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LED Videowand

Eine Videowand die alles kann, gibt es nicht.
Aber es gibt eine Wand, die ganz individuell für ihr Anliegen ideal ist.

Was sind LED’s?
Die Abkürzung LED steht für Licht emittierende Diode.
Dies sind spezielle Halbleiterkristallen in Form von Elektronik-Chips und wandeln Strom in Licht um.

Entwicklung der LED’s

Es gibt Rote, Grüne und Blaue LED’s.
Seit den 60igern werden Rote und Grüne LED’s benutzt. Diese fungieren als Lampen für Anzeigetafeln. Blaue LED’S, welche für die Erzeugung von Videobild notwendig sind
kamen 1995 hinzu.

Wahrnehmung

Das menschliche Auge ist von Trägheit geprägt.
Die Detailtiefe die das Auge wahrnehmen kann sinkt und wird mit zunehmender Distanz zum Objekt unschärfer. Weshalb es wichtig ist dass arbeiten Bildschirmen und allgemein Bildschirme die am Gesicht, nah an den Augen sind eine hohe Auflösung haben. Denn aus kurzer Distanz sieht das Auge sehr scharf.

Es wäre unmöglichen ein Handydisplay aus 20 Meter Entfernung zu lesen und den selben Inhalt wahrzunehmen. Das Auge könnte den Inhalt nicht erfassen, da die Bildschirmgröße zu klein und die Auflösung in dieser Distanz zu hoch ist.

Der ideale Bildpunktabstand

Die Größe und Auflösung einer Videowall wird durch den Abstand vom Betrachter zur Videowall ermittelt. Die benötigte Auflösung definiert der minimale Betrachtungsabstand wohingegen der maximale Betrachtsungsabstand die benötige Größe festlegt.

Idealer Bildpunktabstand

Der Bildpunktabstand auch Pixel Pitch genannt, gibt die Distanzen des Mittelpunktes eines Bildpunkts zum Mittelpunktes des nächsten Bildpunktes an.

Faustregel für ein Homogenes Bild: 1mm Bildpunktabstand pro 1 Meter Betrachtungsabstand.

Bedeutet, bei 10 Metern Betrachtungsabstand benötigt die Videowall 10mm Bildpunktabstand
Bei 5 Metern Betrachtungsabstand, 5mm Bildpunktabstand
Bei 0,3 Meter Betrachtungsabstand, 0,3mm Bildpunkabstand (größe eines Handydisplays)

Wir von StageQ empfehlen zu der Faustregel noch 20%hinzuzufügen.
Bei 10 Meter Betrachtungsabstand 8mm Bildpunktabstand
Bei 5 Meter Betrachtungsabstand 4mm Bildpunktabstand usw.

Des Weiteren raten wir der Verwendung von Bildschirmen unter einer gesamten Bildpunktzahl von mindestens 150.000 Bildpunkten ab, da ab diesem Wert nur runde Schriften schön dargestellt werden können.

Kosten vermeiden „zu hohe Auflösung“

Nach der Basistechnologie besteht jeder einzelne Bildpunkt aus einer (SMD) bzw. drei (DIP /RGB) Lampen. Hierbei kommt es ganz darauf an wie hoch der Bildpunktabstand ist. Je niedriger der Bildpunktabstand desto mehr Lampen sind verbaut, bedeutet desto komplizierter fällt die Prozesstruktur aus – Bedeutet aber auch, dass die Anschaffungskosten dieser Videowall teurer wird.

Aufgrund der Beschaffenheit des menschlichen Auges, sollte bei der Auswahl einer Videowall darauf geachtet werden einen möglich großen Bildpunktabstand zu wählen und somit wenig Lampen zu verwenden. Automatisch vergrößert sich auch der Anteil der schwarzen Dichtflächen zwischen den Bildpunkten, welche den Kontrast und den Farbreichtum des Bildes ausmachen.

Ideale Größe der Videowall

Um die richtige Wahl der Videowall zu treffen.
Empfehlen wir einen Maximalen Abstand in Metern von dem aus Text auf der Videowall gelesen werden können soll / 4 = die empfohlene Fläche der Wand m2.

Dies Bedeutet, das mittelgroße Schriften die aus 100 Metern gelesen werden können, auf einer Videowall von mindestens 25m2 Fläche erleuchten sollten.

Extreme Preisunterschiede bei identischen Datenblättern – warum?

Momentan können über 1.000 Hersteller von Videowalls gezählt werden. Diese stellen über 20.000 verschiedene Videowall-Produkte her. Davon sitzen viele dieser Hersteller in China. 95% verwenden vorhandenen Bauteile und fügen diese zusammen. Bezeichnet werden solche Hersteller auch als Assemblierer.

Eigene Forschung und Entwicklung und umfassende Teststraßen, um Qualitativ hochwertige Produkte anzubieten, betreiben nur rund 5% der Hersteller.

Es steht und fällt mit der Qualität der Videowall.
Eine Videowall ist im wesentlichen immer nur so gut wie ihr schwächstes Bauteil.
Grundlegend besteht eine Videowall aus LED Lampen, Chips, Stromteilen, Platinen sowie Bussystemen und einem Gehäuse.

LED Lampen

Das Fundament jeder Videowall sind LED Lampen.
Nennenswerte Hersteller dieser LED Lampen gibt es nur 6. dazu gehören unter anderen Nichia, Cree und Nations. Diese Hersteller selektieren ihre Chips und verbauen nur hochwertige und fehlerfreie Lampen. Welches Hersteller von minderwertigen LED Lampen nicht tun. 98% der Videowall werden mit LED Lampen bestückt. Dennoch gibt es qualitative unterschiede.

Das Spektrum der Selektierung reicht von „Grade AAA“ bis „Ausschussware“
Gerade diese Ausschussware werden von Dumping-Herstellern erworben und in Ihren Produkten verbaut. Minderwertige Videowalls und unzufriedene Kunden sind das Resultat.

Selektierung LED Chips

Die verschiedenen Selektierungsgrade geben Auskunft über wie Hochwertigkeit desLED Chips. StageQ verwendet ausschließlich LED Chips des Grades „Grade AAA“. Die potentielle Fehlerrate („failure-rate“) dieser Selektierung liegt bei 0.01%, bei Auslieferung 0,00%. Sprich, Maximal einer von 10.000 Chips ist potenziell fehlerhaft.

Dieser wichtige Wert spielt bei der Beschaffung einer LED Wand und den damit verbundenen kosten eine große Rolle. Billigprodukte werden meist schon mit einer Selektierung mit potenziellen Fehlerraten von 0,3% – 3% verwendet.
Hochgerechnet wären das 10.000 LED Chips. Bedeutet 30 – 3000 Bildpunkte die kaputt gehen.

Bei einer Videowall mit 100.000 Bildpunkten muss von 300 – 3.000 potenziellen fehlerhaften Bildpunkten ausgegangen werden. Im Vergleich zu der „Grade AAA“ Selektion die StageQ verwendet, wären es maximal 10.

Lebenszyklen, Alterung und Kalibrierung

Mit hochwertigen LED hat eine Videowall im Dauerbetrieb eine Lebenserwartung von 10 Jahren. Nach 10 Jahren sind noch rund 70% Helligkeit verfügbar. Es ist normal dass nach gewisser Zeit einzelne Lampen Schäden von sich tragen. Neue Lampen haben eine Helligkeit von 100% und stechen somit aus dem Bild heraus. Stage Q verwendet aus diesem Grund nur Systeme die es möglich machen jede einzelnen Lampe in Helligkeit und Chroma an den Rest der Wand anzupassen. Diese Art von Videowall halten auch über einen Einsatz von 10 Jahren.

Im Vergleich dazu liegt der Lebenszyklus von Billigprodukte die aus minderwertigen Einzelteilen gefertigt werden bei max. 3 – 5 Jahren. Gerade im Bereich der Außenwerbung sind nach wenigen Monaten oft fleckige Bilder das Resultat. Betrachtet man Hersteller und Produkt auf einem Zeithorizont von weniger als 2 Jahren, erweist sich diese Anschaffung als nicht wirtschaftlich.

Grundtechnologien DIP vs. SMD

Zu unterscheiden sind zwei Lampentechnologien DIP und SMD.

Bei der DIP Technologie wird jeder Bildpunkt aus drei färbigen Einzellampen erzeugt (rot, grün, blau)

Anders zur SMD Technologie bei er sich diese drei Farben einen Reflektor teilen. Welches Vor und Nachteile mit sich bringt.
Vorteil: Durch Die Reduzierung auf nur einen Reflektor kann der Bildpunktanstand verkleinert werden und somit können Bildpunktabstände von unter 8mm erzielt werden.
Nachteil: Der Reflektor selbst.
Je nach Farbe (silber oder weiß) reflektiert es nicht nur LEDs sondern auch Sonnen- oder Umgebungslicht, welches den Kontrast der gesamten Videowand sinken und somit blasser wirken lässt.

DIP-Technologien sind gerade bei Bildpunktabständen von 10mm oder größer zu empfehlen, da diese Bilder schöner und kontrastreicher erzeugt werden.

Blackface- und Blackbody SMD

Um dem Problem der Reflexion der SMD Technologie entgegenzuwirken, können schwarze Reflektoren bzw. Schwarze Deckengläßer in Einsatz gebracht werden.
So werden zwar hohe Kontrastwerte erzielt bei niedrigem Bildpunktabstand aber auch viel Leuchtkraft durch die Schwärzung der Reflektoren verloren.
Geeignet ist diese Variante am besten für den Indoor-Bereich, da dort niedrige Umgebungshelligkeiten Einfluss auf die Videowall haben.

Kontrastwerte

Das Kontrastverhältnis einer Videowall kann anhand des „Contrast- Ratio“ oder des Kontrastwertes ermittelt werden. Je höher das Kontrastverhältnis, desto Farbintensiver die dargestellten Bilder. Outdoorwände benötigen genügend Leuchtkraft um gegen das direkte Sonnenlicht gegen zuhalten. Daher brauchen diese Videowalls sehr helle LED’s.
Am Besten werden hierzu RGB oder SMD whiteface Chips verwendet
Unsere Empfehlung bei einem Kontrastverhältnis von mindestens 2000 : 1 und
bei Indoor Videowalls 5.200 : 1 zu achten. Da Indoor Videowalls nicht gegen das direkte Sonnenlicht bestehen. Hier bietet sich die Blackface-Technologie an, die wir von StageQ vor allem im Indoor Bereich empfehlen. Diese LED Chips können mindestes doppelt so hohe Kontraste erzeugen als die im Gegensatz die Whiteface- Technologie. Dadurch können Bilder und Farben noch intensiver dargestellt werden.

Gehäuse

Natürlich hat auch die Qualität der Gehäuse Einfluss auf die Bildqualität einer Videowall.
Werden minderwertige Materialien verwenden, die sich leicht verziehen oder die Panele nicht präzise genug gefertigt, können Spalten zwischen den einzelnen Panele entstehen.

Ein Spaltmaß von einem Millimeter würde auf einer Videowall mit einem 25mm Bildpunktabstand nicht direkt auffallen. Wohingegen ein ein Millimeter Spaltmaß auf einer Videowall mit 2,5mm Bildpunktabstand extrem sichtbar wäre. Daher empfehlen wir ausschließlich Videowände zu verwenden die aus cnc-nachbearbeitetem Aluminium-Druckgehäuse gefertigt sind. Die Anfertigung dieser Gehäuse geht auf 1/10mm genau.

Kunstoffgehäuse haben den Vorteil das sie leicht sind, aber die eingemischten Weichmacher verflüchtigen sich über die Jahre. Das Resultat sind brüchige und spröde Gehäuse. Für permanente Outdoor Installationen eignen sich Gehäuse aus pulverbeschichteten Stahl- oder Aluminium.

Servisierbarkeit

Ein Wichtiger Punkt ist die Servicierbarkeit.
Videowände mit einem Bildpunktabstand bis zu 4mm, ist es möglich einzelnen Lampen auszulöten und zu ersetzten. Dies ist bei niedrigen Bildpunktabständen nicht möglich, aufgrund von Platzmangel. Diese Module müssen im ganzen mit SMT-Maschienen repariert werden.

Heckservice / Frontservice

Heckservice-Panele verfügen über Klappen auf der Rückseite.
Die Einsatzmöglichkeiten dieser Panele sind überall wo eine Installationsebene nach hinten vorhanden sind, gegeben. Um diese Panels an Beispielsweße an Häuserwänden fixieren, muss
bei der Planung dieser Konstruktion ein Service-Bereich von mindestes 50cm zwischen Videowall und Hauswand beachtete werden.
Im Gegensatz zu den Heckservice-Panele können Frontservice-Panele vi der Bildschirseite aus servisiert werden. Die Befestigung dieser Module geschieht durch Schrauben oder Magneten. Diese Bauweiße besitzt die geringere und nötige Tiefe nach Hinten raus und kann näher an Bauköpern montiert werden. Ein Abluftbereich hinter der Wand und auch in der Konstruktion des Tragewerkes sollte berücksichtigt werden, damit die Platinen ihre wärme abgeben können.

IP-Codes

Ein wichtiges Auswahlkriterium deiner passenden Viedowall ist auch der richtige IP-Code.
Die Abkürzung IP steht für International Protection Code oder auch Ingress Protection Code.

Die IP Schutzarten geben den Schutzgrad des Gehäuses gegen Berührung, Wasser und Fremdkörper an.

Der IP-Code setzt sich aus 2 Zahlen zusammen. Die erste Zahl gibt Auskunft über die Dichtheit gegen Staub (0=kein Schutz, 6=staubdicht). Die zweite Zahl gibt Auskunft über die Dichtheit gegenüber Wasser (0=kein Schutz, 5=Schutz gegen Stahlwasser (Düse) aus jedem Winkel, 9= Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfreinigung).

Permanente Outdoorwände müssen unserer Auffassung nach, einen IP-Code von mind. 65 aufweisen. Sprich, Staubdicht und regenfest sein.

Qualität der Kabel

Gerade Outdoor Videowalls benötigen Wetterfeste Kabel und Steckverbindungen.
Oft brechen Billigprodukte und es kommt schnell zu Rostbildung und/oder Wassereintritt.

StageQ lässt daher für permanente Installationen Panele anfertigen die ausschließlich im Gehäuse verkabelt werden. Diese Art der Montage der Panels ist mit viel Aufwand verbunden dennoch wird die Fehlerquelle im Betrieb von vornherein ausgeschlossen.

Maximale Helligkeit

Die Helligkeit von Videowalls (auch Brightness genannt) wird in Nits oder Candela angeführt. Ein Candela entspricht der Helligkeit des Lichtes einer Kerze.

Eine Videowall benötigt um gegen direktes Sonnenlicht bestehen zu können min. 3.000 Nits/Candela pro m2 Fläche. Gerade bei Outdoor Installationen muss auf genügend Reserven nach oben geachtet werden. Wir von StageQ empfehlen einen Helligkeitswert 5.000 – 6.000 nits/m2 zu verwenden. Möglich ist auch ein Helligkeitswert von bis zu 10.000 nits. Nach der Österreichischen Gesetzgebung sind selbst bei Tageslicht kein Betrieb von über 3.000 nits/m2 erlaubt. Daher ist die volle Auslastung einer Videowall mit zu hellen und teureren Bildpunkten nicht möglich.

Lebensdauer / Life-Cycle

Es ist normal das LED Lampen durch ihre Nutzung an Helligkeit verlieren. Der Life-Cycle gibt Auskunft über die Leuchtkraftdauer, Dies bedeutet er gibt an nach wieviel Stunden die Bildpunkte noch mehr als 50% ihrer ursprünglichen Helligkeit ausstrahlen können.
Unsere Produkte von StageQ sind mit Chips versehen dessen Lebenserwartung von mindestens 100.000 Stunden bis zu 50% Helligkeit garantieren.

Wenn eine Videowall täglich, rund um die Uhr läuft würde, sprich, 24 Stunden am Tag, wären nach 11,4 Jahren eine Helligkeit von 50% erreicht. Dies geschieht eher in den seltensten Fällen, da die meisten Installationen nicht zwischen 22:00 und 06:00 nicht betrieben werden. Die übliche Nutzung liegt bei maximal 16 Stunden am Tag. 50% Helligkeit wären bei dieser Auslastung nach 17 Jahren erreicht.

Bei üblicher Nutzung von 16 Stunden am Tag und einem Nutzungshorizont von 10 Jahren, hätten die LEDs noch immer eine Helligkeit von mindestens 70%. StageQ empfiehlt speziell für den Outdoor Bereich die Verwendung von Produkten mit Helligkeitswerten von 5.000 – 6.000 nits/m2. Da diese Produkte auch nach 10 Jahren noch 3.500 – 4.200 nits/m2 erreichen und liegen somit immer noch über dem in Österreich genehmigten Grenzwert von 3.000 nits/m2 im Outdoor Bereich.

Grundsätzlich benötigen Indoor Produkte weniger Helligkeit. Unsere Indoor-Videowalls von StageQ haben eine Helligkeit zwischen 1.000 und 2.000 nits/m2. Im Vergleich zu guten TV-Geräten für den privaten Haushalt die eine Helligkeit von 300 nits/m2 vorweisen.

Für eine Geschäftsbeleuchtung ist ein Helligkeit von 500 nits/m2 ausreichend.
Sind jedoch viele Lichtquellen im Raum oder erfolgt die Montage der Videowalls schräg zum Licht oder im Schaufenster, empfehlen wir Systeme mit 1.500 bis 2.000 nits/m2.
Zu beachten ist, dass vor der Bestellung der Aufstellungsort an der Wand bis ins Detail analysiert wurde, was StageQ gerne übernimmt.

Display Refresh Rate und Scan

Der Display Refresh Rate und Scan gibt an wie oft sich die angezeigten Bilder an der Videowand erneuern. 30 – 40 Bilder pro Sekunde reichen dem Menschlichen Auge aus um ein Film als flüssig und flackerfrei wahrzunehmen. Der Standard der meisten TV-Geräte liegt bei 50Hz. Sehr gute TV-Geräte im privaten Bereichen haben im Gegensatz zu den Standard Geräten eine Bildwiederholungsrate von 200Hz. Diese Geräte arbeiten mit einem Scan von 1/1. Das Bild des gesamten Bildschirms wird 200mal Pro Sekunde erneuert.

Bei Videowalls werden Scans von 1/1 bis zu 1/32 verwendet. Bei einem Scan von 1/32 wird das Bild in 32 Abschnitte unterteilt und erneuert. Damit ein flackerfreies Bild zustande kommt muss ein Scan von 1/32 mit min 1.600Hz betrieben werden.

Dabei ist die Relation zwischen Refresh Rate und Scan wichtig. Billige Videowände haben oft eine Kombination aus 500Hz Refresh und einem Scan von 1/16. Das menschliche Auge würde hierbei ein störendes flackern erkennen, da die tatsachliche Bildwiederholfrequenz des Gesamtbildes unter 50Hz liegt.

Alle Videowalls von StageQ besitzen eine Display Refresh Rate von mindestens 1.920Hz und einen Scan von max 1/8. Was einem tatsächlichen Bildaufbau von mindestens 240 Hz entspricht.

Dies sind Broadcast- Systeme und werden wegen ihrer hohen Taktungen oft auch als Teil von Bühnenbildern in TV-Übertragungen verwendet. Diese Wände können auch problemlos fotografiert werden ohne das sich im Bild der Kamera Scan-Streifen ergeben.

Uns von StagQ ist es auch möglich, Videowalls mit einer höheren Hz zahlen von über 3.000 Hz herzustellen. So hohe Taktungen sind in der Regel nur für Spezialanwendungen wie Beispielsweise Banden im Fußballstadion. Diese Walls sind darauf ausgerichtet die Bildwiederholung so schnell erfolgen zulassen, dass auch das Filmen der LED Bande in Super-Slowmotionmodus einer Kamera genügend schnelle Bildwechsel stattfinden.

Der Einsatz einer solchen speziellen Videowall für Werbezwecke im In- oder Outdoor Bereich bringt keinerlei Mehrwert. Ganz im Gegenteil können eine zu hohe Taktung die Platinen, LED-Chips und Prozessoren mehr Belasten und somit die Nutzdauer verkürzen und den Stromverbrauch erhöhen.