Французский математик Бенуа Мандельброт в своем классическом труде “Фрактальная геометрия природы” описывает рекурсивные закономерности, которым подчиняются многие естественные процессы и явления. Согласно Мандельброту, в природе часто повторяются одинаковые формы, представленные в разных масштабах, координатах и шкалах времени. Он вводит понятие фрактала — фигуры, обладающей свойством, т. е. составленной из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком.

Если говорить о видеостенах (полиэкранных системах) для отображения информации, то фракталом будет прямоугольник, составленный из более мелких прямоугольников. Именно так строятся видеостены — составляются из прямоугольных панелей (жидкокристаллических или плазменных) или проекционных кубов, которые, в свою очередь, составлены из множества квадратных или прямоугольных пикселов. Примечательно, что окна, используемые для вывода на видеостену информации от разных источников, тоже, как правило, прямоугольные.

Видеостены незаменимы там, где требуется представление больших объемов визуальной информации, оперативная оценка обстановки и коллективное принятие решений. Это диспетчерские центры в системах обеспечения работы транспорта и энергетики, операторские на промышленных предприятиях, центры принятия решений в государственных ведомствах и т. д. Места расположения полиэкранной системы и консолей диспетчеров, средства освещения и управления выбираются исходя из объемов и вида отображаемой информации с учетом отраслевых стандартов, норм и требований эргономики рабочего пространства. При этом важно добиться комфортного восприятия информации, разместив ее в пределах поля наблюдения операторов и обеспечив читаемость шрифтов минимального размера. Видеостены востребованы также в рекламе, шоу-бизнесе, на спортивных аренах и в других публичных местах.

Элементная база

Видеостены в настоящее время строят на основе проекторов и экранов, проекционных модулей, информационных панелей (ЖК- или плазменных) и светодиодных панелей. Каждая из этих технологий имеет свои достоинства и недостатки, а потому и свои оптимальные сферы применения. Различия в приложениях обусловлены, в частности, конструктивными особенностями, максимальной яркостью и энергетической эффективностью видеостен.

Наибольшую максимальную яркость (5000—7000 кд/м2) обеспечивают светодиодные панели, что позволяет использовать их даже вне помещений под прямыми лучами солнца. Тем более что они неприхотливы к температурным перепадам и могут работать в диапазоне от -30С до 50°С. Далее по яркости следуют плазменные панели (до 3000 кд/м2), за ними — LCD-панели (до 1500 кд/м2). Проекторы характеризуются не яркостью, а световым потоком, поскольку не имеют фиксированного размера экрана (чем он меньше, тем ярче картинка). К тому же проекторы позволяют увеличивать яркость благодаря наложению нескольких изображений на экране. В результате максимальная яркость проекционного экрана оказывается ограничена, скорее, бюджетом проекта, чем техническими характеристиками предлагаемых на рынке устройств. Однако на практике под открытым небом проекторы применяются только в вечернее и ночное время.

По энергетической эффективности лидируют светодиоды — они способны выдавать световой поток 50—150 лм/Вт. И хотя люминесцентные лампы, используемые для подсветки ЖК-панелей, обеспечивают сравнимую эффективность (65—100 лм/Вт), из-за потерь в жидких кристаллах, стеклах и поляризаторах общая световая эффективность ЖК-панелей оказывается намного меньшей (4—6 лм/Вт). Проекторы дают световую эффективность 5—10 лм/Вт.

В целом подходы к построению видеостен в долгосрочном плане эволюционируют в том же направлении, что и вся электроника. Во-первых, завершается переход от аналоговых схем и способов передачи и обработки сигналов к цифровым. Во-вторых, идёт смена и унификация “строительных блоков”. В конце прошлого века системные интеграторы начинали с объединения на полотне экрана нескольких проекторных картинок, в начале нынешнего они освоили стыковку и настройку стандартизованных по размерам проекционных модулей, а сегодня все чаще предпочитают собирать видеостены из плоских информационных панелей.

Можно предположить, что у видеостен, составленных из информационных ЖК-панелей, наилучшие перспективы в обозримом будущем. Просто потому, что именно их компоненты (т. е. ЖК-матрицы и управляющие ими микросхемы) выпускаются в огромных количествах для использования в телевизорах и компьютерных мониторах. В сравнении с ними проекторы и проекционные модули имеют более узкую сферу применения. Особое положение занимают светодиодные видеостены — в силу уникальных светотехнических характеристик светодиодов и их способности работать в расширенных диапазонах температур.

Средства обработки информации для отображения на видеостенах, похоже, тоже развиваются по фрактальным закономерностям. Идет совершенствование как начинки отдельных модулей, которые становятся все более интеллектуальными и способными работать в сложных AV-комплексах без дополнительной аппаратуры, так и специализированных процессоров для обслуживания всей AV-системы.

Проекторы

Проекторы инсталляционного класса как правило имеют специальные функции для стыковки нескольких экранных изображений. Плавный переход от одной картинки к другой происходит по полосе сшивки, где яркость пикселов одного аппарата плавно сходит на нет, а другого — растет. При этом проекторы не обязательно должны быть выстроены в линию перед экраном. Пользуясь разными сменными объективами, можно разместить их где удобно. Современные инсталляционные аппараты позволяют корректировать цветопередачу с тем, чтобы разброс в сроках службы лампы не приводил к разнобою в цветах на разных частях полиэкрана.

И хотя полиэкранные проекторные инсталляции постепенно выходят из моды, остаются сферы применений, где им просто нет альтернативы. Например, они незаменимы при особых требованиями к акустике помещения. Облицевав стену зала плоскими панелями, вы неизбежно измените его акустику, в то время как проекторы могут светить на акустически прозрачный экран. Современные проекторы неплохо справляются с показом на искривленных поверхностях, позволяя вписать полиэкран в конфигурацию помещения. В случаях, когда здание представляет собой исторический памятник, у проекторных инсталляций мало конкурентов. Еще один случай — системы, требующее частых перемещений полиэкрана, например виртуальные декорации для театров.

Проекционные модули

Проекционные модули (видеокубы) представляют собой системы обратной проекции, состоящие из компактного проекционного устройства и просветного экрана (диагональю от 50 до 120 дюймов), которые размещены внутри прочного металлического корпуса. У каждого производителя видеокубы стандартизованы (по присоединительным размерам, протоколам управления и т. д.), но общих отраслевых стандартов, которые обеспечили бы заменяемость изделий между различными поставщиками, не сложилось. По ходу многолетнего совершенствования конструкции производители видеокубов обеспечили минимальный зазор между модулями — меньше 1 мм. Видеостены на основе проекционных кубов рассчитаны на небольшой диапазон температур, обычно от 5 до 35°C. Впрочем, этого вполне достаточно для студий, диспетчерских, ситуационных центров, центров мониторинга и других критически важных объектов, где они получили широкое распространение. Как правило, подобные системы проектируются еще на стадии строительства или капитального ремонта здания, поскольку требуют целого комплекса работ, включая прокладку кабелей и построение системы кондиционирования. Для повышения надежности чаще всего используются проекционные модули с двойным ламповым блоком: когда одна лампа сгорает (или истекает срок ее использования) в считанные секунды автоматически включается вторая.

В состязании двух основных проекционных технологий — LCD и DLP — в видеокубах верх безоговорочно одержала вторая. DLP-матрицы, хотя и оказывают немного большую нагрузку на зрение, чем LCD-матрицы, не теряют своих характеристик со временем. Соответственно DLP-проекторы требуют меньше внимания при эксплуатации.

Слабое место полиэкранов из видеокубов — необходимость тонкой подстройки цветовых параметров кубов из-за разброса характеристик ламп и их изменения со временем. Без подобной подстройки полиэкран не будет выглядеть как единое целое. Для решения этой проблемы производители проекционных кубов пошли по пути максимальной автоматизации процесса настройки. Так, у Mitsubishi Electric встроенные фотодатчики отслеживают светоотдачу и обмениваются данными с соседними видеокубами, позволяя системе динамической балансировки цвета и яркости поддерживать баланс цвета и яркости по всему полиэкрану без использования внешнего компьютера.

Совсем недавно на рынке появились новые модели видеокубов, в которых вместо ламп источником света служат сборки из светодиодов красного, синего и зеленого цветов. Это позволило упростить конструкцию видеокуба, отказавшись в ней за ненадобностью от вращающегося цветофильтра. Но главное преимущество LED-кубов заключается в существенно большем их ресурсе, составляющем на данный момент до 65 тыс. часов. (ресурс ламп в традиционных видеокубах не превышает 10 тыс. часов).

При разработке проекта построения видеостены на основе проекционных модулей важно правильно выбрать вариант доступа для технического обслуживания: с фронтальной или тыльной стороны. В первом случае можно сэкономить место в помещении, установив полиэкран вплотную к стене. Но следует иметь в виду, что обслуживающий персонал во время работ, не требующих отключения экрана, будет загораживать его от операторов. Доступ для обслуживания с тыльной стороны более удобен для непрерывной эксплуатации, но требует дополнительного места позади видеостены. Иногда используют рельсовые подиумы, которые позволяют отодвигать видеостены перед обслуживанием.

Главным конкурентом видеостен на проекционных модулях в последнее время становятся недорогие LCD-панели, более простые в монтаже, настройке и обслуживании. Но даже если видеокубы будут потеснены на рынке, они сохранят свою значимость для сегмента критически важных приложений, требующих постоянной работы видеостены в круглосуточном режиме (24×7), а также в некоторых нишах, таких как 3D-визуализация в процессе архитектурного и технического проектирования.

Плоские панели

Пока ЖК-технология уступала плазменной в сегменте панелей с большой диагональю, в строительстве сравнительно недорогих плоских видеостен начали применять плазменные панели. Импульс этому процессу придала корейская компания Orion PDP, которая в 2003 г. продемонстрировала видеостену конфигурации 2x2 из четырех 42-дюймовых плазменных модулей. С 2005 г. начались массовые поставки тонкошовных (зазор всего 4 мм) плазменных модулей Orion с отличной контрастностью, которые быстро набрали популярность. Однако к 2009 г. стали доступны достаточно яркие ЖК-панели с малой шириной корпусной окантовки экрана. Например, компания Samsung Electronics в середине 2009 г. предложила ЖК-панели Samsung 460UT и Samsung 460UTn диагональю 46 дюймов, которые при стыковке образуют зазор всего 6,7 мм. Свои решения для этого сегмента предлагают также компании Mitsubishi Electric, NEC Display Solutions, Planar Systems. Несмотря на то что рекорд по зазору компании Orion (на сегодня 3,5 мм) не побит и ЖК-панели по равномерности засветки и контрастности уступают плазменным, недорогие и экономичные ЖК-модули для видеостен привлекают все большее число системных интеграторов. Рынок выбирает экономическую эффективность.

Светодиодные панели

Видеостены из светодиодных панелей становятся все популярнее, особенно в рекламном и шоу-бизнесе. Светодиодные панели для сборки видеостен могут иметь самые разные размеры, а шаг пикселов варьируется в широком диапазоне: от 4 до 30 мм. Это на порядок больше, чем у ЖК- или плазменных панелей. Зато размеры светодиодных видеостен могут быть гигантскими, исчисляемыми десятками метров. Светодиодные панели как правило не содержат собственных процессоров: управление экраном организуется от стандартного ПК через специальный контроллер.

Существует два варианта исполнения светодиодов: выводной и предназначенный для поверхностного монтажа. Экраны для наружного применения собираются, как правило, на выводных светодиодах, которые лучше защищены от влаги и температурных воздействий. Для создания полноцветных экранов используют комбинации красных, синих и зеленых светодиодов либо трехцветные светодиоды. Последние имеют меньшую яркость, но позволяют снизить шаг пикселов до 4 мм и даже менее, повысив тем самым разрешение картинки.

Светодиодные системы имеют одну важную особенность — поскольку они излучают, а не регулируют проходящий свет от лампы, энергопотребление экрана меняется вместе с яркостью свечения. Интенсивность свечения светодиодов в принципе можно регулировать двумя способами: аналоговым (чем ниже ток, тем меньше яркость) и цифровым широтно-импульсным. Однако первый имеет существенные недостатки. Мало того, что яркость светодиода не пропорциональна току. Длина волны (а следовательно, и оттенок) излучаемого света смещается в зависимости от величины тока. Поэтому для управления яркостью светодиодов чаще используют широтно-импульсную модуляцию постоянного (номинального рабочего) тока, меняя коэффициент заполнения колебаний.

Таким образом, в светодиодных экранах темные пикселы не потребляют энергии, чего нельзя сказать об экранах на основе проекторов, видеокубов и информационных панелей. В ходе дальнейшего подорожания электроэнергии (в чём в нашей стране никто не сомневается) этот аспект будет играть всё большее значение.

Дальнейшее развитие светодиодных средств отображения связывают с удешевлением самих светодиодов благодаря росту масштабов их производства. Перспективы здесь самые радужные. По некоторым прогнозам, если в 2008 г. в мире было произведено 70,8 млрд. светодиодов, то к 2012 г. прогнозируется рост этого показателя до 167 млрд. шт. В значительной степени рост валового производства будет обеспечен четырехкратным увеличением выпуска систем светодиодной подсветки для ЖК-мониторов. Также играют роль перспективы массового внедрения светодиодных ламп освещения в промышленности и быту.

Елена Новикова, генеральный директор компании Polymedia

По моим оценкам, в предкризисный период, когда в России наблюдался подъем всего бизнеса, сегмент полиэкранных систем ежегодно рос примерно на 30% в год, а реализуемые на базе таких систем проекты становились масштабнее и дороже. С наступлением кризиса ситуация кардинально изменилась, но все же интеграционное направление пострадало не столь сильно, как бизнес, связанный с продажами аудиовизуального оборудования. Реальное сокращение объемов по проектам составило около 20%. Но при этом мы столкнулись с двумя проблемами. Во-первых, выполнение многих уже заключенных и даже оплаченных договоров на очень хорошие и большие проекты откладывается в связи с неготовностью самого объекта (например, из-за затягивания строительных работ). Соответственно проект не может быть реализован так быстро, как планировалось. (Судя по информации, которую я получаю от зарубежных коллег, это характерно не только для России. Во многих странах примерно та же ситуация.)

Во-вторых, бюджеты, выделяемые под новые проекты, нередко недостаточны для того, чтобы их можно было реализовать на прежней технологической основе, и системному интегратору приходится искать более дешевые решения. Например, если раньше видеостены для диспетчерских пунктов и ситуационных центров мы строили в основном на базе DLP-кубов, то теперь для экономии средств заказчика иногда вынуждены предлагать вместо них тонкошовные ЖК-панели, в частности выпускаемые компанией Mitsubishi Electric, у которой для видеостен на ЖК-панелях есть специальное ПО, позволяющее выровнять яркость и цветопередачу по всей видеостене. Можно ожидать, что в текущем году спрос на полиэкранные системы в значительной мере сместится в сторону таких технологических решений.

Алексей Златин, глава представительства NEC Display Solutions Europe GmbH

До недавнего времени были все основания полагать, что рынок публичных дисплеев и видеостен на основе ЖК-технологии в России будет заметно прибавлять в объеме, но 2009 г. и начало нынешнего показали, что с этим придется подождать. Конкретных отказов от уже запланированных проектов, под которые выделялся бюджет, в нашей практике не было, но в то же время ожидания производителей, связанные с крупными розничными сетями, где, казалось бы, в первую очередь нужны рекламно-информационные панели, пока не оправдываются: сокращая расходы, сети в значительной мере уменьшили и закупки информационных панелей.

На Западе ситуация существенно иная в силу иной насыщенности рынка деньгами. Там даже небольшой магазин может позволить себе нечто вроде мини-сети с двумя-тремя дисплеями в витринах или торговом зале. В России такое встретишь не часто. Видимо, владельцы розничных магазинов еще не готовы использовать в своей практике профессиональные видеорешения, возможно, в силу их сравнительно высокой цены. А с учетом текущей экономической ситуации вряд ли можно ожидать здесь сколько-нибудь серьезных перемен в ближайшее время. Поэтому, как и в прежние годы, основные потребители в данном сегменте — это государственные структуры и предприятия, крупные корпорации и коммерческие структуры, располагающие серьезными бюджетами на техническое оснащение. Их потребности и будут определять ситуацию. Но за кризисом неизбежно последует рост, и, я думаю, многие вернутся к планам внедрения рекламно-информационных систем, что будет способствовать расширению сегмента.

Версия для печати (без изображений)