某衛(wèi)星中心指揮控制大廳對大屏幕顯示系統(tǒng)應該有非常高的要求，各種相關信息能夠經(jīng)由高亮度、高分辨率和高清晰度大屏幕投影系統(tǒng)直觀地顯示出來，快速匯集和顯示大量經(jīng)實時采集的視頻信號、高分辨率計算機信號，對過程進行實時監(jiān)控，并對各種緊急情況做出及時的分析和反應，達到統(tǒng)一指揮、監(jiān)控和決策的目的。能夠體現(xiàn)中心的一流的現(xiàn)代化建設水平。

　　一、總體情況

　　選用美國美國Stewart背投軟幕FilmScreen 100，屏幕顯示部分尺寸為寬15米，高4米整屏，采用的3臺巴可 SLM R10 Performer大型DLP投影機背投方式，通過巴可公司具有邊緣融合功能圖像控制器Folsom BlendPro，形成一個完整的全景大畫面。

　　整屏是畫面無拼縫，畫面完整，為一個完整虛擬整屏，亮度，色彩一致。使用較長時間也能保持亮度和色彩的一致性。

　　在這個虛擬整屏上，能在任意位置開任意大小顯示窗口，直接輸入窗口視頻信號最多18路，直接輸入RGB信號6路，通過網(wǎng)絡傳輸方式顯示更多路的RGB窗口信號。

　　整個控制在計算機統(tǒng)一控制軟件下控制，采用流程式控制，即事先通過軟件設置一套完整的由一個一個的顯示流程組成控制流程程序，每個流程包括需要顯示的信號窗口的位置及大小，包括投影機、矩陣、邊緣融合機、拼接控制器的參數(shù)和操作控制，流程之間的切換是根據(jù)授時信號定時自動切換，但也可以是手動切換。根據(jù)授時信號定時自動切換可以修正調整，能有多個控制流程程序，隨時切換?？刂栖浖ㄓ脩艄芾恚涗浌芾淼鹊?。

　　所有流程場景切換、窗口信號切換，全部采用無閃爍無縫切換。

　　完整的容錯功能，包括通過計算機一鍵控制投影機、矩陣、邊緣融合機、拼接控制器的參數(shù)和操作控制，做非邊緣融合拼接顯示，只相鄰兩臺做邊緣融合等。

　　完整的各種輸入信號管理和輸出信號管理，包括直接對輸入信號的監(jiān)視和任何情況下大屏整屏顯示狀況的監(jiān)視。

　　二、主要設備清單

　　三、系統(tǒng)連接圖

　　四、布置示意圖

　　五、投影機

　　投影機選用巴可公司的SLM R10高亮度的三片式DLP投影機，物理分辨率達到1280×1024，兼容分辨率達到1600×1200，亮度是10,000ANSI流明，最大對比度1600:1，度均勻性(邊緣與中心)大于90%/整屏，30位的色彩管理系統(tǒng)用于調節(jié)屏幕整體的色彩，巴可公司專利的TCRplus™技術(真彩回放技術)，可彌補投影機視頻圖像質量不及傳統(tǒng)CRT投影機的缺點，其動態(tài)色深調節(jié)、先進的圖像處理算法及數(shù)字降噪系統(tǒng)使投影畫面色彩真實自然、圖像穩(wěn)定無閃爍，圖像色彩鮮艷，清晰明亮，層次感強，完全可媲美CRT投影機的視頻效果。具備投影機本身多信號輸入無縫切換功能，不同信號源之間真正做到無縫切換，其可帶有特殊的切換效果，比如“淡入淡出”、“框入框出”等，恒定光輸出功能。

　　SLM R10投影機可供選用的投影鏡頭有6種，這里我們暫選擇TLD(1.2:1)的鏡頭。由于每通道的屏幕寬度為5.420m，根據(jù)計算，我們可以得出采用TLD(1.2:1)的鏡頭時，SLM R10的投影距離位于6.08米(包含機身需要6.63米)。具體如下圖所示(單位：厘米)

　　由上圖可見，若采用直接投射。

　　七、屏幕

　　采用3X1(每個通道融合前尺寸為5,424x4,068mm，邊緣融合后整屏尺寸為15,000x4,068mm)的背投軟幕具體要求如下：

　　每個通道(4:3)顯示面積為

　　5 ,424( 寬 )×4,068mm( 高 )=22.1 m2 。

　　3x1顯示屏理論顯示區(qū)域為：

　　3 x5,424mm( 寬 )=16,272 mm

　　1x4,068mm( 高 )=4,068mm

　　若采用通道間邊緣融合處理，按每通道1280x1024像素分辨率，融合區(qū)域按150像素計，則融合后顯示區(qū)域尺寸規(guī)格如下：

　　寬度為： 1 5,424 –2x [(5,424x150)/1280] ≈ 15,000mm

　　高度為： 4,068 mm

　　由此可見整個軟邊無縫顯示畫面實際可視面積為 =61.02 m2 。

　　選用美國美國Stewart背投軟幕FilmScreen 100，屏幕顯示部分尺寸為1,5000X4,068mm，屏幕增益>1 .0，最大可視角度180度，半增益角70度。屏幕可洗，阻燃。

　　八、邊緣融合接處理器

　　采用巴可邊緣融合拼接處理器Barco Folsom Blend Pro，支持多輸入、多顯示的控制設備，提供靈活的數(shù)字/模擬輸入和輸出選項、強大的軟件功能，可在一個寬屏的、通道之間邊緣融合的投影設置中以窗口方式顯示一系列輸入信號源窗口，比如Alpha邊緣融合、色度鍵控和Z-次序控制。每個Folsom Blend Pro控制器最多支持4個輸出，每一輸出可建立直至UXGA(1600x1200像素)的高速連接。以無縫融合寬屏信號為背景的多畫面顯示顯示應用要求。它能使兩兩投影機相結合的圖像邊緣軟化并融合，在拼接交界處形成平滑、無差別的整體圖像。形成一個一體化的約15.00米X4.068米超高分辨率3390X768(最大4350X1200)整體圖像屏，形成實際一個邏輯屏幕上多窗口顯示，不再有3臺投影機的概念。

　　九、多屏拼接控制器

　　使用工業(yè)控制計算機，實行電源雙備份、6個硬盤做RID5備份提速等，它既是拼接控制信號處理主機，也是操作控制服務器，各控制終端通過網(wǎng)絡控制操作。服務器采用一張DATAPATH的iH4-DIG四屏拼接卡一張完成3路拼接信號輸出，采用DATAPATH的9 路視頻疊加的Mosaic兩張完成18路視頻信號捕捉，采用DATAPATH的Vision RGB PRO三張完成6路RGB信號捕捉,一張8串口控制卡張完成全部設備控制，根據(jù)以上硬件設備底層接口協(xié)議開發(fā)全套控制軟件。

　　十、信號切換功能

　　信號處理系統(tǒng)選用威泰V-THE，顯示和監(jiān)視信號調度采用32*16RGBHV矩陣壹臺，42*32音視頻矩陣壹臺，可調用多路RGB和視頻信號顯示和到其他操作臺監(jiān)視和處理，即系統(tǒng)可以接入20臺微機工作站，3臺SGI雙通道工作站，40路復合視頻信號，通過網(wǎng)絡型圖像拼接控制處理器將多路信號形成各個窗口顯示信號，它具有18路視頻輸入，可擴展倒32路，6路RGB輸入，可擴展倒8路。4路RGB輸出(實際使用3路)。系統(tǒng)可從這些信號中任意選信號上大屏幕顯示。

　　主要顯示方式：

　　任意情況下監(jiān)視大屏顯示信號處理系統(tǒng)如圖：

　　十一、控制軟件

　　本系統(tǒng)是為了完成對大屏顯示系統(tǒng)中各硬件和顯示邏輯的相關控制。在本系統(tǒng)中，控制軟件分為兩大部分，即：遠程控制軟件和圖像拼接控制軟件。遠程控制軟件運行于遠程控制工作站上(通用PC機)，而圖像拼接控制軟件運行在圖像拼接控制服務器(SPC624PM 工控機 )上。其中遠程控制工作站和圖像拼接控制器之間通過以太網(wǎng)進行連接，通訊協(xié)議是TCP/IP?？傮w結構框圖如下圖所示：

　　遠程控制軟件部分:

　　遠程控制軟件部分是控制命令的發(fā)起者。在大屏顯示控制系統(tǒng)中，主要由遠程控制軟件完成控制命令的發(fā)送。其功能如下：

　　用戶管理功能 ： 用戶管理負責對用戶登錄、注銷、授權和用戶信息進行管理，用戶信息包括用戶的名字、口令、權限(用戶類型)、用戶的任務信息和用戶日志。

　　顯示流程的定義 ： 操作者按需求任意定制本次顯示控制流程、任意修改顯示控制流程、顯示流程的預覽和數(shù)據(jù)庫存儲等。

　　顯示流程的執(zhí)行 ： 遠程控制軟件在進行顯示流程的執(zhí)行時，它完成對流程內容的解析，并發(fā)送相應的命令，控制其它設備協(xié)同工作。根據(jù)應用實際，有兩種顯示流程執(zhí)行方式，一種是手動控制方式，即操作者通過操縱軟件，實現(xiàn)顯示過程的斷續(xù)控制，這種控制具有靈活性、隨機性、與時基無關等特點;另一種控制方式為自動控制方式，操作者只需要預先設置當前的軟件根據(jù)特殊時基，定時觸發(fā)并執(zhí)行顯示流程的具體細節(jié)，包括流程解析、模式解析、命令生成、命令傳送、接收命令回饋信息等功能。

　　無縫切換： 實際是利用硬件結構備份窗口采用軟件方式實現(xiàn)無縫切換，即先將要顯示的信號在顯示后臺建立好，再撤換掉不顯示的信號，同時將要顯示的窗口浮現(xiàn)出來，做到了無閃爍的無縫切換，通過這個方法不但實現(xiàn)窗口無縫切換，也實現(xiàn)了場景無縫切換。

　　矩陣切換命令 ： 通過串口向RGB矩陣切換控制器發(fā)送切換指令，控制RGB矩陣自行切換RGB輸出;通過串口向視頻矩陣切換控制器發(fā)送切換指令，控制視頻矩陣自行切換視頻輸出;矩陣切換命令實現(xiàn)時要進行輸入輸出信道邏輯關系的確定，為實現(xiàn)圖像拼接控制器在同種模式內特定窗口所顯示的RGB/視頻信號通道之間的無縫切換，當用戶給定一個輸入信道和顯示窗口的對應關系后，在矩陣切換命令編碼之前要先選擇一個當前空閑的矩陣輸出信道，確定矩陣的輸入信道和輸出信道的對應關系，然后才能發(fā)送矩陣切換命令。如果當前沒有空閑信道可用，則只有使用顯示窗口所對應的原始輸入輸出信道的對應關系進行有縫切換。

　　數(shù)據(jù)庫管理功能 ： 對本系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)進行管理。

　　設備參數(shù)設置 ： 操作者按需求調整投影機的顯示參數(shù)，如亮度、色度、對比度、投影機顯示幾何形狀調整、投影機鏡頭參數(shù)調整等。

　　容錯應急功能 ： 系統(tǒng)需要提供容錯功能，當系統(tǒng)中某些設備出現(xiàn)故障時能夠啟動容錯程序進行容錯處理。軟件系統(tǒng)容錯主要解決如下問題：

　　當邊緣融合機發(fā)生故障，系統(tǒng)自動調整投影機鏡頭參數(shù)，結束邊緣融合狀態(tài)，將拼接控制器直通到投影機，進入普通拼接狀態(tài)，相應軟件控制自動進入該狀態(tài)應急模式。

　　拼接控制器出現(xiàn)故障，能夠通過投影第二輸入接口，繞過拼接控制器直接到達投影機，滿足應急顯示需求。該容錯功能通過遠程工作站直接控制RGB矩陣、視頻矩陣和投影機實現(xiàn)，此時一個投影只能顯示一個信號源的信號，不再進行窗口分隔顯示。

　　投影機故障，當投影機出現(xiàn)故障時，中間投影機故障，兩邊結束邊緣融合狀態(tài)，兩個投影機分別顯示兩個單獨畫面，信號采用直通模式，相應軟件控制自動進入該狀態(tài)應急模式。當兩邊之一投影機發(fā)生故障，中間投影機結束與故障機邊緣融合狀態(tài)，與正常機組成1*2邊緣融合拼接，相應軟件控制自動進入該狀態(tài)應急模式。

　　圖像拼接控制器軟件部分

　　圖像拼接控制器在整個控制軟件系統(tǒng)中，主要扮演顯示命令接收、執(zhí)行的角色，根據(jù)接收到的窗口控制命令的不同，大致可以將命令劃分為以下兩種：

　　窗口控制命令：在大屏幕上創(chuàng)建RGB/視頻或無對象顯示窗口，移動RGB/視頻或無對象顯示窗口、疊加RGB/視頻或無對象顯示窗口、撤銷RGB/視頻或無對象顯示窗口等。

　　顯示無縫切換命令：包括兩類顯示無縫切換，一種是不同顯示模式之間的無縫切換，一種是同種模式內特定窗口所顯示的RGB/視頻信號通道之間的無縫切換。

　　硬件底層控制實現(xiàn)功能

　　通過RS232實現(xiàn)對三臺投影機的控制，包括投影機開關機，投影機本身信號切換(用于備用直通信號時使用)，投影機主要參數(shù)調節(jié)。

　　通過RS232實現(xiàn)對軟邊無縫拼接處理器BlendPRO的控制，實現(xiàn)無縫拼接安裝調試。

　　通過RS232和網(wǎng)絡控制實現(xiàn)對帶無縫切換信號的拼接控制器控制，包括投拼接控制系統(tǒng)本身準備信號的無縫切換，拼接窗口設定模式控制，各種模式下窗口信號無縫切換。

　　通過RS232實現(xiàn)對兩臺矩陣的控制，包括矩陣的信號任意選用和調度，并能隨時調用顯示矩陣當前狀態(tài)情況。

　　控制界面設計概述

　　用戶只需一臺計算機，無須專業(yè)培訓，便能夠方便.靈活地控制室內所有的投影機、圖像控制器、矩陣。使用人員無須了解控制設備的性能原理，而且所有的操作都有圖象反饋，這樣就能實時地了解當時的設備運行狀況，確保指令得到執(zhí)行。

　　通過RS232編程對所有的設備進行程序化控制，對設備進行實時編程控制。借助該軟件包開發(fā)編程就可以靈活地對整個室內的設備運行及環(huán)境的改變進行有序地、協(xié)調地系統(tǒng)控制。使用者只需在輕輕一按鼠標等，所有的設備運行及環(huán)境的改變便按你的意愿改變，所有的控制動作有序集成，不必干預。在使用的過程中還可以對整個控制流程及方式進行調整、更改，包括對觸摸屏的圖案.布局進行更改，使系統(tǒng)的運行更好地適合你的思維方式和操作習慣，最大地發(fā)揮系統(tǒng)的整體性能。

　　第一層界面設計初步

　　第一層：歡迎界面，下面一條：系統(tǒng)預置操作、功能操作、過程控制操作、系統(tǒng)退出四個選擇。

　　在第一層中選系統(tǒng)預置第二層設計初步

　　各種應用環(huán)境設置模式，如操控前、操控中、操控后、平時維護、參觀等時，顯示的各種顯示模式、通道信號配置、選定流程等等的預置。

　　在第一層中選功能操作第二層設計初步

　　界面上方是三臺投影機拼接后常用顯示模式(后續(xù)下拉菜單顯示更多的顯示模式)、界面下方是常用的顯示信號源(后續(xù)下拉菜單顯示更多的顯示信號源)。左右兩邊分別是設備操作條。下面一條：系統(tǒng)預置操作、過程控制操作、系統(tǒng)退出三個操作。

　　第三層：

　　投影機：電源開關;RGB信號、視頻信號等、亮度、對比度、幾何等參數(shù)等等調節(jié)。

　　顯示模式：顯示模式的設定，窗口數(shù)量，各窗口位置及大小，屬性等。

　　在第一層中選過程控制操作設計初步

　　按照事先設定的過程控制

　　第二層：

　　程序執(zhí)行、程序設定

　　一、選第二層程序執(zhí)行

　　上面是該過程控制任務的名稱，如“某某發(fā)射任務”

　　中間是：開始、暫停、繼續(xù)

　　下面是顯示程序正在執(zhí)行的步驟，執(zhí)行注解。

　　當按下暫停后，下面出現(xiàn)調用其他功能或程序，調用完畢后返回繼續(xù)。

　　二、選第二層程序設定

　　可以按時間段或觸發(fā)信號設定系統(tǒng)操作，并編加執(zhí)行步驟的執(zhí)行注解。

　　在第一層中選系統(tǒng)退出設計初步

　　選定系統(tǒng)退出后，系統(tǒng)會按設備關機程序、各設備要求順序、延時要求(如投影燈泡散熱)關閉，等等。

　　十二、框架方案：

　　1.主體鋼結構框架設計為“開”字形設防強度為9度，構架四周分別與墻面、地面和上層樓面結構用膨脹螺栓固定。

　　2.上橫梁為20號槽鋼，規(guī)格為200mmX 75mm X 9mm鋼架，用8 號槽鋼作吊桿與房頂上預埋75 mmX 75 mm角鋼相連。

　　3.主框架與墻面之間采用10號槽鋼用厚度為12mmA3鋼板與墻螺栓相連。

　　4.基腳用M16膨脹螺栓和水泥把L75 X 7角鋼框架預埋在地面，然后整個框架焊接在預埋角鋼上。

　　5.所有鋼架安裝焊接完后，處理表面不可有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等。

　　6.2個立柱框架L75 X 7的角鋼和角鋼L50 X 5組成, 并用作檢修樓梯。

　　五.為了讓LED顯示系統(tǒng)與整個外表相平，上橫梁采用兩根20號槽鋼預留尺寸14785 X 900 X 150 mm，其上端與屋頂預埋件相焊接;同時為了屏幕和LED的安裝檢修方便，立梁預留有上人梯步，并設計有工作和檢修的平臺。

　　為了美觀鋼結構外表采用15㎜厚木工板墊底，亞光銀灰雙面4㎜厚鋁塑板貼面。

　　屏幕下口橫梁與地面之間，為了有效利用空間和抗下橫梁變形，特設計一 組加強型的鐵皮柜。

　　為了平時保護屏幕，設計了一個20米X 8.2米的幕簾。幕簾采用高級平絨，幕繩用鋼絲繩。鑒于此幕簾太大不便于人工操作，特設計為無線電遙控伸縮裝置。

　　為了消防和檢修方便，在大屏的兩側各設置了一個進出幕后的防盜門。