控制室设计 准备好了吗

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  从前端显示到后端信号的处理甚至各种软件平台的无缝整合,控制室中可谓是将各种纷繁复杂的技术集成到了一体。如何将如此多的技术、产品整合到一起,并满足不同行业用户的各色需求,实属一件不易之事。同时,要设计出一套完美的控制室,仅仅依靠技术的整合是远远不够的。
  一、显示设备考虑
  有着丰富控制室安装经验的巴可控制室显示系统部业务支持经理周敏介绍,最初建设一个控制室的首要目的是要满足用户“看”的需求,而且往往是单纯地为看而看,并将其作为系统建设的首要目的。解决好“看”的问题,是设计者做好一切解决方案的前提。也就是说,控制室里的显示墙要充分发挥好“看”的作用,那么在系统设计时更多的精力就集中在了硬件方面:硬件设备的亮度、颜色、可靠性、一致性等技术问题完全是从硬件角度来解决的,只要把硬件平台做好,就能给客户呈现最完美的显示效果。
  无论是作为视频墙的一个功能组成部分,还是作为一套独立的系统,显示设备(背投、LCD或等离子显示屏)所传输的图像信息都必须在各种情况的环境下(如环境灯光、视线范围、用户眼睛疲劳等各种情况下)方便用户轻松读取。影响显示系统效果的关键的因素包括:亮度、对比度、分辨率、色彩还原和校正等因素。其中,拼接墙作为多台显示设备组合的一体化系统,显示校准是相当关键的步骤,可以让图像尽可能地匹配一致,在控制室设计中,设计人员都要进行信号抗阻测试保证肉眼能看到图像,同时也会使用边缘融合等技术。
  拼接墙的亮度是衡量单位是英尺朗伯或坎德拉每平方米(NIT)。一个footlambert是相当于3.426尼特。拼接墙采用多台投影机进行组合,充分利用了DLP技术更高的显示性能,实现了多台投影设备之间的无缝画面整合,创建出了一套完整、连续、超大的图像效果。影响视频墙系统的亮度包括:环境光条件、投影系统亮度对比率。
  投影系统的亮度
  在背投显示墙系统中,每台投影机都有一个特定的亮度水平,以ANSI流明为单位计量。投影机亮度、屏幕尺寸、增益都用于计算拼墙的亮度水平。由于背投显示屏的投射特性,屏幕增益是决定系统亮度的一种重要因素,具有较高的增益系数的屏幕通常具有更高的亮度。同时,屏幕的亮度下降,移动离轴时屏幕亮度就会降低,而且增益越高的屏幕降低的更多。通常,低增益屏幕具有更广阔的可视范围,会使亮度降低少些。因此,根据屏幕类型的不同和系统操作员与屏幕位置之间的不同,亮度和对比度的变化会有很明显的区别。典型的7×24工作的控制室中,屏幕亮度通常在150尼特(最小)到500尼特之间。
  对比度
  对比度的计量单位有两种:“full field”(全域) 和ANSI。全域指先显示整体全黑图像,并测量其亮度。然后显示全白图像,并测量其亮度。白图像与黑图像亮度的比值就是最终的全域对比率。通常情况下,全域的对比度测量应至少1,000:1。然而,ANSI测量方法在计算对比度时则会更加准备可靠。它显示16棋盘格黑白相间图案,分别在屏幕上各个方块处测定黑色亮度和白色亮度,以平均值得出的对比度值可称为ANSI对比度,按照ANSI方法测试的对比度成绩最低,因为白色区域的光线将会影响黑色区域的亮度,从而成为考验最为严格的测试方法。能够更加准确地呈现系统的对比度表现。在当下显示技术中,450:1是建议的最低对比度值。
  环境光
  在控制室中,房间里的光线与视频墙的亮度应该达到合理平衡,尽量减少系统操作员的疲劳感和眼睛的不适,环境光对整个控制室的影响至关重要。通常情况下,建议控制室内照明光为20-30尺烛光(200-300 lux),最好的方法就是在控制室内使用扩散照明,如果确实需要使用点源式照明,也应当让光线背离定向显示墙,而不是朝向它,否则在视频墙上则可能出现出现光线反射的情况。
  总体系统对比度是控制室设计中另一个重要的考虑因素,它将拼接墙自身的对比度和墙上环境光对比度整体纳入考虑,用于计算系统最终的对比度。环境光亮度越高,系统对比度越低。系统最低的可接受对比度为10:1,通常是设计的目标是100:1。
  二、人体工程学
  随着控制室在交通、能源、电力、政府、军队指挥等不同领域的广泛应用。更多的人开始注意到怎么样才能让用户舒适地“看”。周敏指出,这就涉及到了人体工程学的环境设计问题,显示墙最终要用在用户真实的环境里,而不同用户的使用环境也各有不同,房间有大有小,屏幕数量有多有少,因此,如何根据客户的显示目的、现场环境条件来设计显示墙,处理好视角、操作员工位布置、环境协调性以及空调、供电、声音、照明等环节,使显示墙能够与客户的环境融为一体,帮助客户把显示墙的作用发挥到最好,这一点成为控制室设计绝对不可忽视的问题。
  对于一个从未接触过控制室的非专业人士来说,控制室中的设备和技术简直堪称眼花缭乱,让人无从了解。但实际上,看上去如此专业的系统并不是想象中的那么复杂。大多数的控制室都是将显示设备整合成了视频墙、DLP背投拼墙,桌面显示屏、控制台、照明灯光甚至是办公桌的设计都是经过了精心设计的。控制室中的所有组成元素甚至摆放方式都已经过设计人员的精确计算、选择和整合以保证控制室设计的合理性和高效率。
  在人体工程学方面,既要充分考虑到控制室操作员必须在7×24小时内全天候,全神贯注的监视、控制、管理庞大复杂的系统这一特殊的工作条件,又要保证操作员随时处于最佳的精神状态,这就要尽可能使用户的疲劳感和不适感降低到最低水平。
  例如:在系统安装时,可通过调整监视器的各个俯仰角,调整安装附件的位置来满足不同操作人员个人的人机工程学需要;在凹槽板或者柱上安装监视器手臂使用户能够不费力地移动监视器,轻松地调整监视器的高度、角度和侧位,以便为不同的操作员提供适合的视线和视角范围;工作面通过消除坚硬锐利的边缘造成的接触应力,改善操作员手腕的舒适度;监控台的设计都要确保工作面下方的腿部和膝盖间隙符合人体工程学的高度、深度和宽度标准;通过简单的手动或者电动调节,将工作面一定的尺寸空间中进行调节,使每个操作员都能够轻松地调节工作面的高度来满足他们自己的需要;或者选装坐站两用型工作面,这样操作员只需触动按钮,便可从坐姿转换为站姿;安装钢化玻璃,减轻操作员的眼疲劳,同时保持操作员查看系统时的效果不会失真。
  三、高效的使用和便捷的维护
  “控制室的最终目的是给客户使用,这就需要在设计时充分考虑到用户后期的整体运营成本”,周敏继续说道,“首先要实现客户整体运行成本最优化。在设备运行过程中,实现最少的人工干预、最少的消耗比、对环境最少的影响等等。就巴可来说,正在从硬件设计和人体工程学设计的角度帮助客户来解决这些问题,以实现运行成本最优化。”
  尽管控制室中会采用到各种各样的先进技术,以便工作人员能够高效地获取信息,但设计人员一定要牢记于心:任何系统设计的出发点都是为了让系统更加直观。直观性对于用户来说无疑相当重要,一套先进的控制系统使用非常直观(如AMX和Crestron),总能支持系统功能的不断完善和升级。
  可靠性和适用性是显示系统选择的重要考虑因素,控制室所执行的任务往往都非常重要,这时,显示设备当然不能掉链。这也是三芯片DLP投影机广受欢迎的主要原因:液晶显示屏可能出现烧屏,单芯片DLP稳定性可能不够高,三片式DLP在价格方面虽然更为昂贵,但如果考虑到一年365天7×24小时工作,它能实现8,000小时不间断运行。
  在有些应用中,如果三片式DLP还不能满足其对可靠性的需求,那么就需要进行显示屏或拼墙系统备份,以便随时接待命。控制室设计要防止显示系统出现故障,但不可靠外力如停电所造成的故障则更具威胁性。系统设计时要充分考虑到备用电源,冷却系统控制以及UPS设备。如果采用分布式结构,将能大大降低电源中断带来的影响。单线处理器系统可能让控制室对断电响应更加敏锐,如果其中一个输入或输出端口出现故障,该节点可以采用备用系统进行替代,系统其余部分则正常运作。
  事实上,控制室出现故障的可能性并不是很大,这也体现了控制室要求先进的技术和设备的价值所在,也正因为如此,负责项目设计和安装的监管人员必须要保证他们选择的技术和产品能够满足自身的需求,让系统操作人员使用方便、有保障。
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