Background Pic

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ СВЕТОДИОДНЫХ ЭКРАНОВ

ГлавнаяСтатьиИнтересные материалы о новых рекламных технологиях и носителяхОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ СВЕТОДИОДНЫХ ЭКРАНОВ

Основные преимущества светодиодов:

  1. В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, теоретически это можно сделать почти без потерь, с максимальным КПД.
  2. 2. Излучение происходит в узкой части спектра, что позволяет формировать необходимые “чистые” цвета, при этом УФ- и ИК-излучения отсутствуют.
  3. 3. Светодиод механически прочен, влаго- и пыленепроницаем, не имеет спиралей, электродов и других изнашиваемых деталей, исключительно
  4. надежен, срок его службы может достигать 100 000 ч, что почти в 100 раз больше, чем у лампы накаливания, и практически в 10 раз больше, чем у газоразрядных ламп.
  5. 4. Угол обзора светодиода может варьироваться в широких пределах (от 4 до 160º).
  6. 5. Современные светодиоды имеют достаточно малые размеры, что позволяет создавать экраны с шагом пикселя (цветной точки) от 3 мм.
  7. 6. Светодиод не требует для своей работы дополнительных пусковых устройств.
  8. 7. Светодиоды обладают высоким быстродействием. Излучение нарастает за доли микросекунды после подачи импульса прямого тока, что делает их незаменимыми в системах отображения информации.
  9. SMD-светодиоды:

Аббревиатура SMD означает поверхностный монтаж деталей (surface montage details). Данная технология (“3-in-1”, “3-в-1”) позволяет изготовить в одном корпусе три светодиода (красный, синий, зеленый) и увеличить световой поток светодиода за счет приближения чипа к теплопроводящей поверхности.

Использование SMD-светодиодов позволяет создавать видеоэкраны с высоким разрешением и яркостью, что обеспечивает комфортное восприятие отображаемой информации уже с расстояния 2—5 м.

Светодиодные экраны

Основные понятия

Основным элементом светодиодного экрана является пиксель (pixel – элементарная точка, или структурная единица изображения).

Физический пиксель составляется из светодиодов основных цветов (красный, зеленый и синий). Пиксель может быть цветным или монохромным, иметь различные размеры. При этом независимо от того, сколько диодов используется в пикселе – один или несколько, пиксель несет в себе информацию об одной элементарной точке изображения. Пиксели размещены в узлах прямоугольной сетки экрана, поэтому можно говорить о размере пикселя и о шаге пикселей в поле экрана. В зависимости от решаемых задач и конструктивных особенностей экрана соотношение размера пикселя к шагу может составлять 0.5—0,9:1.

 

 

Физический пиксель, например, 1R-2G-1B (1 красный — 2 зеленых — 1 синий)

Виртуальный пиксель (дополнительный пиксель) формируется программно-аппаратным способом из набора светодиодов, принадлежащих соседним “физическим” пикселям. Использование “виртуального” пикселя позволяет увеличить разрешающую способность экрана в динамическом режиме (при демонстрации движущихся изображений) и, как правило, улучшить качество изображения.

 

 

Физический пиксель 1R-2G-1B Вирт. пиксель (обозн. белой пункт. линией) 1 красный — 2 зеленых — 1синий

 

“Виртуальный” и “физический” пиксели демонстрируются в разных кадрах – за счет инерционности зрительной системы человека возникает ощущение удвоения разрешающей способности экрана.

Следует отметить, что технология “виртуального пикселя” в классическом виде применима лишь в матричных светодиодных экранах с пикселями, составленными из 4 светодиодов, со светодиодами, расположенными на равных расстояниях друг от друга, и не применима в экранах, имеющих структуру пикселя из 3 светодиодов или из SMD-светодиода “3-в-1”.

Пример использования технологии виртуального пикселя:

 

 

Реальные (физические) пиксели Виртуальные пиксели

Несмотря не некоторые преимущества, технология “виртуального пикселя” позволяет улучшить качество выводимой на экран информации лишь в некоторых случаях (сюжетные картинки с плавными переходами яркости или видеоинформация). В большинстве случаев, особенно это касается изображений с резкими цветовыми переходами, на экране могут возникать цветовые артефакты, более того, часть информации может вообще теряться.

В настоящее время разработки многих ведущих компаний, например, Дактроникс, Оптотех, BARCO, Лайтхауз и др., пропагандировавших в свое время технологию “виртуального пикселя”, направлены на создание новых моделей экранов с меньшим шагом пикселя и с лучшим разрешением именно в реальных пикселях.

Шаг пикселя (pitch) – расстояние между отдельными светящимися точками одного цвета в соседних пикселях. Выбор шага пикселя производится в зависимости от расстояния наблюдения. Другими словами, шаг пикселя определяет, с какого минимального расстояния зритель может комфортно воспринимать изображение на экране, не замечая пиксельной структуры экрана. Человек со стопроцентным зрением не различает две точки на экране, если расстояние между ними составляет меньше одной угловой минуты (1/60 градуса). Так, для шага пикселя 10 мм это расстояние составляет примерно 20 м; для пикселя 30 мм – около 50 м. При больших расстояниях наблюдения шаг пикселя может быть увеличен. 

 Кроме того, существует понятие “расстояния комфортного наблюдения”. Как правило, оно выбирается в пределах 3—8 размеров диагоналей экрана и более. Тем не менее, даже при вдвое меньшем расстоянии наблюдения человек может смотреть на экран в течение длительного времи, не испытывая состояния дискомфорта (например, на рассеивающий экран в кинотеатре).

Шаг пикселя непосредственно задает разрешение светодиодного экрана, а следовательно, и качество отображаемой информации.Разрешение, или разрешающая способность (resolution) – это способность светодиодного экрана воспроизводить мелкие детали изображаемой информации (видео или графики). Данная характеристика является одной из наиболее важных для светодиодных экранов. Разрешающая способность выражается в количестве адресуемых точек или пикселей на экране по двум координатам: X и Y.

Существует стандартный ряд разрешений, соответствующих формату изображения 4:3: 160 x 120, 256 х 192, 320 x 240, 640 x 480, 800 х 600 и т.д. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем более детальным будет выводимое на него изображение.

На практике для демонстрации рекламных видеороликов разрешение должно быть не менее 256 х 192.

Светодиодные модули – структурные единицы, из которых собирается экран. Светодиодный модуль, как правило, комплектуется собственными элементом управления и блоком питания. Модули могут иметь различные линейные размеры, размеры физических пикселей, их состав и т.д. Выпускаются как в outdoor исполнении (для наружного применения), так и в indoor исполнении (для установки внутри помещений).

Принцип построения экрана

Основные светотехнические параметры светодиодных экранов

1. Линейный размер (ширина х высота)

2. Яркость (Кд/кв. м) – величина, характеризующая световое излучение участка поверхности источника света в заданном направлении. Яркость измеряется в канделах на кв. м. Для экранов характеристика яркости дается для белого цвета. Для помещений считается достаточной яркость экрана 1000 Кд/кв. м. Для применения на улице (в солнечный день) необходима яркость не менее 5000 Кд/кв. м.

3. Контрастность – отношение максимальной яркости свечения экрана при отображении информации к яркости того же участка экрана без отображаемой информации.

Обычно, если не отмечено иное, контрастность указывается для условий работы в абсолютно темном помещении. Типовые значения контрастности для светодиодных экранов составляют от 500:1 до 1000:1. Однако в условиях внешней засветки контрастность существенно снижается и определяется коэффициентом отражения лицевой поверхности экрана. С целью повышения контрастности изображения на передней плоскости присутствует солнцезащитная решетка.

4. Разрешение

5. Шаг пикселя, размер пикселя

6. Состав пикселя (число светодиодов, из которых состоит пиксель)

7. Количество световых оттенков (градаций яркости), воспроизводимое экраном, – определяет качество цветовой палитры экрана. Полноцветное изображение (TRUE COLOR) достигается при наличии 256 оттенков каждого основного цвета системы RGB (красного, зеленого и синего), что соответствует 16,78 млн. оттенков для 3-цветного пикселя.

В простейшем случае пиксель экрана составляется из трех светодиодов с различным цветом свечения (обычно красный, зеленый, синий). Для больших пикселей используются от 4 светодиодов (два красных, зеленый и синий) и более. Количество и тип отдельных светодиодов обычно выбирают с учетом максимального приближения к балансу белого цвета.

8. Угол обзора – обычно определяется углом обзора (диаграммой направленности) отдельного светодиода и зависит от типа светодиода. В том случае, когда на лицевой поверхности экрана используются солнцезащитные козырьки, угол обзора по вертикали уменьшается.

9. Частота регенерации изображения (смены кадров) – должна обеспечивать максимально возможное в данных условиях время работы с экраном без ощущения дискомфорта. В настоящее время это значение составляет не менее 100 Гц.

К перечисленным светотехническим параметрам светодиодных экранов следует добавить так называемую неравномерность яркости изображения, которая имеет место при использовании данной технологии отображения информации и связана в первую очередь с качеством изготовления светодиодных модулей. Если для проекционных систем неравномерность яркости выражается, в основном, в спаде яркости на краях системы, то для светодиодных экранов на первое место выступает пиксельная неравномерность яркости. Это связано с тем, что информационное поле экрана состоит из отдельных светодиодов, в которых всегда существуют технологические разбросы по силе света.

 Изготовители светодиодов разделяют диоды на ранги, в пределах каждого из которых сила света диодов отличается не более чем на 15–30%. Вторым источником неравномерности яркости может стать неодинаковая ориентация светодиодов в поле экрана, приводящая к смещению диаграммы направленности.

Эксплуатационные параметры экранов

Потребляемая мощность. Потребление экрана прямо пропорционально количеству светодиодов, т.е. чем меньше пиксель, тем больше светодиодов используется в экране и тем больше его потребление. Суммарная потребляемая мощность определяется площадью экрана и яркостью свечения.

Надежность экрана определяется надежностью светодиодов и схемы управления. Ведущие производители заявляют срок службы светодиодов при эксплуатации в номинальном режиме – до 100 000 ч.

Ориентировочные цены на готовые светодиодные экраны в России: 

- около 110—150 тыс. долл. для экранов размером 3 х 4 м (шаг 25 мм);

- 300—380 тыс. долл. для экранов размером 6 х 8 м (шаг 25 мм). Большие экраны на основе светодиодных модулей позволяют отображать компьютерную графику и анимацию, транслировать видеоматериалы и ТВ программы, а также передавать любую текстовую информацию. 

 Благодаря возможности объединения экранов в сеть можно непосредственно с центрального компьютера передавать на управляющие компьютеры каждого экрана информацию и расписание показов.

 

 

Блок-схема системы управления светодиодным экраном

 

При работе со светодиодным экраном передача информации и управление светодиодными модулями осуществляются контроллерами, которые подсоединены к управляющему компьютеру.

В компьютере устанавливается плата видеопроцессора (или плата видеозахвата), на вход которой могут подаваться видеосигналы от различных источников – обычный телевизионный сигнал, сигнал от видеомагнитофона, DVD-плеера, видеокамеры, другого компьютера и т.д. Кроме того, на жесткий диск управляющего компьютера могут быть записаны предварительно подготовленные сюжеты, которые можно воспроизводить по заранее составленному расписанию.

С появлением большого количества видеоэкранов в последнее время возникла необходимость объединения отдельно стоящих светодиодных экранов в сеть с единым центром управления. Управление отдельно стоящими видеоэкранами осуществляется с центрального компьютера по каналам связи с компьютерами управления каждого экрана (через модем/радиомодем, по выделенной линии и т.д.).

 

 

График, построенный по данным таблицы 2.

 

Таблица 3. Оптимальное расстояние до экрана в зависимости от его размеров и расположения 

Размеры экрана, м

Максимальная дистанция

наблюдения, м

Оптимальное расстояние наилучшего восприятия, м

3 х 4(на высоте от 3 м)

30—50

10—30

4 х 6(на высоте 4-5 м)

40—60

10—40

5 х 7(на высоте 4-5 м)

40—70

15—50

6 х 8(на высоте 5-7 м)

50—80

20—60

9 х 12(на высоте 6-9 м)

50—150

30—100

12х16(на высоте 6-12 м)

60—200

40—150

 

2.2 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

 

Помимо динамической рекламы, светодиодные экраны с успехом применяются для показа "живого" видеоизображения, что позволяет использовать их для прямой видеотрансляции при проведении массовых мероприятий и праздников в городе.

Благодаря возможности объединения экранов в сеть, центральный компьютер может передавать управляющему компьютеру каждого экрана информацию и расписание показа.

Основные достоинства светодиодных экранов: 

  Динамическая полноцветная видеореклама высокого качества

  Возможность прямой видеотрансляции

  Высокое качество изображения и высокое разрешение (до 1280 х 960 пикселей)

  Модульная конструкция экранов

  Сверхяркие светодиоды

  Высокая яркость и контрастность изображения

  Высокая надежность и долговечность

  Возможность "наращивания" экранов (увеличения размеров)

  Возможность объединения экранов в сеть и управления ими из единого центра

Классификация светодиодных экранов: 

  Наружные - устанавливаемые на открытом воздухе

  Внутренние - устанавливаемые в помещениях

  Станционарные - устанавливаемые на постоянном месте

  Мобильные - устанавливаемые на автошасси или быстросборной металлоконструкции

 Применение светодиодных экранов: 

  Наружная динамическая реклама и видеореклама

  Массовые мероприятия, праздники, концерты и шоу в городе

  Спортивные стадионы и залы

  Концертные залы и площадки

  Съезды, выставки и презентации

  Вокзалы, аэропорты и метро

  Телестудии

  Современные динамические светодиодные вывески и баннеры

 С появлением на рынке SMD светодиодов (3 светодиода в одном корпусе) появились небольшие видеоэкраны с высоким разрешением для применения в помещениях - концертных и спортивных залах, телестудиях, съездах и конференциях, спортивных залах, вокзалах и аэропортах.

Способность светодиодного экрана отображать текстовую и видеоинформацию, возможность построения любых размеров экранов и получение необходимой разрешающей способности, позволят найти применение светодиодному дисплею практически в любой отрасли. В этом и заключается уникальность светодиодного экрана.

 Далее, не следует забывать об особенности модульной технологии построения, которая позволяет создавать светодиодные экраны различных размеров и параметров, с учетом потребностей пользователя. Такие экраны достаточно мобильны, их легко и быстро можно разобрать на модули и перевезти. При этом, на светодиодном экране не будет видно "швов", т.е. изображение будет целостным, даже при сборке экрана огромных размеров, таких, которые используют на различных концертных площадках. Всем известно, что максимальный размер плазменного экрана на сегодняшний день - это 102'', при этом он сопоставим по стоимости со светодиодным экраном того же размера, но, к сожалению, плазменные экраны такого размера до сих пор не введены в широкое производство и не доступны потребителям.

 Кроме вышеперечисленного, на плазменном экране часто появляются "блики", как следствие попадания прямого света, что исключено при попадании света на светодиодный экран. По яркости и контрастности изображения светодиодный экран превосходит плазменный и LCD 'экраны в несколько раз, и изображение на светодиодном экране, даже при ярком солнечном свете, достаточно четкое и легкочитаемое.

 Наличие такого дисплея как внутри, так и снаружи торговых и бизнес центров, в аэропортах, железнодорожных вокзалах и автовокзалах позволяет сделать рекламный носитель нового типа. В настоящее время, при всем многообразии рекламы и различных видов дизайнов в оформлении рекламы на торговых площадях и в гипермаркетах, такие решения уже не отвечают современным требованиям современной рекламы, которая предполагает выполнение трех основных условий подачи визуальной информации - это трехмерность, яркость, и динамичность. Статическая реклама не отвечает данным требованиям, даже при всем многообразии красок и света уже давно не является функциональной, т.к. визуально воспринимается потребителем как часть дизайна. Кроме того, возможность выставлять меняющуюся информацию в режиме реального времени, во многом облегчило бы задачу выполнения маркетинговых мероприятий по привлечению клиентов. Любые "горящие" предложения и скидки, сезонные распродажи, появление новинок в ассортименте, и т. д. при условии помещения такой информации на экране рядом с торговой точкой, привлечет как минимум в несколько раз больше клиентов.

 Посещая места отдыха или развлечений большинство людей обращает внимание не только на красоту и качество отделки, помещения и вежливость персонала, но на аудио-видео оформление данного заведения. Хорошая музыка и правильно подобранный видеоряд создаёт человеку хорошее настроение и желание возвращаться туда снова.

Уже обычным делом стало использование светодиодных табло в оформлении различных концертов и представлений, а так же проведении массовых мероприятий с привлечением большой аудитории зрителей. В данной области другие современные носители информации не обладают необходимой конкурентной способностью, а светодиодный экран является единственно возможным решением, т. к. благодаря модульному построению, есть возможность создавать полноцветные экраны высокого разрешения и практически любых размеров, с максимально возможным углом обзора.

 Кроме того, как альтернативу используемым на сегодняшний день средствам отображения информации, мультимедиа проекторам, плазменным или LCD панелям, светодиодные дисплеи можно использовать для видео конференц-связи, обеспечивающей наиболее информативный диалог между собеседниками. Устраивая видео конференц-связь - вы можете устраивать селекторные совещания, проводить врачебные консилиумы, читать лекции удаленной аудитории. Более того - благодаря современным техническим средствам, вы сможете легко обмениваться с вашими собеседниками любой визуальной информацией - например, графиками, слайдами и видеороликами - в реальном масштабе времени.