大屏幕拼接系統(tǒng)技術支持
來源: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)
普通用戶在同時觀看的信源較少時,適合選擇單機使用。但在較為復雜的監(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、過程控制、110報警等領域,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)不再受單機分辨率和亮度的影響,例如一個2×2四個投影機的拼接系統(tǒng),單機分辨率為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,可實現(xiàn)的功能有分割、分屏顯示、開窗口:即在四屏組成的底圖上,用任意單屏顯示一個獨立的畫面。由于采用硬件拼接,圖像處理完全是實時動態(tài)顯示,安裝操作簡單;缺點是拼接規(guī)模小,只能四屏拼接,擴展很不方便,不適應多屏拼接的需要;所開窗口固定為一個屏幕大小,不可放大、縮小或移動。
軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來分割圖像。采用軟件方法拼接圖像,可十分靈活的對圖像進行特技控制,如在任意位置開窗口;任意放大、縮小;利用鼠標即可對所開的窗口任意拖動,在控制臺上控制屏幕墻,如同控制自己的顯示器一樣方便。主要缺點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)上運行,無法與WIN95上開發(fā)的軟件兼容;PC機生產(chǎn)的圖形也無法與其接口;在構成一個幾十臺投影機組成的大系統(tǒng)時,其相應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,克服其缺點。 這種系統(tǒng)可以實用顯示多個RGB模擬信號及XWindows的動態(tài)圖形,是為多通道現(xiàn)場即時顯示專門設計的。通過硬件和軟件以及控制與接口,來實現(xiàn)不同窗口的動態(tài)顯示。它透明度高:圖像疊加透明顯示,共有256級透明度,令動態(tài)圖像和背景活靈活現(xiàn)。并聯(lián)擴展性極好:系統(tǒng)采用并聯(lián)框結(jié)構,最多可控制上千個投影機同時工作。
二、 大屏幕投影墻拼接系統(tǒng)的組成
普通用戶在同時觀看的信源較少時,適合選擇單機使用。但在較為復雜的監(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、過程控制、110報警等領域,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)不再受單機分辨率和亮度的影響,例如一個2×2四個投影機的拼接系統(tǒng),單機分辨率為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,可實現(xiàn)的功能有分割、分屏顯示、開窗口:即在四屏組成的底圖上,用任意單屏顯示一個獨立的畫面。由于采用硬件拼接,圖像處理完全是實時動態(tài)顯示,安裝操作簡單;缺點是拼接規(guī)模小,只能四屏拼接,擴展很不方便,不適應多屏拼接的需要;所開窗口固定為一個屏幕大小,不可放大、縮小或移動。
軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來分割圖像。采用軟件方法拼接圖像,可十分靈活的對圖像進行特技控制,如在任意位置開窗口;任意放大、縮??;利用鼠標即可對所開的窗口任意拖動,在控制臺上控制屏幕墻,如同控制自己的顯示器一樣方便。主要缺點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)上運行,無法與WIN95上開發(fā)的軟件兼容;PC機生產(chǎn)的圖形也無法與其接口;在構成一個幾十臺投影機組成的大系統(tǒng)時,其相應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,克服其缺點。 這種系統(tǒng)可以實用顯示多個RGB模擬信號及XWindows的動態(tài)圖形,是為多通道現(xiàn)場即時顯示專門設計的。通過硬件和軟件以及控制與接口,來實現(xiàn)不同窗口的動態(tài)顯示。它透明度高:圖像疊加透明顯示,共有256級透明度,令動態(tài)圖像和背景活靈活現(xiàn)。并聯(lián)擴展性極好:系統(tǒng)采用并聯(lián)框結(jié)構,最多可控制上千個投影機同時工作。
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)通常由四個主要部分構成 ,即投影單元、多屏處理器、信號切換與分配和大屏幕管理,下面分別簡要介紹一下各部分的作用及組成:
投影單元的顯示品質(zhì)直接影響著整個投影墻的效果,采用不同類型的投影單元會得到大不相同的結(jié)果。我們在投影墻的拼接中更多采用DLP的投影機作為機心,以求能達到每個投影單元的對比度、顏色、亮度一致,進而使整個投影墻體的比度、顏色、亮度達到一致。 每個投影單元可以接收由圖像處理器送出的RGB信號或直接由計算機輸出的RGB信號、視頻信號等。
目前,每個DLP投影單元的分辨率為1024X768。
多屏處理器又稱圖形處理器,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。目前國內(nèi)主要的圖形處理器有CAMETOO(佳美圖)圖形處理器,利國圖形處理器等。
多屏處理器的主要功能是將一個完整的圖像信號劃分成N塊后分配給N個視頻顯示單元(如背投單元),完成用多個普通視頻單元組成一個超大屏幕動態(tài)圖像顯示屏??梢灾С侄喾N視頻設備的同時接入,如:DVD、攝像機、衛(wèi)星接收機、機頂盒、標準計算機A信號。電視墻處理器可以實現(xiàn)多個物理輸出組合成一個分辨率疊加后的超高分辨率顯示輸出,使屏幕墻構成一個超高分辨率、超高亮度、超大顯示尺寸的邏輯顯示屏、完成多個信號源(網(wǎng)絡信號、RGB信號和視頻信號)在屏幕墻上的開窗、移動、縮放等各種方式的顯示功能。
信號切換部分由視頻信號和計算機信號切換二部分組成。該部分主要作用是:將視頻信號和計算機信號切換到如:圖像處理器、投影單元的輸入端等以供顯示。
信號分配部分由分配器組成,以保證本機顯示器和投影機的顯示圖像相同。
大屏幕管理是由軟件實現(xiàn)的,大屏幕管理軟件用以實現(xiàn):投影墻的調(diào)整、窗口管理、網(wǎng)絡控制、矩陣切換等功能。還可以預存一些常用的模式,使用時可隨時調(diào)用預存模式,即可實現(xiàn)預期效果,從而簡化了操作,提高了效率。
三、 大屏幕投影拼接應用領域
如今大屏幕投影拼接已經(jīng)得到廣泛應用,其應用領域包括軍隊、公安、武警、鐵道、郵電電信、交通、石油、電力、石化、煤炭、水利、銀行、國家政府機關部門、大專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)境對電信網(wǎng)絡的交換機狀態(tài)和信號進行實時顯示、分析和處理,實現(xiàn)多個網(wǎng)絡業(yè)務中各種業(yè)務信息同時顯示功能。高亮度、高清晰度的數(shù)據(jù)和顯像,大大增強了網(wǎng)絡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、直觀性強的多窗口大畫面顯示環(huán)境,不僅顯示各交通路口的電視監(jiān)控信號,還同時顯示幾個管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息,為指揮員決策提供準確依據(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,實時顯示開關狀態(tài)、潮流情況和負載曲線,及開關操作、保護信號動作及事故情況,通過與SCADA的數(shù)據(jù)交換,在大屏幕投影上顯示出最新報警并能自動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、圖像信息技術及數(shù)據(jù)可視化技術開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)多屏監(jiān)控一體化,既可使整個監(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)動心臟,擁有動力澎湃的顯示墻控制器是顯示墻能否支持用戶業(yè)務信息表達的關鍵。
顯示墻控制器本身是一臺功能強大的圖形工作站系統(tǒng),顯示墻本身就是它的顯示終端,對顯示墻控制器而言,不論是多少個顯示單元組成的顯示系統(tǒng),它都是一個單一邏輯顯示單元,相當于是顯示墻控制器的一個顯示終端。當用戶采購電腦系統(tǒng)時,首先考慮的是電腦主機的性能如何,其次才會考慮顯示器的性能如何匹配,功能強大的電腦主機成為用戶選擇電腦系統(tǒng)的最重要因素,因為,將來能否處理日益龐大的應用需求,關鍵要看主機的性能如何,其次會選擇匹配的顯示器,這是選購電腦系統(tǒng)的常識,對大屏幕顯示墻控制器系統(tǒng)也一樣,不論是多少個顯示單元組成的顯示墻,對顯示墻控制器這個"電腦主機"而言,它的顯示墻就是"一個邏輯顯示屏",因此,選擇電腦主機一樣重要,等于顯示墻處理器是業(yè)務內(nèi)容管理和應用的處理心臟,功能強大與否決定了未來整個顯示系統(tǒng)的業(yè)務處理能量,這不能不重點考慮,而在當今主流顯示單元的關鍵機芯僅有少數(shù)、甚至唯一廠家提供的情況下,基于這些機芯而開發(fā)的各種顯示單元的性能也趨于同質(zhì)化,在有關標準的規(guī)范下,根本不存在專用顯示墻控制器不能驅(qū)動的顯示單元的情形。
從嚴格的專業(yè)分工上來看,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計算機圖形工作站的開發(fā),它集中于對操作系統(tǒng)、圖形處理能力、CPU功能再開發(fā),網(wǎng)絡服務器功能的發(fā)掘,流媒體處理服務器等信息處理技術的綜合應用,而顯示單元是光學、機電能力的綜合應用,與顯示墻控制器是完全不同的技術開發(fā)。
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