大屏幕拼接系统技术支持

一、 大屏幕拼接系统 
　　普通用户在同时观看的信源较少时，适合选择单机使用。但在较为复杂的监控中，如大型邮电通信系统、道路交通管理、能源分配输送、过程控制、110报警等领域，需全景浏览，统一指挥，就必须选择大屏幕拼接系统。大屏幕拼接系统不再受单机分辨率和亮度的影响，例如一个2×2四个投影机的拼接系统，单机分辨率为800×600，亮度为500lm，则拼接后的系统分辨率为1600×1200，亮度为2000lm。
　　拼接系统主要由三部分组成：大屏幕投影墙、投影机阵列、控制系统。其中控制系统是核心，目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型：硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系统。
　　硬件拼接系统是较早使用的一种拼接方法，可实现的功能有分割、分屏显示、开窗口：即在四屏组成的底图上，用任意单屏显示一个独立的画面。由于采用硬件拼接，图像处理完全是实时动态显示，安装操作简单；缺点是拼接规模小，只能四屏拼接，扩展很不方便，不适应多屏拼接的需要；所开窗口固定为一个屏幕大小，不可放大、缩小或移动。
　　软件拼接系统是用软件来分割图像。采用软件方法拼接图像，可十分灵活的对图像进行特技控制，如在任意位置开窗口；任意放大、缩小；利用鼠标即可对所开的窗口任意拖动，在控制台上控制屏幕墙，如同控制自己的显示器一样方便。主要缺点是限制了大屏幕整屏的分辨率，影响图像的清晰度，它只能在Unix系统上运行，无法与WIN95上开发的软件兼容；PC机生产的图形也无法与其接口；在构成一个几十台投影机组成的大系统时，其相应的硬件部分显得繁杂。
　　软件与硬件相结合的拼接系统可综合以上两种方法的优点,克服其缺点。 这种系统可以实用显示多个RGB模拟信号及XWindows的动态图形，是为多通道现场即时显示专门设计的。通过硬件和软件以及控制与接口，来实现不同窗口的动态显示。它透明度高：图像叠加透明显示，共有256级透明度，令动态图像和背景活灵活现。并联扩展性极好：系统采用并联框结构，最多可控制上千个投影机同时工作。 

二、 大屏幕投影墙拼接系统的组成
　　普通用户在同时观看的信源较少时，适合选择单机使用。但在较为复杂的监控中，如大型邮电通信系统、道路交通管理、能源分配输送、过程控制、110报警等领域，需全景浏览，统一指挥，就必须选择大屏幕拼接系统。大屏幕拼接系统不再受单机分辨率和亮度的影响，例如一个2×2四个投影机的拼接系统，单机分辨率为800×600，亮度为500lm，则拼接后的系统分辨率为1600×1200，亮度为2000lm。
　　拼接系统主要由三部分组成：大屏幕投影墙、投影机阵列、控制系统。其中控制系统是核心，目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型：硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系统。
　　硬件拼接系统是较早使用的一种拼接方法，可实现的功能有分割、分屏显示、开窗口：即在四屏组成的底图上，用任意单屏显示一个独立的画面。由于采用硬件拼接，图像处理完全是实时动态显示，安装操作简单；缺点是拼接规模小，只能四屏拼接，扩展很不方便，不适应多屏拼接的需要；所开窗口固定为一个屏幕大小，不可放大、缩小或移动。
　　软件拼接系统是用软件来分割图像。采用软件方法拼接图像，可十分灵活的对图像进行特技控制，如在任意位置开窗口；任意放大、缩小；利用鼠标即可对所开的窗口任意拖动，在控制台上控制屏幕墙，如同控制自己的显示器一样方便。主要缺点是限制了大屏幕整屏的分辨率，影响图像的清晰度，它只能在Unix系统上运行，无法与WIN95上开发的软件兼容；PC机生产的图形也无法与其接口；在构成一个几十台投影机组成的大系统时，其相应的硬件部分显得繁杂。
　　软件与硬件相结合的拼接系统可综合以上两种方法的优点,克服其缺点。 这种系统可以实用显示多个RGB模拟信号及XWindows的动态图形，是为多通道现场即时显示专门设计的。通过硬件和软件以及控制与接口，来实现不同窗口的动态显示。它透明度高：图像叠加透明显示，共有256级透明度，令动态图像和背景活灵活现。并联扩展性极好：系统采用并联框结构，最多可控制上千个投影机同时工作。

大屏幕投影墙拼接系统的组成
　　大屏幕投影墙拼接系统通常由四个主要部分构成 ，即投影单元、多屏处理器、信号切换与分配和大屏幕管理，下面分别简要介绍一下各部分的作用及组成：
　　投影单元的显示品质直接影响着整个投影墙的效果，采用不同类型的投影单元会得到大不相同的结果。我们在投影墙的拼接中更多采用DLP的投影机作为机心，以求能达到每个投影单元的对比度、颜色、亮度一致，进而使整个投影墙体的比度、颜色、亮度达到一致。 每个投影单元可以接收由图像处理器送出的RGB信号或直接由计算机输出的RGB信号、视频信号等。
　　目前，每个DLP投影单元的分辨率为1024X768。
　　多屏处理器又称图形处理器，电视墙处理器，电视墙控制器，电视墙拼接器，显示墙控制器，拼接墙控制器，多屏拼接处理器，显示墙拼接器，大屏幕处理器，数码拼接处理器，多屏图象处理器，显示墙处理器，是投影墙系统的核心。目前国内主要的图形处理器有CAMETOO（佳美图）图形处理器，利国图形处理器等。
　　多屏处理器的主要功能是将一个完整的图像信号划分成N块后分配给N个视频显示单元（如背投单元），完成用多个普通视频单元组成一个超大屏幕动态图像显示屏。可以支持多种视频设备的同时接入，如：DVD、摄像机、卫星接收机、机顶盒、标准计算机A信号。电视墙处理器可以实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的超高分辨率显示输出，使屏幕墙构成一个超高分辨率、超高亮度、超大显示尺寸的逻辑显示屏、完成多个信号源（网络信号、RGB信号和视频信号）在屏幕墙上的开窗、移动、缩放等各种方式的显示功能。
　　信号切换部分由视频信号和计算机信号切换二部分组成。该部分主要作用是：将视频信号和计算机信号切换到如：图像处理器、投影单元的输入端等以供显示。
　　信号分配部分由分配器组成，以保证本机显示器和投影机的显示图像相同。
大屏幕管理是由软件实现的，大屏幕管理软件用以实现：投影墙的调整、窗口管理、网络控制、矩阵切换等功能。还可以预存一些常用的模式，使用时可随时调用预存模式，即可实现预期效果，从而简化了操作，提高了效率。

三、 大屏幕投影拼接应用领域

　　如今大屏幕投影拼接已经得到广泛应用，其应用领域包括军队、公安、武警、铁道、邮电电信、交通、石油、电力、石化、煤炭、水利、银行、国家政府机关部门、大专院校及广告宣传等等。

　　1、电信网管理系统：采用多屏显示环境对电信网络的交换机状态和信号进行实时显示、分析和处理，实现多个网络业务中各种业务信息同时显示功能。高亮度、高清晰度的数据和显像，大大增强了网络管理的直观性和可操作性，提高了工作效率。 
　　2、公安交通管理系统：大屏幕投影拼接显示墙为交通管理系统提供了精度高、直观性强的多窗口大画面显示环境，不仅显示各交通路口的电视监控信号，还同时显示几个管理系统数据和统计信息，为指挥员决策提供准确依据。
　　3、电力系统：大屏幕投影拼接显示墙能在大面积投影幕上显示和交互式地处理各电网系统所生成的地理结线图，并能在地理结线图上，实时显示开关状态、潮流情况和负载曲线，及开关操作、保护信号动作及事故情况，通过与SCADA的数据交换，在大屏幕投影上显示出最新报警并能自动或交互式地显示出更具体的数据和图形曲线等信息，以便做出合理处理和调度。
　　4、生产控制系统：大屏幕投影拼接显示墙将基于视频、图像信息技术及数据可视化技术开发的监控系统实现多屏监控一体化，既可使整个监控环境一体化显示，又可在任意局部放大显示，成为大型监控系统中不可缺少的显示手段。

四、 显示墙控制器在多屏显示系统中的重要性如何？ 
　　显示墙控制器是多屏拼接显示系统的信息处理中心，是显示墙的信息驱动心脏，拥有动力澎湃的显示墙控制器是显示墙能否支持用户业务信息表达的关键。
　　显示墙控制器本身是一台功能强大的图形工作站系统，显示墙本身就是它的显示终端，对显示墙控制器而言，不论是多少个显示单元组成的显示系统，它都是一个单一逻辑显示单元，相当于是显示墙控制器的一个显示终端。当用户采购电脑系统时，首先考虑的是电脑主机的性能如何，其次才会考虑显示器的性能如何匹配，功能强大的电脑主机成为用户选择电脑系统的最重要因素，因为，将来能否处理日益庞大的应用需求，关键要看主机的性能如何，其次会选择匹配的显示器，这是选购电脑系统的常识，对大屏幕显示墙控制器系统也一样，不论是多少个显示单元组成的显示墙，对显示墙控制器这个"电脑主机"而言，它的显示墙就是"一个逻辑显示屏"，因此，选择电脑主机一样重要，等于显示墙处理器是业务内容管理和应用的处理心脏，功能强大与否决定了未来整个显示系统的业务处理能量，这不能不重点考虑，而在当今主流显示单元的关键机芯仅有少数、甚至唯一厂家提供的情况下，基于这些机芯而开发的各种显示单元的性能也趋于同质化，在有关标准的规范下，根本不存在专用显示墙控制器不能驱动的显示单元的情形。
　　从严格的专业分工上来看，显示墙控制器的研发和生产完全不同于显示单元或显示墙本身。显示墙控制器定位于超级计算机图形工作站的开发，它集中于对操作系统、图形处理能力、CPU功能再开发，网络服务器功能的发掘，流媒体处理服务器等信息处理技术的综合应用，而显示单元是光学、机电能力的综合应用，与显示墙控制器是完全不同的技术开发。