多通道投影技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有十年以上的歷史，最早這一高端技術(shù)被應(yīng)用于虛擬仿真領(lǐng)域，早期的多通道 投影采用CRT投影機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，背后的計(jì)算需要大型服務(wù)器整列支撐，這一技術(shù)的出現(xiàn)解決了無(wú)法顯示超大畫(huà)面的問(wèn)題，突破了單個(gè)屏幕的技術(shù)極限， 這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)一直保持到現(xiàn)在的多通道邊緣融合投影技術(shù)的應(yīng)用中，可以說(shuō)獲得超大幅面的整體畫(huà)面是多通道邊緣融合投影技術(shù)的首要目的和優(yōu)勢(shì)。隨著現(xiàn)代投影技 術(shù)的發(fā)展，單臺(tái)投影機(jī)的投射幅面也在不斷增大，常常會(huì)有疑問(wèn)，為什么不能用一臺(tái)大幅面投影機(jī)代替多通道投影？答案往往是否定的，原因在于以下幾個(gè)因素：
圖二：典型的多通道邊緣融合系統(tǒng)
（1） 單臺(tái)大幅面投影機(jī)的總分辨率再高也不能適用于總分辨率高于4K以上的場(chǎng)合
（2） 單臺(tái)大幅面投影機(jī)即使是最高端的也無(wú)法投射出超寬幅圖像的同時(shí)保持亮度
（3） 單臺(tái)大幅面投影機(jī)要保證寬幅亮度其價(jià)格高出整個(gè)邊緣融合系統(tǒng)更多
（4） 單臺(tái)大幅面投影機(jī)只有一個(gè)投射位無(wú)法實(shí)現(xiàn)靈活的投射
圖一：?jiǎn)闻_(tái)投影機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的寬幕效果
而如果應(yīng)用多通道無(wú)縫邊緣技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)寬幅畫(huà)面具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、 增加圖像尺寸，增加畫(huà)面亮度
多臺(tái)投影機(jī)拼接投射出來(lái)的畫(huà)面遠(yuǎn)遠(yuǎn)比單臺(tái)投影機(jī)投射出來(lái)的畫(huà)面尺寸大，同時(shí)使用相同價(jià)位的投影機(jī)可以獲得更高的總體亮度，由于投影機(jī)的價(jià)格在亮度超過(guò)一定 范圍后呈指數(shù)增長(zhǎng)，因此采用多臺(tái)中兩度的投影機(jī)加上融合設(shè)備的成本反而遠(yuǎn)低于單臺(tái)超高亮度的投影機(jī)的系統(tǒng)成本，同時(shí)鮮艷靚麗的超寬幅畫(huà)面，能帶給人們不同 凡響的視覺(jué)沖擊，通過(guò)采用無(wú)縫邊緣融合技術(shù)拼接而成的畫(huà)面，要很大程度上保證了畫(huà)面的完美性和色彩的一致性。
2、增加整體顯示分辨率
每臺(tái)投影機(jī)投射整幅圖像的一部分，這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率被提高了，這種超高分辨率對(duì)于要顯示大規(guī)模地圖或者超高清宣傳視頻是必須的。比如，一臺(tái)投影機(jī)的物理分辨率是1024 x768，三臺(tái)投影機(jī)融合25%后，圖像的分辨率就變成了2560x768。
3、縮短投影距離
隨著無(wú)縫拼接的出現(xiàn)，投影距離的縮短變成必然。比如，原來(lái)200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求沒(méi)有物理和光學(xué)拼縫，我們將只能采用一臺(tái) 投影機(jī)，投影距離=鏡頭焦距x屏幕寬度，采用光角鏡頭1.2:1，我們的投影距離也要4.8米，現(xiàn)在，我們采用了融邊技術(shù)，同樣畫(huà)面沒(méi)有各種縫痕，我們的 距離只需要2.4米，對(duì)于有限空間而言，投射距離減少意味著施工靈活度和空間成本的減少。
4、靈活的投射布置選擇
單臺(tái)投影機(jī)在投射大畫(huà)面時(shí)即使投影機(jī)的性能再好也無(wú)法規(guī)避物理空間上可能存在的遮擋和實(shí)際工程環(huán)境的復(fù)雜因素，而采用多臺(tái)投影機(jī)融合，通過(guò)多臺(tái)投影機(jī)的靈活配合，可以適應(yīng)不同的展示環(huán)境需求，極大豐富應(yīng)用。
5、構(gòu)建特殊的投射面效果
有些應(yīng)用場(chǎng)合需要使用穹頂式，柱面式，甚至是任意曲面形狀的投射面，單臺(tái)投影機(jī)就需要 較遠(yuǎn)投影距離才可以覆蓋整個(gè)屏幕，這使得亮度急劇下降，同時(shí)特殊形狀在分塊處理時(shí)才容易做到，單臺(tái)是很難達(dá)到構(gòu)圖靈活性的，而多臺(tái)投影機(jī)的組合不僅可以使 投射畫(huà)面變大投影距離縮短，而且可使弧弦距縮短到盡量小，對(duì)圖像分辨率、明亮度和聚集效果來(lái)說(shuō)是一個(gè)更好的選擇。
6、增加畫(huà)面層次感
由于采用了邊緣融合技術(shù)，畫(huà)面的分辨率、亮度得到增強(qiáng)，環(huán)繞沉浸體驗(yàn)也是單臺(tái)投影無(wú)法比擬的，同時(shí)配合高質(zhì)量的投影屏幕和環(huán)境光線，可使得整個(gè)顯示系統(tǒng)的畫(huà)面層次感、臨場(chǎng)感和表現(xiàn)力明顯增強(qiáng)。
圖二：典型的多通道邊緣融合系統(tǒng) 因此綜合性能，靈活性和成本因素多通道無(wú)縫投影一直是大規(guī)模顯示領(lǐng)域的首選方案，并且隨著投影技術(shù)和多通道融合技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也從單純的仿真領(lǐng)域向 展覽展示、指揮中心、教育應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)甚至是高端家用娛樂(lè)擴(kuò)展，而隨著3D技術(shù)的發(fā)展，多通道3D沉浸式無(wú)縫投影更成為應(yīng)用熱點(diǎn)，因此隨著技術(shù)的進(jìn)步， 多通道無(wú)縫投影技術(shù)會(huì)越來(lái)越多的走人更多的應(yīng)用場(chǎng)合。
圖三：雙通道邊緣融合的原理示意
多通道無(wú)縫投影技術(shù)有如上優(yōu)點(diǎn)的前提是多通道無(wú)縫投影融合機(jī)的保證，通過(guò)融合機(jī)的畫(huà)面處理能力，多臺(tái)投影機(jī)被連成一個(gè)整體，而構(gòu)成一個(gè)整體畫(huà)面的技術(shù)本質(zhì) 就是邊緣融合，多個(gè)投影面要連接在一起構(gòu)成整體可以選擇兩種方式，一種是直接對(duì)準(zhǔn)，也就是業(yè)內(nèi)稱(chēng)為的硬拼方式，這種方式下會(huì)存在光學(xué)縫隙，大大影響了畫(huà)面 的可觀賞性和整體感，同時(shí)在應(yīng)用于交通指揮、地圖顯示和仿真領(lǐng)域更可能造成畫(huà)面的信息誤判。另一種方式即邊緣融合無(wú)縫拼接就克服了硬拼方式的缺陷，其消除 光學(xué)縫隙的原理在于采用了疊加帶生成，邊緣羽化融合和色度校正的綜合圖像處理技術(shù)。
實(shí)現(xiàn)邊緣融合的第一步是公共像素疊加帶的生成，融合機(jī)需要為相互準(zhǔn)備融合的左右兩邊投影機(jī)分別生成一個(gè)相同的融合帶，即所謂的公共像素部分，這個(gè)公共像素 部分最終是兩臺(tái)投影機(jī)疊加投影的地方，公共像素帶的選擇主要取決于畫(huà)面幅面要求和融合效果，一般來(lái)說(shuō)公共像素帶寬度增加可以?xún)?yōu)化融合效果，但是增加公共像 素帶寬度會(huì)減少總有效顯示像素，因此一般折中考慮，工程上大多選擇單臺(tái)投影機(jī)像素?cái)?shù)的15%-30%左右大小的公共帶，優(yōu)秀的多通道邊緣融合機(jī)應(yīng)該可以做 到公共帶從0到單畫(huà)面像素的30%的總范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，才可以適應(yīng)不同的工程需求靈活應(yīng)對(duì)。
疊加帶的生成從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度上分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是通過(guò)拉伸覆蓋，一類(lèi)通過(guò)源區(qū)塊選擇，前者的疊加是通過(guò)把畫(huà)面擴(kuò)展到低價(jià)帶實(shí)現(xiàn)，存在畫(huà)面的縮放，對(duì)畫(huà)面質(zhì) 量有影響，常常在挼融合和基于ASIC的硬件融合機(jī)中使用，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)容易，但是效果不好，對(duì)畫(huà)面有損傷。后者通過(guò)對(duì)畫(huà)面的直接重新組合，對(duì)畫(huà)面質(zhì)量沒(méi) 有影響，其缺點(diǎn)是對(duì)畫(huà)面處理要求高，但是有點(diǎn)是對(duì)畫(huà)面的真實(shí)再現(xiàn)，效果優(yōu)秀。
邊緣羽化融合是在相融合的兩臺(tái)投影機(jī)的公共像素帶部分做兩邊相反的過(guò)渡處理，使得實(shí)際光照疊加后平滑過(guò)渡，其基本原理是采用S曲線進(jìn)行基于位置的亮度衰 減，在圖像處理領(lǐng)域?qū)α炼冗^(guò)渡有很多算法，但工程應(yīng)用中要適應(yīng)不同的投影機(jī)、幕布和環(huán)境光線，任何固定的公式都無(wú)法覆蓋所有的應(yīng)用環(huán)境，因此融合曲線必須 是完全可調(diào)的，最優(yōu)秀的融合過(guò)渡曲線條件是完全可編程的并且是實(shí)時(shí)可調(diào)的，因?yàn)樵購(gòu)?fù)雜的算法預(yù)計(jì)算都比不上工程現(xiàn)場(chǎng)所見(jiàn)即所得的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此好的邊緣融 合機(jī)應(yīng)該具備完全可調(diào)的架構(gòu)，調(diào)節(jié)速度必須非常迅速同時(shí)調(diào)節(jié)方式要易于使用，邊緣融合的最終目標(biāo)是最終多臺(tái)投影機(jī)就像使用一臺(tái)一樣便利。
邊緣直接疊加亮帶
圖四：羽化過(guò)渡融合后自然過(guò)渡
色度校正主要用于對(duì)多臺(tái)投影機(jī)間參數(shù)的調(diào)節(jié)和一致性校正，在運(yùn)用多通道無(wú)縫投影系統(tǒng)時(shí)一般采用同一批次同一使用時(shí)間的投影機(jī)，隨著投影機(jī)技術(shù)的完善其一致 性和投影機(jī)本身的可調(diào)性也日趨完善，一般不建議對(duì)投影機(jī)未融合部分做過(guò)多的畫(huà)面處理，這樣容易損壞畫(huà)面本身的真實(shí)內(nèi)容，這也是國(guó)內(nèi)多通道無(wú)縫投影領(lǐng)域的一 個(gè)常見(jiàn)誤區(qū)，以為對(duì)全畫(huà)面處理是設(shè)備高性能的表現(xiàn)，而事實(shí)上采用全畫(huà)面處理往往是部分低質(zhì)量邊緣融合機(jī)為了掩蓋融合帶處理能力不完善而采取的降低畫(huà)面質(zhì)量 的補(bǔ)救，目前技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是充分應(yīng)用投影機(jī)本身的調(diào)節(jié)能力，因?yàn)橥队皺C(jī)本身的調(diào)節(jié)是投影機(jī)廠家在電子和光學(xué)領(lǐng)域針對(duì)該款投影機(jī)充分驗(yàn)證過(guò)的，是最大限度 不損傷畫(huà)面的調(diào)節(jié)為前提的，因此色度校正的目標(biāo)是以最小的畫(huà)面處理獲得一致性。
通過(guò)多通道邊緣融合機(jī)的圖像處理，多臺(tái)投影機(jī)的輸出圖像通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡疊加最終實(shí)現(xiàn)了多個(gè)通道共同無(wú)縫構(gòu)成一個(gè)超大畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)超高分辨率超寬顯示效果。