LED 大屏幕在電視臺演播廳的應(yīng)用

郭立偉

（常德市廣播電視臺，湖南 常德 415000）

0 引言

LED 大屏幕的應(yīng)用優(yōu)勢在于豐富的色彩、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行靈活的調(diào)整。近些年，新媒體行業(yè)進入快速發(fā)展期，對節(jié)目中舞臺效果的要求越來越高。在這樣的背景下，LED 大屏幕的應(yīng)用場景不斷增多，許多電視演播廳、體育實況轉(zhuǎn)播、新聞發(fā)布等場景都完成了LED 大屏幕的更新?lián)Q代，因此我國對于LED 大屏幕的需求量一直保持上漲趨勢。

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，氮化鎵顯示藍光。LED顯示屏由許多個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行封裝，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)顯示功能。LED顯示屏以像素作為最小單元，無數(shù)個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，與機箱、風扇、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)個發(fā)光二極管來實現(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。電視臺演播廳使用的大屏幕需要由多個模塊拼接組成，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 顯示屏由多個顯示單元拼接而成，使用不同的控制技術(shù)實現(xiàn)多種LED 顯示屏的需求，應(yīng)用在各種不同的場景中。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、機箱、風扇、監(jiān)視器及計算機組成。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掃描板共同組成，都安裝在機箱內(nèi)部，實現(xiàn)每個箱體結(jié)構(gòu)單元的單獨控制，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、灰度等級差、色彩不均勻的問題。電視臺在選擇LED 大屏幕時應(yīng)進行詳細的考查與論證，綜合各方面的因素確定大屏幕的各項參數(shù)[2]。這些影響因素有大屏幕使用過程中的用電安全、維護管理的難度以及信號的穩(wěn)定性等，還要考慮到電視臺演播廳對大屏幕尺寸、清晰度等方面的要求。

2 LED 大屏幕在電視臺演播廳的應(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，在演播過程中既可以呈現(xiàn)圖像，也可以呈現(xiàn)視頻，還能實現(xiàn)智慧分屏，同時具有較強的虛擬性與靈活性。目前很多大型高清演播室都采用LED 大屏幕作為背景，實時展現(xiàn)節(jié)目的各種場景。我國首次將LED 大屏幕用于電視臺演播廳是2002 年的春節(jié)聯(lián)歡晚會，當時采用的是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)歡晚會和各種大型演播活動都開始使用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)報告顯示，我國已成為LED 顯示屏市場發(fā)展較快、消費潛力較大的國家之一，所占市場份額達到全球的50%。隨著人們生活水平的提升以及娛樂市場的發(fā)展，大尺寸、超高清顯示屏成為發(fā)展趨勢，在我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)8K 關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)取得了實質(zhì)性突破。2021 年12 月31 日，北京廣播電視臺冬奧紀實8K 超高清試驗頻道正式開播，標志著我國正式開啟了8K 超高清視頻時代。

3 電視臺演播廳中LED 大屏幕的主要應(yīng)用場景

電視臺的節(jié)目類型較多，如競賽類節(jié)目、綜藝類節(jié)目、晚會類節(jié)目以及新聞類節(jié)目等等。每種類型的節(jié)目對于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。比如中央電視臺的《中國詩詞大會》，除了展示題目外，節(jié)目還穿插了大量的古詩詞知識，對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》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)換器來實現(xiàn)，將兩個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)，當節(jié)目進行到需要切換相應(yīng)畫面的階段時，工作人員執(zhí)行切換操作。這種競賽類型的節(jié)目，舞臺上和觀眾席分別有一個LED大屏幕，兩個屏幕顯示的內(nèi)容是相同的，通常情況下信號都是通過HDMI 接口進行傳輸。如果信號不進行轉(zhuǎn)換就接入顯示系統(tǒng)是不能被有效識別的，需要利用轉(zhuǎn)換器將需要傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為可用信號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，信號來自于不同的信號源。舞臺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，無需工作人員對播放內(nèi)容進行切換[5]。由此可以看出，舞臺上的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充、輔助的任用，根據(jù)節(jié)目錄制的流程與內(nèi)容適時地播放相應(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》是中央電視臺推出的一檔中國青年電視公開課節(jié)目，每期都會邀請一位嘉賓進行演講，采用圖文直播和“全民小紙條”的形式進行互動。具有代表性的演講類節(jié)目還有《超級演說家》《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)備進行投影，往往會將操作臺設(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的旁邊。在演講過程中需要播放或切換畫面時，由演講者自己或者工作人員進行操作。為了使電腦等外接設(shè)備更好地與顯示系統(tǒng)連接，一般會使用較長的DVI 線，而舞臺下的電腦則一般會使用VGA或HDMI 線纜連接。為了保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定，先將電腦信號利用Image Pro 軟件進行處理增強，再通過loop 環(huán)出接口連接到LED 大屏幕的控制臺，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傳輸過程發(fā)生意外情況，當出現(xiàn)錯誤時可以快速定位進行解決[6]。開場VCR 與結(jié)尾VCR 的播放需要利用單獨的電腦來完成，將播放信號傳輸?shù)搅硪慌_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。此時舞臺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源，但是兩者的連接方式并不相同。

3.4 LED 大屏幕在新聞類節(jié)目中的應(yīng)用

新聞類節(jié)目的代表當屬中央電視臺的《朝聞天下》。該節(jié)目呈現(xiàn)了多種元素，LED 大屏幕隨時展示著新聞的播報畫面、現(xiàn)場動態(tài)連線等，讓觀眾能夠直擊現(xiàn)場。在這類節(jié)目中，大屏幕的主要作用可分為兩個方向：一是以LED 大屏幕作為畫面背景，此時只需要選取簡單的視頻或者圖片投放到大屏幕上即可；二是實時顯示新聞節(jié)目的播出內(nèi)容，比如《朝聞天下》的節(jié)目形式，通過導播切換臺輔助信號接入到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 各部件會加速老化，大大縮短屏幕的使用壽命。對此，應(yīng)對LED 大屏幕進行有效的通風降溫來解決發(fā)熱問題。針對LED 模組的散熱設(shè)計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LED 大屏幕，應(yīng)在完成線路安裝后對接收卡連線進行合理的配置。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接收卡的配置工作。在軟件中對LED 大屏幕的各項性能參數(shù)進行設(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，亮度過低會影響畫面的呈現(xiàn)質(zhì)量，如果亮度過高則會導致能耗增加。因此，應(yīng)結(jié)合電視臺演播廳的實際情況合理設(shè)置LED 大屏幕的亮度。當大屏幕出現(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)了錯誤，或者功能卡的設(shè)置存在問題。如果是前者，恢復發(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 模組點距問題

通常，電視臺演播廳內(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、攝像機所處的距離比較遠，不會出現(xiàn)摩爾紋的問題，因此對模組點距的要求不是太高，選擇模組點距較大的顯示屏可以大大降低成本的投入。但是針對需要呈現(xiàn)清晰畫面的、攝像機能夠較清晰拍攝到的顯示屏，應(yīng)提高要求，選擇模組點距較小的顯示屏，以保證畫面質(zhì)量。因此，在演播廳設(shè)計階段，可以通過數(shù)字模型對整個節(jié)目制作流程、分鏡頭的拍攝距離、角度等進行模擬，然后進行現(xiàn)場測試，合理設(shè)置演播廳內(nèi)攝像機的位置，調(diào)整攝像機的角度，防止出現(xiàn)摩爾紋。

例如，在某電視臺400 m2的演播廳內(nèi)，最大的LED 屏幕面積是22 m2，同時演播廳又配置了兩塊3 m2的開合屏幕墻，總面積達到了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，可以將整個大屏幕完全拍攝進鏡頭，且主持人站位合理、轉(zhuǎn)場方便。之后確定LED 大屏幕的點距，適合選擇點間距為1.74～2.03 mm 的屏幕，最后綜合圖像、文字的清晰度選擇了點間距為1.9 mm 的大屏幕。背景墻則選用了點間距為4 mm 的顯示屏，文字信息條屏則選用了點間距為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)計結(jié)合，可以呈現(xiàn)非常完美的視覺效果，能夠滿足電視臺演播廳對舞臺設(shè)計及展示的需求。本文重點分析了LED 大屏幕在競賽類節(jié)目、綜藝類節(jié)目、演講類節(jié)目以及新聞類節(jié)目中的應(yīng)用，對大屏幕的發(fā)熱問題、屏幕接收卡連接問題、屏幕亮度問題、模組點距問題提出了解決方法。在選擇大屏幕尺寸的時候，使用主體應(yīng)綜合考慮演播廳的實際需求、拍攝效果以及運營成本等多方面因素，科學地確定設(shè)備選型方案，充分發(fā)揮LED 大屏幕的優(yōu)勢與作用，提升電視節(jié)目的視覺效果。