拼接大屏幕实现的功能和特点.doc

二、系统实现的功能及特点
2.1 系统功能及特点描述
本设计方案中所推荐的大屏幕投影系统是针对指挥中心的信息显示需求而设计，系统采用了强大的网络图形控制器来显示不同的网络信息、视频信号和RGB信号，本设计系统具有如下的功能特点：
         系统功能
Ø       拼接控制系统的软件平台基于Windows 2000/NT/XP中文操作系统，支采用独立设计的64位具有16M显存的图形处理卡，具有超强的图形处理拼接能力，标准的双网络接口RJ45（10/100M自适应），可直接与用户网络系统连接，具有良好的网络通信能力。
Ø       拼接控制系统位开放式系统，支持目前所有的标准网络协议（TCP/IP协议等），可以同时连接Windows网络系统和Unix/Linux网络系统，支持Windows的各种应用，通过专用的Unix/Linux仿真软件也可以同时显示Unix/Linux网络的各种信息。
Ø       通过专用的大屏幕拼接控制器的拼接显示处理机制，使整个大屏形成一个单一的、具有超高分辨率的单一逻辑屏，整个大屏幕可作为一个整体的显示屏，其操作如同标准的计算机一样。
Ø       显示单元具有内置图像处理器，单屏的所有输入接口的信号（RGB信号和视频信号以及DVI信号）通过投影机的内置拼接处理模块均可直接拼接显示，可无需额外的图像处理系统。并且具有多级灰度调节能力。
Ø       投影显示单元具有画中画显示功能，单屏可显示两个画中画；投影单元能实现亮度智能调整，具有先进的数字亮度补偿系统，完全消除“太阳效应”的影响，以及灯泡参数存储功能。
Ø       投影显示单元的视频图像倍线功能，可以把视频画面扫描线数成倍提高，倍线扫描技术使播放视频图像时更精细、清晰。同时，内置的三维空间梳型过滤器，能有效消除在播放动态视频图像时的边缘锯齿现象，令播放的画面更加清晰，图像边缘更顺滑。
Ø       投影单元采用先进的6色域调整电路(R、G、B、C、M、Y)，较传统3色域调整电路，图像画面拥有更丰富的色彩表现，整屏的色彩均匀度达到完美境界。同时，采用了12比特Gamma电路，可进行亮暗图像区域的高分辨率梯度渲染，实现极富真实感与空间感的图像效果。
Ø       多屏图像拼接处理技术，使画面可整屏显示也可分屏显示，全屏范围内无非线性失真效果，无亮角和暗角现象，画面稳定无闪烁。
Ø       组合屏图像的物理拼接缝隙小于0.5mm，画面能够以任意方式自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制，屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示，不会产生画面错位现象，有良好的均匀度和背景光抑制能力。
Ø       网络环境下计算机各种应用程序的窗口可以在投影屏上任意开窗口显示、自由地跨屏移动、打开、改变大小，可显示各种数据信息，实现对网络信息的监控。
Ø       整个系统信号处理能力：
a)      网络拼接控制器支持2路RGB信号在大屏幕上显示，直接通过硬件处理方式在大屏幕上以任意方式拼接显示。
网络拼接控制器支持4路标准VIDEO信号输入（PAL、NTSC、SECAM），视频信号通过的专用视频处理模块，使用独立的视频处理通道，以窗口形式在大屏幕上显示，视频的处理使用了独立的硬件处理通道，不占用网络控制器的CPU资源，4路视频信号可同时在大屏幕上实时显示，没有任何的丢帧现象。
b)      系统通过网络控制的网络接口可直接与用户的局域网网络系统连接（2 路10/100M网络连接配置，可接入不同的网络段，也可以作为主备网络使用，网络接口根据要求可以扩展），网络控制器遵循TCP/IP标准网络协议，通过网络控制器，可以在大屏幕上无限制地显示用户的网络信号。并且通过专用的UNIX/Linux仿真软件，在大屏幕上可以显示UNIX/linux、X-Windows网路系统的网络信息。
c)      系统使用标准的控制信号输入输出，具有2路RS485控制口，所有32个显示单元通过RS485串接，由控制系统通过RS232统一控制。
Ø       屏幕上的各种信号窗口（RGB信号窗口、视频信号窗口、Windows、Unix/Linux网络应用窗口）可任意叠加显示。
Ø       支持各种制式的视频图像和不同分辨率（640X480 -1600X1200）的非网络计算机信号在大屏幕上任意开窗显示。
Ø       拼接系统图形卡具有输出RGB,S信号和VGA、SVGA、XGA、SXGA、UXGA等功能，具有显示1600x1200x32位分辨率的能力。
Ø       通过计算机集群控制，调节大屏幕系统参数、功能调用，并可通过控制计算机或与控制计算机联网的工作站进行本地或远程遥控操作大屏幕。
Ø       各类调试与控制均采用菜单形式，界面友好，灵活方便。
Ø       可执行实现编辑的效果，对显示信号的窗口大小、位置进行安排和设置，并且可将结果存储为一个模板，可随时调用。
Ø       控制软件能设置大屏的所有参数，一旦图形显示设置完毕，操作员可像使用LAN上的标准计算机显示器一样使用大屏。
Ø       网络上的工作站信号经过以太网以数据方式进入控制器，无论计算机运行软件是何种分辨率，大屏可以做到自动适应并以等分辨率显示，与显示墙的分辨率无关。
       系统特点
Ø         采用当今流行的DLP技术投影显示系统，能保证系统24x7小时连续运行。
Ø         整个投影屏幕具有高分辨率、高亮度、高对比度，色彩还原真实，图像失真小，亮度均匀，显示清晰，整屏图像均匀性好的特点。
Ø         单屏亮度的均匀性可达95％，多屏拼接显示时，各个显示单元的亮度、对比度、色彩具有良好的一致性。
Ø         大屏幕组合拼接投影墙采用无缝拼接技术，光学拼缝小于1mm，物理缝隙小于0.5mm，并且屏与屏之间的拼缝横平竖直，以确保大屏幕图像的精确显示和完美效果。
Ø         支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，用户可灵活开启窗口，定义尺寸，画面能够自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制，采用软件控制窗口的各项参数，屏与屏间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示。
Ø       大屏幕投影系统能确保长时间稳定运行，整套系统具有先进性、稳定性，采用模块结构组建系统，具有很强的可扩展性。整套系统平均无故障时间MTBF为20000小时。
Ø       通过控制软件实现组合屏整体/单屏的对比度、亮度、灰度、色彩等参数的统一调节。
Ø       整套系统具有先进性、可靠性和可扩充性，操作简单，维护方便，使用寿命长。
Ø       采用UHP120/132W冷光源投影灯泡，并且其寿命高达8000小时。
Ø       投影系统的投影单元及控制系统均采用模块化、标准化、一体化设计，安装、调试简单，易于维护保养。模块的更换也非常方便快捷。
Ø         组合屏体采用箱体式结构，一体化设计，内藏式布线，布局合理、整洁美观。

2.3 系统各种信号的显示模式
2.3.1 视频信号的显示
Ø        经图像处理器的视频信号
8路全制式视频信号可以直接输入到图像处理器，分别以窗口的形式在投影显示墙上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，其中任一路视频信号窗口均可放大直至全屏显示。多种简单快捷地显示操作方式的结合，可以让工作人员释放更多的时间关注重要的信息。
Ø        经内置图像处理器的视频信号
6路视频信号还可以直接输入投影显示单元直接与视频设备连接（投影显示单元的内置图像处理模块有复合视频输入端口），可以在不依赖外部图像处理器的情况下，实现在全屏范围内以单屏方式或窗口方式（不以屏为边界）放大显示。另外视频信号还可以在内置处理器的驱动下实现PIP（画中画）功能，在同一个投影单元内实现视频、RGB混合显示等，在不依赖外置图像处理器情况下实现在投影显示墙上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等显示功能。多种操作方式实现多种显示方式，为用户提供更多的显示选择。
视频信号的两种显示方式都能为实时显示，即可同时应用，也可分开单独使用，通过处理器操作软件，将内外置处理器功能完美结合，最大地增强了系统的功能和灵活性.
2.3.2 RGB信号的显示
Ø        经过网络控制器的RGB信号信号
用户的2路RGB信号可以直接输入到网络拼接控制器的RGB处理模块可以在大屏幕上以窗口形式显示，显示的RGB信号可以任意切换显示。
Ø        经内置图像处理器的RGB信号
用户的RGB信号还可以直接输入到投影显示单元（投影显示单元的内置图像处理模块有RGB输入端口），可以在不依赖外部处理器的情况下，实现在所有直接单元组成的显示范围内以单屏方式直通显示或以窗口方式（不以屏为边界）放大显示。RGB信号在内置处理器的驱动下实现PIP（画中画）功能，通过内置处理器强大的PIP功能，可实现同时显示多路RGB信号，且可与视频信号进行混合显示，并在任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，完全可视为外置图像处理器的冗余备份设备，同时为将来信号数量增加显示留有足够的通道。
这种方式为全硬件处理方式，计算机信号显示的刷新速度、色彩、分辨率只与计算机显示卡和投影显示单元的设置有关，而与具体运行的软件无关，可以实现实时、无延迟的显示。
RGB信号的两种显示方式都能为实时显示，即可同时应用，也可分开单独使用，通过处理器操作软件，将内外置处理器功能完美结合，实现在拼接墙上同时显示RGB信号，最大地增强了系统的功能和灵活性.

2.3.3 网络信号的显示
图像处理器是跨平台的处理器，兼容Windows/Unix/Linux系统，可以直接与用户的网络系统连接，通过网络方式显示远程网络信号， 也可以通过Windows NT显示共享软件将网络工作站屏幕信号显示在大屏幕上。大屏幕系统可以打开不受限制的网络窗口数量，每个窗口可以任意放大、缩小、移动、跨屏显示，不受物理拼接范围的限制，窗口可以任意多层叠加，通过网络拼接控制器的分辨率倍增的功能，使整个大屏幕形成一个具有超高分辨率的单一逻辑屏，其操作如同标准的计算机一样简单容易，不需任何特别的技能。

三、系统组件的技术特性
大屏幕显示系统是由投影单元显示子系统（投影机、屏幕灯泡等）、图像处理及控制子系统（网络图像处理器及其它信源设备）和相应的系统管理软件组成。下面分别对各个子系统的设备选型依据及相关技术参数作以详述。
3.1 显示单元系统
投影拼接单元直接关系到投影墙的亮度、色彩、清晰度，它是大屏幕拼接系统重要的部分之一。DP515E投影显示单元主要由投影机、背投箱体及投影机专用机架等部分组成，投影单元结构采用模块化设计，安装、调整操作简单、易于更换。

3.1.1 DP515E投影单元特性
²        DP系列采用美国TI公司先进的DLP数字光处理技术，使用单片0.7”DMD DDR 120 芯片。
²        图像显示比例为: 4:3
²        单屏物理分辨率为:1024×768
²        单屏工作分辨率为:1600×1200
²        拼接投影机芯亮度为: 900ANSI流明。
²        图像输出一致性高达95%（ANSI）。
²        投影单元图像对比度：2000:1
²        色彩显示能力：1024×768×32位。
²        输入信号：
Ø         2路RGB输入：2路HD15接口。
Ø         2路视频输入、输出：2路CVBS
Ø         数字DVI输入、输出接口：数字DVI＋模拟RGB,可实现环路联接。
²        具有亮度智能调整系统：光学引擎内置亮度传感器，自动检测输出亮度，确保拼接显示墙亮度的一致性。
²        数字亮度补偿系统：每个显示单元具有16×13个矩阵块的亮度调整电路，可进行局部亮度调整，使单元的亮度均匀一致性达到95%。
²        6色域调整电路：光学引擎具有6色域调整电路，较传统3色域调整电路具有更丰富的色彩表现。
²        灯泡参数存储功能：光机可存储记录灯泡的亮度、色度等参数，更换灯泡后自动将亮度、色度等参数调整到接近替换前的运行值，使投影墙在更换灯泡后无需更多的调整就能保持色彩的平衡。
²        12位的Gamma调整电路：极大提高了显示图像的层次。
²        内置多画面处理器：采用全新的ASIC芯片，实现多画面漫游技术，并以画中画方式在单屏上能同时显示3个信号画面，并且信号画面在屏幕内可以任意漫游、叠加，也可跨屏显示。
²        画中画显示功能：在大屏幕上可以以画中画形式显示RGB信号和视频信号，无需其它辅助设备。
²        独特的半透明处理技术：用户可根据实际的使用需要决定所开窗口从完全显示到彻底隐藏的显示模式，从而可以在底层图像上做半透明的图像窗口进行重叠。

²        内置视频倍线器：提高视频信号的清晰度，能大大提高直通视频显示图像的质量。
²        三维空间梳型滤波器（3D Comb Filter）：消除了动态视频显示时的边缘锯齿现象，令视频显示更加清晰，图像边缘更加顺滑。
²        灯泡功率可调：投影灯泡的功率可在100～120W间调整，用户可以根据不同的使用场合调整灯泡的工作功率，提高了使用的灵活性。
²        输入水平扫描范围15k～120kHz，垂直扫描范围25～120Hz，像素时钟范围为25～162MHz。
²        显示支持：XGA（800×600） ~ UXGA（1600×1200），视频支持PAL、NTSC、SECAM全制式。
²        采用UHP 120/132W灯泡,平均寿命为12000小时, 核心部件DMD寿命长达100000小时。
²        平均无故障时间MTBF：大于20000小时。
²        电源：100V～240V 50/60Hz。
²        功率：250W（最大）
²        工作温度：0～40℃
²        工作湿度：20%～80%、无凝露。
²        投影机满足24x7小时连续工作。
²        支持红外遥控控制，投影机各种参数(对比度、亮度、色彩等)，均可通过遥控器调整，操作非常方便。
²        控制方式：采用串行接口RS232C或RS485（通过DB9插头）方式以及遥控器控制操作方式。
²        投影机结构紧凑、轻巧,安装、维护、更换灯泡以及光学器件等操作方便快捷，大大缩短了维修时间。
3.1.3拼接显示单元特性指标