LED顯示在虛擬制作中的關(guān)鍵技術(shù)

1、點間距

點間距對LED顯示屏的成本起決定性作用，但同時點間距對摩爾紋的影響也非常重要，點間距越小則在相同相機和鏡頭調(diào)節(jié)下產(chǎn)生的摩爾紋越小;但在實際拍攝應用中，為了消除摩爾紋，拍攝時攝像機都不會聚焦在屏表面，虛焦情況下點間距已經(jīng)不重要了，所以目前對于立面屏行業(yè)普遍能接受P2.6及以上，小部分需要實焦拍攝的才會選用P2以下點間距的產(chǎn)品。

2、封裝方式

不同的封裝方式對LED顯示屏的拍攝和使用效果影響較大，SMD(Surface Mounted Devices)在成本上具有優(yōu)勢，而COB(Chip on board)和GOB(Glue on board)在防護性上有優(yōu)勢，但對于虛擬拍攝，我們更推薦使用IMD(Integrated Matrix Devices)多合一集成式封裝，通常為2x2的形式，即四合一。

IMD發(fā)光面積越大，越接近面光源，發(fā)光出口率達到 80% 以上，優(yōu)化了摩爾紋效果，使得鏡頭、景深和光圈的調(diào)節(jié)的自由度更大;能夠提供近 180゜ 更廣闊的拍攝視角，大視角下亮度變化和色度變化較小;讓小間距的生產(chǎn)工藝變得跟大間距一樣簡單，提高生產(chǎn)效率;產(chǎn)品強壯性及防護性有效提升，讓安裝維護更容易，后期拆裝對邊緣燈珠的影響更小;吸光槽提高對比度，溝槽防串光技術(shù)畫面更清晰，表面打散解決墨色一致性問題。

3、灰度級數(shù)和色域范圍

灰度級數(shù)是指LED顯示控制系統(tǒng)控制LED驅(qū)動芯片能呈現(xiàn)出的灰度范圍，與視頻源輸入的8/10/12bit并無直接關(guān)系，目前行業(yè)內(nèi)大部分使用的驅(qū)動芯片的顯示位數(shù)為16bit，另外通過時間和空間上抖動的方式可以增加額外的顯示灰度級數(shù)，例如18bit或22bit等，進一步增強低亮高灰的表現(xiàn)能力。

對于影視行業(yè)的虛擬制作而言，LED顯示屏所表現(xiàn)的色域范圍顯然是越大越好，但基于目前LED發(fā)光芯片的限制BT2020是很難達到的，DCI-P3的色域范圍是目前較為主流的選擇。同時依托于控制系統(tǒng)的色彩管理能力，是可以在燈珠及目前驅(qū)動電流下可達的最大色域范圍內(nèi)做精準調(diào)節(jié)的，可以精準的轉(zhuǎn)換為其他不同的色域，例如NTSC/PAL/SRGB/BT709等。

4、掃描數(shù)與刷新率

對于需要用攝像機拍攝的LED顯示屏而言，刷新率是非常重要的一項參數(shù)，3840Hz的刷新率已經(jīng)不能滿足虛擬拍攝的應用，7680Hz的刷新率逐漸成為主流，較低的刷新率非常容易造成在攝像機拍攝后形成掃描線或亮暗線。根據(jù)10倍刷新理論，通常LED顯示屏的刷新率需要達到攝像機快門速度的十倍以上，才能不會觀察到掃描線或者暗條紋。

在相同的灰度時鐘(或灰度時鐘倍頻系數(shù))下，掃描數(shù)越多刷新率越低。對于專業(yè)的虛擬拍攝場景，例如電影的拍攝，目前行業(yè)內(nèi)基本上都是把掃描數(shù)做到10掃以下的，這主要與鏡頭成像有關(guān)，目的是同一時間內(nèi)點亮的行數(shù)越多越好，尤其是在攝像機上下高速搖動的時候極低掃描數(shù)的LED顯示屏效果優(yōu)勢尤為明顯。

講到刷新率就不得不提低灰刷新率，通常我們說的3840Hz或者7680Hz指的是在最大灰度下的刷新率，但當LED顯示屏顯示低灰內(nèi)容時，尤其是當顯示灰度降到64級以下時，刷新率往往會大幅降低，在1灰度時甚至有可能降低到60Hz，不同品牌型號的驅(qū)動芯片在相同的行掃設計下低灰刷新率差別會非常大。

為了解決攝像機拍攝時產(chǎn)生的暗亮線，控制系統(tǒng)會采用同步鎖相及快門鎖等功能，其目的是使得LED顯示屏在攝像機快門打開的這一段時間內(nèi)每一掃都刷新相同次數(shù)，以避免拍攝到暗黑條紋。

5、延時

對于虛擬拍攝而言，整個系統(tǒng)的延時是非常重要的，因為LED顯示屏顯示的渲染內(nèi)容通常是跟隨攝像機位置移動而改變的，極低的系統(tǒng)延時可以使得攝像機與LED顯示畫面幀頻一致，適應實時場景變化，保持同步、穩(wěn)定的畫面。目前攝像機姿態(tài)跟蹤回傳大概2-3幀，渲染引擎渲染3幀，控制器2幀，帶RAM乒乓的驅(qū)動芯片1幀，整體的延時在8 – 9 幀左右;對于整個系統(tǒng)而言，系統(tǒng)幀頻的提升，例如從30Hz提升到60Hz可以降低整個系統(tǒng)的延遲;另外對于控制系統(tǒng)，帶載減少一半的情況下可以減少一幀的延遲。

6、多通道虛擬可視化拍攝技術(shù)

這并不是一項新的技術(shù)，以前在球場周邊LED屏上我們就有虛擬廣告轉(zhuǎn)播技術(shù)，采用的就是類似的技術(shù)。而在虛擬制作中，利用幀內(nèi)視頻重構(gòu)或者幀率倍乘的技術(shù)，主要有以下兩種應用場景：插入綠幕幀，為后期摳像做后期處理留下可能，一旦一次拍攝效果不佳時不需要翻拍，可進行后期處理;另外一種應用場景就是多機位的透視拍攝，LED屏可以同時顯示對多個不同位置的攝像機的渲染內(nèi)容。

7、系統(tǒng)穩(wěn)定性

穩(wěn)定性取決于幾個關(guān)鍵因素，例如控制系統(tǒng)、電源、驅(qū)動IC、及燈珠的穩(wěn)定性，通常會通過備份增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，例如雙控制卡備份，雙電源備份，網(wǎng)絡鏈路的備份，控制器備份等。對于影視拍攝而言，耐操性也是非常重要的，因為現(xiàn)場往往會搭建實景，產(chǎn)生煙塵、水霧等，對防護等級會有較高要求，例如IP67，箱體表面還往往會增加防水防塵涂層。

8、溫度與功耗

對于影視拍攝而言，因為演員往往要站在LED屏幕前進行表演，那么發(fā)熱量更低、更節(jié)能的LED顯示屏則可以提供更舒適的拍攝環(huán)境，通常會采用共陰驅(qū)動技術(shù)(Common Cathode)，PCB敷銅設計(Copper Clad)，倒裝LED(Flip Chip)等技術(shù)去降低功耗和發(fā)熱。

9、顯色指數(shù)

傳統(tǒng)打光燈亮度高，對色彩的還原效果高，CRI顯色指數(shù)高，但功能單一，只用于照明，不能用于圖像顯示。傳統(tǒng)的LED天幕屏有很好的顯示功能，可作為輔助顯示使用，同時最大亮度可達5000nits以上，但由于天幕屏的白光是RGB三色合成，合成的白光CRI顯色指數(shù)低于傳統(tǒng)打光燈。我們通過與LED燈珠廠商深度合作，將高顯指的白光顯示與RGB顯示結(jié)合，創(chuàng)新的開發(fā)出使用RGBW關(guān)鍵器件的顯示補光屏，兼顧二者的優(yōu)點，能夠靈活地切換LED顯示和照明補光的功能，顯色指數(shù)CRI可達90以上。

總的來說，使用LED顯示進行虛擬制作還是一個全新的領域，無論是在技術(shù)參數(shù)的研究還是產(chǎn)品的選型上都需要我們轉(zhuǎn)變思路，原先LED顯示屏是給人眼觀看的，而用于虛擬拍攝的LED顯示屏主要“觀眾”為攝像機，因此摩爾紋、掃描線等原先人眼不容易看到的顯示現(xiàn)象會對拍攝的效果產(chǎn)生嚴重的影響，本文從虛擬拍攝這一應用場景的痛點出發(fā)，詳細的探討了此類LED顯示的關(guān)鍵技術(shù)和選型，相信LED顯示行業(yè)在未來會不斷創(chuàng)新，助力影視行業(yè)和虛擬制作的發(fā)展。

以上就是為大家整理的關(guān)于LED顯示在虛擬制作中的關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)信息，如果您對于LED顯示屏有任何問題，歡迎前來咨詢。?