多重顯示效果應用于DLP大屏幕系統

VTRON大屏幕投影顯示系統是根據用戶需求設計，將國際最卓越的DLP高清晰度數碼顯示技術、投影墻無縫拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術、網絡技術等應用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進的大屏幕投影顯示系統。通過DLP投影拼接顯示系統可以實現對計算機圖像和視頻圖像信息的綜合顯示，監控有關的數據和現場圖像，形成一套功能完善、技術先進的信息顯示管理控制系統，實現實時監控和集中控制。

一、系統組成與功能

整個大屏幕顯示系統采用DLP大屏幕系統，由大屏幕背投影箱體、大屏拼接處理器和管理工作站組成。

系統由24塊大屏幕投影拼墻系統67英寸DLP背投單元、處理器、8X8RGB矩陣、16X16VIDEO矩陣、信號源及控制軟件組成。最大畫面時的分辨率為（8×1024）×（3×768）=8192×2304。

DLP顯示系統是一項集電子技術、光學技術和機械學于一體的綜合系統；它的圖像效果不僅與系統的器材、設計、調試有關，還與DMD顯示芯片的解析度密切相關。

本套組合顯示屏，由VTRON公司的67英寸C-DGS67系列DLP投影單元由24塊大屏幕投影拼墻系統67英寸DLP背投單元、處理器、RGB矩陣、VIDEO矩陣、信號源及控制軟件組成。并且配置多屏拼接控制器。

（1）每個DLP投影單元有2路復合視頻，2路RGB／數字(DVI)輸入／輸出端口。

（2）通過純硬件多屏拼接控制器，可以提高設備的穩定性，輸入視頻信號和8路RGB。

（3）多屏拼接控制器輸出RGB信號，連接組合顯示屏的投影機。

（4）結合視頻矩陣切換器，有足夠的視頻路數直接連到投影機，以及多路視頻信號接到多屏拼接控制器的視頻輸入端口。

（5）同時每個投影單元都有2個RS232/422口，一進一出，互相串接在一起，然后和一臺運行拼接控制軟件VWAS3.4的PC機連接，由控制軟件調節和控制整個大屏幕投影系統的圖像拼接及色彩等顯示參數。

（6）多屏拼接控制器多屏拼接控制器的輸出直接送到投影機的RGB輸入口，避免了信號傳輸中出現的信號干擾，投影機內部也不必對輸入的信號進行數字處理，DMD引擎可以直接利用輸入的數字驅動顯示畫面，也充分體現和利用整個系統的數字化特點。

二、現狀與需求分析

2005年某發電集團建立了一套大屏幕系統平臺，所承擔的任務除了顯示會議視頻信號外，還需要為與會人員提供可靠的數據信息、信號的綜合分析，同時與會人員又可以通過控制大屏幕的顯示內容及時獲得重要信息。大屏幕系統滿足長時間、不間斷實時運行的需求。

大屏幕的信號經DIGICOM圖像處理器的網卡傳送至處理器352卡處理后，輸出至光機基本板到大屏顯示，這種連接方式大量占用網絡帶寬，中間經多次信號處理容易造成RGB信號有衰減、延時，顯示可靠性低等缺點，屬非常用連接方式。

信號直接上光機擴展板（圖像處理卡）后到大屏顯示，但這種連接方式在現場僅有相應的設備存在，且硬件未做正確連接，軟件未做相應的設置，目前不能使用，但此種連接方式屬常用連接方式。

4臺PC機上各自裝有一個虛擬機，輸出8路網絡信號送至網絡交換機，再輸入到DIGICOM圖像處理器的網卡。目前，此種連接由于網絡信號傳輸故障已多次造成大屏幕無法正常顯示。

DIGICOM圖像處理器在集團公司7×24小時已連續運行5年多時間，曾出現DLP大屏幕由于DIGICOM圖像處理器突然斷電，在沒有UPS不間斷電源及時供電的情況下造成數據丟失，圖像顯示異常。DIGICOM圖像處理器是現階段大屏幕僅有的一種連接方式中的核心部件，一旦操作系統或數據有丟失都會直接影響屏幕的顯示效果。因此為了保證大屏幕系統的穩定運行，進行系統改造迫在眉睫。

根據對集團公司DLP大屏幕系統的現場勘查，建議采取兩種大屏幕顯示模式進行系統改造，即畫面拼接器顯示模式和直通顯示模式。

1.畫面拼接顯示模式

由于現有系統畫面拼接器采用的是基于WINDOWS系統開發設備，存在系統崩潰以及病毒侵害等等系列問題，同時設備經過長時間的運轉，電子元件老化，造成系統運行不穩定。因此建議對該系統現有控制器改造更換為嵌入式控制器，這樣可以免去控制設備的系統崩潰的風險，同時嵌入式系統耗能較低和系統有冗余措施，從而使系統7×24小時安全運行，保證畫面拼接器顯示模式的正常顯示。

2.直通顯示模式

此模式是把現在8個網絡上屏RGB信號改為RGB直通顯示信號，8路RGB信號不通過DIGICOM，直接連接大屏圖像處理卡，顯示速度快，信號色彩還原性好。畫面拼接器可以關機不用。此種方式做為畫面拼接器顯示模式的備份方式來使用，確保整個系統的安全穩定的運行。

三、大屏幕系統改造方案

本著務實高效的設計理念，及節能環保、保護用戶投資的設計思路，在盡量不改變用戶現有環境及布線環境的情況下，我們設計的系統結構圖如圖3所示：

某發電集團公司顯示系統主要的可能故障出現在圖像拼接處理器上。系統改造的原則是在更換圖像拼接處理器的同時，增加直通模式對原來通過圖像拼接處理器顯示模式進行系統性的備份，保證圖像在通過圖像拼接處理器顯示模式及直通顯示模式都可以正常顯示。建立兩種互為備份的顯示模式即圖像拼接處理器顯示模式和直通顯示模式，保證系統安全穩定運行。

1.直通顯示模式的實施方式

為實現計算機信號直接在DLP大屏幕顯示，把現有4臺計算機中的虛擬機改為計算機顯卡VGA輸出，通過共享器，2臺計算機共用一套鍵盤鼠標及顯示器。使用RGB分配器把計算機信號與RGB矩陣輸入端相連接，大屏控制計算機提供一路顯示輸出。把現在8個網絡上屏RGB信號，改為RGB直通顯示信號，需要8根RGB模擬信號線，因現場裝修時只預留鋪設了7根RGB線纜槽，所以現在增加RGB線纜的難度相當大，經現場勘測，方案選用網線傳輸器來實現信號源的傳輸。現有RGB矩陣、VIDEO矩陣長期在供電狀態，設備老化，且其為6年前生產的設備維護維修困難，因此新增加RGB矩陣和VIDEO矩陣做為原有相應設備的備份，必要時更換原有系統中的RGB矩陣和VIDEO矩陣，提高系統的穩定性。

需要增加4臺計算機及相應的線纜及分配器，更改各屏之間線路聯結，以達到RGB、VIDEO信號直接上屏顯示的各種用戶顯示方案。并根據現場設備連接實際情況，繪制系統圖紙。在現場調試時，增加信號直接顯示模式，形成兩種圖像顯示方式。在處理器故障狀態下也可在通過圖像處理卡在大屏上正常顯示各種信號。且此種顯示方式能即時調用，顯示無延時，顯示圖像顏色還原性好，接近信號源原始畫質。通過大屏調試軟件，對各顯示直通顯示信號相關投影機的顏色、亮度進行調整，保證同一信號在大屏幕顯示效果的一致性。

直通顯示模式連接具體方法:

（1）現在的8路網絡信號，改為8路計算機VGA輸出，經7個RGB分配器輸出進RGB矩陣，另一路用網口的長線驅動器進行RGB信號傳輸到RGB矩陣，實現8路計算機信號直接輸入到RGB矩陣。

（2）RGB矩陣輸出至1，2，3，4，5，6，7，8，9，16，17，24號大屏內置圖像處理卡及1路DIGICOM處理器RGB卡，共計13路。

（3）大屏1，8，9，16，17，24顯示單屏RGB信號，直接通過RGB矩陣切換到對應的大屏，以圖像內置卡模擬RGB方式顯示兩側各3個單屏。

（4）左邊3×3直通顯示：以同一個信號切換到矩陣3個輸出通道到2，3，4號屏，下面6個屏通過DVI環節得到相同的信號，通過圖像切割，顯示為3×3完整圖像。右邊3×3直通與此類似。

2.圖像控制器顯示模式

RGB矩陣8路RGB信號輸入到圖像控制器，由其控制圖像在大屏幕上顯示，這是系統的主要顯示方式。直通顯示方式作為系統的備份顯示方式。兩種顯示模式的控制軟件同時安裝在一臺控制計算機中，圖像控制器顯示模式控制軟件常態運行，當圖像控制器顯示模式出現故障不能正常顯示時，則只需要啟動直通顯示模式控制軟件大屏幕就可以正常顯示。

目前系統運行的圖像控制6年之中從未關機，外表布滿灰塵，內部硬盤盒、5個通風風扇、空氣過濾網及板卡需要除塵。副硬盤設置與主硬盤不一致，需要升級改造，以防整個大屏幕顯示系統崩潰。

方案提出對現有系統中畫面拼接器進行更新，在不改變目前系統整體基本結構的基礎上進行升級改造。方案采用的基于嵌入式的板卡結構的，支持板卡的熱插撥，同時支持雙電源結構，從多方面保證系統的安全穩定的運行。解決原系統的如下問題：

現在所用的拼接處理器是基于工控X86系統下，軟件運行會導致服務器出現死機等現象 。

現用處理器的維護是需要整機維護，十分不便，替代產品是插卡式，如果有其中一路信號輸入或者輸出出現問題， 把卡拔出來，直接進行返修即可，機器可以照常運行。

同時為了保證系統的安全穩定運行，我們在系統中配置了UPS，在斷電的情況下保證系統不間斷運行。方案使用的機架式UPS，電池內置在機柜中，保證整個系統的安全穩定，同時保證機房環境的整潔，減少故障隱患。

通過這樣的改造方案可以使兩種顯示方式共存，起到雙重備份的作用，大大提高了整個大屏幕系統的穩定性。

（責任編輯：趙靜）