隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,我們已進(jìn)入信息化時(shí)代。伴隨信息量的增大,處理信息的手段也越來越先進(jìn),特別是近幾年來,可視化信息技術(shù)在一些控制中心、大型會(huì)場(chǎng)都得到了廣泛的應(yīng)用。譬如大屏幕投影墻等各類電顯設(shè)備被大量地應(yīng)用在網(wǎng)管調(diào)度中心、指揮控制調(diào)度室、會(huì)議室、演播室和監(jiān)控室。本文主要介紹DLP背投拼接墻在某氣象局中的應(yīng)用,供讀者參考。
文/郝永杰
系統(tǒng)概述
隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,我們已進(jìn)入信息化時(shí)代。伴隨信息量的增大,處理信息的手段也越來越先進(jìn),特別是近幾年來,可視化信息技術(shù)在一些控制中心、大型會(huì)場(chǎng)都得到了廣泛的應(yīng)用。譬如大屏幕投影墻等各類電顯設(shè)備被大量地應(yīng)用在網(wǎng)管調(diào)度中心、指揮控制調(diào)度室、會(huì)議室、演播室和監(jiān)控室。
本文介紹的大屏顯示系統(tǒng)被應(yīng)用于湖南某氣象局。系統(tǒng)集成商根據(jù)用戶的要求,以系統(tǒng)的合理性、先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性為原則,對(duì)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是:能夠最大限度的滿足實(shí)際工作的要求,把滿足用戶的業(yè)務(wù)管理作為第一要素進(jìn)行考慮,采用集中管理控制的模式,在滿足功能需求的基礎(chǔ)上操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理簡(jiǎn)便。在保證系統(tǒng)先進(jìn)、可靠高性價(jià)比通過優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。
用戶需求分析
本大屏幕投影顯示系統(tǒng)安裝在氣象局監(jiān)控室內(nèi)。投影墻按2×3方式排列。大屏幕顯示系統(tǒng)需要顯示各種氣象圖文及網(wǎng)絡(luò)信息、視頻圖像信息。系統(tǒng)設(shè)計(jì)能接收計(jì)算機(jī)RGB信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、視頻信號(hào),要求對(duì)輸入信號(hào)接口、規(guī)格及數(shù)量進(jìn)行合理配置,并配以相應(yīng)的圖形拼接控制器和配套的控制軟件。
投影顯示系統(tǒng)由以下幾部分組成:
·2×3大屏幕拼接墻,采用六臺(tái)50英DLP大屏幕投影單元;
·外置拼接圖像處理器,實(shí)現(xiàn)視頻、計(jì)算機(jī)RGB信號(hào)實(shí)時(shí)顯示,可以實(shí)現(xiàn)單屏顯示,跨屏顯示,組合屏顯示;
·配套的控制軟件,包括遠(yuǎn)程控制終端。
大屏幕投影顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
本套大屏顯示系統(tǒng)接收計(jì)算機(jī)RGB信號(hào)、視頻信號(hào),可同時(shí)顯示任何一個(gè)工作站或多個(gè)工作站的圖形、文字、表格及視頻圖像等。系統(tǒng)由2×3排列的6個(gè)50″拼接單元組成,可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,顯示方式為整屏切換顯示或多路分屏同時(shí)顯示。
系統(tǒng)設(shè)備配置要求:
·要求每天24小時(shí)/全年365天連續(xù)運(yùn)行,能抗拒灰塵侵?jǐn)_;
·拼接控制器要能響應(yīng)快速操作,具有可視化操作界面,能實(shí)現(xiàn)畫面實(shí)時(shí)顯示;
·所有部件包括線纜要確保高可靠、高品質(zhì),使得顯示畫質(zhì)清晰、銳利、色彩準(zhǔn)確; ·系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性;
·系統(tǒng)軟件界面操作簡(jiǎn)單,硬件維護(hù)方便;
·能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定提供系統(tǒng)備品備件。
拼接顯示墻特色
本方案推薦的DLP投影拼接單元具有如下特色:
·適合24小時(shí)×365天連續(xù)工作;
·高對(duì)比度:使用最新TI公司的DLP技術(shù)DDR芯片DMD,即120偏轉(zhuǎn)角的0.7″DMD芯片,得到高亮度和超高對(duì)比度1300:1;
·高亮度:最新的光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、大鏡頭設(shè)計(jì),保證各種信號(hào)顯示清晰、顏色純正。700ANSI流明輸出亮度,配合高增益光學(xué)屏幕DNP公司的UCS幕,保證50″大屏幕畫面的明亮顯示;
·高可靠性:投影機(jī)芯采用封閉式光路系統(tǒng),抗拒環(huán)境灰塵侵?jǐn)_,保證24×365連續(xù)仍具有高品質(zhì)畫面;
·智能化:內(nèi)置微處理系統(tǒng),智能檢測(cè)、智能存儲(chǔ)調(diào)節(jié)。
抗灰塵設(shè)計(jì)
投影顯示系統(tǒng)是一套電路與光路結(jié)合的顯示設(shè)備。由于投影單元內(nèi)的投影機(jī)是畫面顯示的主要設(shè)備,因此它的性能將會(huì)直接關(guān)系到大屏幕顯示效果。
盡管DLP技術(shù)具有高可靠性和穩(wěn)定性,但DLP投影機(jī)的成像還需要大量的光學(xué)組件配合。在以往的或其它品牌的DLP投影機(jī)芯中,光路部分與環(huán)境空氣并未隔離。因此,盡管核心部件具有100000小時(shí)壽命,但在長(zhǎng)久使用后,環(huán)境中的微塵會(huì)逐漸侵入和粘附在光路組件上,并逐漸積累,會(huì)影響到投影畫面的亮度、清晰度、對(duì)比度、色彩等。以致引起亮度下降、色彩一致性差等等。其真正“兇手”就是環(huán)境中很難察覺的微塵。
而全封閉投影機(jī)芯將微塵隔離在投影光路部件之外,使得投影機(jī)芯不再受微塵侵?jǐn)_。其中光路組件密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用于拼接墻的投影機(jī)芯。采用這種投影機(jī)芯的拼接墻不會(huì)受環(huán)境微擾,永遠(yuǎn)保持內(nèi)部光路潔凈,系統(tǒng)長(zhǎng)期使用都具有初始安裝后的效果。實(shí)例參見圖1。
另外,在投影箱體設(shè)計(jì)上,也將投影光機(jī)(投影機(jī)芯+電源盒)與投影顯示光路隔離(圖2),則環(huán)境中的微塵不會(huì)因投影機(jī)上的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)被吸入到箱體中而粘附到光學(xué)部件如反光鏡、投影屏幕上。同時(shí),也將投影光機(jī)自身產(chǎn)生的熱量隔離在投影顯示光路之外,使投影單元不受投影機(jī)產(chǎn)生的熱量而熱脹冷縮,保證屏幕拼接縫的不受影響。
人性化鋁型材結(jié)構(gòu)
箱體單元采用定制型材,保證投影光路準(zhǔn)確投射在屏幕上。同時(shí),通過精心設(shè)計(jì)的人性化結(jié)構(gòu),調(diào)試安裝人員在箱體背面,就可完成調(diào)試屏幕框、調(diào)試投影機(jī)幾何位置等工作。
采用獨(dú)立六軸調(diào)試平臺(tái),通過左右、上下移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)可輕松調(diào)整投影機(jī)位置。
系統(tǒng)軟件特點(diǎn)
本大屏系統(tǒng)管理軟件是專為大屏拼接顯示墻開發(fā)的,其主要功能為用戶提供對(duì)顯示拼接墻上的各類應(yīng)用窗口的信號(hào)調(diào)用、控制和管理;對(duì)投影光機(jī)引擎、圖像控制器的控制以及實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣、攝像機(jī)和集中控制設(shè)備等相關(guān)外圍設(shè)備的控制與管理;支持多用戶端同時(shí)聯(lián)機(jī)、操作,提供友好而簡(jiǎn)便的人機(jī)操作界面,對(duì)顯示墻的操控方便快捷、全面、直觀。本大屏系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)拼接墻系統(tǒng)的操作復(fù)雜、局限性大等缺陷。
大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件主要功能與特點(diǎn):
·支持跨平臺(tái)應(yīng)用,支持 Windows XP、NT、2000和 Unix/Linux 操作系統(tǒng);
·支持遠(yuǎn)程控制、多用戶控制和優(yōu)先級(jí)控制、用戶權(quán)限控制,控制功能靈活;
·支持800×600、1024×768、1400×1050、1600×1200等各種分辨率的顯示設(shè)備,同時(shí)還可自定義顯示分辨率;
·靈活、方便的信號(hào)窗口管理,豐富實(shí)用的顯示模式設(shè)置:各種顯示信號(hào)以窗口形式在大屏幕顯示墻上顯示,能靈活實(shí)現(xiàn)單屏顯示、跨屏顯示、共屏顯示、疊加顯示、任意大小顯示、整屏漫游等多種顯示模式,可以對(duì)窗口風(fēng)格、開窗參數(shù)、窗口比例、窗口位置、窗口大小等進(jìn)行設(shè)置,支持畫中畫開窗??筛鶕?jù)操作使用的便利性需要靈活設(shè)置操作員桌面顯示方式;
·全面、靈活、快捷的信號(hào)源管理:可方便、快捷的實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、RGB信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)源的選擇調(diào)用、切換顯示,可對(duì)信號(hào)的色彩、亮度等信號(hào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、調(diào)整。具有信號(hào)源信息提示功能,方便用戶隨時(shí)隨地了解每一路信號(hào)源的詳細(xì)信息。支持音頻信號(hào)源的獨(dú)立選擇播放;
·支持強(qiáng)大的預(yù)案功能:可方便實(shí)現(xiàn)預(yù)案編制、保存、修改、刪除,可預(yù)設(shè)預(yù)案執(zhí)行時(shí)間,同時(shí)支持使用“熱鍵”(快捷鍵)調(diào)用預(yù)案;
·投影墻信號(hào)圖像監(jiān)視功能:支持各類信號(hào)圖像在操作員模擬屏上的顯示,使操作員能夠直觀看到投影墻上的顯示效果和顯示數(shù)據(jù)??朔瞬僮鲉T看不到投影墻上的信號(hào)圖像、不知道投影墻上顯示的信號(hào)狀態(tài)的缺陷;
·支持 4:3攝像機(jī)信號(hào)的全屏顯示:大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件采用專有的圖像實(shí)時(shí)剪切技術(shù),實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)信號(hào)圖像不變形全屏顯示;
·支持顯示信號(hào)源的預(yù)備與快速調(diào)用功能:管理軟件可實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的預(yù)先準(zhǔn)備與快速調(diào)用。可將準(zhǔn)備顯示的各種信號(hào)預(yù)先在操作員桌面的非顯示區(qū)域開窗并調(diào)入信號(hào)源,需要顯示時(shí)只需要用鼠標(biāo)將信號(hào)窗口拖入顯示墻區(qū)域即可立即顯示。同樣,用鼠標(biāo)將顯示墻上正在顯示的圖像拖出顯示區(qū)域即可停止該圖像的顯示,需要時(shí)再可將該圖像拖入顯示墻區(qū)域即可顯示;
·強(qiáng)大的設(shè)備管理能力:可以對(duì)各種視音頻設(shè)備、RGB設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、矩陣、攝像機(jī)等多種多樣的硬件設(shè)備進(jìn)行定義、管理和控制。支持對(duì)投影光機(jī)引擎開/關(guān)控制、燈泡壽命檢測(cè)。支持對(duì)圖像拼接處理器遠(yuǎn)程開/關(guān)機(jī)管理。可設(shè)置各種設(shè)備相互之間的通道關(guān)系、信號(hào)輸入、輸出的定義;
·攝像機(jī)、云臺(tái)控制、報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)(可選):對(duì)攝像機(jī)、云臺(tái)等外部監(jiān)控設(shè)備的控制,包括轉(zhuǎn)動(dòng)速率和方向,圖像放大和縮小、焦距推近與拉遠(yuǎn)等進(jìn)行控制;可與報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),通過報(bào)警信號(hào)觸發(fā)顯示預(yù)案;
·多處理器控制:支持圖像拼接控制器并聯(lián)和集聯(lián),支持同時(shí)對(duì)多控制器的控制與操作,滿足大型系統(tǒng)的控制要求;
·支持?jǐn)?shù)據(jù)備份與恢復(fù):可以將系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,在系統(tǒng)重新安裝時(shí)可方便進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù),增加了系統(tǒng)的安全性;
·綠色軟件可直接運(yùn)行:系統(tǒng)管理軟件為純綠色軟件,無需數(shù)據(jù)庫支持,不需安裝數(shù)據(jù)庫引擎,方便維護(hù)、備份等系統(tǒng)管理。提供可自動(dòng)運(yùn)行的安裝光盤,將各軟件模塊的安裝全部整合,便于用戶的安裝與系統(tǒng)的恢復(fù)。
軟件構(gòu)成與安裝布局
本大屏幕顯示系統(tǒng)管理軟件由諸多模塊構(gòu)成,參見表1及圖3、4。
高穩(wěn)定高可靠
本顯示系統(tǒng)具有高穩(wěn)定及可靠性,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)MTBF達(dá)到30000小時(shí);投影單元MTBF達(dá)到20000小時(shí)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明
系統(tǒng)由6臺(tái)50″投影拼接單元以2×3方式組成的大屏幕投影墻、WLC2000PM大屏拼接控制器、視頻矩陣、VGA矩陣等相應(yīng)的輸入設(shè)備、信源設(shè)備等組成。
WLC2000PM大屏拼接控制器以WINDOWS XP為操作系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)6個(gè)拼接投影單元,形成一整幅 MS Windows 界面,可以顯示高分辨率圖像,并可顯示網(wǎng)絡(luò)信息。
WLC2000PM控制器還具有視頻處理通道和RGB處理通道,可以窗口方式顯示視頻和RGB信號(hào)。
大屏幕墻通過拼接控制器來實(shí)現(xiàn)投影單元的開關(guān)機(jī)及定時(shí)操作。
1、視頻顯示通道
12路視頻信號(hào)直接輸入到16×8的視頻矩陣的輸入端,通過矩陣分配切換,輸出給大屏控制器。通過大屏控制器的視頻處理通道,通過RGB線纜,輸入給2×3拼接墻顯示。視頻可以窗口顯示方式不受投影拼接單元邊界限制。同時(shí)可與網(wǎng)絡(luò)畫面、RGB畫面畫中畫顯示。
2、RGB信號(hào)顯示通道
多路計(jì)算機(jī)顯示信號(hào)輸入到VGA矩陣的輸入端,通過VGA矩陣輸出給外置大屏控制器。通過大屏控制器的RGB處理通道輸出給2×3拼接墻顯示。計(jì)算機(jī)顯示信號(hào)可以窗口方式顯示,不受投影拼接單元邊界限制。同時(shí)可與網(wǎng)絡(luò)畫面、視頻畫面畫中畫顯示。
3、網(wǎng)絡(luò)畫面顯示路線
通過WLC2000PM大屏拼接控制器的網(wǎng)絡(luò)接口與局域網(wǎng)連接。局域網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)信息可通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到WLC2000PM大屏控制器,由控制器生成畫面顯示,并實(shí)時(shí)刷新顯示內(nèi)容。畫面以窗口方式顯示。WLC2000PM大屏控制器具有6路輸出,每路輸出都是1024×768分辨率的圖像,可以組成2×3拼接的圖像,整體顯示可以達(dá)到3072×1536的高清晰畫面,該高分辨率是目前任何普通顯示器都無法達(dá)到的。WLC2000PM是以WINDOWS 2000 為操作系統(tǒng),并加裝Vision DWCW中文版拼接墻控制軟件。通過3072×1536分辨率的WINDOWS工作環(huán)境界面,可以顯示用戶需求的圖形、表格、文字。
4、大屏投影拼接墻控制
投影拼接墻的控制是由控制計(jì)算機(jī)通過串口控制,只需要一個(gè)串口連接到大屏幕墻的第一個(gè)屏幕單元,其它屏幕單元通過內(nèi)部環(huán)接,每個(gè)投影單元都有具體的地址編號(hào)1、2、3 。這樣通過軟件可調(diào)整每個(gè)屏幕單元的參數(shù)。還可以定時(shí)操作命令。
5、大屏投影拼接墻顯示操作控制
投影拼接墻的顯示畫面主要是大屏拼接控制器生成的,因此顯示操作,也就是對(duì)WLC2000PM的控制操作。通過REMOTE CURSOR OPERATOR等軟件,可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其它計(jì)算機(jī)工作站通過本身的鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)大屏幕墻上的各種應(yīng)用窗口,進(jìn)行操作控制。
系統(tǒng)功能
·系統(tǒng)中文平臺(tái)基于MS WINDOWS 2000專業(yè)版操作系統(tǒng),具有對(duì)各種信號(hào)源輸入窗口的漢字顯示功能;
·大屏拼接控制器有1個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,網(wǎng)絡(luò)端口為RJ45 10/100/1000M自適應(yīng)。大屏拼接控制器具有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)任意放大、縮小、全屏漫游和全屏顯示;
·網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)用戶的各種應(yīng)用程序的窗口可以在投影屏上任意開窗口顯示,自由地跨屏移動(dòng)、打開、改變大小,圖像顯示分辨率可高達(dá)3072×1536;
·可同時(shí)支持更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接和多路RGB信號(hào)的拼圖顯示,可整屏和分屏顯示各系統(tǒng)的圖形、文字(包括中文、西文)、表格、曲線等;
·在網(wǎng)絡(luò)連接方式下,能以全屏的真實(shí)分辨率而不是以點(diǎn)放大方式顯示系統(tǒng)接線圖,全屏圖像的調(diào)出時(shí)間≤5秒,全屏數(shù)據(jù)刷新的時(shí)間≤3秒;
·屏幕上的各種應(yīng)用窗口(如工作站應(yīng)用窗口、視頻窗口)可任意同圖片文字窗口疊加顯示,并可任意縮放和移動(dòng);
·可遠(yuǎn)程操作大屏幕上的各種應(yīng)用窗口,即網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)可通過本地鍵盤鼠標(biāo)控制大屏幕,實(shí)現(xiàn)各種開關(guān)變換等操作,并可輸入文字;
·能在大屏幕上同時(shí)顯示6路視頻。系統(tǒng)接收可通過外接視頻矩陣實(shí)現(xiàn)12路視頻信號(hào)輸入,可任意切換,任意一路視頻信號(hào)能以窗口方式,任意大小實(shí)時(shí)顯示,直到全屏顯示。視頻顯示不影響大屏拼接控制器的顯示速度;
·能在大屏幕上同時(shí)顯示6路計(jì)算機(jī)畫面。系統(tǒng)接收6路計(jì)算機(jī)畫面信號(hào)輸入,可任意切換,任意一路計(jì)算機(jī)畫面信號(hào)能以窗口方式,任意大小實(shí)時(shí)顯示,直到全屏顯示; ·大屏幕控制軟件安裝在控制服務(wù)器上和用戶的操作調(diào)度PC機(jī)上,不影響用戶原來各種應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行。
系統(tǒng)特點(diǎn)
·高亮度、清晰銳利圖像,具有多種獨(dú)特功能;
·網(wǎng)絡(luò)拼接圖像處理器具有視頻、RGB處理通道,可以窗口方式顯示視頻、RGB信號(hào);
·具有高可靠性、穩(wěn)定性抗拒灰塵設(shè)計(jì),支持24小時(shí)/ 365天使用,系統(tǒng)壽命長(zhǎng);
·控制器具有合理的電路和驅(qū)動(dòng)軟件,能實(shí)現(xiàn)快速處理響應(yīng)速度,操作絕無停頓感;
·投影墻采用進(jìn)口DNP幕,接縫視覺效果寬度理想,物理縫隙小于0.5mm,確保了大屏精確顯示效果;
·獨(dú)到的抗拒灰塵設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。投影機(jī)的光路全密封結(jié)構(gòu),可以防止灰塵對(duì)投影機(jī)內(nèi)部光路侵害,防止了顯示圖像質(zhì)量下降。投影箱體采用光路全密閉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可以防止灰塵對(duì)反光鏡、投影屏幕的侵害。同時(shí)將投影機(jī)工作熱量隔絕。
軟件功能
整個(gè)系統(tǒng)軟件包含兩部分。第一部分是關(guān)于大屏幕視頻信號(hào)、RGB信號(hào)顯示的操作部分,可以對(duì)投影機(jī)各項(xiàng)參數(shù)調(diào)試。另一部分是關(guān)于大屏拼接控制器的操作軟件,主要是遠(yuǎn)程操作和多鼠標(biāo)程序。
1、遠(yuǎn)程光標(biāo)操作軟件功能
·網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)可以通過自己的鍵盤鼠標(biāo)控制大屏幕上的鼠標(biāo),并可輸入文字信息;
·多個(gè)工作站的鼠標(biāo)、鍵盤不可同時(shí)控制大屏幕的光標(biāo)。大屏幕上的一個(gè)光標(biāo)只可支持一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)鍵盤鼠標(biāo)實(shí)時(shí)工作;
·可以配合多鼠標(biāo)操作軟件同時(shí)工作。
2、Vision DWCW操作軟件功能
·安裝在大屏拼接控制器的管理操作軟件;
·支持多用戶網(wǎng)絡(luò)連接,各網(wǎng)上工作站可各自對(duì)大屏幕上的顯示輸出進(jìn)行獨(dú)立操作; ·可以對(duì)視頻窗口、RGB窗口開啟、放大、縮小、漫游??蓪?duì)視頻、RGB窗口的顯示畫面進(jìn)行顯示特性調(diào)整;
·可模式化操作,包括客戶程序應(yīng)用。
結(jié)語
本方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)經(jīng)安裝調(diào)試已投入運(yùn)行,在長(zhǎng)期使用過程中,各方面性能穩(wěn)定,有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)看范圍廣、清晰度高等諸多優(yōu)點(diǎn),大大提高了氣象局的監(jiān)控效果。