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基于拼接显示改造为无缝融合显示的解决方案

—— 不用全部重新建设,基于原多屏拼接显示系统而升级为多屏无缝融合拼接显示系统的解决方案。

2009-06-18 四川华控图形科技有限公司 吴映军


概述
    随着现代显示技术的发展和视觉观看的需要,多屏无缝融合显示技术发展越来越快,应用范围也越来越广,不仅应用于模拟器视景仿真和数字科技展览显示领域,在指挥监控显示、会议显示等领域也有巨大应用市场,多屏无缝融合显示技术可为客户提供视觉宽广、真实,画面高度沉浸感,无缝、连续、亮度均匀、色彩统一的整体图像显示,为客户显示高分辨率、高清晰度宽屏电子地图、演示文档、视频图像提供了一个显示平台。但由于前几年的技术限制,很多传统的指挥显示、会议大厅采用了传统拼接显示建设模式,实现多屏拼接、开窗口显示等功能,但无法实现多屏无缝融合拼接显示。下面就来介绍解决这一问题又不用全部重新建设,基于原多屏拼接显示系统而升级为多屏无缝融合拼接显示系统的解决方案。

方案介绍
    传统的拼接显示系统主要由投影机、硬屏拼接屏幕、图形处理器,以及周边配套设备组成系统。下面我就以一个4通道的拼接显示系统为例进行介绍,连接图见右图,信号传输也采用了传统的模拟VGA(RGBHV)传输模式,整个系统显示效果一般,图像容易受到来自于外界或系统内部的各类干扰。
    原传统的拼接显示系统中屏幕采用了4块200寸的背投硬幕,图形拼接处理器为一个4通道输出的普通拼接处理器具有开窗口显示计算机、视频等信号的功能。
    由于系统中的屏幕采用200寸的背投硬幕,多块屏幕拼接均会产生5mm-10mm的物理缝隙,在改造为多屏无缝融合拼接显示系统的时候屏幕更换是必须的,可以根据客户的需要选择正投无缝融合屏幕或者背投无缝融合屏幕,无缝融合屏幕的选择是很重要的,需要谨慎考虑。这个关系到了最终显示效果,关键的技术指标是视觉范围、增益系数这两个指标,如果采用背投方式,屏幕宽度大于8米以上的屏幕水平视角范围均要求在170-180度,增益为0.4-0.8均可;采用正投方式,屏幕的这两个指标则可以适当放宽,水平视角范围至少要达到160度,增益低于1.2为好。垂直视角需要根据屏幕的安装高度与观众的观看位置进行选择。

基于拼接显示改造为无缝融合显示的解决方案

    在原系统中的图形拼接处理器,由于其无法产生无缝融合处理器需要的重叠公共像素(现在多屏无缝融合拼接显示技术均要求两台投影机之间在光学上形成光学叠加带,所以信号处理设备也需要在两个通道之间产生重叠公共像素),在做多屏无缝融合拼接显示系统时,通常的做法是将原系统的图形拼接处理替换采用新的具有产生重叠像素功能的拼接处理器,但这样造成了投资的浪费和操作人员的操作习惯更改,不利于系统设备的复用和指挥操作的方便。下面介绍一种不需要更换原系统中图形拼接处理器就能完成整个多屏拼接显示系统升级为多屏无缝融合拼接显示系统的解决方案:
    我方提供的多屏无缝融合拼接显示系统解决方案只需在信号处理部分增加一台HOOSEE多通道数字图像校正融合机,此设备具有多通道边带发生(为两个通道之间产生重叠公共像素)、几何校正、色彩校正、边缘融合这几项主要功能,此设备接头采用DVI-I输入、输出接口(支持模拟VGA信号和数字DVI-D信号),分辨率支持1400×1050,为了保证整个信号传输和最佳的显示效果建议使用全DVI-D数字信号传输和处理。
    系统连接方式如下:在图形拼接处理器之前还是按照原系统的连接方式连接,一般的投影机和图形拼接处理器以及HOOSEE多通道数字图像校正融合机具有数字DVI-D传输接口,所以我们拟采用数字DVI电缆来传输,减少环境电磁波的干扰及设备之间的信号数模转换造成的信号质量差的问题,同时可以提高信号的传输质量和抗干扰能力。图形拼接处理器完成拼接开窗口显示计算机和视频信号处理后拼接输出DVI-D数字信号(分辨率可达5600×1050),传输到HOOSEE多通道数字图像校正融合机上;HOOSEE多通道数字图像校正融合机完成边带发生(叠加像素生成)、几何校正、色彩校正、边缘融合等处理后采用DVI-D数字信号传输到投影机上(传输方式可采用DVI-D电缆或者DVI-D传输光纤),投影显示出来一个色彩一致、完整的融合拼接画面,画面逻辑分辨率高达5600×1050。其连接图如左图:

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    此系统改造完成后,操作人员可以保持原来的操作习惯,通过控制计算机控制图形拼接处理器进行开窗口显示计算机信号、视频信号等功能,也可以配合DVI-D矩阵将专业演示、汇报工作站的信号输出到数字图像校正融合机实现会议、汇报、宽屏视频播放等功能。而数字图像校正融合机则是一个不需要时常操作的透明设备,只需要开启就可以实现正常工作完成输入信号的边带发生、几何校正、色彩校正、边缘融合等功能。此产品具有以下功能特点:
    ● 单像素几何校正:精确几何校正,对任意屏幕图像均无撕裂、折曲等变形失真;
    ● 自动色彩平衡:采用独特的第二代闭环回路自动色彩统一机制,省心省力;
    ● 无痕边缘融合:图像融合效果非常完美,肉眼几乎看不到融合带;
    ● 小时级系统调试:小时级调试,系统即达到完美效果,解决漫长手工调试之苦。
主要性能指标:
    ● 可处理并输出多路图像信号,组成一个无缝、连续、亮度均匀、色度一致的大画面。例如典型的球幕、柱幕、折幕显示系统;
    ● 融合带宽度可调,支持64-192像素;
    ● 支持M×N多层拼接(VIP200以上型号);
    ● 几何校正精度可达0.1像素,而且能够适用于不同的屏幕形状;三维视景图像空间视场还原精度可达0.1度,满足军用飞行模拟器指标;
    ● 色彩校正后,不同通道投影画面亮度均匀、色彩一致。而且操作简单、校正速度快,能在几分钟内完成一个通道的色彩校正;
    ● 边缘融合后可以形成无缝、完整的大画面。自动边缘融合操作简单迅速;
    ● 可通过网络实现远程控制与调试。

基于拼接显示改造为无缝融合显示的解决方案

3、结论
    采用此方案改造的多屏融合拼接显示系统,既保证了原系统的投资的不浪费也保持了操作人员的操作习惯,只须增加一台设备则简单、快捷地使显示画面质量有了质的飞跃,从有缝显示到无缝显示。此方案是一种非常经济、实用和快捷的系统升级解决方案,从而解决大量客户担心原多屏拼接显示系统升级改造费用花销大,升级改造时间长,新设备操作不习惯等问题。大幅降低了高品质投影显示系统的建设成本,改变了系统升级犹如新建系统费用庞大的现状,解决了其进入中低端大规模市场的问题。

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