大屏幕拼接系統(tǒng)技術(shù)支持
來(lái)源:佳美圖 編輯:數(shù)字音視工程 2009-06-25 00:00:00 加入收藏
一、 大屏幕拼接系統(tǒng)
普通用戶在同時(shí)觀看的信源較少時(shí),適合選擇單機(jī)使用。但在較為復(fù)雜的監(jiān)控中,如大型郵電通信系統(tǒng)、道路交通管理、能源分配輸送、過(guò)程控制、110報(bào)警等領(lǐng)域,需全景瀏覽,統(tǒng)一指揮,就必須選擇大屏幕拼接系統(tǒng)。大屏幕拼接系統(tǒng)不再受單機(jī)分辨率和亮度的影響,例如一個(gè)2×2四個(gè)投影機(jī)的拼接系統(tǒng),單機(jī)分辨率為800×600,亮度為500lm,則拼接后的系統(tǒng)分辨率為1600×1200,亮度為2000lm。
拼接系統(tǒng)主要由三部分組成:大屏幕投影墻、投影機(jī)陣列、控制系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)是核心,目前世界上流行的拼接控制系統(tǒng)主要有三種類(lèi)型:硬件拼接系統(tǒng)、軟件拼接系統(tǒng)、軟件與硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng)。
硬件拼接系統(tǒng)是較早使用的一種拼接方法,可實(shí)現(xiàn)的功能有分割、分屏顯示、開(kāi)窗口:即在四屏組成的底圖上,用任意單屏顯示一個(gè)獨(dú)立的畫(huà)面。由于采用硬件拼接,圖像處理完全是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,安裝操作簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是拼接規(guī)模小,只能四屏拼接,擴(kuò)展很不方便,不適應(yīng)多屏拼接的需要;所開(kāi)窗口固定為一個(gè)屏幕大小,不可放大、縮小或移動(dòng)。
軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來(lái)分割圖像。采用軟件方法拼接圖像,可十分靈活的對(duì)圖像進(jìn)行特技控制,如在任意位置開(kāi)窗口;任意放大、縮??;利用鼠標(biāo)即可對(duì)所開(kāi)的窗口任意拖動(dòng),在控制臺(tái)上控制屏幕墻,如同控制自己的顯示器一樣方便。主要缺點(diǎn)是限制了大屏幕整屏的分辨率,影響圖像的清晰度,它只能在Unix系統(tǒng)上運(yùn)行,無(wú)法與WIN95上開(kāi)發(fā)的軟件兼容;PC機(jī)生產(chǎn)的圖形也無(wú)法與其接口;在構(gòu)成一個(gè)幾十臺(tái)投影機(jī)組成的大系統(tǒng)時(shí),其相應(yīng)的硬件部分顯得繁雜。
軟件與硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng)可綜合以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn)。 這種系統(tǒng)可以實(shí)用顯示多個(gè)RGB模擬信號(hào)及XWindows的動(dòng)態(tài)圖形,是為多通道現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)顯示專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。通過(guò)硬件和軟件以及控制與接口,來(lái)實(shí)現(xiàn)不同窗口的動(dòng)態(tài)顯示。它透明度高:圖像疊加透明顯示,共有256級(jí)透明度,令動(dòng)態(tài)圖像和背景活靈活現(xiàn)。并聯(lián)擴(kuò)展性極好:系統(tǒng)采用并聯(lián)框結(jié)構(gòu),最多可控制上千個(gè)投影機(jī)同時(shí)工作。
二、 大屏幕投影墻拼接系統(tǒng)的組成
普通用戶在同時(shí)觀看的信源較少時(shí),適合選擇單機(jī)使用。但在較為復(fù)雜的監(jiān)控中,如大型郵電通信系統(tǒng)、道路交通管理、能源分配輸送、過(guò)程控制、110報(bào)警等領(lǐng)域,需全景瀏覽,統(tǒng)一指揮,就必須選擇大屏幕拼接系統(tǒng)。大屏幕拼接系統(tǒng)不再受單機(jī)分辨率和亮度的影響,例如一個(gè)2×2四個(gè)投影機(jī)的拼接系統(tǒng),單機(jī)分辨率為800×600,亮度為500lm,則拼接后的系統(tǒng)分辨率為1600×1200,亮度為2000lm。
拼接系統(tǒng)主要由三部分組成:大屏幕投影墻、投影機(jī)陣列、控制系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)是核心,目前世界上流行的拼接控制系統(tǒng)主要有三種類(lèi)型:硬件拼接系統(tǒng)、軟件拼接系統(tǒng)、軟件與硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng)。
硬件拼接系統(tǒng)是較早使用的一種拼接方法,可實(shí)現(xiàn)的功能有分割、分屏顯示、開(kāi)窗口:即在四屏組成的底圖上,用任意單屏顯示一個(gè)獨(dú)立的畫(huà)面。由于采用硬件拼接,圖像處理完全是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,安裝操作簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是拼接規(guī)模小,只能四屏拼接,擴(kuò)展很不方便,不適應(yīng)多屏拼接的需要;所開(kāi)窗口固定為一個(gè)屏幕大小,不可放大、縮小或移動(dòng)。
軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來(lái)分割圖像。采用軟件方法拼接圖像,可十分靈活的對(duì)圖像進(jìn)行特技控制,如在任意位置開(kāi)窗口;任意放大、縮小;利用鼠標(biāo)即可對(duì)所開(kāi)的窗口任意拖動(dòng),在控制臺(tái)上控制屏幕墻,如同控制自己的顯示器一樣方便。主要缺點(diǎn)是限制了大屏幕整屏的分辨率,影響圖像的清晰度,它只能在Unix系統(tǒng)上運(yùn)行,無(wú)法與WIN95上開(kāi)發(fā)的軟件兼容;PC機(jī)生產(chǎn)的圖形也無(wú)法與其接口;在構(gòu)成一個(gè)幾十臺(tái)投影機(jī)組成的大系統(tǒng)時(shí),其相應(yīng)的硬件部分顯得繁雜。
軟件與硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng)可綜合以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn)。 這種系統(tǒng)可以實(shí)用顯示多個(gè)RGB模擬信號(hào)及XWindows的動(dòng)態(tài)圖形,是為多通道現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)顯示專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。通過(guò)硬件和軟件以及控制與接口,來(lái)實(shí)現(xiàn)不同窗口的動(dòng)態(tài)顯示。它透明度高:圖像疊加透明顯示,共有256級(jí)透明度,令動(dòng)態(tài)圖像和背景活靈活現(xiàn)。并聯(lián)擴(kuò)展性極好:系統(tǒng)采用并聯(lián)框結(jié)構(gòu),最多可控制上千個(gè)投影機(jī)同時(shí)工作。
大屏幕投影墻拼接系統(tǒng)的組成
大屏幕投影墻拼接系統(tǒng)通常由四個(gè)主要部分構(gòu)成 ,即投影單元、多屏處理器、信號(hào)切換與分配和大屏幕管理,下面分別簡(jiǎn)要介紹一下各部分的作用及組成:
投影單元的顯示品質(zhì)直接影響著整個(gè)投影墻的效果,采用不同類(lèi)型的投影單元會(huì)得到大不相同的結(jié)果。我們?cè)谕队皦Φ钠唇又懈嗖捎肈LP的投影機(jī)作為機(jī)心,以求能達(dá)到每個(gè)投影單元的對(duì)比度、顏色、亮度一致,進(jìn)而使整個(gè)投影墻體的比度、顏色、亮度達(dá)到一致。 每個(gè)投影單元可以接收由圖像處理器送出的RGB信號(hào)或直接由計(jì)算機(jī)輸出的RGB信號(hào)、視頻信號(hào)等。
目前,每個(gè)DLP投影單元的分辨率為1024X768。
多屏處理器又稱(chēng)圖形處理器,電視墻處理器,電視墻控制器,電視墻拼接器,顯示墻控制器,拼接墻控制器,多屏拼接處理器,顯示墻拼接器,大屏幕處理器,數(shù)碼拼接處理器,多屏圖象處理器,顯示墻處理器,是投影墻系統(tǒng)的核心。目前國(guó)內(nèi)主要的圖形處理器有CAMETOO(佳美圖)圖形處理器,利國(guó)圖形處理器等。
多屏處理器的主要功能是將一個(gè)完整的圖像信號(hào)劃分成N塊后分配給N個(gè)視頻顯示單元(如背投單元),完成用多個(gè)普通視頻單元組成一個(gè)超大屏幕動(dòng)態(tài)圖像顯示屏??梢灾С侄喾N視頻設(shè)備的同時(shí)接入,如:DVD、攝像機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)、機(jī)頂盒、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)A信號(hào)。電視墻處理器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)物理輸出組合成一個(gè)分辨率疊加后的超高分辨率顯示輸出,使屏幕墻構(gòu)成一個(gè)超高分辨率、超高亮度、超大顯示尺寸的邏輯顯示屏、完成多個(gè)信號(hào)源(網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、RGB信號(hào)和視頻信號(hào))在屏幕墻上的開(kāi)窗、移動(dòng)、縮放等各種方式的顯示功能。
信號(hào)切換部分由視頻信號(hào)和計(jì)算機(jī)信號(hào)切換二部分組成。該部分主要作用是:將視頻信號(hào)和計(jì)算機(jī)信號(hào)切換到如:圖像處理器、投影單元的輸入端等以供顯示。
信號(hào)分配部分由分配器組成,以保證本機(jī)顯示器和投影機(jī)的顯示圖像相同。
大屏幕管理是由軟件實(shí)現(xiàn)的,大屏幕管理軟件用以實(shí)現(xiàn):投影墻的調(diào)整、窗口管理、網(wǎng)絡(luò)控制、矩陣切換等功能。還可以預(yù)存一些常用的模式,使用時(shí)可隨時(shí)調(diào)用預(yù)存模式,即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果,從而簡(jiǎn)化了操作,提高了效率。
三、 大屏幕投影拼接應(yīng)用領(lǐng)域
如今大屏幕投影拼接已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用領(lǐng)域包括軍隊(duì)、公安、武警、鐵道、郵電電信、交通、石油、電力、石化、煤炭、水利、銀行、國(guó)家政府機(jī)關(guān)部門(mén)、大專(zhuān)院校及廣告宣傳等等。
1、電信網(wǎng)管理系統(tǒng):采用多屏顯示環(huán)境對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)狀態(tài)和信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、分析和處理,實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中各種業(yè)務(wù)信息同時(shí)顯示功能。高亮度、高清晰度的數(shù)據(jù)和顯像,大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)管理的直觀性和可操作性,提高了工作效率。
2、公安交通管理系統(tǒng):大屏幕投影拼接顯示墻為交通管理系統(tǒng)提供了精度高、直觀性強(qiáng)的多窗口大畫(huà)面顯示環(huán)境,不僅顯示各交通路口的電視監(jiān)控信號(hào),還同時(shí)顯示幾個(gè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息,為指揮員決策提供準(zhǔn)確依據(jù)。
3、電力系統(tǒng):大屏幕投影拼接顯示墻能在大面積投影幕上顯示和交互式地處理各電網(wǎng)系統(tǒng)所生成的地理結(jié)線圖,并能在地理結(jié)線圖上,實(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)、潮流情況和負(fù)載曲線,及開(kāi)關(guān)操作、保護(hù)信號(hào)動(dòng)作及事故情況,通過(guò)與SCADA的數(shù)據(jù)交換,在大屏幕投影上顯示出最新報(bào)警并能自動(dòng)或交互式地顯示出更具體的數(shù)據(jù)和圖形曲線等信息,以便做出合理處理和調(diào)度。
4、生產(chǎn)控制系統(tǒng):大屏幕投影拼接顯示墻將基于視頻、圖像信息技術(shù)及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多屏監(jiān)控一體化,既可使整個(gè)監(jiān)控環(huán)境一體化顯示,又可在任意局部放大顯示,成為大型監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的顯示手段。
四、 顯示墻控制器在多屏顯示系統(tǒng)中的重要性如何?
顯示墻控制器是多屏拼接顯示系統(tǒng)的信息處理中心,是顯示墻的信息驅(qū)動(dòng)心臟,擁有動(dòng)力澎湃的顯示墻控制器是顯示墻能否支持用戶業(yè)務(wù)信息表達(dá)的關(guān)鍵。
顯示墻控制器本身是一臺(tái)功能強(qiáng)大的圖形工作站系統(tǒng),顯示墻本身就是它的顯示終端,對(duì)顯示墻控制器而言,不論是多少個(gè)顯示單元組成的顯示系統(tǒng),它都是一個(gè)單一邏輯顯示單元,相當(dāng)于是顯示墻控制器的一個(gè)顯示終端。當(dāng)用戶采購(gòu)電腦系統(tǒng)時(shí),首先考慮的是電腦主機(jī)的性能如何,其次才會(huì)考慮顯示器的性能如何匹配,功能強(qiáng)大的電腦主機(jī)成為用戶選擇電腦系統(tǒng)的最重要因素,因?yàn)?,將?lái)能否處理日益龐大的應(yīng)用需求,關(guān)鍵要看主機(jī)的性能如何,其次會(huì)選擇匹配的顯示器,這是選購(gòu)電腦系統(tǒng)的常識(shí),對(duì)大屏幕顯示墻控制器系統(tǒng)也一樣,不論是多少個(gè)顯示單元組成的顯示墻,對(duì)顯示墻控制器這個(gè)"電腦主機(jī)"而言,它的顯示墻就是"一個(gè)邏輯顯示屏",因此,選擇電腦主機(jī)一樣重要,等于顯示墻處理器是業(yè)務(wù)內(nèi)容管理和應(yīng)用的處理心臟,功能強(qiáng)大與否決定了未來(lái)整個(gè)顯示系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理能量,這不能不重點(diǎn)考慮,而在當(dāng)今主流顯示單元的關(guān)鍵機(jī)芯僅有少數(shù)、甚至唯一廠家提供的情況下,基于這些機(jī)芯而開(kāi)發(fā)的各種顯示單元的性能也趨于同質(zhì)化,在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下,根本不存在專(zhuān)用顯示墻控制器不能驅(qū)動(dòng)的顯示單元的情形。
從嚴(yán)格的專(zhuān)業(yè)分工上來(lái)看,顯示墻控制器的研發(fā)和生產(chǎn)完全不同于顯示單元或顯示墻本身。顯示墻控制器定位于超級(jí)計(jì)算機(jī)圖形工作站的開(kāi)發(fā),它集中于對(duì)操作系統(tǒng)、圖形處理能力、CPU功能再開(kāi)發(fā),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能的發(fā)掘,流媒體處理服務(wù)器等信息處理技術(shù)的綜合應(yīng)用,而顯示單元是光學(xué)、機(jī)電能力的綜合應(yīng)用,與顯示墻控制器是完全不同的技術(shù)開(kāi)發(fā)。
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