Hochpräzise Bildverarbeitungseinheit: Hardware-Implementierung von Algorithmen

Die Qualität des Edge Blending hängt direkt von der Präzision und Geschwindigkeit der Bildverarbeitungsalgorithmen ab. Diese Funktionalität wird typischerweise auf der Edge Blending PCB mithilfe von FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) oder dedizierten SoCs (System on Chip) implementiert.

Zu den Kernalgorithmen gehören:

1. Feathering (Weichzeichnen): Im Überlappungsbereich erzeugt die Platine eine Verlaufsmaske, um das Bild sanft von vollständig undurchsichtig zu vollständig transparent überzublenden. Dieser Prozess erfordert Gleitkommaberechnungen für jedes Pixel, was eine extrem hohe Rechenleistung erfordert.
2. Gammakorrektur: Da die menschliche Wahrnehmung von Helligkeit nichtlinear ist, kann eine einfache lineare Dämpfung sichtbare Graustufen-Diskontinuitäten in der Überblendungszone erzeugen. Eine Gammakorrektur ist unerlässlich, um visuell fließende Übergänge zu gewährleisten.
3. Kompensation des Schwarzwertanstiegs: Selbst bei der Projektion von reinem Schwarz emittieren Projektoren immer noch eine schwache Lichtleckage. In überlappenden Bereichen akkumuliert sich die Leckage von zwei Projektoren, was zu weniger tiefen Schwarztönen führt. Die Bildverarbeitungsplatine muss diesen Schwarzwertanstieg präzise berechnen und kompensieren, um konsistente Schwarzwerte über die gesamte Anzeige zu gewährleisten. Diese komplexen Berechnungen erfordern, dass die Platine über leistungsstarke Parallelverarbeitungsfähigkeiten und eine extrem niedrige Latenz verfügt. Jede Verarbeitungsverzögerung kann Artefakte in dynamischen Bildern verursachen.

Pixelgenaue Ausrichtung: Geometrische Korrektur und Linsensteuerkreise

Perfektes visuelles Stitching erfordert nicht nur Farbmischung, sondern auch eine präzise physische Ausrichtung. Die Edge Blending PCB bietet durch ihre geometrischen Korrekturmöglichkeiten eine erhebliche Installationsflexibilität.

• Trapezkorrektur (Keystone Correction): Dies ist die grundlegendste Funktion zur geometrischen Korrektur. Wenn ein Projektor nicht direkt auf die Projektionsfläche gerichtet ist, kann das Bild eine trapezförmige Verzerrung aufweisen. Die Leiterplatte verwendet Algorithmen, um eine inverse trapezförmige Transformation anzuwenden und so sicherzustellen, dass das Bild als standardmäßiges Rechteck auf dem Bildschirm erscheint. Eine erweiterte Trapezkorrektur unterstützt sogar die unabhängige Anpassung aller vier Ecken.
• Warping & Gitterkorrektur: Für Projektionen auf Kuppelbildschirmen, gekrümmten Bildschirmen oder unregelmäßigen Oberflächen ist eine komplexere Gitterkorrektur erforderlich. Die Leiterplatte teilt das gesamte Bild in ein einstellbares Gitter auf, sodass Bediener jeden Knoten ziehen können, um ihn perfekt an die Projektionsfläche anzupassen.
• Projektionsobjektivsteuerung: Zur Unterstützung der Ausrichtung verfügen viele High-End-Projektoren über motorisierte Objektive. Die Edge Blending PCB integriert typischerweise Treiberschaltungen, um Zoom, Fokus und Lens Shift direkt über Schnittstellen wie RS-232 oder Ethernet zu steuern und so ferngesteuerte und präzise physische Anpassungen zu ermöglichen. Diese integrierte Funktionalität zur Projektionsobjektivsteuerung vereinfacht den Installations- und Debugging-Prozess erheblich.

Gleichmäßigkeit gewährleisten: Lichtquellenmanagement und Farbkonstanz

Selbst bei Projektoren desselben Modells können aufgrund unterschiedlicher Alterungsgrade der Lampe/des Lasers oder Fertigungschargen subtile Unterschiede in Helligkeit und Farbtemperatur bestehen. Diese Unterschiede werden nach dem Edge Blending sehr deutlich.

Die Edge Blending PCB behebt dieses Problem, indem sie mit dem Lichtquellen-Steuerungssystem des Projektors kommuniziert. Sie ermöglicht:

• Gleichmäßige Helligkeitsausgabe: Misst die maximale Helligkeit jedes Projektors und verwendet die dunkelste Einheit als Referenz, um die Light Engine PCB zu steuern und die Helligkeit anderer Projektoren für eine konsistente bildschirmweite Ausleuchtung zu reduzieren.
• Farbkalibrierung: Durch die Zusammenarbeit mit Farbsensoren kann die Leiterplatte den Weißpunkt, die Farbtemperatur und die RGB-Verstärkungen jedes Projektors unabhängig voneinander anpassen, um eine gleichmäßige Farbe über den gesamten Anzeigebereich zu gewährleisten. Dies ist entscheidend für die Schaffung einer echten nahtlosen Display-Leiterplatte.
• Dynamisches Helligkeitsmanagement: In fortgeschrittenen Anwendungen kann die Leiterplatte auch die Ausgangsleistung aller Light Engine PCBs basierend auf Änderungen des Umgebungslichts gleichmäßig anpassen, um einen optimalen Betrachtungskontrast aufrechtzuerhalten.

Grundlage der Leistung: Hochgeschwindigkeits-Signal- und Wärmemanagement-Design

Um 4K- oder sogar 8K-Ultra-High-Definition-Videostreams in Echtzeit zu verarbeiten, muss die Edge Blending Leiterplatte über außergewöhnliche Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitungsfähigkeiten und ein Wärmemanagement-Design verfügen.

Hochgeschwindigkeits-Signalintegrität

Videosignale wie HDMI 2.1 oder DisplayPort 2.0 erfordern extrem hohe Übertragungsraten. Beim Leiterplattendesign ist die strikte Einhaltung von Regeln für Hochgeschwindigkeitsschaltungen unerlässlich, einschließlich:

• Impedanzkontrolle: Sicherstellen, dass die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitungen präzise angepasst ist (typischerweise 50 Ohm oder 100 Ohm differentiell), um Signalreflexionen und -verzerrungen zu verhindern.
• Differential Pair Routing: Hochgeschwindigkeits-Differenzialsignale mit gleicher Länge und gleichem Abstand routen, um Übersprechen und elektromagnetische Interferenzen zu minimieren.
• Low-Loss Materials: Leiterplattensubstrate mit niedriger Dielektrizitätskonstante (Dk) und niedrigem Verlustfaktor (Df) auswählen, wie z. B. Rogers- oder Megtron-Serien, um die Dämpfung von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren.

Ein exzellentes Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesign ist eine Voraussetzung, um eine verlustfreie Übertragung von Bilddaten an den Verarbeitungs-Chip zu gewährleisten.