Построение видеостен: зачем, как, из чего?

«По долгу службы» они одинаково качественно отображают оперативную информацию, рекламу, телевизионный сигнал, веб-страницы и т.п. В чем же заключается секрет популярности LCD-панелей? Главное и неоспоримое их преимущество – компактность при большой площади экрана. Однако все чаще встречаются случаи, когда необходимо демонстрировать информацию значительному числу людей, и тогда даже большого экрана оказывается недостаточно – требуется сверхбольшое средство отображения.

Создание LCD-панелей площадью в несколько десятков квадратных метров на сегодняшний день технически невозможно. Кроме того, очевидно, что транспортировка такой огромной панели была бы весьма трудоемкой, а инсталляция в небольшом помещении – подчас просто невыполнимой.

Идеальное решение для создания экрана сверхбольшого размера – видеостена. Это понятие появилось в нашей стране сравнительно недавно и в представлении обывателей означает нечто вроде огромного телевизора. Однако, видеостена – это отнюдь не громоздкий моноблок, а практичная модульная конструкция, которая позволяет на прочном стальном каркасе установить и состыковать между собой необходимое количество LCD-панелей, получив единый суперэкран.

Среди множества современных систем визуализации видеостена не имеет себе равных по информационной ёмкости. Использование видеостен значительно облегчает процесс оперативного принятия технологических и управленческих решений за счет возможности размещения сразу всей необходимой информации и демонстрации любого контента для большой аудитории.

Технология построения видеостен дает возможность, подобно конструктору «Лего», без каких-либо ограничений располагать LCD-панели в произвольной комбинации: строить плоские прямоугольные экраны любых пропорций или наоборот, размещая модули под углом, сымитировать панорамное полотно, получить оригинальную пирамиду  и т.п.

Благодаря небольшому весу отдельных LCD-панелей и несущей конструкции из модульных элементов инсталляция видеостен максимально упрощена и возможна в любом помещении и на открытых площадках.

Следует отметить, что для  построения видеостен иногда используют плазменные панели. Однако технология этого типа устройств сопряжена с риском выгорания секторов панели, особенно при демонстрации статичного изображения. Поэтому для создания модульных конструкций наиболее предпочтительны именно LCD-панели, лишенные такого недостатка. Видеостены, состоящие из LCD-панелей, успешно используются для демонстрации любого контента.

Чаще всего видеостены применяются:

• для трансляций спортивных состязаний и шоу-программ на больших площадках;
• в качестве презентационных экранов в конференц-залах;
• для демонстрации мультимедийной информации в торговых центрах;
• в качестве информационных экранов в диспетчерских службах и ситуационных центрах.

Критерии выбора оборудования для видеостен

В последнее время задача построения видеостен вышла далеко за пределы сферы шоу-бизнеса и рекламы. Потребность в модульных конструкциях отображения информации возникла в таких серьезных отраслях, как электроэнергетика, нефтегазовый сектор, транспорт, атомная энергетика, аэрокосмическая сфера. На предприятиях все чаще требуется визуальный контроль сложнейших процессов, происходящих в реальном времени.

Расширение областей применения видеостен привело к возникновению новых требований к оборудованию. В частности, для задач диспетчерского мониторинга технологических процессов важен не столько сам по себе размер экрана (что существенно, например, при проведении массовых мероприятий), сколько разрешение, достаточное для четкого восприятия графики с высокой степенью детализации. В любом случае, чтобы видеостена эффективно выполняла конкретную задачу, очень важно правильно подобрать оборудование и провести расчет всей модульной системы.

Качество изображения на видеостене во многом определяется характеристиками составляющих ее LCD-панелей. Крайне важный параметр при выборе LCD-панелей для построения видеостен –  ширина рамки корпуса, определяющая зазор между панелями при их стыковке. При работе со SCADA-системами требования к межмодульному зазору выше, чем при трансляции рекламного видеоконтента. Для служб мониторинга и диспетчерских центров, использующих в своей работе информационные видеостены, наличие швов ни в коем случае не должно приводить к потере элементов изображения технологического процесса.

Чтобы образующиеся между модулями соединительные швы были как можно тоньше и незаметнее, для построения видеостен используют панели с ультратонкой рамкой. Минимальная толщина шва, которую удается достичь при стыковке LCD-панелей, составляет около 2 мм. Изображение на такой видеостене выглядит наиболее однородным.

Подбор оборудования для обработки изображения также определяется задачами, под которые проектируется видеостена. Особое внимание следует обратить на систему управления видеостеной и качество транслируемого сигнала. Вывести видеоконтент на все LCD-панели, синхронизовав каждую из них со всеми остальными – задача непростая. Обработку видеосигнала для видеостен обычно возлагают на внешние устройства.

Наиболее качественное, но дорогостоящее решение – специальный контроллер. Он принимает видеоданные от источников, обрабатывает их и транслирует на  LCD-модули видеостены.

При использовании контроллера изображение может быть развернуто на видеостену с большим числом дисплеев. Кроме того, использование контроллера при работе со SCADA-системами и ГИС-приложениями позволяет демнострировать контент с хорошей прорисовкой мелких деталей. Подключение видеоисточников к контроллеру возможно как через цифровые, так и через аналоговые порты, а сигнал с этих источников может быть направлен на LCD-модули в виде отдельных наложенных окон в любом месте видеостены.

Бюджетный вариант управления видеостеной – использование видеосервера, который строится, как правило, на базе мощного персонального компьютера. В этом случае трансляция видеоконтента на LCD-панели выполняется через многоканальные видеокарты. Видеосервер не позволяет реализовать некоторые функции, которые присущи конфигурации с применением контроллера видеостены, в частности, нет возможности наложения на транслируемый контент дополнительных слоев и окон, а также в отсутствуют входные порты.

Таким образом, при построении видеостены в каждом конкретном случае необходимо учитывать целесообразность использования той или иной конфигурации оборудования.

Контроллеры видеостен

На рынке существуют контроллеры видеостен в виде готовых решений, но чаще их собирают под конкретные задачи. По сути, контроллеры являются мощными графическими  станциями, имеющими количество видеовыходов, соответствующее числу используемых в видеостене мониторов. Необходимое количество входов контроллера определяется числом источников сигнала, которое планируются использовать для выведения контента на видеостену. На программном уровне контроллеры работают под управлением специализированного ПО.

В любом случае, как контроллеры, так и более доступные решения – видеосерверы, – выполняют в основном одну и ту же задачу – трансляцию контента на видеостену. Поэтому сказанное ниже справедливо для любого типа устройств управления видеостеной.

Основные задачи контроллера видеостены – это получение цифрового или аналогового видеосигнала от одного или нескольких источников, обработка его и трансляция на каждый монитор в отдельности через выходные порты. Для получения качественного суммарного изображения контроллер видеосигнала формирует рабочую область, соответствующую суммарному разрешению всех LCD-модулей видеостены. Затем на всё полученное информационное пространство большого разрешения транслируется поступающий видеосигнал. Некоторые контроллеры позволяют накладывать видеосигнал на информационное пространство в виде отдельных окон.

Не менее важная задача контроллеров видеосигнала – стыковка изображений отдельных модулей видеостены. Для каждого монитора необходимо вычленить часть изображения из всего информационного пространства и транслировать его на этот монитор. При этом контроллер должен учесть толщину межмодульных зазоров и исключить потери информации.

Монтаж видеостен

Монтаж видеостены – не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. В соответствии с конкретной задачей, монтаж модулей может быть напольным или настенным. Кроме того, существует вариант подвесного монтажа. В каждом случае опорная конструкция, на которую размещаются LCD-панели, индивидуальна, хотя и использует стандартные элементы крепления.

В зависимости от применения видеостены и места её установки, опорная конструкция может быть установлена в непосредственной близости от стены здания  (минимальный зазор для прокладки коммуникаций, установки оборудования и обеспечения вентиляции – около 70 мм). В случае построения видеостены с использованием проекционных видеокубов, монтаж конструкции, как правило, выполняют на расстоянии около 80 см от стены здания, оставляя техническое пространство для подключения и обслуживания аппаратуры. В случае использования LCD-мониторов такое большое пространство не требуется: опорная конструкция позволяет приподнимать мониторы вверх, как дверцы люка, предоставляя персоналу комфортный доступ во внутреннее пространство видеостены.

К опорной конструкции видеостены предъявляется целый ряд требований:

• Конструкция должна легко монтироваться на выбранной площадке без применения сварки.
• Точность изготовления элементов опорной конструкции, а так же точность сборки и механической регулировки деталей должна обеспечить крепление мониторов с минимальными перекосами и стыковочными швами.
• Работа откидной механики LCD-модуля при обслуживании видеостены должна иметь минимально возможный люфт.
• Конструкция, безусловно, должна удовлетворять требованиям пожаробезопасности. Как правило, при изготовлении металлических элементов конструкции применяется огнестойкое лакокрасочное покрытие.
• Нагрузочная способность опорной конструкции рассчитывается с механическим запасом прочности, учитывающим возможное влияние вибрационной нагрузки и эффект усталости при длительной эксплуатации. Большой запас прочности конструкций особенно важен в случае применения видеостен в сейсмоактивных регионах.

Исходя из перечисленных требований, элементы опорной конструкции видеостены должны изготавливаться в строгом соответствии с чертежной документацией, разработанной на основании конкретного технического задания.

Следует отметить, что экраны мониторов, используемых для видеостен, подвержены механическим воздействиям и при неправильном или неаккуратном монтаже возможно их повреждение. Поэтому все монтажные и ремонтные работы должны проводиться сертифицированными специалистами.