20K拼接屏工程項(xiàng)目重難點(diǎn)探討

摘?要：文章結(jié)合某大學(xué)20K拼接屏工程，對項(xiàng)目中存在的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題進(jìn)行分析，并論述了相應(yīng)的解決對策，以期為拼接屏工程項(xiàng)目提供些許參考。

關(guān)鍵詞：20K拼接屏工程;難點(diǎn)問題;DP線纜傳輸

一、 引言

如今人們對信息展示的形式要求變得越來越多樣化，不僅要求文字、圖像等多種信息內(nèi)容，而且還對文字和圖像的大小、分辨率等有著更多要求。拼接屏在實(shí)現(xiàn)大屏信息展示過程中具有十分突出的實(shí)用價值，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個場景中，但是受到硬件以及軟件功能等多方面因素的限制，導(dǎo)致拼接屏效果還不是很令人滿意。對于此類項(xiàng)目出現(xiàn)的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題，需要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中進(jìn)一步加以優(yōu)化和改進(jìn)。

二、 ?項(xiàng)目概況

文章所涉及的項(xiàng)目為南京大學(xué)20K拼接屏工程，根據(jù)該項(xiàng)目展示需求，需要對一間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全屋裝修處理，其中需要設(shè)置一塊超大尺寸液晶屏幕，綜合考量項(xiàng)目成本等多方面因素，本次設(shè)計(jì)采用了以多塊超小像素液晶屏進(jìn)行拼接實(shí)現(xiàn)大屏展示的方法。但是項(xiàng)目中液晶大屏及其配套服務(wù)器還有一些特定功能需求，比如，要展示項(xiàng)目組的幾億像素的圖像等，這就需要該液晶屏能夠支持全像素模式下的點(diǎn)對點(diǎn)驅(qū)動服務(wù)，要想在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的基礎(chǔ)上還保證切換畫面的分辨度，難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)的拼接屏布置項(xiàng)目。

該拼接屏最終像素設(shè)定為20K，要求服務(wù)器在此像素下所輸出的畫面不能變形，且需要在拼接大屏上按照正常幀率展示。在將整幅畫面由20K向上億像素轉(zhuǎn)換的過程中，難點(diǎn)主要集中在以下三個方面：其一，PPT從終端設(shè)備向拼接屏拖動過程中很可能會出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象;其二，要實(shí)現(xiàn)分辨率的大跨度轉(zhuǎn)換，需要耗費(fèi)較長的切換時間，而且切換后的畫面如果進(jìn)行縮放，其分辨率有可能會出現(xiàn)失真現(xiàn)象;其三，DP線纜傳輸以及與超高帶寬視頻處理器的匹配性初期難以得到保障，在測試過程中還需進(jìn)一步根據(jù)實(shí)際情況做出優(yōu)化。

三、 ?20K拼接屏工程項(xiàng)目中的難點(diǎn)問題及解決對策

項(xiàng)目的重難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)大跨度分辨率的轉(zhuǎn)換。目前我國還沒有相關(guān)如此大跨度分辨率轉(zhuǎn)換的實(shí)施案例，項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)面臨著很大挑戰(zhàn)。

（一）PPT卡頓問題及解決

本項(xiàng)目最初使用的PPT展示軟件為WPS2019版本，在進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，PPT打開過程中存在比較明顯的卡頓現(xiàn)象，畫面播放也不夠流暢。經(jīng)過評估后，將原有的WPS軟件卸載，重新安裝了office軟件，版本為2016版，再次運(yùn)行PPT文件后發(fā)現(xiàn)，畫面出現(xiàn)無法全面展示問題，且無法明確該問題的發(fā)生原因。之后請教了windows計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的專家后了解到，office軟件目前還無法有效支持16K以上分辨率（19200×6480）的文件有效展示，而本次項(xiàng)目中拼接屏的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出該范圍，所以無法獲得可靠的放映結(jié)果。最后經(jīng)過與甲方溝通探討，了解到使用該拼接屏播放PPT的需求相對來說比較少，所以本著節(jié)約成本的原則，本次設(shè)計(jì)仍然使用了office軟件，但是在播放PPT文件時，需要人為將分辨率調(diào)整為16K以下，本次項(xiàng)目設(shè)定的分辨率為15360×6480，這樣PPT卡頓問題就得到了有效解決。此外，因?yàn)閣indows 10服務(wù)器也只能支持16K分辨率，所以本次設(shè)計(jì)優(yōu)化過程還將原本系統(tǒng)中所配置的windows 10高分辨率操作系統(tǒng)升級為了windwos server系統(tǒng)，使得PPT畫面展示的流暢度也得到了可靠保障。

（二）分辨率切換時間過長問題及解決

分辨率切換需要耗費(fèi)較長的時間是當(dāng)前拼接屏應(yīng)用過程中比較常見的質(zhì)量通病。本次項(xiàng)目中最初使用的是信息展示軟件為學(xué)校專用的MATLAB軟件，在進(jìn)行接屏切換時，需要把分辨率從15360×6480轉(zhuǎn)換為7860×3240，在實(shí)際測試過程中發(fā)現(xiàn)，分辨率達(dá)到15360×6480開窗狀態(tài)的情況下，用鼠標(biāo)拖動窗口會出現(xiàn)很明顯的延時狀況，整個過程幾乎要耗費(fèi)十分鐘甚至二十幾分鐘的時間，且圖像放大縮小反應(yīng)缺乏靈敏性，觀眾體驗(yàn)感比較差。為此，項(xiàng)目最初搭建了一個可以針對高分辨率服務(wù)器進(jìn)行測試的系統(tǒng)環(huán)境，但是由于該測試環(huán)境不僅使用了NOVIA公司的三張P4000顯卡，同時，還使用了一張同步卡，這樣一來整個16K的高分辨率組件就變得較為復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行過程中，除了要對顯卡進(jìn)行設(shè)置以外，還要保證同步卡的同步作用，才能達(dá)到理想的畫面顯示效果。這樣導(dǎo)致整個畫面切換步驟就會有所增加，相應(yīng)的切換時間也會被延長。此類問題是無法通過置換顯卡來得以改進(jìn)的，因?yàn)榍袚Q時長與顯卡的功能特征本身并無太大關(guān)聯(lián)，比如顯存、線程以及顯卡類別等，實(shí)際上都只是決定了顯卡的解碼效率，對接屏分辨率切換速率沒有直接影響。基于此，本次項(xiàng)目進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)。軟件應(yīng)用的最低分辨率需求在8K左右，所以在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了一臺單獨(dú)的8K低分辨率服務(wù)器，這樣可以有效將高低分辨率服務(wù)器運(yùn)行工作進(jìn)行剝離，減少分辨率切換頻率，從而提高圖片的讀取和切屏速度。

（三）DP線纜傳輸以及與超高帶寬視頻處理器的匹配問題及解決

在圖片進(jìn)行接屏展示的過程中，一方面，要實(shí)現(xiàn)分辨率轉(zhuǎn)換，另一方面，要保證畫面的完整性，這就需要同時，使用高分服務(wù)器和視頻處理器，而如何實(shí)現(xiàn)二者的有效配合，是本次項(xiàng)目中需要突破的關(guān)鍵點(diǎn)。高分服務(wù)器與視頻處理器之間是通過DP線纜實(shí)現(xiàn)信號傳輸?shù)模詥栴}的關(guān)鍵在于如何保證DP線纜傳輸以及與超高帶寬視頻處理器的匹配度。在經(jīng)過一系列產(chǎn)品分析和軟硬件功能研究后，本次設(shè)計(jì)對DP線纜信號監(jiān)控模式進(jìn)行了優(yōu)化，同時，使用多路DP線纜獲取傳輸信號，并利用計(jì)算機(jī)編程迅速實(shí)現(xiàn)信號格式的計(jì)算和轉(zhuǎn)換，并在視頻處理器系統(tǒng)中構(gòu)建了多種輸入語言，這樣就可以在短時間內(nèi)高效完成多事件畫面?zhèn)蓽y，從而實(shí)現(xiàn)多畫面的自動切換效果。與此同時，還能在畫面?zhèn)鬏斍袚Q的同時，支持圖像的高性能電子縮放功能，當(dāng)畫面再切換到接屏大屏幕上之后，不會因?yàn)榉糯蠖霈F(xiàn)畫面失真或者顯示不全的問題。

四、 ?結(jié)語

綜上所述，本項(xiàng)目的重難點(diǎn)在于用4K拼接屏點(diǎn)對點(diǎn)地實(shí)現(xiàn)一個整幅20K高達(dá)1億像素的畫面，經(jīng)過一系列的技術(shù)分析和研究之后，針對PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題采取了合理的優(yōu)化改進(jìn)方案。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)積累了寶貴的拼接屏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可為日后其他類似項(xiàng)目的開展提供可靠的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，有助于促進(jìn)我國拼接屏領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，具有很強(qiáng)的實(shí)際作用價值。

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作者簡介：朱永東，南京正其科技有限責(zé)任公司。