大屏幕顯示控制系統(tǒng)原理與控制器入門

1、大屏幕顯示控制系統(tǒng)原理及控制器入門控制器和大屏幕控制系統(tǒng)是 DLPTM大屏幕顯示系統(tǒng)的大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在市場(chǎng)上占據(jù)著主要地 位的有美國(guó)JUPITER公司、法國(guó)SYNELEC公司等。其中美國(guó)JUPITER公司控制器乃是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的第 品牌。隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和普及以及各行各業(yè)對(duì)提高服務(wù)品質(zhì)的呼聲日益 上升。各個(gè)行業(yè)利用計(jì)算機(jī)處理各種事物的應(yīng)用系統(tǒng)軟件越來(lái)越多，如 GIS等，造成傳統(tǒng)的顯示手段，如 果普通顯示器和監(jiān)視器等的顯示分辨率不再能滿足需求，為此，VIDEOWALL（大屏幕顯示墻）就自然漸漸成為特定場(chǎng)所的特別顯示手段，自然，實(shí)現(xiàn)大屏幕組合顯示的控制器也就應(yīng)運(yùn)而生

2、，很快，大屏幕控制器生 產(chǎn)廠家也就搶攤出現(xiàn)，生產(chǎn)出五花八門的控制器?？刂破鞯牧髋煞?，主要有日本流派和歐美流派。其中日本流派主要以硬件處理為主，而歐美流派以軟 硬結(jié)合為主，成為當(dāng)前大屏幕顯示控制器的主流。而作為歐美流派的，能獨(dú)立生產(chǎn)大屏幕控制器生產(chǎn)廠家有法國(guó)SYNELEC公司、美國(guó)JUPITER公司、比利時(shí)BARCO公司、美國(guó)RGB公司等；而一部分廠家專門生產(chǎn)制造大屏幕控制器用的圖形卡，如美國(guó)的COLORGRAPHICS 公司、英國(guó)的 DATAPATH 公司、澳洲的 AEON公司、加拿大的 MATROX 公司、臺(tái)灣 的新齊公司等；還有一部分自己不生產(chǎn)，主要以 OEM或者購(gòu)買第三方板卡及工控機(jī)組裝

3、控制器為主的公 司，如加拿大的 CHRISITIE公司（過(guò)去以 OEM JUPITER F950 為主）等，目前國(guó)內(nèi)公司出產(chǎn)的大屏幕控 制器也歸入此類。形成了各種品牌的控制器，進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。不過(guò)，不管如何競(jìng)爭(zhēng)，能自我掌握全套研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的廠 家，在經(jīng)過(guò)三番四次的論劍，市場(chǎng)地位就完全顯示出來(lái)，并占據(jù)著主要地位，如美國(guó)JUPITER公司、法國(guó)SYNELER 公司大屏幕控制器乃是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的第一品牌。大屏幕控制器原理1、大屏幕控制器硬件構(gòu)成：軟硬件結(jié)合的大屏幕顯示系統(tǒng)控制器其硬件構(gòu)成一般包括信號(hào)輸入部分、信號(hào)輸出部分、和控制轉(zhuǎn)換部分。信號(hào)輸入部分RGB信號(hào)輸入：用于接入RGB信號(hào)，每個(gè)輸入卡具備 2路

4、或1路輸入信道。每個(gè)圖形控制器可以集成18路RGB輸入。信號(hào)源的分辨率為 640 >4801600X1200.視頻輸入卡：可以集成NTSC、PAL、SECAM等制式的視頻信號(hào)；也可以集成復(fù)合視頻和S-VIDEO信號(hào)。目前先進(jìn)的視頻數(shù)字化技術(shù) 視頻單獨(dú)數(shù)字化總線”，突破傳統(tǒng)控制器每屏輸出最多1路視頻窗口的限制， 其視頻顯示窗口數(shù)目與跨屏、 共屏數(shù)量沒(méi)有關(guān)系，單屏可以開(kāi)多達(dá)9個(gè)視屏窗口，更能輕易的實(shí)現(xiàn)畫中畫功能， 共屏顯示不會(huì)出現(xiàn) 黑屏”或 藍(lán)屏”現(xiàn)象。網(wǎng)卡：用于接入網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。網(wǎng)上的多路網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)信號(hào)，可以以窗口的形式同時(shí)在大屏幕上顯示出來(lái)，顯示 色彩多達(dá)16M色。其顯示位置、大小、組合方式

5、可控制，也可以實(shí)現(xiàn)單屏顯示、人已經(jīng)大?。o(wú)極縮放）、跨屏顯示、整屏漫游等。該方式同時(shí)顯示的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目、刷新速度視網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度不等，一般 100M網(wǎng)可以同時(shí)顯示 10路網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，分辨率從 640M80到就1600X1200該方式的信號(hào)處理及時(shí)，CPU占用率低，性能可與 RGB 信號(hào)相當(dāng)，處理大窗口時(shí)比 RGB有更大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)顯示方式是目前成熟的TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主，可以接入目前流行的各種操作系統(tǒng)，但是因?yàn)閁NIX操作系統(tǒng)的版本以及支持的硬件基礎(chǔ)比較多樣化，所以這種操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)顯示方式相對(duì)比較麻煩，經(jīng)常需要到現(xiàn)場(chǎng)編程測(cè)試解決，另外UNIX操作系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)顯示方式在漢字顯示方面存在

6、一定難度，因?yàn)槟壳皯?yīng)用軟件采用的漢字庫(kù)有多種。信號(hào)輸出部分分屏卡：作為控制器的輸出，將信號(hào)在大屏上顯示出來(lái)。采用專用圖形加速處理芯片，每卡有4路輸出信道。轉(zhuǎn)換控制部分大屏幕控制器底板：用來(lái)連接信號(hào)輸入輸出的橋梁，也可以作為系統(tǒng)擴(kuò)充之用。大屏幕控制器主板：用來(lái)協(xié)調(diào)控制器各部分的工作，是支撐整個(gè)系統(tǒng)的核心部件其他輔助控制部分：如鍵盤、鼠標(biāo)等作為輔助控制用的設(shè)備。同時(shí)從控制器穩(wěn)定方面考慮，各種控制 器都采用電源冗余的辦法。2、大屏幕控制器軟件構(gòu)成在大屏幕控制器里的軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件：系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)：目前不同的大屏幕控制器大多采用WINDOWS xp作為操作系統(tǒng)，以前也有一些采用WINNT

7、的操作系統(tǒng)。不過(guò)也有少數(shù)廠家采用UNIX作為大屏幕控制器的操作系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)程序：它提供對(duì)所有硬件的支持，包括主板驅(qū)動(dòng)程序、 RGB卡驅(qū)動(dòng)程序、RGB卡驅(qū)動(dòng)程序、視 頻輸入卡驅(qū)動(dòng)程序、分屏卡驅(qū)動(dòng)程序等。應(yīng)用軟件RGB應(yīng)用軟件、視頻應(yīng)用軟件、X-WINDOWS應(yīng)用軟件從大屏幕顯示系統(tǒng)的使用功能和操作便捷，滿足客戶要求的角度出發(fā)，軟件系統(tǒng)應(yīng)該具備如下功能：一、操作系統(tǒng)盡可能采用目前主流的產(chǎn)品，操作系統(tǒng)穩(wěn)定性高、便于升級(jí)和維護(hù)。二、應(yīng)用軟件支持遠(yuǎn)端鼠標(biāo)、鍵盤 Remote Control功能。三、VGA輸出卡支持1024>768以上分辨率、刷新頻率可調(diào)四、VIDEO輸入卡驅(qū)動(dòng)程序支持 NTSC、P

8、AL、SECAM、等制式的視頻信號(hào)；視頻應(yīng)用軟件可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)任何1路視頻信號(hào)放大、縮小、拖動(dòng)、多路視頻信號(hào)之間可以跨屏、共屏、疊加的功能，共屏顯示不 會(huì)出現(xiàn)黑屏”或藍(lán)屏”現(xiàn)象。五、RGB捕捉卡驅(qū)動(dòng)程序分辨率支持從 640M80到1600X200.RGB應(yīng)用軟件可以對(duì)任何 1路視頻信 號(hào)放大、縮小、拖動(dòng)，多路視頻信號(hào)之間可以跨屏、共屏、疊加的功能。六、X-WINDOWS軟件需要支持UNIX、LINUX操作系統(tǒng)軟件顯示需要，并且能很好解決不同漢字庫(kù) 的顯示問(wèn)題。七、具有良好的軟件接口能力，可以提供給第三方軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)用系統(tǒng)功能的能力。八、具有網(wǎng)絡(luò)接口，支持10/100M網(wǎng)絡(luò)速度，在特定環(huán)境下

9、可以增加數(shù)個(gè)網(wǎng)卡滿足多網(wǎng)段工作的需要。九、具有支持操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運(yùn)行和操作必須的硬件設(shè)備（如主板、底板、鼠標(biāo)、鍵盤、電 源等）。隨意接入、隨意顯示作為一個(gè)大屏幕顯示系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，顯示面積巨大、信號(hào)種類繁多并且數(shù)量很大，并且實(shí)際使用過(guò)程中滿 足不同的使用需求，則需要一套顯示系統(tǒng)集成軟件統(tǒng)一管理所有的輸入信號(hào)、并且要有預(yù)案管理功能、協(xié) 調(diào)管理控制器的其它硬件設(shè)備。只有這樣的顯示系統(tǒng)集成軟件，才可以做到用戶使用方便簡(jiǎn)單，達(dá)到隨意接入、隨意顯示”的目的。如圖一即為目前大屏幕顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖，一般有大屏幕組合顯示墻、控制設(shè)備及附件（大屏幕顯 示控制器、RGB矩陣、VIDEO矩陣以及分配器等）、屏幕

10、顯示系統(tǒng)集成控制（NETVIEW ）、用戶接入設(shè)備 （如計(jì)算機(jī)終端、攝像機(jī)、圖一大屏幕顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖DVD設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)）四部分組成：從上面的系統(tǒng)框圖中可以看出大屏幕顯示系統(tǒng)集成軟件應(yīng)該有三到四個(gè)軟件功能模塊組成；（一）面向大屏幕控制器的服務(wù)模塊，負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)窗口，信道操作等；（二）另外一個(gè)面向控制器服務(wù)模塊的硬件管理服務(wù)模塊、集成用戶命令，通過(guò)串口 RGB矩陣、VIDEO矩陣和投影單元協(xié)調(diào)運(yùn)行，可以設(shè)定、修改、管理所有輸入信號(hào)。（三）面向硬件管理服務(wù)模塊的客戶服務(wù)模塊，模擬大屏幕，用戶在此完成對(duì)大屏幕的操作，（四）網(wǎng)絡(luò)顯示服務(wù)器程序，采用 TCP/IP方式，將PC機(jī)的顯示信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到

11、控制器進(jìn)行顯示。 其中各個(gè)模塊相互關(guān)系如圖二。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)硬件管理服務(wù)模塊運(yùn)行在大屏幕控制器上，有時(shí)則和客戶服務(wù)模塊運(yùn)行在另外一 個(gè)終端上，所以經(jīng)常看到大屏幕顯示系統(tǒng)控制部分如圖三，顯示系統(tǒng)控制集成軟件應(yīng)該要有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)分控功能。圖三大屏幕顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制功能：為server/cli-ent 方式，所有的操作控制功能都可以在網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成，大大地增強(qiáng) 了控制的靈活性和方便性。多用戶控制：多個(gè)用戶可以同時(shí)對(duì)大屏幕進(jìn)行操作，可以對(duì)大屏幕的相同位置各自不同的顯示內(nèi)容窗口，并且可以 實(shí)現(xiàn)互操作，即A用戶可以關(guān)閉、移動(dòng)、縮放 B用戶打開(kāi)的窗口，反之亦然。遠(yuǎn)程異地操作功能：控制

12、計(jì)算機(jī)具有大屏幕虛擬控制窗口異地操作。不同網(wǎng)絡(luò)分控計(jì)算機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行操作，所有操作界 面相同，信息一致，且信息實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新， 排除因?yàn)椴煌挚赜?jì)算機(jī)同時(shí)操作大屏幕而引起的誤操作。直觀、圖形化的全中文集成操作界面：在統(tǒng)一的圖形操作界面下，通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作，便可以完成對(duì)集成系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)、預(yù)案的設(shè)置、 調(diào)用，用戶只需要關(guān)心最終的顯示效果，而無(wú)須關(guān)心中間的視頻切換過(guò)程、投影單元切換過(guò)程等繁雜的工 作。預(yù)案設(shè)置、調(diào)用功能：無(wú)論是視頻信號(hào)、還是計(jì)算機(jī)信號(hào)，都可以預(yù)先設(shè)置、存儲(chǔ)、調(diào)用顯示預(yù)案，所有工作都在同一個(gè)圖 形控制界面下完成。所有信號(hào)種類、信道、制式、顯示位置、顯示大小、等都可以被設(shè)成一個(gè)預(yù)案

13、名，對(duì) 在虛擬大屏幕窗口彈出來(lái)的虛擬顯示確認(rèn)后，點(diǎn)擊“登陸”鍵，便可以在大屏幕上“復(fù)原”該組合顯示。 預(yù)案可以根據(jù)需要無(wú)限設(shè)置。只有這樣具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分控功能，從客戶的需求出發(fā)，集成控制器和所有硬件設(shè)備、 各類輸入信號(hào),各個(gè)信號(hào)可以跨屏、共屏顯示、任意疊加，才算是一套可以滿足用戶需求的顯示系統(tǒng)集成控制軟件。本公 司采用的NETVIEW 正是這樣一套集成軟件，真正做到一一“隨意接入、隨意顯示”。分散式多控制器設(shè)計(jì)很多用戶都會(huì)使用大規(guī)模大屏幕顯示系統(tǒng)（比如4與）。從用戶的需求角度出發(fā)，如此巨大的大屏幕顯示系統(tǒng)，用戶一般會(huì)根據(jù)功能或者顯示內(nèi)容的性質(zhì)劃分幾個(gè)區(qū)域供不同的單位使用。平時(shí)各個(gè)單位各自 使用

14、自己的區(qū)域工作，相互不影響，有需要時(shí)才使用整個(gè)大屏幕顯示一幅畫面。在這種情況下，使用一個(gè) 大容量的圖形控制器統(tǒng)一管理整個(gè)大屏幕，再?gòu)倪@個(gè)控制器劃分顯示區(qū)域供各個(gè)部門使用，所有的顯示信 息都通過(guò)一個(gè)圖形控制器顯示，會(huì)造成顯示信息的“堵塞”，影響用戶的使用效果。用四受制的回面出“ 1用形控制牌人所顯的畫面因?yàn)檫@些圖形控制器和設(shè)備控制器工作于一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，利用目前成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)于整個(gè)大屏幕 需要統(tǒng)一顯示一幅高清晰的畫面時(shí)，其工作原理如下：用戶從客戶服務(wù)模塊上發(fā)出顯示需求，需要顯示的 信息同時(shí)發(fā)送到所有圖形控制器上，圖形控制器根據(jù)自己管理的屏幕位置計(jì)算該區(qū)域需要顯示的畫面內(nèi)容 進(jìn)行顯示，不屬于自己區(qū)域顯示的畫面內(nèi)容則丟棄，各個(gè)圖形控制器顯示自己改顯示的部分，合并起來(lái)則 成為一幅完整的畫面（圖 4）。以三個(gè)圖形控制器為例顯示如圖三所示的畫面，其顯示細(xì)節(jié)