我的作品“稀疏点阵LED显示器”分享，（视频更新在13楼）【恢复】

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 16:28:24

我的作品“稀疏点阵LED显示器”分享，（视频更新在13楼）

以下所有内容除特别声明外均为h2feo4原创

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h2feo4 保留所有权利

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稀疏点阵LED显示器

传统LED显示器常见有两种，点阵型和机械扫描型

点阵型：

平面型、柱面型、球面型、空间型等，图略

机械扫描型：

直线型、回转型（端面、柱面、球面、锥面等）、震动型、收缩扩张型、复合型等，图略

稀疏点阵LED显示器兼具二者部分优势，有一定的适用范围

很多朋友也许注意到过，一些LED条屏滚动字幕会发生字体倾斜的现象，这是因为人眼在观察运动的图形的时候，习惯于跟踪画面运动，也就是使画面在视野中静止，因为这样可以看得更清楚。

但是这样就造成了一个副作用，运动是相对的，画面对视野静止就意味着屏幕对视野发生了运动，也就是因为这个运动导致了字体倾斜。

因为一般LED屏都是按行扫描的，每行出现的时间是不同的，既然屏在运动，那么不同时间出现的画面在人眼中的位置也是不同的，导致了倾斜。

利用这种现象，可以通过精心控制扫描时序来改善显示效果，例如精确显示任意斜率的直线，或者斜体字等等。

既然屏相对人的视野是运动的，那何不利用这个运动来进行一次机械扫描呢？

这相当于一次沿图像滚动方向的直线型机械扫描，用这种方法来节省成本，或者用来提高分辨率如何？当然可以

 (原文件名:演化图.PNG) 

这是一个沿水平方向滚动的条屏，左上是原始点阵，左下省去了一半的点，但是这个屏幕让人感觉是很多亮线而不是均匀的屏幕（在平面上我已知的只有四次对称点阵和六次对称点阵是均匀的）

那就稍稍改进一下，右下方是均匀化以后的结构，它的复用值为2（既一个像素复用为两个），右上方是复用值=5的均匀化排列，这就是稀疏点阵

稀疏点阵并不限于平面，空间点阵道理也是一样的

利用这种方法，可以在一块普通的8x8LED上显示中文滚动字幕（没有摄像机先不上视频了）

其实很早以前我就发过一个帖子，利用上述技术的LED屏，“原创DIY艺术品，超级LED小屏”，不过貌似没人识货，利用279只LED实现13*43分辨率清晰滚动显示

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content_all.jsp?bbs_sn=1530565

仔细介绍显示方法：

 (原文件名:奇偶帧图.PNG) 

在稀疏型点阵中（以复用值=2为例），要显示的画面被拆分为奇偶帧，分时显示，当画面滚动时，奇帧在人眼中的视觉暂留画面会嵌入到偶帧的像素缝隙中，形成连续的画面。

 (原文件名:效果对比图.PNG) 

上面的图左边是传统点阵，右边是稀疏点阵，其像素尺寸和间距相等，对比一下分辨率和开口率孰高孰低，一眼便知。

复用值的选择也不能随便取，h2feo4认为一般情况下平面点阵取2，空间点阵取2-3

首先要保证画面亮度均匀，也就是说在平面上复用值一般只能取2，5，10，13，17等等（可取m^2+n^2，m和n都是正整数）

第二是要保证人眼能够顺利跟踪画面，这取决于要显示的画面内容，当画面的自相关距离小于等于屏幕的（复用值+1）时，人眼就无法判断画面是朝哪个方向、什么速度运动的了。

 (原文件名:自相关失效图.PNG) 

另外不能让人感觉到明显的闪烁，因为稀疏点阵每个瞬间只显示了画面的（1/复用值），所以画面的滚动速度必须足够快，例如假设18fps人眼感觉不闪，那么画面滚动的速度不小于（18*复用值）才能保证不闪，这个是临界速度，这也是复用值难以做得很高的主要原因。

为了让人眼能够顺利捕捉到画面，画面的尺寸不能够太小，一般要让人眼保持跟踪1秒或者更长时间，也就是说屏幕眼滚动方向的分辨率不能小与（18*复用值），这个是临界尺度。

另外如果观看这里屏幕太近，如果要锁定画面的话人眼的角速度过高，让人感觉不舒服，一般让观察者距离屏幕（20*临界尺度）（正面的情况下，侧面不用这么远）就可以达到很好的效果，这个是临界距离。

如果满足了上述三个临界，你将感觉不到它是稀疏型点阵，因为他的显示效果已经超过传统点阵。

上面提到过的只用一块8x8点阵显示汉字，它虽远低于临界速度和临界尺度，但人一样能较清晰的分辨出显示内容。而对于13*43的超级LED小屏，只要距离0.8m或以上观看即可满足所有的临界条件，效果很好。

 (原文件名:超级LED小屏效果图.JPG) 

稀疏点阵原理与隔行扫描有本质不同，任何已有的点阵类显示器都可以使用稀疏型扫描方式，只需修改软件即可，专门为稀疏点阵设计的电路结构和扫描时序可以大大简化软件复杂度。

本文中所提到的技术均可实物展示，HNU的朋友可以来看看

所有技术讨论请在ourdev.cn论坛进行，请不要发邮件索要资料，适当的时候所有资料都会在论坛发布。

我的热转印流程介绍：http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content_all.jsp?bbs_sn=1871571

下一篇，专门为稀疏点阵优化的电路连接、布局布线、软件设计，待续

 (原文件名:四向密排图1.JPG) 

 (原文件名:四向密排图2.JPG) 

 (原文件名:四向密排图3A.JPG) 

 (原文件名:四向密排图3B.JPG) 

h2feo4原创，2008年12月28日 (ourdev.cn)

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2008-12-28,21:16:26.

mimidodo · 发表于 2008-12-28 16:29:56

想法挺好嘿嘿顶

xiaorunyi · 发表于 2008-12-28 16:48:21

cool

bjj9217 · 发表于 2008-12-28 17:15:14

ding!

cowboy · 发表于 2008-12-28 17:49:37

虽然对效果表示怀疑，不过还是顶

AAVVRR · 发表于 2008-12-28 18:08:16

很好的思路，不错！

hyz_avr · 发表于 2008-12-28 19:05:04

先顶一下...

252177861 · 发表于 2008-12-28 19:12:15

要是图形移动得够快的话，那估计还行   但速度快了而屏幕又很小是不是看不出什么效果？？     拙见   

    多谢楼主的创意！

本贴被 252177861 编辑过,最后修改时间：2008-12-28,19:15:51.

hyz_avr · 发表于 2008-12-28 19:16:30

是不是不移动就显示不出效果?

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 19:46:08

效果亲眼看了就知道了，在HNU附近的朋友可以看实物

 (原文件名:动态和静态对比.PNG) 

在静态的时候是没有效果的

to 【7楼】 252177861 白色简单

文中已经介绍了临界速度和临界尺寸了

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2008-12-28,19:56:16.

igoal · 发表于 2008-12-28 20:00:09

没看懂，一定要有机械运动才能有显示吗？

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 20:03:38

to 【10楼】 igoal

屏不用动，人也不用动，只要显示滚动的画面就可以了

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2008-12-28,20:04:04.

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 21:06:47

一块8x8点阵显示11x11滚动汉字，图片，源文件

 (原文件名:ourdev_427589.JPG) 

点击此处下载 ourdev_562885.rar(文件大小:29K) (原文件名:LED_Matrix_Display_8x8_BC1.rar) 

电路很简单，m16，PA和PC口分别接8x8的行和列，文件里有说明，固件和EEPROM分别是两个工程，时钟是内部8M

正在上传视频，网速太慢了

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2008-12-28,21:21:26.

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 21:15:49

视频来了

只用一块8x8点阵，照片和程序在12楼

这个屏幕尺寸和滚动速度都是亚临界的，不是理想效果，人眼看到的效果远好于视频

点击此处下载 ourdev_562903.rar(文件大小:6.18M) (原文件名:p1012805.rar) 

yixin · 发表于 2008-12-28 21:16:31

 呵呵,这个想法不错,实验一下看看效果

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 21:20:56

to 【14楼】 yixin 

用一快8x8搭一个简单电路即可，要做到临界尺寸（36像素）需要时间，但是效果好，做好了下载程序和EEPROM，后退几米观看即可

h2feo4 · 发表于 2008-12-28 21:42:55

继续添图

 (原文件名:P1012781.JPG) 

 (原文件名:P1012784.JPG) 

 (原文件名:P1012799.JPG) 

 (原文件名:P1012801.JPG) 

cowboy · 发表于 2008-12-28 23:09:52

看了视频，初步感觉分辨率比不上11*11，可能是经过拍摄原因，有空做个实物看看，总的来说还是很佩服楼主，这种思路很好

rainyss · 发表于 2008-12-29 00:07:34

用这方法可以将1024个LED排列在一条直线上,再用反光镜和透镜投到墙上,呵呵.

直接竖向排是排不下的,错开排列就可以做到了.而且可以做出三种色,那就是彩色LED投影了.

caplsc · 发表于 2008-12-29 01:00:20

想法真是不错，mark，有空玩玩

qrsa · 发表于 2008-12-29 01:34:31

先支持一下，好想法。希望楼主继续研究。搞出成果。哈哈

i387DX · 发表于 2008-12-29 02:46:19

Mark...

wajlh · 发表于 2008-12-29 13:01:58

学习

h2feo4 · 发表于 2009-1-1 21:12:57

这个东西本质上就是一个机械扫描显示器，只不过它需要的运动速度很低，很低，低到仅靠人眼的运动都足以达到不错的效果，所以它自己本身就没必要动了。

新的屏已经完成测试（楼主位的最后两张图是它的半成品），等有相机的时候上照片、视频

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2009-01-01,22:20:14.

mljda · 发表于 2009-1-1 21:24:22

思路适用！

预祝楼主发家致富：）

3jamesbond · 发表于 2009-1-1 21:26:38

Mark...

h2feo4 · 发表于 2009-1-2 14:26:32

先贴电路图，我的N块屏都是基于这个电路（原创）的，有时间再细细介绍

点击此处下载 ourdev_568385.rar(文件大小:62K) (原文件名:Led Matrix Display 3.rar) 

 (原文件名:半张电路图.PNG) 

nonaklg · 发表于 2009-1-2 16:13:12

不错的想法

litchiate · 发表于 2009-1-2 17:55:07

8*8实验是 M16的么？ 下来试试看。。

h2feo4 · 发表于 2009-1-2 18:08:18

to 【28楼】 litchiate 草真多

是m16

cowboy · 发表于 2009-1-2 18:23:01

期待更清晰的视频

ndust · 发表于 2009-1-2 18:30:52

h2feo4 · 发表于 2009-1-2 20:43:58

上新的视频（共6个part），终于上传完成

点击此处下载 ourdev_568703.rar(文件大小:8.00M) (原文件名:20090102.part1.rar) 

点击此处下载 ourdev_568723.rar(文件大小:8.00M) (原文件名:20090102.part2.rar) 

点击此处下载 ourdev_568743.rar(文件大小:8.00M) (原文件名:20090102.part3.rar) 

点击此处下载 ourdev_568783.rar(文件大小:8.00M) (原文件名:20090102.part4.rar) 

点击此处下载 ourdev_568803.rar(文件大小:8.00M) (原文件名:20090102.part5.rar) 

点击此处下载 ourdev_568804.rar(文件大小:2.62M) (原文件名:20090102.part6.rar) 

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2009-01-02,21:37:55.

cowboy · 发表于 2009-1-2 22:52:03

牛啊，确实有不错的效果，这样一来可以省下75%的点阵，很有实用价值。

h2feo4 · 发表于 2009-1-2 23:23:28

32楼的视频用相机的运动来模仿人眼的运动
事实上人眼功能比相机强大很多，可以自动跟踪并锁定画面
只要稍稍离开一段距离观察，你甚至察觉不到这件事

cowboy · 发表于 2009-1-2 23:54:28

h2feo4 无机酸 能简单说明一下普通16*16点阵字符的拆解方法，和显示时的扫描顺序吗？

robinyuan · 发表于 2009-1-9 23:53:09

哇 无机酸的手艺实在太强悍了

何不把这个卖给包工头

jmpxwh · 发表于 2009-4-8 08:53:37

很好的想法，非常强的焊接技术、热转印技术！

zhwm3064 · 发表于 2009-4-8 10:10:23

观看视频了，
有两个缺点：1 不能显示静态的 2 当人的行走方向与字的移动方向相同的时候就看不清了

不过楼主的点子非常的好，很有创意。
另外问一下楼主，你那个自制的点阵屏上面用的贴片发光管全是你手工用电烙铁焊上去的吗？如果用热风枪能不能把发光管上的塑料片烤化？

biansf2001 · 发表于 2009-4-8 12:42:15

厉害啊，留名

h2feo4 · 发表于 2009-4-8 13:03:14

to 【38楼】 zhwm3064
静态显示会明显降低分辨率，反方向运动的时候的确比较难看清，但静止观看时候没太大问题
LED都是一个一个用烙铁焊上去的，大概每只要经历6-7次焊接，淘汰率15%（含不亮的、外观破损以及焊接次数超过10次的）
以前试过用风枪，貌似温度比较高LED承受不住，几次下来牺牲了近300只

另：
这个作品已经有了几个新版本，过一段时间会发布新照片和新程序

cowboy · 发表于 2009-4-8 13:09:16

【38楼】 zhwm3064
观看视频了，
有两个缺点：1 不能显示静态的 2 当人的行走方向与字的移动方向相同的时候就看不清了
-------------------------------------------------------------------------------------
即使人行走任一方向，都不会造成影响。人眼会根据环境周围的静物取参考点，对移动的字符跟踪捕捉。

h2feo4 · 发表于 2009-4-8 13:12:03

to 【41楼】 cowboy
虽然人眼能对字符进行动态捕捉，但是如果你沿相反方向走，相对运动的速度就要高一点，捕捉起来会比较慢，给人的感觉就是看起来比较吃力

cowboy · 发表于 2009-4-8 13:17:45

呵呵，没有亲身试过，只是估计。可能距离远一点，影响较少

h2feo4 · 发表于 2009-4-8 13:21:23

to 【43楼】 cowboy
确实离远一点，或者增大视角，效果会变好

mysky · 发表于 2009-4-8 13:22:57

mark

l456789 · 发表于 2009-4-8 13:29:51

不错

needming · 发表于 2009-4-8 13:36:07

这个应用在条屏上的效果应该不错。

不过还是问一下LZ，如果扫描的速度没有这么快的话会不会让人感觉出屏幕的像素低或者显示亮度不够？
或者反方向走的时候感到屏幕里写的字会乱？
（观看32F的视频的感想，求证一下）

h2feo4 · 发表于 2009-4-8 13:39:06

to 【47楼】 needming 百果园人
扫描速度即不能过快也不能过慢，过慢显得闪烁，过快看不清

注意：摄像机的视角代表了人眼的运动，而不是人身体的运动
人反方向走关系不大，但是如果你的眼睛反方向运动，画面就完全花了
只要距离合适，人在往反方向走的时候，眼睛其实依然能够跟踪画面的

zhwm3064 · 发表于 2009-4-8 16:53:25

to 40楼无机酸 --“以前试过用风枪，貌似温度比较高LED承受不住，几次下来牺牲了近300只”

做开发真是不容易啊！哈哈

今天上陶宝上查了一下贴片的最高耐温是250度如果厂家提供的参数是真实的话，而我们用风枪焊接时最低温度可以调到240度，这样不就不能坏了吗？另外，听说有一种低温锡将 120度的。

·产品型号：0603白光
·产品体积：1.6*0.8*0.6
·产品波长：X＝0.285 Y＝0.295
·产品亮度：450-500MCD
·电压:3.0－3.4V
·电流:20MA
·焊接温度：250
·发光角度：120

h2feo4 · 发表于 2009-4-8 17:17:52

to 【49楼】 zhwm3064
我的风枪没有数显，温度没法精确控制，等设备更新也许会好一点
而且LED如果保存不善吸潮，焊接时热量将导致内部残留水分蒸发，有可能撑破封装
铋系的低温锡倒是可以试试，不过不知道哪里有卖的，而且那东西性能据说不是很好
还好红色LED还算比较便宜，牺牲一些也不是很心疼
如果上量的话邦定才是好办法

zhwm3064 · 发表于 2009-4-9 14:58:15

楼主的电路“稀疏”在哪里？
分析了一下楼主的电路好象并不能节省下一只发光二极管一样。
能减小开口率是不假。
不知我的看法对不对？

h2feo4 · 发表于 2009-4-9 15:25:26

to 【51楼】 zhwm3064
电路上每只二极管都是实实在在的
但是显示分辨率和二极管数量比起来，哪个高哪个低？
如果不能省二极管，你可以试试用一个8*8阵列显示12*12点阵汉字？

needming · 发表于 2009-4-9 15:30:42

回LS，是这样的吧，如演化图中所示：
如果正常使用的话应该使用8*20个LED，而采用“稀疏”点阵的话仅采用了8*4个LED就达到了同样的效果。
这样就节约了很多的LED了~

h2feo4 · 发表于 2009-4-9 15:39:04

to 【53楼】 needming 百果园人
意思是没错，但实际上并没有做得那么极端，只省了一半，想省更多需要更高的速度
稀疏型的意思是，并不是点阵上所有的位置都装了LED，目前是只装了50%

zhwm3064 · 发表于 2009-4-9 17:22:33

看来是我搞错了，是的，大约省下了50%的发光管

trueboy · 发表于 2009-4-11 08:26:43

任何人回复本贴即可获得制作5只的授权？
5只什么？

lz如果是自己想出来的，那真是天才！

h2feo4 · 发表于 2009-4-11 11:16:36

to 【56楼】 trueboy
这个是100%我个人原创的

needming · 发表于 2009-4-11 11:44:56

【56楼】 trueboy

不必怀疑无机酸的能力，看他发的帖就知道了。

twfxjmz · 发表于 2009-4-11 16:16:22

留个名

sunny1500 · 发表于 2009-4-11 16:36:20

先顶再看

kitdog · 发表于 2009-4-11 19:26:18

无机酸.怎么偶老觉得这样做分辨率和对比度都会下降啊?

h2feo4 · 发表于 2009-4-11 19:29:57

to 【61楼】 kitdog
分辨率不会下降，对比度略有下降

dklcmc · 发表于 2009-4-11 22:03:33

牛! 收藏了

canjany · 发表于 2009-4-26 19:26:50

实物效果非常好。我在现场看了。
做这个东西很不容易。
顶一下楼主。

252177861 · 发表于 2009-4-26 21:47:59

我也到现场看了，和楼主打了招呼，（楼主不认得我，我说了我是OURAVR上的网友）楼主头发比较长啊哈哈像搞艺术的！

xukaiming · 发表于 2009-9-18 10:40:04

限定再看

17flash · 发表于 2009-9-18 10:48:27

酷呆了

gentlerain · 发表于 2009-9-18 11:55:18

mark

chengpiaopiao · 发表于 2009-9-18 12:59:30

mark！！！！！！！！

iamseer · 发表于 2009-9-20 22:09:21

mark!!!!

xingguangyouxi · 发表于 2009-9-20 22:22:11

记号！很好的创意

srxz · 发表于 2009-9-21 12:01:04

，有空做个实物看看，总的来说还是很

ggddll · 发表于 2009-10-26 22:12:10

非常佩服，思路非常巧妙！
楼主再发挥一下，搞个大屏精密显示如何（理论分析为主）！确实真正提高了分辨率！

CHENBINGSTER · 发表于 2009-10-26 22:20:10

大屏是要用FPGAR的

walter_wang · 发表于 2009-10-26 23:04:48

Mark

sange · 发表于 2009-10-26 23:45:32

顶一下。。。

firegl99 · 发表于 2009-10-27 00:12:46

mark

oldfang · 发表于 2009-10-27 08:12:03

jchqxl · 发表于 2009-10-27 09:59:29

厉害，顶。

lv998127 · 发表于 2009-10-27 11:55:31

强帖，有创意

hy317 · 发表于 2009-10-27 11:59:59

mark

master5888 · 发表于 2009-10-27 12:32:44

mark

fjhcpu · 发表于 2009-10-27 13:04:11

去年8月份，在中关村看到过类似产品，好像是电子胸牌，也是很多LED贴片点阵做的。不知道原理是否和这一样，好像单价是100元一个

LRNAVR · 发表于 2009-10-27 16:18:30

很有创意，必须支持

dreampet · 发表于 2009-10-27 16:49:26

不错楼主可否抽空讲解下26楼的原理图，看了一天还是云里雾里的~~~

h2feo4 · 发表于 2009-10-27 20:22:03

to 【86楼】 dreampet 原野
好的，不过要等几天

ggddll · 发表于 2009-10-27 21:07:24

26楼的电路也是非常巧妙之作！

yunqian09 · 发表于 2009-10-28 11:23:04

mark

super373 · 发表于 2009-10-28 14:53:13

mark~~~

richey07 · 发表于 2009-10-28 19:02:33

mark

tdhlh · 发表于 2009-10-30 20:38:59

天才

qilin3 · 发表于 2009-11-30 20:20:51

太厉害了~~~ 等待新的资料

bobqq · 发表于 2009-12-1 00:11:10

mark

yorkwilliam · 发表于 2009-12-1 11:11:04

mark

yanwuxu · 发表于 2009-12-1 13:38:40

学习了，无机酸不是一般的牛B^_^

chenwoli · 发表于 2009-12-2 12:30:25

厉害~

ajoe · 发表于 2009-12-2 13:33:35

牛人真多，最近对LED比较感兴趣

YourARM · 发表于 2009-12-2 13:35:52

哈哈哈，起的名字不错。

qdvenus · 发表于 2009-12-2 19:07:28

请问你的屏和市场上的大型LED点阵有哪些区别?

我的作品“稀疏点阵LED显示器”分享，（视频更新在13楼）【恢复】

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