LED顯示屏的組成及工作原理
LED顯示屏是由LED點陣組成，通過LED燈的亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻，內(nèi)容。分為單色、雙色、全彩共3類。
根據(jù)LED顯示功能區(qū)分，可分為圖文LED屏和視頻LED屏。圖文LED顯示屏可顯示文字文本、圖形圖片等信息內(nèi)容，可聯(lián)網(wǎng)脫機(jī)顯示。視頻LED屏可與電腦相聯(lián)，實時、同步、清晰的播放各種資訊，且圖文、圖像并茂。還可顯示三維的動畫、錄影、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場實況等。
1、LED顯示屏的組成
一套完整的LED顯示屏系統(tǒng)主要是由顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、編輯系統(tǒng)和其它外圍系統(tǒng)四部分組成。根據(jù)是否脫機(jī)（電腦）使用，分為異步屏和同步屏。異步屏的顯示內(nèi)容比較簡單，存在SD卡或者硬盤中，循環(huán)播放；同步屏是與電腦同步，即電腦屏幕顯示內(nèi)容，可同時在LED顯示屏中顯示，方便切換播放內(nèi)容。
1.1 異步屏
一般由顯示單元板（模組）、條屏卡、開關(guān)電源、HUB板（可選）組成。通過串口線與計算機(jī)連接，進(jìn)行顯示文字的更改，之后可以脫開計算機(jī)工作。
1.2 同步屏
同步屏系統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)可大可小，一般由計算機(jī)、DVI顯卡、數(shù)據(jù)發(fā)送卡、同步數(shù)據(jù)接收卡、HUB板、網(wǎng)線、LED顯示屏等組成。系統(tǒng)始終需要聯(lián)機(jī)計算機(jī)工作，將計算機(jī)上的圖像文字顯示在LED大屏幕上。
1.3 各組成部分詳解
（1）屏體
顯示屏體：LED發(fā)光器件組成的可控顯示板（顯示單元和灰度系統(tǒng)構(gòu)成）
結(jié)構(gòu)骨架：屏體支撐部分，含顯示單元固定架、外框架等
供電單元：配電箱、220V開關(guān)電源
（2）控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)由計算機(jī)、多媒體卡或DVI顯卡、控制卡等構(gòu)成，主要用于顯示數(shù)據(jù)的編輯、處理與分配，并控制顯示屏的顯示。
控制主機(jī)：PC機(jī)
DVI顯卡：帶DVI輸出的顯示卡
控制卡：數(shù)據(jù)發(fā)送卡、數(shù)據(jù)接收卡、HUB轉(zhuǎn)接板
（3）編輯系統(tǒng)
編輯系統(tǒng)的作用是完成顯示屏顯示內(nèi)容的整理、編排和設(shè)計，編輯完成后的顯示內(nèi)容，須由編輯系統(tǒng)送入控制系統(tǒng)才能進(jìn)行有效的播放。
編輯計算機(jī)：PC機(jī)
編輯軟件：LED顯示編輯軟件、多媒體制作軟件等
（4）外圍系統(tǒng)
LED顯示屏外圍擴(kuò)展的功能外設(shè)部分，主要為視頻外設(shè)部分和音頻外設(shè)部分；
視頻外設(shè)：機(jī)頂盒、DVD、攝像機(jī)等
音頻外設(shè)：音響、功放等；
數(shù)據(jù)連接線：排線，網(wǎng)線，電纜等；
2、顯示屏主要工作原理
LED顯示屏系統(tǒng)主要是由顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、編輯系統(tǒng)和其它外圍系統(tǒng)組成，但在其工作中，其主導(dǎo)作用的還是控制和編輯系統(tǒng)；
首先，通過PC機(jī)上的編輯系統(tǒng)的上位機(jī)編輯軟件，結(jié)合實際LED顯示屏的像素密度和驅(qū)動IC的控制方式，將大屏分割為幾個不同的區(qū)域（實際中也就是不同的顯示模組箱體）；
然后，控制系統(tǒng)中的發(fā)送卡，從顯卡上獲取計算機(jī)的每個像素點的亮度數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)分割成每個接收卡所需的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)打包通過網(wǎng)線發(fā)送給每塊不同顯示區(qū)域的接收卡；
再次，接收卡接收到數(shù)據(jù)后，將每個像素點的亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)驅(qū)動IC所需的列（行）的顯示數(shù)據(jù)；
最后，再通過轉(zhuǎn)接HUB卡和信號線，將數(shù)據(jù)傳輸給每顆驅(qū)動IC，協(xié)同相應(yīng)的控制芯片，實現(xiàn)點亮整個LED顯示屏。
LED顯示屏專業(yè)術(shù)語
1、像素，像素直徑，點間距
1.1 像素點
LED顯示屏的最小發(fā)光單位，同普通電腦顯示器中所說的像素含義相同；LED顯示屏中的每一個可被單獨(dú)控制的發(fā)光單元稱為像素。
1.2 像素直徑
像素直徑∮是指每一LED發(fā)光像素點的直徑，單位為毫米。
1.3 像素間距
LED顯示屏的兩像素間的中心距離稱為像素間距，又叫點間距。點間距越密，在單位面積內(nèi)像素密度就越高，分辨率亦高，成本也高。像素直徑越小，點間距就越小。
2、分辨率
2.1 模組分辨率
LED模組橫向像素點數(shù)乘以縱向像素點數(shù)。
2.2 屏體分辨率
LED顯示屏橫向像素點數(shù)乘以縱向像素點數(shù)。
2.3 LED顯示模塊
由若干個顯示像素組成的，結(jié)構(gòu)上獨(dú)立、能組成LED顯示屏的最小單元，典型的有32*16、32*32、64*32模塊等。
屏幕的分辨率越高，可以顯示的內(nèi)容越多，畫面越細(xì)膩，但是分辨率越高，造價也就越昂貴。
3、亮度
在給定方向上,每單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的單位是cd/㎡。亮度與單位面積的LED數(shù)量、LED本身的亮度成正比。
LED的亮度與其驅(qū)動電流成正比,但壽命與其電流的平方成反比，所以不能為了追求亮度過分提高驅(qū)動電流。
在同等點密度下，LED顯示屏的亮度取決于所采用的LED燈的材質(zhì)、封裝形式和尺寸大小，LED晶片越大，亮度越高；反之,亮度越低。
4、灰度
LED顯示屏同一級亮度中從最暗到最亮之間能區(qū)別的亮度級數(shù)。用于顯示視頻畫面的顯示屏，每種基色應(yīng)具有256 級(8bit)的灰度處理能力。
灰度取決于視頻源及控制系統(tǒng)的處理位數(shù)。目前國內(nèi)LED顯示屏主要采用8位處理系統(tǒng)，也即256（28）級灰度。簡單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。采用RGB三原色即可構(gòu)成256×256×256=16777216種顏色。即通常所說的16兆色。
5、對比度
在一定的環(huán)境照度下，LED顯示屏最大亮度和背景亮度的比值。
對比度＝發(fā)光時的亮度�。òl(fā)光亮度）/不發(fā)光時的亮度（反射亮度）
為了能夠顯示出亮度均一的文字和圖像，不受周圍光線的影響，屏幕應(yīng)具有足夠的對比度。對于LED顯示屏,對比度要達(dá)到4096:1以上效果才好。
6、白平衡
LED顯示屏白色可由RGB三基色按比例混合而成，R:G:B的比例為3:6:1
色坐標(biāo)---CIE色度圖
7、像素失控率
是指顯示屏的最小成像單元（像素）工作不正常（失控)所占的比例。
像素失控有兩種模式
a）盲點，也就是瞎點，在需要亮的時候它不亮，稱之為瞎點；
b）亮點，在需要不亮的時候它反而一直在亮著，稱之為常亮點。
一般地，像素的組成有2R1G1B（2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍(lán)燈）、1R1G1B、2R1G等等，而失控一般不會是同一個像素里的紅、綠、藍(lán)燈同時全部失控，但只要其中一顆燈失控，我們即認(rèn)為此像素失控。
按照SJ/T11141-2003行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，室內(nèi)屏的像素失控率應(yīng)不大于萬分之三，室外屏的像素失控率應(yīng)不大于千分之二，且為離散分布。
8、換幀頻率
單位時間內(nèi)顯示屏畫面信息更新的次數(shù)；一般為25Hz、30Hz、50Hz、60Hz等，換幀頻率越高，變化的圖像連續(xù)性越好。
9、刷新頻率
LED顯示屏顯示數(shù)據(jù)每秒鐘被重復(fù)顯示的次數(shù)。常為60Hz、120Hz、240Hz等，刷新頻率越高，圖像顯示越穩(wěn)定。
10、靜態(tài)屏和掃描屏
10.1 靜態(tài)屏
在顯示文字、圖像、視頻時，LED顯示屏的上的燈點在顯示時是同時點亮發(fā)光的；
10.2 掃描屏
利用人眼的視覺暫留特性，在很短的時間周期內(nèi)將LED顯示屏的各行分別點亮。
現(xiàn)階段，掃描屏一般為1/4掃、1/8掃、1/16掃、1/32掃；也有為適配不同的分辨率，而設(shè)定為其他的掃描數(shù)；
掃描屏與靜態(tài)屏在顯示亮度也存在不同的要求，在同樣的發(fā)光管亮度相同的情況下，靜態(tài)屏要比掃描屏的亮度高，所以靜態(tài)屏常用在戶外，而掃描屏常用在室內(nèi)。
掃描屏在高速快門下的拍攝圖片
11、視角、可視角、最佳視角
11.1視角
觀察方向的亮度下降到LED顯示屏法線的亮度的1/2時。同一個平面兩個觀察方向與法線方向所成的夾角，分為水平與垂直視角。
11.2 可視角
剛好能看到顯示屏上圖像內(nèi)容的方向，與顯示屏法線所成的角。
11.3 最佳視角
能剛好地看到顯示屏上的內(nèi)容，且不扁色，圖像內(nèi)容最清晰的方向與法線所成的夾角。
12、最佳視距、最小視距
12.1 最佳視距
能剛好完整地看到顯示屏上的內(nèi)容，且不扁色，圖像內(nèi)容最清晰的位置相對于屏體的垂直距離。
12.2 最小視距
對于具有一定形狀、亮度、距離的兩個光點，無法分辯該兩點的位置點到該兩點的最小垂直距離。
影響最小視距和最小視角的因素有：光點的形狀、亮度、距離。
最佳視距=點間距/(0.3-0.8)。單位：m
例如：P4（φ3）最佳視距為5--13.3米；
如果距離太近了，就能分辨出顯示屏的像素點，顆粒感比較強(qiáng)，如果站得遠(yuǎn)了呢，人眼就分辨不出細(xì)部的特征。
