Wissenswertes über die LED Video-Technologie

Wissenswertes über die LED Video-Technologie

Videowände sind zumeist in LED Technologie erstellt, das heißt ein Bild entsteht aus vielen roten, grünen und blauen LEDs, also den Leuchtdioden, die über eine Steuerelektronik zu einem Bild gewandelt werden. Das Endresultat entsteht aus einem komplexen Zusammenspiel aller Faktoren; je nach Verwendungszweck können die Eigenschaften unterschiedlich definiert sein. So ergeben sich bei der Verwendung in Innenräumen andere Anforderungen als beim Outdoor-Einsatz. Da bei Indooranwendungen der Sichtabstand kleiner ist muß eine feinere Auflösung gewählt werden. Im Outdoor-Bereich wiederum muß auch die  Einstrahlung von Sonnenlicht mit  berücksichtigt werden, Helligkeit und Kontrastverhalten stehen ebenso im Vordergrund. Ferner ist in unseren Breiten eine Allwettertauglichkeit Grundvoraussetzung für einen störungsfreien Betrieb der Videowand.

Videowände werden zunehmend auch in der Werbung eingesetzt. Eine Vielzahl an Videowänden können im Sekundentakt an alle Inhalte angepasst werden und auch per Fernwartung überwacht werden. LED Leuchtmittel zeichnen sich gegenüber herkömmlicher Leuchtmittel durch eine geringe Stromaufnahme, bei hoher Lebensdauer und brillanter Bilddarstellung aus. Die Abstrahlcharakteristik ergibt ein kontrastreiches Bild von hoher optischer Qualität. Für ein homogenes Bild sind zudem identische Eigenschaften aller verwendeten Dioden von größter Wichtigkeit. Zudem wird über Softwaresteuerung ein homogenes Erscheinungsbild erzielt.

Die kleinste Einheit eines Bildpunktes ist der Pixel. Drei LEDs bilden jeweils eine Einheit, einen Pixel. Je mehr Pixel vorhanden sind, desto höher ist die sich ergebende Bildauflösung. In der Regel wird dieser Wert mit „P“ oder „PH“ mit nachfolgender Ziffer zum Ausdruck gebracht. Mit Software gesteuerten, virtuellen Pixeln lässt sich bei großen Pixelabständen eine vergleichsweise feinere Bildwiedergabe simulieren.

Die Software-Steuerung berechnet das Bild auf Grundlage einer größeren Anzahl an Dioden pro Pixel. Die so entstehen Bildpunkte sind lediglich virtuell vorhanden und ergeben eine homogenere Abbildung. Allerdings ist dies nur bei entsprechendem Abstand von der Videowand erkennbar. Geringe Sichtabstände lassen sich lediglich mit entsprechenden Pixelabständen kompensieren. Die physische Auflösung von Video Displays ergibt sich aus dem Pixelabstand, also dem Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt der benachbarten Dioden. Die Werte bewegen sich derzeit etwa innerhalb einer Bandbreite von etwa 3 mm bis 25 mm, wobei ein kleinerer Abstand die feinere  Bildauflösung ergibt.

Je geringer der Sichtabstand, je geringer sollte auch der Diodenabstand sein. Als Faustregel kann der Pixelabstand, als Indikator für den Sichtabstand heran gezogen werden. Entspricht der Mindestsichtabstand ca 20 m, so sollte zur besseren Wahrnehmung eine Diode im PH20  Pixelabstand gewählt werden. Ferner ist der Sichtwinkel der Dioden zu berücksichtigen. Üblicherweise beträgt der Sichtwinkel zwischen 120° bis 160°. Für Betrachter außerhalb dieses Sichtwinkels ist das Bild nicht optimal erkennbar. Unterschieden wird zudem die LED – von der SMD Technologie. Wo hingegen übliche Dioden mit Drähten einzeln auf der Platine verlötet sind, werden SMD-LEDs (Surface Mounted Device) jeweils mit drei Dioden, pro Oberfläche verlötet. Der mit der SMD-Bauweise erreichte geringere Pixelabstand ergibt eine höhere Bildqualität und wird bei geringen Betrachtungsabständen eingesetzt.

Mit Farbtiefe wird die Bandbreite angegeben, in der einzelne Pixel Helligkeitsabstufungen der Grundfarben des RGB-Farbraums, Rot, Grün und Blau wiedergeben können. 8 Bit bezeichnen pro Farbe 256 Abstufungen, also insgesamt 16,8 Mio. mögliche Farben pro Pixel. Die Grenze der Farbtiefe, die das menschliche Gehirn tatsächlich wahrnehmen kann, liegt bei 6 bis 8 Bit. Die Bildaufbaurate bezeichnet den fließenden Übergang einer Bildfolge, die für das menschliche Auge als Bewegung  wahrgenommen wird.

Feine Farb- und Graustufenübergänge werden in bewegten Bildern simuliert und so entsteht eine fließende Videosequenz. Der Prozessor steuert das Ein- und Ausschalten der einzelnen Dioden im Nanosekunden Bereich. Die Bildaufbaurate wird in der Einheit Hertz beziehungsweise Megahertz (Hz/MHz) angegeben. Die Helligkeit eines LED-Systems wird in der Einheit cd/qm  (Candela pro Quadratmeter)angegeben. Im Outdoor-Bereich werden hier üblicherweise ca 6000 cd/qm eingesetzt.

Einzel LEDs werden auf Modul-Platinen durch auflöten zu einer Schalteinheit zusammengefügt und versiegelt.

Frontansicht einer Moduleinheit, die je nach Pixelabstand in unterschiedlichen Proportionen verarbeitet werden.

Rückansicht einer Moduleinheit, in PH-10 Pixelabstand.

Rückansicht eines Schaltschranks, (Kabinett mit Serviceklappen). In diesem Schaltschrank sind alle technischen Bauteile, wie Transformatoren, Ventilatoren und Videokarten zu einer Einheit verbaut und können leicht mit anderen Schränken mittels Bolzen und rückwärtiger Arretierung verbunden werden.