在虚拟制作中，采用LED显示屏取代传统绿布逐渐成为一个新的趋势。
LED显示屏不仅能够实时显示和变化场景需要的虚拟环境并提供场景里其它物理道具需要的反射灯光，完美融合虚拟环境和物理道具，营造出更加真实的环境，有效减少了后期制作工作量以及降低外景拍摄经费。
同时，由于LED显示屏实时的虚拟效果，场景里的人物（演员）可以参考显示的虚拟场景画面。
虽然，LED显示屏在虚拟制作中的应用有诸多优势，但要实现一个完美的LED显示屏虚拟制作演播厅，也面临着许多技术上的挑战，常见的有：
• LED显示屏的系统集成和维护
• 摄像机拍摄效果
• 信号延迟
• 显示色彩表现
• LED显示屏与其它设备之间的同步性
这些技术上的挑战与所配的LED显示屏控制系统息息相关，为了解决这些行业难题，卡莱特结合客户需求与自身实践经验，经过不懈的研究和探索，开发了达芬奇系列产品。
目前，达芬奇家族主要有Z8处理器和Q20接收卡两款产品。下面我们一起来看看达芬奇系列产品是如何帮助用户客户克服这些挑战的。
特点
• 8K输入/输出，最大带载3500万像素
• 8个画中画图层，可任意放置和叠加
• 缩放和裁剪
• 兼容HDCP2.3
• 支持 HDR10/HDR10+/HLG
• 支持8/10/12 bit
简化系统集成和后期维护
不同于其它应用，为了营造一个沉浸式的虚拟场景，不管是从尺寸还是分辨率角度来看，虚拟演播厅的LED显示屏通常都非常巨大，8K甚至超8K的LED显示屏在虚拟制作应用中已经屡见不鲜。
对于这种超高分辨率LED显示屏，常见的配置是级联多台小分辨的发送器，但这种方式增加了不必要的前端/后端/中间设备数量以及整体布线难度。
下面是某控制系统与卡莱特达芬奇系统（Z8）的拓扑示意图，图中摄影棚由四面LED显示屏组成，每面显示屏的分辨率为4K，所以整个LED摄影棚的分辨率为8K。不难看出，得益于Z8更高的信号传输速率以及8K的带载能力，卡莱特方案使用的线材和设备数量更少。
更快的5G传输
常见的LED控制系统发送器输出的视频信号速率为 1Gbps， 有些也许支持10Gbps， 但不管信号是以什么速率输出，视频信号在经过转换器/分线器后，最终到达LED显示屏箱体的速率基本上都为1Gbps。
卡莱特Z8配合Q20接收卡以及相关配套设备，信号端到端的传输速率最 高能达到5Gbps。高速率信号传输能够显著减少发送器与箱体之间，箱体与箱体之间用于信号传输的网线的数量，从而使布线和维护更加简单快捷。
LED显示屏在摄像机下的效果
LED显示屏在摄像机下的显示效果对于虚拟制作尤为重要，在虚拟制作拍摄过程中，我们经常能在摄像机的监视器里看到所拍摄屏幕上有黑色的扫描线。
这些扫描线的移动方向和形态根据LED显示屏灯板设计以及所使用摄像机快门（Rolling shutter和Global shutter）的不同会有所差异，且扫描线在肉眼下不可见。经研究与分析，扫描线是由于摄像机和LED显示屏刷新不同步导致的。
常用的解决办法是通过Genlock接口给摄像机和发送器提供一个同步信号，但是很多时候，同步信号只能定格黑线，并不能完全使黑色扫描线消失在镜头里。此时，使用Z8的V-sync调节功能，可以完全将去除扫描线。
解决信号延迟
In-Camera VFX 是一种在电影制作过程中拍摄实时视觉特效的新手段，如下图所示，剧组人员在一个由LED显示屏构成的摄影棚里用In-Camera VFX技术拍摄， 红线圈起来的部分为摄像机镜头能够拍摄到的LED显示屏画面，也成为摄像机的“视锥”。视锥是摄像机在当前焦距设置下的视野（FOV）。
通过动作捕捉系统， 视锥里的特效画面会随着摄像机角度和位置的改变而实时变化，LED显示屏上的摄像机视野部总是会显示虚拟引擎（虚拟引擎为美国一家虚拟特效制作软件公司）环境里相机应该拍摄到的画面。这些画面有立体视差效果，人眼通过摄像机取景框看拍摄画面时，就犹如在真实场景拍摄一样。
通过了解In-Camera VFX技术，我们知道LED屏幕显示的画面需要随着摄像机位置，拍摄角度或者焦距的调整而实时变化。如果视频信号从源（虚拟引擎）到LED屏幕的延迟过大，可能会出现摄像机需要拍摄下一个场景时，LED屏幕任然显示上一个场景画面的情况，影响整个拍摄过程的流畅度。
达芬奇系列产品组合的系统延迟最低为1帧，受到众多客户以及项目的认可，用户再也不用担心系统延迟带来的影响。
支持23.97-240Hz宽帧率
电影拍摄的帧率一般为23.98Hz或者24Hz；电视台所用的帧率由于国家和地区的标准不同也不尽相同，在广电领域，常见的帧率有29.97Hz, 30Hz, 50Hz, 59.97Hz, 60Hz等。
对于一些特殊应用如电子竞技，体育赛事，VR等，则可能有更高的帧率要求如120Hz, 144Hz 甚至240Hz。帧率越高，画面越流畅，消除了拖影现象同时也能降低系统的延迟。
达芬奇系列产品支持23.97-240Hz宽帧率范围，能够满足目前绝大多数项目的需求。
随着行业的迅速发展，创新元素不断涌现，创制更多应用和机遇，LED显示屏在虚拟摄影棚的应用技术的不断革新和持续发展，必将在专业视听领域里大放异彩。
卡莱特达芬奇系列也将通过优化LED屏幕的显示控制技术，为电影、电视、活动制作提供高品质虚拟生产服务。
