База знаний

Конференц системы

кос

кос 3

Конференц-система представляет собой комплект аппаратуры, обеспечивающий голосовую связь участников коллективного обсуждения, расположенных, как правило, в одном помещении.
Конференц-системы принято классифицировать по функциональным возможностям и по способу передачи информации.
По функциональным возможностям выделяют:

  • дискуссионные системы, обеспечивающие поочерёдное или совместное выступление нескольких участников обсуждения
  • конгресс-системы, рассчитанные, как правило, на большой состав участников и предоставляющие ряд дополнительных возможностей, в том числе — идентификацию участников совещания, автоматическую работу по заданному графику, голосование, синхронный перевод и др.

По способу передачи информации выделяют проводные и беспроводные конферен-системы, в том числе использующие радио сигналы и ИК-сигналы. Наиболее распространены проводные системы, обеспечивающие простую и надёжную передачу сигналов в двух направлениях.
В свою очередь, беспроводные системы обладают следующими преимуществами:

  • отсутствие кабельных связей
  • быстрая и легкая инсталляция
  • свободное расположение микрофонных пультов в любом месте зала

Реализация беспроводных конференц-систем связана со значительными техническими проблемами, поскольку не так-то просто обеспечить двустороннюю беспроводную связь с большим количеством абонентов. Тем не менее, отдельные системы такого типа на рынке представлены.

В базовый состав конференц-системы входят следующие устройства:

  • Индивидуальный пульт участника конференции
  • Пульт председателя конференции
  • Управляющий блок (контроллер)
  • Комплект кабелей (для проводных систем) или передатчики для беспроводных систем

Дополнительно могут использоваться:

  • Выносные микрофоны (проводные или радио микрофоны)
  • Микрофонное оборудование трибуны докладчика
  • Звуковое оборудование для внешнего озвучивания помещения
  • Оборудование для записи информации (например, магнитофон)
  • Видео оборудование
  • Система синхронного перевода

Индивидуальный пульт участника конференции

Каждый участник обсуждения имеет пульт, который в простейшем случае предоставляет следующие возможности:

  • Микрофон
  • Динамик озвучивания
  • Клавиши управления

В более развитых системах пульт может обеспечивать идентификацию участника через PIN-код или чип-карту, а также различные режимы голосования.
Включение / выключение микрофона в разных системах может осуществляться по нажатию кнопки, на голос или по заранее разработанному плану конференции. При включении микрофона может загораться светодиодное кольцо индикации.

Пульт председателя конференции

Пульт председателя повторяет функции пульта участника и, кроме того, имеет дополнительные возможности, позволяющие председателю контролировать ход конференции. В простых системах – включать и отключать пульты участников, в более сложных системах — устанавливать очерёдность предоставления слова, настраивать функции пультов участников и др.

Управляющий блок

Управляющий блок (контроллер) представляет собой устройство, осуществляющее коммутацию и питание пультов председателя и участников конференции. В некоторых системах управляющий блок совмещается с пультом председателя. Иногда в качестве контроллера используется компьютер
При настройке и эксплуатации конференц-систем возникает ряд проблем из-за использования большого количества микрофонов. Это связано с возрастанием фонового шума и реверберации, повышением чувствительности системы к различным помехам. Для их решения управляющий блок имеет ряд специальных функций, например, ограничение числа одновременно включенных микрофонов.

Пример соединения конференц-системы:

conference_system2

1. Пульт участника
2. Блок питания
3. Записывающее устройство
4. Контроллер
5. Компьютер для управления системой (через RS-232)
6. Кабель
7. Пульт председателя
8. Наушники
9. Пульт участника

 

Видеоконференцсвязь

fwe

Видеоконференция — это не просто видеотелефон на персональном компьютере. Видеоконференция — это технология, которая позволяет людям видеть и слышать друг друга, обмениваться данными и совместно обрабатывать их в интерактивном режиме, используя возможности привычного всем компьютера, максимально приближая общение на расстоянии к реальному живому общению.

Video-Conferencing

В современных условиях территориальной распределенности и высокой динамичности бизнеса стандартные средства связи, такие как телефон, факс, электронная почта, не всегда способны удовлетворить постоянно возрастающие требования к обмену информацией между подразделениями компании. Личное же присутствие специалиста в определенном месте довольно часто бывает сопряжено с очень высокими материальными и, что наиболее важно, временными затратами на переезды и перелеты. Результаты исследований, проведенных Национальным советом по статистике США, показывают, что участие в четырехчасовом совещании требует примерно 16 ч подготовки, из которых большую часть занимает дорога. А успех во многом зависит от своевременного поступления информации и быстрого принятия решений.

Именно поэтому в современной бизнес-среде особая роль отводится видеоконференцсвязи — одному из наиболее эффективных и относительно недорогих способов качественного улучшения процесса принятия решений, своевременного информирования ключевых сотрудников компании и сокращения расходов на деловые поездки.

Области применения видеоконференций

На сегодняшний день практически не осталось области жизнедеятельности, в которой нельзя было бы использовать видеоконференцсвязь. Она находит применение везде, где необходимы оперативность в анализе ситуации и принятии решений, консультация специалиста или совместная работа в режиме удаленного доступа над проектами и решениями и т.д. Рассмотрим сферы, в которых видеоконференции проводятся чаще всего:

  • Cтруктуры власти. Практика селекторных совещаний давно и прочно утвердилась в сознании руководителей всех уровней. Видеоконференции значительно расширяют возможности общения начальников и подчиненных, выработки и принятия совместных решений, утверждения документов. В последнее время ряд руководителей высокого ранга проявили интерес к видеоконференцсвязи.
  • Деловые переговоры. Сотрудники крупных компаний значительную часть своего рабочего времени проводят в командировках и на переговорах. Видеоконференции способны существенно снизить расходы, связанные с оплатой командировочных и с вынужденным отрывом сотрудников от работы на время перелета или переезда к месту деловой встречи.
  • Обучение. Преподаватели, пользуясь видеоконференцсвязью, работают одновременно с несколькими аудиториями слушателей, расположенными в различных точках земного шара. При этом установленные камеры предоставляют возможность интерактивного общения (слушатели могут задавать вопросы в режиме реального времени). В свою очередь преподаватели таким же образом принимают зачеты и экзамены. В этом случае необходимо наличие инструментария для совместной работы над документами и возможности демонстрировать дополнительные материалы.
  • Телемедицина. Видеосвязь между врачами и пациентами позволяет экономить значительные средства, необходимые для лечения жителей отдаленных регионов. Основной же плюс — оперативность постановки диагноза, значительно повышающая эффективность лечения. К тому же существенно упрощается проведение научных конференций, консилиумов, демонстраций новейшего оборудования; появляется возможность дистанционного обучения новейшим технологиям в области практической медицины и диагностики местных специалистов, а также тиражирования опыта ведущих медицинских центров.
  • Торговля и реклама. Видеоконференции позволяют демонстрировать достоинства новой продукции, различных видов товаров и услуг. По желанию клиента продажа товара осуществляется немедленно с расчетом по кредитной карте. Таким же образом можно организовать и проведение презентаций.
  • Дизайн и производство. Нередко группы разработчиков находятся на значительном удалении от производственных предприятий. Видеоконференции дают возможность проектировщикам и производителям обсуждать проблемы по мере их возникновения и оперативно корректировать работу, что обеспечивает значительное снижение расходов и уменьшение времени продвижения товаров на рынок.
  • Кадровые агентства. Если необходимо рассмотреть кандидатуры иногородних претендентов на вакантные должности, собеседование можно провести с использованием видеоконференции, что значительно сократит материальные и временные расходы.

Это далеко не полный перечень областей применения видеоконференцсвязи, а лишь небольшая их часть, позволяющая оценить перспективы этой технологии.

Проблемы

Итак, возможности видеоконференцсвязи велики. Возникает вопрос: если все так хорошо, то почему же видеоконференции не используются повсеместно? Что мешает их распространению? Существуют две основные проблемы, тормозящие развитие видеоконференцсвязи, решение которых требует значительных материальных затрат.

  • Первая проблема состоит в пропускной способности канала связи. Аналоговые телефонные линии вполне подходят для передачи аудиосигнала, но не в состоянии обеспечить качественной трансляции потока видеоинформации. В принципе существуют системы уплотнения каналов, позволяющие решить эту проблему, но область их применения достаточно ограничена.Решить вопрос поможет введение в эксплуатацию линий ISDN (цифровой сети с интеграцией услуг) или глобальных IP-сетей. Кроме того, в пределах одного предприятия для проведения видеоконференции вполне может подойти локальная сеть, которая в последнее время стала неотъемлемой частью любой более-менее солидной фирмы.
  • Вторая проблема — скорость обработки аудио- и видеопотока, т.е. время кодирования передаваемой и декодирования получаемой информации. Технологии видеоконференцсвязи используют специальные алгоритмы, позволяющие сжимать поток данных в десятки, а в некоторых случаях и в сотни раз. Фактически передаются не сами аудио- и видеосигналы, а основные параметры, по которым сигнал на принимающем компьютере восстанавливается с приемлемым качеством изображения и звука. Если компьютер–приемник не успевает обрабатывать поток информации, то появляются пропущенные кадры, сбои в речевом канале и т.д. Поэтому для организации конференцсвязи на высоком уровне требуется качественное оборудование на каждом рабочем месте.

Решить проблему обработки информации позволяют два основных подхода — программный и аппаратный. Программный более дешевый, но ограниченный по возможностям. Он основывается на специализированном программном обеспечении, использующем для реализации алгоритмов кодирования/декодирования центральный процессор компьютера. Это приводит к значительному ухудшению качества передаваемого сигнала и замедляет работу всех других приложений. Такой подход приемлем только для организации видеоконференций через узкополосную модемную связь по телефонным линиям.

Второй подход включает использование специализированного аппаратного обеспечения с предустановленным на заводе программным обеспечением. Эти «законченные решения» обладают высокими качественными характеристиками, но имеют два серьезных изъяна: отсутствие гибкости и высокую стоимость.

Если совместить два вышеописанных подхода, то можно получить достаточно гибкий программно-аппаратный комплекс с надлежащим качеством связи и приемлемой ценой. Такие решения и являются наиболее распространенными. Они подразумевают использование специализированных плат — кодеков, вставляемых в свободные слоты компьютера и позволяющих сжимать и кодировать сигнал на одном конце связи и, соответственно, декодировать и разворачивать картинку и звук на другом, освобождая центральный процессор для поддержки иных приложений, а также программное обеспечение, которое можно варьировать в зависимости от поставленных целей.

Классификация видеоконфереций

В зависимости от уровня оборудования, используемого для систем видеоконференцсвязи, различают персональные, групповые и студийные настольные видеоконференции.

  • Персональные видеоконференции. Это, образно говоря, «начальный уровень» технологий видеоконференцсвязи. Для их создания требуются относительно недорогие программные или программно-аппаратные средства, применяемые на рабочем месте. Для соединения вполне подойдет и аналоговая телефонная сеть (при отсутствии высоких требований к видеоизображению). Такой тип видеоконференцсвязи можно использовать для неформального общения между двумя лицами, обмена интерактивной информацией, пересылки файлов при небольших затратах времени и финансов. В совместной работе с приложениями применяется «доска объявлений» — специализированное приложение, дающее возможность редактировать текстовый или графический документ всем участникам сеанса связи.
  • Групповые видеоконференции используются для эффективного общения крупных и средних групп пользователей при совместной работе над проектом, для проведения дискуссий и выступлений, на которых участник не может присутствовать лично. Благодаря высокому качеству сигнала можно осуществлять обмен и просмотр документов, групповую работу с приложениями. Для создания групповых видеоконференций требуются старшие модели видеотерминалов, сервер, обеспечивающий взаимодействие групп пользователей, специализированные программные продукты для рабочих станций и сервера, ISDN-соединение или локальная сеть.

И, наконец, студийные видеоконференции — это «высшая лига». Для их создания требуются высококлассное специализированное телеоборудование (студийные камеры, звуковое и контрольное оборудование, мониторы) и максимальная пропускная способность каналов связи (доступ к каналам спутниковой и оптоволоконной связи). Такие видеоконференции используются для решения задач, требующих максимума возможностей с точки зрения организации обработки информации большим числом людей. Для них характерен формальный, жестко регламентированный стиль общения, устанавливаемый ведущим. Типичным примером подобных видеоконференций являются телемосты.

По топологии различают два основных типа видеоконференций: «точка–точка» и многоточечные.

Конференции «точка-точка» наиболее просты. Они подразумевают соединение только двух рабочих станций «напрямую», в то время как многоточечные видеоконференции дают возможность поддерживать одновременно несколько десятков пользователей или групп пользователей, но при этом требуют дополнительных затрат на установку и поддержку специализированного устройства — сервера управления многоточечными сеансами. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с сервером, который управляет ресурсами видеоконференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио- и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.

К примеру, если вам нужно использовать видеоконференцсвязь с несколькими филиалами только для передачи распоряжений и приема отчетов в реальном режиме времени, то для этой цели вполне подойдет конференция типа «точка–точка» (достаточно обеспечить каждый филиал и головной офис специализированным терминалом), в то время как для организации совещания с участием представителей всех филиалов требуется многоточечная видеоконференция.

Многоточечные сеансы связи могут проводиться в двух основных режимах:

— «активация по голосу». В этом режиме все участники сеанса видят говорящего, а говорящий видит предыдущего оратора;
— «непрерывное присутствие». На экран каждому участнику поступает изображение от нескольких других участников. При этом экран разделяется на несколько полей — от 2 до 16. Если полей меньше чем участников, то одно из них может работать в режиме «активация по голосу». И в том и в другом режиме возможен «председательский контроль» — выбор активного терминала, подключение и отключение терминалов администратором видеоконференции. При необходимости можно включить автоматический режим администрирования с возможностью в любой момент вмешиваться в этот процесс.

Криптозащита

В условиях высокой конкуренции во многих областях бизнеса передача данных по открытым сетям равнозначна самоубийству: даже минимальная утечка сведений может привести к полному краху компании. Поэтому при создании видеоконференции на предприятии немаловажную роль играют вопросы защиты информации, особенно при реализации связи с удаленными филиалами по глобальным сетям Интернета. В настоящее время на российском рынке имеются программно-аппаратные комплексы криптозащиты, разработанные отечественными специалистами и показавшие в испытаниях достаточно хорошие результаты.

В основе подобного комплекса лежит криптографический шлюз, гарантирующий сохранность конфиденциальных сведений путем создания защищенных туннелей связи. Эти устройства устанавливаются на входах в локальную сеть компании и обеспечивают шифрование/дешифрование информации с помощью специализированных программных или аппаратных средств.

Криптографические комплексы, использующие российские и зарубежные стандарты защиты информации, гарантируют:

  • конфиденциальность передаваемых и обрабатываемых данных;
  • целостность данных;
  • аутентификацию источника данных;
  • сокрытие топологии защищаемой сети и ее отдельных сегментов;
  • защиту от анализа трафика.

Побочный эффект системы шифрования данных — ухудшение качества передаваемой информации. Но и этот недостаток в настоящее время сведен к минимуму: невооруженным глазом потерю качества изображения сложно заметить.

Интерактивные системы

Широкое распространение компьютерных технологий и мультимедийных проекторов стимулировало создание специальных технических средств, обеспечивающих непосредственный бесклавиатурный ввод в компьютер текстовой и графической информации. Известны сенсорные компьютерные мониторы и интерактивные насадки (типа TouchScreen), позволяющие управлять компьютером прикосновением пальца к экрану. Однако в данном обзоре речь пойдёт о технических средствах другого класса, имеющих презентационные функции и рассчитанных, как правило, на коллективный просмотр информации.

IMG__2068.JPG

Интерактивные или сенсорные доски

Одно из направлений электронного копирования информации во время учебного процесса или презентаций — это использование так называемых интерактивных (сенсорных) досок. То, что пишется на такой доске, автоматически переносится в компьютер, а затем, при необходимости — в проектор. Проектор же, в свою очередь, чаще всего проецирует картинку на эту же самую интерактивную доску. Получается замкнутая система, которой управляет пользователь у доски, делая на ее поверхности те или иные пометки, рисунки и т.п. Пользователь (а в продвинутых системах их может быть 2 или даже 3 одновременно), как правило, не рисует на доске физически. С помощью электронного пера, или даже пальцем руки (зависит от технологии) он проводит на поверхности доски виртуальные линии, которые вслед за ним рисуются на доске лучом проектора.

Интерактивные доски
Широкое распространение компьютерных технологий и мультимедийных проекторов стимулировало создание специальных технических средств, обеспечивающих непосредственный бесклавиатурный ввод в компьютер текстовой и графической информации.

Известны сенсорные компьютерные мониторы и интерактивные насадки (типа TouchScreen), позволяющие управлять компьютером прикосновением пальца к экрану. Однако в данном обзоре речь пойдёт о технических средствах другого класса -интерактивных или сенсорных досках, имеющих презентационные функции и рассчитанных, как правило, на коллективный просмотр информации.

То, что пишется на такой доске, автоматически переносится в компьютер, а затем, при необходимости — в проектор. Последний, в свою очередь, чаще всего проецирует картинку на эту же самую интерактивную доску. Получается замкнутая система, которой управляет пользователь у доски, делая на ее поверхности те или иные пометки, рисунки и т.п. Пользователь (а в продвинутых системах их может быть 2 или даже 3 одновременно), как правило, не рисует на доске физически (маркером). С помощью электронного стилуса, твердым заострённым предметом или даже пальцем руки (в зависимости от технологии доски) он проводит на поверхности доски виртуальные линии, которые мгновенно вслед за ним рисуются на доске лучом проектора.

 На российском рынке представлено более 10 (основных) зарубежных компаний, производящих интерактивные доски. Разные производители используют различные физические принципы считывания информации с доски. Например, это может быть специальная воспринимающая многослойная сетка из тончайших проводников, разделённых воздушным зазором (резистивная технология). Такая сетка, имеющая высокое разрешение на касание, встраивается под защитную поверхность доски. При нажатии на поверхность проводящие слои соединяются, и в компьютер поступает сигнал, задающий координаты точки контакта.

В других случаях могут применяться специальные электромагнитные стилусы, контактирующие с электронной сеткой (электромагнитная технология). Такой стилус содержит излучатель электронного сигнала. При соприкосновении стилуса с поверхностью доски (и даже в случае приближения к ней) в компьютер поступает сигнал с координатами соответствующей точки.

Применяется также технология инфракрасного лазерного сканирования, позволяющая отслеживать положение непрозрачного предмета. Встречается  комбинированная технология инфракрасного и ультразвукового сканирования.

При использовании  DViT технологии (Digital Vision Touch) движение электронного стилуса считывается и фиксируется на доске при помощи специальных цифровых видеокамер, встроенных в доску. В самое последнее время появилась микроточечная технология,  разработанная  компанией PolyVision. Электронный Bluetooth-стилус с помощью встроенной микрофотокамеры считывает с белой поверхности доски невидимую координатную сетку точек, которая затем используется для привязки координат линий письма.

В любом случае движение маркера передаётся на монитор и в память компьютера, а далее полученную информацию можно обработать, распечатать, сохранить, передать по электронной почте, показать на большом экране через проектор. А если спроецировать на интерактивную доску рабочий стол компьютера, то с помощью маркера, указки  или пальца можно управлять курсором мыши и компьютером, открывая нужные приложения на этом компьютере

Интерактивные доски имеют разрешающая способность от 2000х2000 до 8000х8000 точек, т.е. выше, чем у современных мониторов и проекторов. Это обеспечивает исключительно высокую точность при передаче информации.

Интерактивные доски обычно обладают надежной и вандалоустойчивой конструкцией. С компьютером устройство соединяется посредством COM- или USB-порта, либо через беспроводной интерфейс. Питание поступает от сетевого блока питания или непосредственно от компьютера по USB-кабелю. Существуют также беспроводные доски, не требующие электропитания.

Как правило, интерактивные доски после монтажа проектора должны быть откалиброваны. Калибровка выполняется с помощью специальной утилиты, которая выводит перекрестья по углам и в центре экрана, после чего просит пользователя нажать маркером в этих точках. Весь процесс обычно не превышает 2-3х мин. Если взаимное расположение интерактивной доски и проектора не изменилось, повторная калибровка не потребуется

Основные режимы работы интерактивной доски совместно с проектором —  режимы мыши и аннотаций. В первом режиме доска лишь обеспечивает взаимодействие пользователя с ОС, заменяя мышь, во втором используется по прямому назначению, т. е. для письма и рисования. При этом компьютер может использовать любое программное обеспечение, работающее под Windows, MAC или Linux.Заметим, что графический редактор для этого не обязателен: программа рисует прямо на том фоне, который есть на экране, будь то картинка «обоев», слайды PowerPoint, окна прикладных программ и т. д.

Перемещая маркер по поверхности доски, можно в режиме «On Line». ввести в компьютер любую графическую информацию. Кроме того, нажав на одну из реальных или виртуальных  кнопок у края доски, можно менять параметры линий, вызывать специальные знаки и фигуры, вызвать изображение клавиатуры и, касаясь виртуальных клавиш, набирать текст, вводить цифры и знаки и т.п. Как правило, предусмотрено распознавание рукописного текста: написанный от руки текст преобразуется в заданный формат.

Интерактивные доски могут использоваться также:

  •  в качестве безбликового экрана,
  •  в качестве  копировального электронного блока (совместно с компьютером),
  •  а также (для некоторых досок) – в качестве белой маркерной (фломастерной) доски.

Интерактивные доски легко совмещаются с системами видео конференций, позволяющими создать систему реального времени, передающую отдаленным абонентам информацию, нанесённую на доску.

Интерактивные доски обычно крепятся к стене. Для напольной установки досок дополнительно поставляются специальные мобильные подставки.

Интерактивные доски имеют достаточно большие размеры (диагональ от 43 до 104 дюймов при соотношении сторон 4:3 или 16:9), позволяющие эффективно воспринимать информацию.

Интерактивные панели.

interactive-systems9

Интерактивные панели позволяют управлять учебным процессом или презентацией с подиума или стола, обеспечивая пользователю такой же функционал, как и интерактивная доска. На экране интерактивной панели пользователь может видеть рабочий стол компьютера, может открывать различные приложения, делать пометки, рисовать и т.п., подобно тому, как происходит работа с интерактивной доской. Изображение с экрана интерактивной панели через компьютер и подключенный к нему проектор может проецироваться на сколь угодно большой экран, что делает идеальным использование такого рода устройств в самых разнообразных помещениях: от классных комнат до аудиторий.

Набор программного обеспечения моделей позволяет делать примечания на экране, выделять ключевые моменты, импортировать графические объекты, использовать множество включенных шаблонов оформления, и даже преобразовывать в текст рукописные заметки. Все заметки и изображения можно сохранять в различных форматах, распечатывать или отсылать электронной почтой.

Несколько панелей могут быть соединены через сеть в конференц-режиме, что позволит в реальном времени передавать всем участникам конференц-связи изображения, примечания и др.

Сенсорные дисплеи.

937653

В настоящее время на рынке, в том числе в России, существует множество интерактивных решений на основе сенсорных дисплеев, размеры которых постоянно растут. Сегодня можно увидеть сенсорные дисплеи от 3″(в мобильных телефонах) до 150″( как отдельное решение). Вместе с соответствующим программным обеспечением такой дисплей ( или набор из таких дисплеев) предоставляет пользователю широкий и разнообразный спектр возможностей.

Простота и удобство в использовании позволяют применять сенсорные дисплеи в системах Digital Signage, в рекламе, торговле, в индустрии развлечений и т.д.

Области использования интерактивных презентационных систем

Таким образом, современные технологии существенно расширяют возможности докладчиков и преподавателей при демонстрации иллюстрационных и обучающих материалов. Рассмотренные выше интерактивные презентационные системы и устройства могут успешно применяться в самых разных сферах деятельности, например:

  • при организации учебного процесса,
  • при проведении конференций, семинаров, совещаний, переговоров,
  • при проведении презентаций,
  • в торговых предприятиях,
  • в музейном деле,
  • в рекламном бизнесе,
  • для использования лицами с ограниченными физическими возможностями и т.п.

В последнее время начинают появляться интерактивные 3D решения.

LED Экраны

Kazan-arena-screen

Само название «светодиодный экран» (LED-screen, LED-экран) говорит о технологии воспроизведения информации экранами данного типа. В экранах используются светодиоды — небольшие полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении электрического тока.

Преимущества светодиодных экранов

Основное преимущество светодиодных экранов, обеспечивающее их всё более широкое распространение – длительный срок службы (до 100 тыс. часов, или более 10 лет непрерывной работы), высокая надёжность, при необходимости — исключительно высокая яркость и всепогодность, что позволяет использовать их в уличных условиях при солнечном свете.

Светодиодный (Led) экран относится к классу активных экранов, т.е. поверхность экрана является как модулятором, так и источником света, в отличие от проекторов, видеокубов и других устройств, в которых источник света отделен от экрана. При прямом попадании солнечного света изображение светодиодного экрана не теряет контрастность, особенно при использовании серых фильтров, ослабляющих внешний свет.

Светодиодный экран, устанавливаемый в помещении, не требует внутреннего охлаждения (вентиляторов), поэтому такие экраны можно использовать в помещениях с загрязненным воздухом, в помещениях, где предъявляются повышенные требования к малошумности.

Светодиоды. Пиксель (Pixel). Шаг пикселей (Pitch)

Каждый светодиод (рис.1)  излучает монохромный цвет определённой длины волны — красный, синий, зелёный. Для получения полноцветного экрана используются светодиоды всех указанных цветов.

LED_01

Рис.1. Светодиоды.

Пиксель (Pixel). Наименьшим элементом изображения в светодиодном экране является пиксель. Каждый пиксель состоит из одного или нескольких светодиодов (см. рис. 2).

LED_screens_clip_image001_0000

Рис. 2. Пиксель.

В полноцветных экранах каждый пиксель состоит из красных, зеленых и синих светодиодов, общим количеством обычно до 8 (однако бывает и больше). Встроенный процессор обеспечивает получение всех основных цветов и белого цвета с оттенками.

Шаг пикселей (Pitch). Физическое расстояние между центрами двух соседних пикселей. Чем меньше шаг, тем выше разрешение, тем, соответственно, выше качество изображения.

Технология изготовления светодиодных экранов

При изготовлении светодиодных экранов используются разные методы компоновки светодиодов.

Светодиодные кластеры — излучающие приборы с некоторым количеством светодиодов, помещенных в общий влагозащищенный и светоизолированный корпус. Один кластер соответствует одному пикселю изображения. Технология используется для изготовления больших уличных экранов

Светодиодные матрицы — совокупность диодов на поверхности экрана. Здесь пиксель конструктивно не оформлен, но каждый светодиод принадлежит строго определенному пикселю, и управление осуществляется пикселем как единым целым. Данная технология используется при изготовлении экранов для работы как на улице, так и в помещениях

Виртуальные пиксели. Здесь светодиоды не закреплены за конкретными пикселями, программным образом оперативно создаются пиксели из нескольких соседних светодиодов. Это позволяет искусственным образом существенно увеличить разрешение экрана. При объединении пикселей как вертикально, так и горизонтально количество видимых пикселей удваивается. Получается очень качественное изображение, как будто на экране в четыре раза больше пикселей

Во всех перечисленных случаях используются  светодиоды трёх цветов: красные (Red), зелёные (Green) и синие (Blue), соответственно, пиксели такого типа принято называть RGB пикселями. Такие экраны, как привило, имеют шаг пикселей от 6 до 80 мм.

Несколько позднее, чем пиксели RGB, в светодиодных экранах стали использовать технологию поверхностного монтажа (SMD,   от англ. surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). В этом случае  светодиоды микроскопического размера помещаются в единый корпус, (пиксель), который припаивается прямо к печатным проводникам

Применяемые размеры пикселей SMD в настоящее время – от 1,2  до 10 мм. Небольшие размеры пикселей позволяет достичь очень высокого разрешения. Такие экраны вначале использовались только в помещениях, , т.к. светодиоды были влагопроницаемы и имели относительно небольшую яркость. Однако в последнее время, за счёт ярких светодиодов и специального влагозащитного полотна, экраны данного типа стали успешно устанавливать и на улице

Модуль. Пиксели (а также кластеры) объединяются в стандартные конструкционные элементы — модули, имеющие у разных производителей различные размеры, например: 130 х 65 мм, 160х160 мм, 256 х 256 мм  и др. Модуль – это специальная плата,  в которую с лицевой стороны встроены светодиоды (эту операцию выполняют на заводах специальные автоматы), а на тыльной стороне  размещается электронные элементы

led_image005 led_image003

Модуль светодиодного экрана включает в себя определённое количество пикселей, зависящее от их диаметра. Модули являются основными элементами, подлежащими замене при выходе из строя светодиодов, определённое количество модулей всегда включают в состав ЗИПа.

Кабинет (панель). В большинстве случаев модули объединяют в крупные конструктивные элементы – кабинеты (или панели), содержащие определённое количество модулей (рис. 8). Размер кабинета кратен размерам модулей. Так, кабинет может иметь размер 960х960 мм и включать в свой состав 36 (6х6) модулей размером 160х160 мм каждый. Другой пример: кабинет размером 1024х768 мм, содержащий 12 (4х3)  модулей размером 256х256 мм. Линейные размеры кабинетов от 0,5 до 2 м, толщина примерно 175 мм (иногда меньше). Внешний вид кабинета (спереди и сзади) иллюстрируется фотографией (рис. 8). В составе кабинетов обязательно имеются источники питания. Кабинеты крепятся друг к другу без зазоров, что позволяет создать единое экранное полотно. Кабинетное построение позволяет создавать экраны любых размеров, сохраняя при этом их мобильность и ремонтопригодность.

led_image009 led_image007

Корпус кабинета обычно выполняют из стали, при этом вес 1 кв. м экранной поверхности составляет 65-70  кг для экранов Outdoor и примерно 35 кг для экранов Indoor. Однако выпускаются также алюминиевые корпуса (27 кг  на 1 кв. м) и карбоновые корпуса (20 кг  на 1 кв. м). Такие облегченные кабинеты, как правило, применяют для экранов, предназначенных для арендного использования, где важно уменьшить вес перемещаемого и монтируемого оборудования.

Кабинеты LED – экранов бывают двух типов — с тыловым креплением и с фронтальным креплением.

Тыловое крепление требует использования специальной конструкции, обеспечивающей лёгкий доступ к задним частям кабинетов при монтаже и обслуживании. Кабинеты с фронтальным креплением используют в тех случаях, когда подход к кабинетам сзади затруднителен. Некоторые компании выпускают универсальные кабинеты, пригодные как для тылового, так и для фронтального крепления.

Светодиодный экран — сетка. Существуют также  лёгкие экраны-сетки, или гибкие полупрозрачные экраны, имеющие крупный шаг и используемые для уличных иллюминаций, в качестве задников театральных сцен и т.п., где не требуется высокое разрешение

LED_23

Основные технические характеристики светодиодного экрана

  • Угол обзора светодиода (LED angle): номинальная характеристика светодиода, устанавливаемая его производителем, показывающая максимальное боковое отклонение, при котором светодиод виден с достаточной яркостью. При расположении наблюдателя перпендикулярно экрану яркость изображения максимальна, при взгляде со стороны яркость падает. Угол замеряется при уменьшении яркости изображения в два раза относительно яркости при перпендикулярном взгляде. Угол светодиода может быть в диапазоне от 70 до 120 градусов.
  • Угол обзора экрана (Viewing angle): показывает реальный угол обзора, при котором яркость изображения падает в два раза относительно яркости при перпендикулярном взгляде. Угол обзора может быть в диапазоне от 100 до 160 градусов.
  • Графическое разрешение (Graphic definition): количество пикселей, имеющихся на экране. Указывается так: горизонтальное разрешение х вертикальное разрешение. Например: 400х300.
  • Стандартная яркость (Standard brightness): яркость излучаемого модулем света, измеренная в канделах на квадратный метр (NIT). Для уличных экранов (Outdoor) яркость находится в пределах от 6000 до 12000 кд/м2. Для экранов, используемых внутри помещений (Indoor), достаточно яркости в пределах 1000-3000 кд/м2.
  • Потребляемая мощность (Power Consumption): средняя обычно в пределах 250-300 Вт/м2, максимальная (пиковая) 750-900 Вт/м2.

Условия эксплуатации

Экраны Indoor рассчитаны на обычную комнатную температуру и влажность. Если экран предназначен для работы в условиях повышенной влажности (например, в бассейне, на катке,  и т.п.), исполуется специальная защитная плёнка.
Экраны Outdoor имеют степень защиты IP65/IP46 (фронт/тыл) и могут работать при температуре от +30 до -30ºС. При эксплуатации наружных экранов на территории России в некоторых случаях необходимо предусматривать систему вентиляции или кондиционирования, чтобы экраны могли работать как при высоких, так и при самых низких температурах окружающей среды.

Выбор формата экрана

Всегда предпочтительно, чтобы LED-экран имел формат, соответствующий стандартному формату компьютерных и видео материалов, т.е. 4:3 или 16:9. В противном случае подготовка контента будет сильно затруднена. Таким образом, при формате 4:3 рекомндуемые размеры экрана будут, например, 2х1,5 м  3х2,25 м, 4х3 м,  6х4 м, 8х6 м и т. п. При формате 16:9 —  2х1,125 м, 3х1,68 м, 4х2,25 м, 6х3,375 м, 8х4,5 м и т. п  Однако в ряде случаев используют экраны с нестандартным форматом.

Выбор шага пикселей

а) Принято считать, что светодиодный экран, обеспечивающий приемлемое качество изображения, должен иметь графическое разрешение не менее 256х192 пикселей (при формате экрана 4:3).  Например, для экрана с размерами 6х4 м шаг пикселей  должен быть не более 23,5 мм, для экрана с размером 3х2,25 – не более 11,75 мм. Естественно, чем меньше шаг, тем выше качество изображения.

б) Второй ограничивающий параметр – дистанция просмотра.

Минимальная дистанция просмотра, выраженная в метрах, при которой изображение выглядит удовлетворительно, в первом приближении равна шагу пикселей, выраженному в мм. При меньшей дистанции будет заметна пиксельная структура изображения, что раздражает зрителей. Например,  при шаге пикселей 16 мм минимальная дистанция – 16 м, при шаге пикселей 4 мм минимальная дистанция – 4 м.

Максимальную дистанцию комфортного просмотра можно приблизительно оценить по формуле: максимальная дистанция (м) = 6 B, где В – ширина экрана в метрах.

Наружные экраны (Outdoor) обычно используют пиксели с шагом в пределах от 6 до 40 мм.
В настоящее время  наиболее употребительный шаг для больших уличных экранов — 16 мм.

Светодиодный экран для помещений (Indoor) может иметь шаг от 1,2 до 10 мм, причём в ближайшее время шаг станет ещё меньше. Чем меньше шаг, тем дороже экран.
Гибкий светодиодный экран-сетка может иметь шаг пикселей от 10 мм до любого значения, заданного Заказчиком.

Выбор типа светодиодов

Стоимость (и качество) LED-экрана зависит не только от шага пикселей, но и от типа используемых светодиодов. Самые качественные и, соответственно, самые дорогие светодиоды – японские Nichia, затем идут американские Cree, затем целая группа: тайванские Epistar, корейские Samsung, китайские улучшенные (Absen, Silan multicolor и др.) и, наконец – наиболее распространённые китайские Silan. Разница в стоимости может доходить до двух – трёх раз при сходных технических характеристиках. Качество выражается в надёжности и сроке службы светодиодов, а также в идентичности светодиодов по яркости и цветовой гамме.

Источники изображения

Светодиодные экраны способны воспроизводить видеоизображение с различных источников:

  • Компьютеры
  • Компьютерные сети (в том числе Интернет и Интранет)
  • Системы видеоконференцсвязи
  • DVD-проигрыватели
  • Видеомагнитофоны
  • Видеокамеры
  • Приемники спутникового и кабельного телевидения
  • Системы промышленного видеонаблюдения

Управление светодиодным экраном

Светодиодный экран в своём составе обязательно имеет в необходимом количестве передающие и приёмные карты (Sending Cards, Receiving Cards), обеспечивающие передачу  сигналов управления от компьютера. Для управления экраном используется обычный персональный компьютер, на который устанавливается специальное ПО (входит в комплект поставки). В зависимости от предназначения экрана система управления может быть как встроена, так удалена от экрана. Поддерживается передача данных по протоколу TCP/IP, что позволяет передавать данные и управлять экраном по сетям или радиоканалам. Единственным ограничением является пропускная способность канала (для передачи графической информации она должна быть очень большой).

Установка светодиодных экранов

Уличные экраны могут устанавливаться на крыше зданий, закрепляться на стенах зданий, устанавливаться на специальных конструкциях типа «ноги». Внутри помещений экраны крепятся к стенам, устанавливаются на специальных стойках, подвешиваются на тросах. Во всех случаях производится разработка проекта установки экрана и изготовление, при необходимости, специальной металлоконструкции. При креплении экрана на крыше или стене здания проводится обследование здания и выполнение расчётов, подтверждающих возможность такой установки. Получение разрешение на установку экрана и подвод электропитания является функцией Заказчика.

Видеостена

стенка

Видеостена представляет собой единый полиэкран, состоящий из нескольких видеомодулей, управляемых специальным контроллером. Модульный принцип видеокубов позволяет создавать видеостены сколь угодно больших размеров в соответствии с требованиями заказчиков. Существуют видеостены площадью в десятки и даже сотни квадратных метров.  Единственное ограничение: размеры видеостены должны быть кратны размерам видеомодулей, из которых собирается полиэкран. В качестве видеомодулей чаще всего используются так называемые видеокубы либо ЖК-панели специальной конструкции.

1. Видеостены для круглосуточного масштабного отображения информации. Основное назначение таких видеостен — крупномасштабное отображение информации для коллективного просмотра в диспетчерских и ситуационных центрах, на пультах и в центрах управления, а также в различных автоматизированных системах управления.

Видеостены широко используются в тех сферах, где необходим круглосуточный оперативный контроль над непрерывно поступающей информацией и где исключительно велика ответственность за принимаемые управленческие решения: для нужд министерства обороны, в энергетике, на транспорте, телекоммуникациях, промышленности, органах государственной власти, в системах обеспечения безопасности, в управлении финансами.

Видеостена  обеспечивает вывод большого количества графической и видео информации в высочайшем качестве, позволяет наблюдать информацию от большого количества источников и переключаться между ними, выделяя требуемый в данный момент фрагмент. Все это необходимо для полноценного восприятия и анализа ситуации, что важно для оперативного принятия правильных решений руководителем или группой ответственных специалистов.

2. Видеостены для конференц-залов, рекламного бизнеса и сферы развлечений, где не требуется круглосуточная работа систем отображения информации.

В последнее время появилась возможность создавать видеостены с функциями интерактивности. В этих целях используются специальные интерактивные рамки (для видеостен из кубов) либо интерактивные панели MultiTouch.

Основные преимущества видео стен

Видеостена — это устройство, имеющее высокую надёжность, возможность круглосуточной работы, обеспечивающее высокую яркость, чёткость и равномерность изображения, не требующее регулярных настроек. По сравнению с обычными проекционными системами (проектор плюс экран) видеостены имеют гораздо большую яркость, гарантирующую великолепное качество изображения в освещённых помещениях, а также обеспечивают вывод на экран информации, поступающей от многих источников. Кроме того, суммарное разрешение видеостены во много раз больше разрешения одного проектора, что исключительно важно при показе сложных схем с мелкими деталями изображений.

Видеостены – это каскадируемый экран, который может быть различных размеров и достигать нескольких десятков метров в ширину и высоту. По сравнению с традиционными табло, использовавшимися ранее в АСУ и выполненными на статичных элементах (индикаторах различных типов), видеостены имеют ряд принципиальных преимуществ:

  • Возможность вывода на экран любой информации от произвольного количества источников
  • Возможность масштабировать информацию и оперативно менять сценарий видео показа
  • Возможность вывода на экран результатов моделирования принимаемых решений

Видеокубы

Видеокуб представляет собой единый конструктив, содержащий проектор, систему зеркал и просветный усилительный экран. По существу видеокуб является системой обратной проекции. Видеокубы могут иметь диагональ от 20 до 100 дюймов. Однако самые распространённые размеры – 20, 60, 62 и 72 дюйма по диагонали. Соотношение сторон видеокубов — 4:3, 16:9 или 16:10. Сконструированы видеокубы таким образом, что экран занимает всю переднюю панель, благодаря чему зазоры между экранами при сборке видеостены минимальны, 0,2-1 мм, и практически не заметны на полиэкране. В составе видеокуба предусмотрены несколько сигнальных входов, разъёмы для управляющих сигналов, у некоторых производителей — встроенный контроллер.

В видеокубах последних поколений в качестве источника света используются светодиоды со сроком службы 60000-10000 часов в зависимости от производителя и режима использования. Традиционные ламповые кубы уже не производятся. С приходом на рынок видеостен со светодиодным источником света исчезла самая большая проблема в эксплуатации – необходимость регулярной замены проекционных ламп. И как следствие, повысилась надежность работы видеостены  и произошло заметное уменьшение эксплуатационных расходов

Предлагаются разные модификации видеокубов:

  • С тыловым доступом для обслуживания
  • С фронтальным доступом для обслуживания

Фронтальное обслуживание обеспечивается за счет небольшого усложнения конструкции, что приводит к большему зазору между экранами соседних кубов (до 2 мм), и к большей стоимости видеокуба. В зависимости от используемого проектора видеокубы могут иметь разрешение 720×540, XGA (1024×768), SXGA+ (1400×1050), Full HD (1920×1080) и WUXGA (1920×1200). В современных видеокубах применяют микрозеркальные (DLP) проекторы.

ЖК-панели, применяемые для построения видеостен, могут иметь диагонали 46 и 55 дюймов. Во всех случаях это специальные профессиональные панели с узкой рамкой,  обеспечивающей зазор между экранами в пределах от 3,5 до 6 мм. Необходимо помнить, что ЖК- панели не предназначены для круглосуточной работы: при показе статичной информации, характерной для диспетчерских и ситуационных центров, необходимо отключать панели на 2-3 часа в сутки, а противном случае происходит так наз. «залипание пикселей» (эффект остаточного изображения).

Источники изображения. Полиэкран способен формировать изображение, поступающее от множества разнородных источников:

  • Графических станций
  • АРМ
  • Удаленных сетевых источников (VNC серверов)
  • Систем видео конференцсвязи
  • Видеокамер (в том числе IP)
  • Систем промышленного видеонаблюдения

Особое значение имеет режим показа на видеостенах изображений сверхвысокого разрешения. Например, схемы электрической сети в центре управления или карты с нанесенными на них объектами мониторинга. Такие схемы могут иметь разрешение 5000, 10000, 15000 и более пикселей по горизонтали на несколько тысяч пикселей по вертикали. Для отображения таких схем или карт используют специальные графические серверы или запускают программное обеспечение, генерирующее это изображение, непосредственно на контроллере видеостены.

Управление видеостеной

Внешний контроллер или внутренние контроллеры кубов (панелей) предоставляют исключительно широкие возможности по управлению видеопоказом. На полиэкран может быть выведено одно изображение от заданного источника информации или требуемое количество картинок, поступающих от разных источников. Наиболее широкие возможности по созданию различных режимов видеопоказа предоставляют специальные универсальные контроллеры, поставляемые несколькими производителями – компаниями Jupiter Systems, Datapath, контроллеры, собранные на базе видеокарт Matrox и др.

Контроллеры проектируются и изготавливаются для конкретных видеостен, с определённым количеством источников информации и видео модулей. Такие контроллеры «видят» полиэкран как единое целое и способны выводить произвольное количество изображений в произвольные зоны полиэкрана. Некоторые производители кубов (Mitsubishi Electric, Christie Digital и др.) предлагают собственные контроллеры. Управление режимами видео показов осуществляется от того же контроллера или от отдельного компьютера.