基于拼接大屏幕的單信號源分解多窗口的網絡投屏方法

劉紅 李寧 秦迪 羅亮 楊丹

摘 要

本文闡述了一種基于拼接大屏幕網絡投屏的單信號源的多窗口分解方法，其不僅能夠實現有線網絡投屏，也可以實現無線網絡投屏;更重要的特征在于，其能夠將信號源桌面通過網絡途徑快速投送到大屏幕上顯示的同時，還能將信號源內的窗口逐個分解開來進行顯示，實現一個信號源通過網絡途徑呈現多窗口信息上屏顯示的特性。該特性使得其在基于瀏覽器開發的各類應用系統及大數據可視化應用中具備獨一無二的競爭力。

關鍵詞

拼接大屏幕;信號源;網絡投屏;窗口分解;可視化

中圖分類號： TP391.41 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.061

拼接大屏幕顯示系統應用廣泛，其中會議室和控制室是其兩大重要的應用場景。在拼接大屏的應用中，“網絡投屏”是其常見的功能。所謂“網絡投屏”的含義在于將信號源桌面通過網絡的途徑投到大屏幕上顯示，需要特別指出的是不能將網絡投屏與IP信號采集相互混淆;所謂“IP信號采集”指通過網絡的途徑進行信號源的IP采集;兩者的區別在于一個是將桌面投屏，一個是信號采集，傳輸介質一樣，卻有本質的區別，前者是客戶端將自身桌面當作信號源將控制電腦桌面投屏，后者是服務端主動采集各類IP信號源。目前，絕大部分拼接大屏幕顯示系統都具備網絡投屏功能，能夠在不增加硬件采集卡或接口的情況下直接投射信號源桌面上屏顯示，非常實用且節省成本。但是，其缺陷在于當需要增加投屏顯示窗口時只能依靠更多的客戶端電腦，相當于增加信號源，沒有任何意義。因此，我們設計了基于拼接大屏幕的單信號源分解多窗口的網絡投屏方法。

1 網絡投屏技術

在拼接大屏幕顯示領域，所謂“投屏”顯示指在不占用信號采集接口的情況下直接通過網絡將計算機、服務器或者網絡設備的桌面畫面投放到拼接大屏幕顯示墻上，這樣的方法相當于信號的小屏投大屏，非常方便地將信號展現在大屏幕上，其也是一種獨特的大屏幕拼接可視化技術[1]。然而，需要說明的是：在C/S或B/S架構的大屏幕控制系統中，其投屏路徑是通過大屏幕控制軟件的人機交互界面從其C端（客戶端）或B端電腦經網絡通道傳輸到拼接控制器的S端（服務器端）后，在大屏幕上實現顯示。圖1為拼接大屏幕網絡投屏的路徑框圖。

網絡技術的好處在于可以形成互聯，因此，可以增設多個C端或B端，實現多個人機交互界面，也可叫“多用戶、多鼠標功能”，理論上若網絡帶寬沒有限制，則用戶數也沒有限制，從而實現了多個不同窗口的畫面投屏顯示，這就是一般網絡投屏技術的原理，其好處在于節省了部分型號采集接口，減少成本，且可以實現控制電腦和信號源的自由轉換。劣勢在于無法實現用一個客戶端控制電腦實現多個不同窗口的畫面投屏顯示，實用性有限。

2 獨有的單信號源分解多窗口投屏技術

基于上述缺陷，我們設計了一種能夠將單信號源的多窗口以投屏的方式分別上大屏幕的方案，其基于大屏幕控制軟件進行二次開發，包括功能模塊增設、系統交互和協同[2]。本方法是業內的獨有技術，其利用大屏幕控制系統的虛屏功能，首先將控制客戶端所開的窗口設置為虛屏桌面，然后通過網絡投屏技術將虛屏窗口傳輸到大屏進行顯示，且能同時傳輸多個窗口，即將信號源的桌面投屏升級為了將信號源桌面上的窗口分別投屏;其中，所開窗口包括瀏覽器頁面、文件夾、視頻播放器、圖片等所有能打開的文件窗口。且能實現這些窗口的編輯功能，包括添加窗口、拖放窗口、關閉窗口、預置窗口等。圖2為單信號源多窗口分解投屏原理框圖。

顯然，這種方式類似于將信號源實現了多窗口分解投屏，且可以搭建無線網絡通道，實現無線投屏。具體的應用場景有兩種，一種是將不同類型的窗口投放到大屏幕上顯示，例如文件夾窗、文檔窗、視頻窗、PPT窗、圖片窗、瀏覽器頁面窗等混合上屏顯示，即同時可以開文字演示，也可同步開視頻解說，且不占用信號采集接口，在會議應用和教育培訓中具有實用性;一種是同一類型的窗口，即上述窗口中的多個同一類型窗口，這里需要特別指出，多瀏覽器窗口的同時上屏顯示模式，由于瀏覽器強大的底層技術，可基于其開發各類應用系統，比如基于瀏覽器的大數據可視化頁面[3];基于瀏覽器的水務調度系統、警務調度系統、社保信息系統、云數據平臺系統......因此，在客戶端配置足夠高的情況下，可以在減少服務器的配置，大大節省成本。

3 關鍵硬件配置

綜上所述，實現基于拼接大屏幕的單信號源分解多窗口的網絡投屏效果，無須增加信號采集卡或接口，也無須額外增加其他硬件設備。但是硬件必須滿足兩個方面的配置：一是必須在拼接控制器中部署接受網絡投屏的網絡接收模塊，這個比較通用;二是控制電腦（服務器）必須滿足帶寬要求，這里比較關鍵，其滿足條件的一般性配置如下：

（1）內存：512GB ?DDR4 ?LV ?RDIM，單機可擴展插槽;

（2）存儲：500G以上即可;

（3）CPU：I5以上（含），一次性投屏窗口越多，對配置要求越高;

（4）網卡：2個千兆網口;

（5）I / O：一般性通用配置。

此外，若需要進行無線投屏，還需增加無線網絡模塊。設計實現包含許多技術內容及軟件底層問題，這里不宜展開論述，今后有機會再做交流。

4 總結

本文設計的基于拼接大屏幕的單信號源分解多窗口的網絡投屏方法為業內的獨有技術，實用性強，能夠減少信號源的部署和信號采集接口，在會議應用和教育培訓中具有實用性，能夠在呈現上實現視頻、圖文同步，有效地增強會議體驗;還能夠在用戶的基于瀏覽器的應用系統和數據可視化呈現中減少服務器部署，大大節省成本。

參考文獻

[1]張繁，王章野，吳侃侃，汪飛，徐海波.大屏幕拼接可視化技術的研究進展[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2016.28（1）：9-15.

[2]劉紅，朱傳香，張磊.一種基于拼接大屏幕的交互式協同系統[P].中國實用新型專利申請號201020697366.6，2011.09.14.

[3]劉紅，劉明，秦迪，羅亮，朱傳香，顧偉.（2018）.基于拼接大屏幕的矢量大數據可視化平臺系統設計.信息技術與信息化，No.220（07），77-79.