Which technology is best suited to the video walls of the control rooms?: Projection screens vs flat screens

David Griffiths, Market Development Manager, Control Rooms de Christie EMEA, defends in this article the suitability of rear-projection screens based on DLP technology for the configuration of videowall systems in operations centers and control rooms in contrast to the growing trend to use LCD flat screens.

There are few things as shocking as a multi-screen videowall. and, However, The impressive appearance of the videowall goes to the background in front of its incredible power to display a large amount of data. An essential requirement for the applications of operations centers and control rooms, These include telecommunications, Emergency operations, Service Management, Process and transport control, Etc. Given the sensitivity of most of these applications, Choosing the right display technology is critical.

For proven performance and continued reliability, Rear projection based on Digital Light Processing technology (DLP) It has established itself as the most widespread option. However, Direct view flat screens are beginning to be considered as an alternative. Part of its appeal lies in the relatively low cost of these commercial screens thanks to the extensive consumer television market.. nevertheless, In addition to taking into account the low initial cost, We must not forget other aspects related to reliability and performance and that, in some cases, may end up increasing the cost of ultimate ownership.

Yield

Los requisitos de rendimiento son mucho más exigentes en cada una de las pantallas que configuran un videowall que en una pantalla de uso individual. Para lograr una imagen totalmente uniforme será necesario, no sólo que cada una de las imágenes en mosaico que conforman la matriz tenga la misma salida luminosa, contraste y color que los cuadrantes de alrededor, sino que la propia imagen conserve en sí misma, y de forma individual, esa uniformidad y en esos mismos aspectos. In addition, el gran tamaño que suelen tener estos videowalls, unido a la infinidad de posibles ubicaciones de visualización del técnico de la sala de control, obligan a que cada una de las pantallas mantenga estos elevados niveles de uniformidad tanto individual como conjuntamente para una amplia gama de ángulos de visión.

Si elegimos un material de pantalla adecuado, conseguir la uniformidad y los ángulos de visión necesarios no es ningún problema con una pantalla de proyección de Christie basada en tecnología de Procesamiento Digital de la Luz. Algo que no siempre es posible con la pantalla plana, que dependerá siempre de la tecnología utilizada. specifically, con las pantallas de cristal líquido o LCD, la tecnología de pantalla plana más conocida, el ángulo de visión plantea no pocos problemas. Los LCD de más de 32” (diagonally) suelen tener un ángulo de visión de 176 Degrees (±88 grados) both horizontally and vertically; But its actual performance is far from acceptable.

In a relatively recent report by DisplayMate Technologies Posted by Insight Media, describes the results of a test conducted with eight LCD HDTVs from five of the most prominent consumer electronics manufacturers, including high-end models. Some of the conclusions of this study are described in detail here. Result: all LCD HDTVs experienced viewable and, in some cases, Major changes in brightness, contrast and/or color depending on viewing angle (See Figure 1).

With one exception, all LCD screens tested showed a dubious color change, even in such a narrow range of ±15 degrees. The only screen that was saved from such alteration included an S-IPS panel, known to suffer from less color change under normal television viewing conditions. Even so, This panel demonstrated, at the widest viewing angles, a significant decrease in contrast and color saturation levels. In addition, S-IPS panels tend to experience significant color changes when viewed from a relatively high diagonal angle, something that, While it does not have to be a problem in the case of a television, Yes it is when it comes to the upper screens of a videowall.

LCD screens can also present uniformity problems even when the viewing angle is front. Complaints from owners of HD TVs about failures in the image as well known as the effect of "cloud-shaped spots" are common., the lack of homogeneity in the backlight or the appearance of vertical bands in gray tones. This does not mean that they are presented on all LCD screens, But they are so frequent that they have all the tickets to end up posing serious problems in a videowall formed by a large number of panels. Even if a videowall was configured with carefully chosen screens because it does not present in principle any of these unwanted effects, They would end up developing them over time. As if that were not enough, Very rarely is a function or control included that allows you to adjust the uniformity of the screen image.

What can be stated emphatically is that with the passage of time the screen will lose brightness. The color temperature of the display (the color of white and all levels of grays) and the RGB primary color dots themselves can also change (See Figure 2). Unfortunately, it is likely that these changes will not manifest at exactly the same rate on all screens., So that over time the videowall can end up looking like a wall full of patches. Although most screens have controls that allow the technician to compensate for these changes, puede decirse que prácticamente no existen soluciones integradas que coordinen esos ajustes en toda una matriz de pantallas, con lo que el mantenimiento del videowall se convierte en una laboriosa tarea que requiere de bastante mano de obra.

On the other hand, las pantallas de proyección de Christie basadas en tecnología DLP y concebidas para aplicaciones de salas de control y centros de operaciones, han sido específicamente diseñadas para mantener un nivel de brillo constante y unos colores uniformes a medida que se consume la vida útil de las lámparas. In addition, con la ayuda de unos canales de comunicación que se han fijado entre los proyectores, estas pantallas son capaces de coordinar los ajustes realizados en toda la matriz, permitiendo conseguir un nivel de brillo, A constant color temperature and set of primary colors in each of the projectors that make up the matrix and that can easily remain stable over time.

configuration

One of the most important handicaps of flat screen videowalls is the relatively large size of the uprights or frames that frame the screens (See Figure 3). If you want to achieve the visual effect of a uniform image without interruptions and ensure maximum continuity of information throughout all screens of the videowall, The separation between screens must be less than one millimetre. Projection screens meet this condition without problems. However, The current LCD panels have frames that in the best of cases measure 7 Mm (figure that projection screens improved many years ago). In fact, the frame width of most commercial LCDs measures considerably more than 25 Mm. This means that the separation between screens often exceeds the 50 Mm. Even so, a separation of only 7 mm remains insufficient for most current command and control applications as interruptions in the display of image characteristics can adversely affect its readability.

The same, Size should be taken into account, The aspect ratio and pixel formats of the most common flat panels. Nowadays screens of more than 100 Inch (diagonally); However, las pantallas de grandes dimensiones que suelen encontrase en el mercado sólo alcanzan las 70”, siendo los modelos más económicos aquellos que más se aproximan a las 50”. Debido a la normativa de la TV de Alta Definición, las pantallas planas de hoy en día de 32″ (diagonally) y las de mayor tamaño tienen una relación de aspecto prácticamente universal de 16:9 (por contra, no está disponible la relación de aspecto de 4:3 aunque continúe siendo habitual para los datos de ordenador).

En cuanto a las pantallas de retroproyección de Christie, se encuentran disponibles tanto en 4:3 as in 16:9. Con una variedad de tamaños de pantalla que oscila de las 50″ a las 100″ diagonally, There is no doubt that fewer screens are needed to configure a wall with a certain number of screens and a specific shape, than one composed of flat screens available on the market.

The two usual pixel formats of flat panels are 1366 X 768 and 1920 X 1080, the latter being (known as 1080p) The more widespread of the two. However, This format does not help to perceive more clearly the images of videowall of an operations center and control room. Let's take the aforementioned 70" screen as an example., that this is a 1080p model with a pixel pitch of 0,8 Mm. To be able to appreciate the resolution of an image of these characteristics, The Viewer (assuming you have absolute vision) should be less than 2,7 meters away from the screen. The stations that technicians have in control rooms are usually much further away, with the consequent waste of image resolution. This incompatibility becomes even more evident in the case of small 1080p screens.. But this is not the only problem, since the image generators have to run on the videowall a total number of pixels much higher than really necessary, resulting in lower image refresh rates or the need for much more expensive generators.

Reliability

Las pantallas de retroproyección de Christie basadas en tecnología DLP están diseñadas específicamente para una funcionamiento ininterrumpido con unos tiempos medios entre fallos documentados que superan las 63.000 hours. On the other hand, la mayoría de las pantallas planas han sido concebidas para utilizarse como televisores, unos aparatos que, usually, no se utilizan durante más de ocho horas seguidas. El uso continuado las 24 horas del día de estas pantallas planas las sometería a una carga térmica excesiva y muy por encima de las especificaciones técnicas del aparato.

In the case of LCD panels, la fuente de calor proviene principalmente de la retroiluminación, la cual no sólo somete a un esfuerzo térmico a los componentes, sino al propio panel, Generating, antes de tiempo, Backlight failures if design specifications are exceeded. The probability of such failures does not have to be lower if a newer backlight system based on light-emitting diodes is used. (LED). In fact, One of the reasons that have slowed down, More than expected, The advancement of LED backlight technology has been the challenge of thermal management.

Normally, Any failure in the backlight involves a systematic replacement of the entire panel. Repair or replacement of the backlight itself (in the hypothetical case that it were possible) is, most of the time, Practically impossible if the screen is not removed from the videowall. On the other hand., cuando se estropea la lámpara de un proyector DLP de Christie ésta puede cambiarse rápida y fácilmente sin que ello perjudique la configuración del videowall. In addition, algunos modelos concretos dotados de sistemas de lámpara dual pueden funcionar con una sola lámpara, cambiando automáticamente a la lámpara secundaria en el momento en que se estropea la principal sin ocasionar el más mínimo trastorno. Los modelos Entero™ de Christie basados en iluminación LED son incluso mejores en este sentido ya que los LED gozan de una vida útil estimada en 50.000 horas y no hace falta reemplazar ninguna “lámpara” durante más de cinco años de funcionamiento ininterrumpido.

Otro de los problemas más corrientes de las pantallas planas es la retención de imagen, fenómeno que se conoce (erróneamente) como el efecto “pantalla quemada” o formación de una imagen estática. El término tiene su origen en la época en que eran habituales las pantallas de rayos catódicos, aunque continúa siendo un problema muy extendido entre las pantallas de plasma (PDP). Al igual que las pantallas de rayos catódicos, las pantallas de plasma utilizan compuestos fosfóricos, y dependiendo del grado de utilización, éstos pierden, poco a poco, luminosity. Consequently, al mostrarse imágenes estáticas de elevado contraste se produce una caída diferencial en la salida luminosa entre un píxel y otro que se traduce en la formación de una imagen residual fija con los colores invertidos. Este problema hace que las pantallas de plasma queden descartadas como opción para cualquier aplicación de videowall que requiera de una visualización ininterrumpida de datos.

Pero resulta que las pantallas LCD también presentan, to some extent, una retención de imagen, si bien producto de un mecanismo diferente y que, aunque no es habitual en la mayoría de las aplicaciones con un bajo ciclo de trabajo, puede convertirse en un problema serio bajo un funcionamiento continuado cuando se visualizan elementos de imágenes estáticas de elevado contraste. Los fabricantes de pantallas LCD advierten en sus manuales de usuario sobre la retención de imagen, pero pocas veces las garantías cubren la aparición de estos efectos.

Coste de propiedad

A la hora de comparar y elegir una tecnología para el videowall, uno de los aspectos más importantes a considerar es el coste de propiedad, que depende de diversos factores. El primero de todos es el coste inicial de adquisición. Después está el coste energético del videowall a lo largo de toda su vida útil y el suministro eléctrico necesario para una refrigeración adecuada del aparato. This last cost is especially significant if the HVAC system has to be placed under a greater load. (heating, Ventilation and air conditioning) of the operations center, But it can also include the cost of upgrading a system in case the old one is insufficient to cover the needs..

Nor should we forget the maintenance costs of the videowall itself. On the one hand we have unavoidable costs, such as repairing hardware faults, and, on the other, those expenses (Not only economic, but of time) that are derived from the tuning of the display system so that it can offer without interruption the image quality necessary for the application. In the case of the videowall, esto se traduce principalmente en mantener una luminosidad y colores uniformes en todo el videowall. Unas exigencias mucho más fáciles de satisfacer en los sistemas que han sido específicamente diseñados desde su origen para estas aplicaciones que en soluciones improvisadas a partir de unas pantallas planas diseñadas inicialmente con otros fines.

last, otra de las variables a tener en cuenta es la vida útil del videowall. La experiencia con las actuales instalaciones sugiere que la vida práctica de un videowall basado en pantallas planas sometido a un funcionamiento ininterrumpido puede ser de tan solo dos años, momento a partir del cual el rendimiento se degrada hasta el punto de hacerse necesaria la sustitución de prácticamente todos, if not all, The panels of the videowall. In addition, It is not possible to replace only some of the panels, instead of the whole wall, since, due to continuous changes in product models, It would be impossible to find identical replacement panels that fit perfectly as they were not available on the market.

Conclusion

The low cost of many of the flat screens on the market make them an attractive option as an alternative to the rear-projection for the creation of videowalls in control rooms and operations centers. However, la mayoría de las pantallas planas no se han diseñado para soportar las exigencias de un funcionamiento continuado y ni la tecnología de plasma ni la tecnología LCD han sido específicamente adaptadas para satisfacer los exigentes requisitos de rendimiento de las soluciones de pantallas en matriz. On the other hand., las pantallas de retroproyección de Christie, basadas en tecnología DLP, con su demostrado rendimiento y continuada fiabilidad, se mantienen como la mejor opción.

David Griffiths

Market Development Manager, Control Rooms de Christie EMEA

 

 

 

 

 

 

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