的需求。本文重點(diǎn)分析了LED 大屏幕在競賽類節(jié)目、綜藝類節(jié)目、演講類節(jié)目以及新聞?lì)惞?jié)目中的應(yīng)用，對(duì)大屏幕的發(fā)熱問題、屏幕接收卡連接問題、屏幕亮度問題、模組點(diǎn)距問題提出了解決方法。在選擇大屏幕尺寸的時(shí)候，使用主體應(yīng)綜合考慮演播廳的實(shí)際需求、拍攝效果以及運(yùn)營成本等多方面因素，科學(xué)地確定設(shè)備選型方案，充分發(fā)揮LED 大屏幕的優(yōu)勢(shì)與作用，提升電視節(jié)目的視覺效果。