LED全彩屏技術(shù)原理

虛擬像素顯示控制技術(shù)：

采用了像素的復(fù)用方式的控制技術(shù)，在顯示圖像時，比相同點(diǎn)數(shù)的實(shí)像素顯示方式的清晰度提高了四倍，性能價(jià)格比極高。虛擬像素屏只需要對應(yīng)的實(shí)像素的1∕4面積，就可顯示相同效果的圖像，是當(dāng)今最新LED技術(shù)和控制理論。

A.LED像素分解原理

LED像素分解（又稱虛擬像素）技術(shù)，就是采用LED復(fù)用技術(shù)，同一個LED發(fā)光管，可用相鄰的LED發(fā)光管進(jìn)行4次組合（下、下、左、右組合，見圖例），這樣采用相同的LED發(fā)光管，就可表示更多的像素。

B、LED像素分解技術(shù)分析

實(shí)像素顯示方式和虛擬像素顯示方式的顯示效果區(qū)別如下：

LED發(fā)光管布置方式不同；實(shí)像素顯示方式中紅、藍(lán)、綠三色發(fā)光管（三基色）相互靠近組成一個實(shí)像素點(diǎn)，由實(shí)像素點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)陣顯示；虛擬像素顯示方式中紅、藍(lán)、綠三色發(fā)光管等距離均勻分布，每個LED發(fā)光管構(gòu)成一個虛擬像素點(diǎn)。

虛擬像素顯示方式中每個LED發(fā)光管（虛擬像素點(diǎn)）都同周圍的LED發(fā)光管組成三基色像素點(diǎn)，在LED發(fā)光管用量相同的情況下，虛擬像素顯示方式比實(shí)像素顯示方式的三基色像素點(diǎn)提高了四倍。由于采用了像素的復(fù)用方式，提高了顯示點(diǎn)的顯示效率，虛擬像素顯示方式在顯示圖像時，比相同點(diǎn)數(shù)的實(shí)像素顯示方式的清晰度提高了四倍

虛擬像素顯示方式在單色顯示文字時，因?yàn)闊o法利用相鄰像素的顯示關(guān)系，因此顯示分辨能力回到其對應(yīng)的實(shí)像素顯示方式。例如：點(diǎn)間距4mm的虛擬像素屏，在顯示文字時就相當(dāng)于點(diǎn)距8mm的實(shí)像素顯示屏。

LED全彩屏采用紅、綠、藍(lán)三色發(fā)光管，每種管各256級灰度構(gòu)成了16,777,216種顏色。全彩屏LED顯示屏系統(tǒng)，采用了當(dāng)今最新LED技術(shù)和控制技術(shù)，使全彩色LED顯示屏價(jià)格更低、性能更穩(wěn)定、功耗更低、單位解析度更高、色彩更逼真豐富、組成系統(tǒng)時電子組件更少、使得故障率降低。

用算法實(shí)現(xiàn)256級灰度，設(shè)計(jì)中使用了顏色變換 “逐點(diǎn)動態(tài)色彩補(bǔ)償技術(shù)”適合使用純綠或黃綠管制作的全彩色LED顯示屏，該技術(shù)使LED顯示畫面的色彩能夠保持原圖像的絢麗。

掃描場頻達(dá)240HZ以上，畫面穩(wěn)定無閃爍，在實(shí)際應(yīng)用中，用攝像機(jī)拍攝顯示屏，攝像機(jī)中觀測到的圖像十分清晰，沒有同步滾動條，若現(xiàn)場有電視傳播，顯示屏不會影響轉(zhuǎn)播畫面的畫質(zhì)。

發(fā)光管組成：虛擬像素2紅 1純綠 1純藍(lán)。實(shí)像素1紅 1純綠 1純藍(lán)。

室內(nèi)LED全彩屏

PH2、PH4、PH5、PH6、PH7.62、PH8、PH10幾種型號（市場主流的一般為PH6和PH7.62）

室內(nèi)LED全彩屏價(jià)格：室內(nèi)全彩屏也分三拼一和三和一兩種款式價(jià)格差距大概每平方米1萬多

室內(nèi)全彩屏的管芯，還分國產(chǎn)一般芯片（4類），國產(chǎn)高級芯片（3類），美國高級芯片（2類），日本高級芯片（1類）。最高級的為日本日亞原裝高級芯片（1類）。每平方米平均比國產(chǎn)貴10倍左右。

室外LED全彩屏

PH10、PH12、PH16、PH20、PH25、PH31.25幾種型號（市場主流的一般為PH12和PH16）

室外LED全彩屏價(jià)格：室外全彩屏的管芯也分國產(chǎn)一般芯片（4類），國產(chǎn)高級芯片（3類），美國高級芯片（2類），日本高級芯片（1類）。最高級的為日本日亞原裝高級芯片（1類）。每平方米平均比國產(chǎn)貴1倍到1.5倍。

色彩

將紅色和綠色LED放在一起作為一個像素制作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏；將紅、綠、藍(lán)三種LED管放在一起作為一個像素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。

像素

制作室內(nèi)LED屏的像素尺寸一般是2-10毫米，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體。室外LED屏的像素尺寸多為12-26毫米，每個像素由若干個各種單色LED組成，常見的成品稱像素筒。雙色像素筒一般由3紅2綠組成，三色像素筒用2紅1綠1藍(lán)組成。無論用LED制作單色、雙色或三色屏，想顯示圖像需要構(gòu)成像素的每個LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高，顯示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。一般256級灰度的圖像，顏色過渡已很柔和，而16級灰度的彩色圖像，顏色過渡界線十分明顯。所以，彩色LED屏當(dāng)前都要求做成256級灰度的。

顯示速度

是指LED顯示屏更新和轉(zhuǎn)換畫面的速度，通常用幀/秒來表示。

VGA輸入接口

VGA 接口采用非對稱分布的15pin 連接方式，其工作原理：是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲的圖像( 幀) 信號在RAMDAC 里經(jīng)過模擬調(diào)制成模擬高頻信號，然后再輸出到等離子成像，這樣VGA信號在輸入端(LED顯示屏內(nèi)) ，就不必像其它視頻信號那樣還要經(jīng)過矩陣解碼電路的換算。從前面的視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過程是最短的，所以VGA 接口擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，如無串?dāng)_無電路合成分離損耗等。

DVI輸入接口

DVI接口主要用于與具有數(shù)字顯示輸出功能的計(jì)算機(jī)顯卡相連接，顯示計(jì)算機(jī)的RGB信號。DVI（Digital Visual Interface）數(shù)字顯示接口，是由1998年9月，在Intel開發(fā)者論壇上成立的數(shù)字顯示工作小組（Digital Display Working Group簡稱DDWG），所制定的數(shù)字顯示接口標(biāo)準(zhǔn)。DVI數(shù)字端子比標(biāo)準(zhǔn)VGA端子信號要好，數(shù)字接口保證了全部內(nèi)容采用數(shù)字格式傳輸，保證了主機(jī)到監(jiān)視器的傳輸過程中數(shù)據(jù)的完整性（無干擾

信號引入），可以得到更清晰的圖像。

視頻色差輸入接口

可以在一些專業(yè)級視頻工作站/編輯卡專業(yè)級視頻設(shè)備或高檔影碟機(jī)等家電上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等標(biāo)記的接口標(biāo)識，雖然其標(biāo)記方法和接頭外形各異但都是指的同一種接口色差端口( 也稱分量視頻接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr兩種標(biāo)識，前者表示逐行掃描色差輸出，后者表示隔行掃描色差輸出。由上述關(guān)系可知，我們只需知道Y Cr Cb的值就能夠得到G 的值( 即第四個等式不是必要的)，所以在視頻輸出和顏色處理過程中就統(tǒng)一忽略綠色差Cg 而只保留Y Cr Cb ，這便是色差輸出的基本定義。作為S-Video的進(jìn)階產(chǎn)品色差輸出將S-Video傳輸?shù)纳刃盘朇分解為色差Cr和Cb，這樣就避免了兩路色差混合解碼并再次分離的過程，也保持了色度通道的最大帶寬，只需要經(jīng)過反矩陣解碼電路就可以還原為RGB三原色信號而成像，這就最大限度地縮短了視頻源到顯示器成像之間的視頻信號通道，避免了因繁瑣的傳輸過程所帶來的圖像失真，所以色差輸出的接口方式是各種視頻輸出接口中最好的一種。

BNC 端口

通常用于工作站和同軸電纜連接的連接器，標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)視頻設(shè)備輸入、輸出端口。BNC電纜有5個連接頭用于接收紅、綠、藍(lán)、水平同步和垂直同步信號。BNC接頭有別于普通15針D－SUB標(biāo)準(zhǔn)接頭的特殊顯示器接口。由R、G、B三原色信號及行同步、場同步五個獨(dú)立信號接頭組成。主要用于連接工作站等對掃描頻率要求很高的系統(tǒng)。BNC接頭可以隔絕視頻輸入信號，使信號相互間干擾減少，且信號頻寬較普通D－SUB大，可達(dá)到最佳信號響應(yīng)效果。RS232C串口:RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（Recommeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有EIARS-232-C、EIARS-422-A、EIARS-423A、EIARS-485.這里只介紹EIARS-232-C（簡稱232，RS232）。計(jì)算機(jī)輸入輸出接口，是最為常見的串行接口，RS-232C規(guī)標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，常用于與25-pin D-sub端口一同使用，其最大傳輸速率為20kbps，線纜最長為15米。RS232C端口被用于將計(jì)算機(jī)信號輸入控制LED顯示屏。

標(biāo)準(zhǔn)視頻輸入（RCA）接口

也稱AV 接口，通常都是成對的白色的音頻接口和黃色的視頻接口，它通常采用RCA(俗稱蓮花頭)進(jìn)行連接，使用時只需要將帶蓮花頭的標(biāo)準(zhǔn)AV 線纜與相應(yīng)接口連接起來即可。AV接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降，但由于AV 接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號，仍然需要顯示設(shè)備對其進(jìn)行亮/ 色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過程必然會造成色彩信號的損失，色度信號和亮度信號也會有很大的機(jī)會相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。AV還具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合這一不可克服的缺點(diǎn)因此無法在一些追求視覺極限的場合中使用。

S視頻輸入

S-Video具體英文全稱叫Separate Video，為了達(dá)到更好的視頻效果，人們開始探求一種更快捷優(yōu)秀清晰度更高的視頻傳輸方式，這就是當(dāng)前如日中天的S-Video(也稱二分量視頻接口)，Separate Video 的意義就是將Video 信號分開傳送，也就是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號C 和亮度信號Y進(jìn)行分離，再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸，它出現(xiàn)并發(fā)展于上世紀(jì)90年代后期通常采用標(biāo)準(zhǔn)的4芯(不含音效) 或者擴(kuò)展的7芯( 含音效)。帶S-Video接口的顯卡和視頻設(shè)備( 譬如模擬視頻采集/ 編輯卡電視機(jī)和準(zhǔn)專業(yè)級監(jiān)視器電視卡/電視盒及視頻投影設(shè)備等) 當(dāng)前已經(jīng)比較普遍，同AV 接口相比由于它不再進(jìn)行Y/C混合傳輸因此也就無需再進(jìn)行亮色分離和解碼工作，而且使用各自獨(dú)立的傳輸通道在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號串?dāng)_而產(chǎn)生的圖像失真，極大地提高了圖像的清晰度，但S-Video 仍要將兩路色差信號(Cr Cb)混合為一路色度信號C，進(jìn)行傳輸然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼為Cb 和Cr 進(jìn)行處理，這樣多少仍會帶來一定信號損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小但在嚴(yán)格的廣播級視頻設(shè)備下進(jìn)行測試時仍能發(fā)現(xiàn)) ，而且由于Cr Cb 的混合導(dǎo)致色度信號的帶寬也有一定的限制，所以S -Video 雖然已經(jīng)比較優(yōu)秀但離完美還相很遠(yuǎn)，S-Video雖不是最好的，但考慮到市場狀況和綜合成本等其它因素，它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。

通訊距離

一般LED顯示屏的信號輸入是微機(jī)或其它設(shè)備，顯示屏離信號輸入設(shè)備都有一段距離，所以要求LED顯示屏必須支持遠(yuǎn)距離信號的輸入并還原，基本所有的LED顯示屏都支持10米以上的信號輸入。

：通常LED顯示屏都在室外使用，所以要求LED顯示屏能適應(yīng)戶外多變的使用環(huán)境，在抗老化和無故障運(yùn)行要比其它顯示設(shè)備都要稍勝一籌。一般正常無故障的使用時間都可以達(dá)到5000小時以上 。

LED點(diǎn)陣模塊指的是利用封裝8*8的模塊組合點(diǎn)元板形成模塊，而LED模組應(yīng)用中一般指兩類產(chǎn)品：一種是用插燈或表貼封裝做成的單元板，常用戶外門頭單紅屏、戶外全彩屏，室內(nèi)全彩屏等；另外,用做夜間裝飾的發(fā)光字串也被稱為LED模組。LED點(diǎn)陣指用封裝8*8的模塊，再組合成單元板，這樣的單元板稱為點(diǎn)陣點(diǎn)元板，一般用于室內(nèi)單色，雙色顯示屏用。LED點(diǎn)陣顯示模塊可顯示漢字、圖形、動畫及英文字符等；顯示方式有靜態(tài)、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。單塊模塊控制驅(qū)動12塊（最多可控制24塊）8X8點(diǎn)陣，共16X48點(diǎn)陣（或32X48點(diǎn)陣），是單塊MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等類似LED顯示驅(qū)動模塊）的12倍（或24倍）！可采用“級聯(lián)”的方式組成任意點(diǎn)陣大顯示屏。顯示效果好，功耗小，且比采用MAX7219電路的成本更低。