DLP大屏幕投影系统

一、概述

目前，在控制室和监控领域普遍采用的大屏幕显示技术的是DLP大屏幕显示系统和LCD液晶超窄边拼接墙系统。

DLP大屏幕拼接墙系统是将目前国际最卓越的DLP高清晰数字显示、无缝拼接、多屏处理、信号切换、网络交换等技术高度集成，形成一个高分辨率、高智能化、操作简便、实时的集中控制数字显示系统。

LCD超窄边拼接墙系统是针对简约化要求的控制室产品，亮度高、清晰视角大、墙体薄。相对于DLP产品，拼缝稍大，但投资小。比传统的LCD屏拼缝小很多，满足大多数场合的要求。

通过这些大屏幕拼接墙系统实现用户应用系统中计算机图文、视频图像、网络工作站信息的综合显示，形成一套技术先进、多信号源集中控制、大数据量处理、实时准确显示的管理控制平台，满足用户集中管理、判断、决策、调度和指挥的需要。

1.1用户应用系统在大屏幕的显示需求

多系统集中接入与显示

大屏幕显示系统可以集中显示多种系统的接入信号，这些信号包括各种展示系统的计算机信号和高清视频信号。

多种系统需要集中接入和显示，用户展示这些系统或信号时，需要把这些系统的图文信息集中在大屏幕上显示。

超大面积高分辨率显示

由于展示中心需要同时展示多个信息内容，具有大信息量、集中处理、实时显示的特点，它要求拼接墙系统满足在同一时间，进行对多个应用的实时显示，利用大屏幕拼接单元组成的高分辨显示平台，才能满足高清晣、大面积的精细显示。

生动、灵活的显示模式

整个显示系统可作统一集中显示，亦可同时作分区分散管理显示。

全屏可作为统一逻辑屏形成一个超大桌面，用以显示大信息量的展示系统画面如：实时视频图像画面，产品展示，项目工程介绍。同时，全屏可任意分多个功能区，各功能区将按照应用需要显示各种信号。分区是虚拟的，用户如遇应用改变，只需通过使用简单界面设置即可改变分区的屏数，无需物理改变接线。

多信号综合显示

视频信号、计算机信号和网络计算机信号可以以窗口的方式在显示墙上实时显示。视频信号的格式包括PAL、NTSC和SECAM，计算机信号包括640x480到1920x1200@60Hz不同分辨分辨率，这些信号通过专用接口接入到大屏幕系统。网络计算机信号通过专门开发的远程显示软件把网络图像显示到显示墙上。

1.2用户应用系统在大屏幕的控制管理需求

高度集成的控制管理平台

大屏幕显示系统包括不同的信号（监控信号、网络图文、计算机实时应用系统等）和不同的硬件设备。

如何有效地管理、控制各种软硬件系统？如何保障各应用系统之间的联动性、高效性、完整性，进行简单但有效的协调？

这需要大屏幕系统能无缝兼容各种硬件设备，保证各种硬件设备的快速控制以及设备间的协调运行；在功能协调、集成控制、模块化设计方面，能从点到线到面的统一规划，统一实施，最终给用户提供一简单但高效的集成应用平台，利用该平台，用户可以跨平台、无缝地控制、管理、调配监控演示中心应用的各种软硬资源，进而保障各应用系统之间的联动性、高效性、完整性。

1.3系统安全性需求

系统的安全性

在采用国际先进技术的同时，严格设计整套系统的安全性和稳定性的性能和工艺。系统完全满足7X24 365全天候运作。

在提高网络的控制功能、增强系统控制灵活性等安全管理方面，设计了优先级控制和权限控制等级，有效地防止非法操作和误操作。

光源采用冗余备份设计

采用LED光源，RGB分别有多颗灯，其中一颗灯坏了也不影响整机的工作。

在用户应用系统的信号显示和切换方面，具备内置图像处理和外置图像处理器两种安全冗余设计，保障信号在某种故障环境下的正常显示。

系统的可扩充性需求 

整个系统采用模块化设计，可扩充性和维护性强。系统中显示单元、图像处理器均采用模块化结构，模块更换方便快捷，拆装、扩容简单，缩短了维修时间。当用户需增添应用系统（如：新的网络工作站）时，只需将其接入包含大屏幕系统的网络即可。如遇用户计算机和工作站（信号源）的升档和换型，大屏幕显示墙都无须作任何改动。

二、大屏幕系统的组成

2.1系统结构图

一个完整的DLP大屏幕系统可以由四个子系统组成：信号源、信号处理、显示系统和控制系统（如下图一）。最基本的大屏幕显系统必须包含显示系统和信号源。而信号处理、控制系统则可以根据信号源的数量和系统所需的功能综合考虑进行配置。

大屏幕系统的组成部分

DLP大屏幕系统的设备拓扑图

n 显示系统  DLP大屏幕由模块化、标准化、一体化的投影箱体叠加组成。每个封闭式投影箱体均包括DLP投影机和专业背投影屏幕，投影机和屏幕以背投方式显示图像。

n 信号处理部分 主要是指图像处理器。图像处理器采用集中式处理器，采用全硬件FPGA架构，模块化设计，输入、输出卡支持热插拔，支持各种信号类型的输入接口。这些信号可以在大屏幕上任意位置和大小以窗口的方式显示，可以设定、存储和管理多个预案。

n 控制系统 由管理服务器、控制计算机和专用的控制软件组成，负责控制DLP显示单元的图像拼接、色彩和显示效果的调整，控制系统为全中文操作界面，非常方便直观。控制软件基于C/S和B/S架构，控制计算机通过与计算网络的连接，使网上的用户在不同的地点能对大屏系统进行控制操作，控制操作还可以通过IE浏览器在iPad来完成。

2.2显示系统

显示单元的信号接入

显示单元可根据系统的需要配置经济型的标准版控制盒或具有多路备份输入、多重画面功能和数字几何调整的的增强版控制盒。

显示单元的标准版控制盒可接入1路DVI信号，支持输入信号最高分辨率1920×1200@60Hz，支持HDCP，可以满足大多数场合的显示需求。

配置了增强版控制盒的显示单元具备丰富多样的显示信号输入接口，增强版制盒包括：2路DVI信号输入、2路HDMI信号输入、1路VGA信号输入、1路RGBHV（兼容Y/Pb/Pr）信号输入、1路复合视频信号输入、1路S-Video视频输入。

DVI/HDMI/模拟信号/视频信号成对配对，当信号失效时无须转换即可自动切换到备份信号源，得以保证监控画面的可靠度及稳定性。

显示单元的增强版控制盒，内置了多重画面处理技术，在不使用外置图像处理器的情况下单屏能显示2路不同的信号，其中1路为主画面，另外可以开启1路其他的信号窗口，可以任意大小的窗口，从而在一个屏幕上显示出2路不同的画面。

搭配环接连线可自成为图像处理器，亦可当作外置处理器的备份系统。

显示单元的增强版控制盒具备WIFI直连功能，可用手机直接操作监控大屏。相较于传统红外遥控多死角操作复杂，手机直连更具便利性与先进性。

显示单元的增强版控制盒具有双DVI影像输出功能，除了输出给机芯显示图像以外，第二输出可作为备份或第二监控屏使用。

显示单元的增强版控制盒具备数字几何调整功能，不须专业人员即可轻易调整修复，具体实现于地震、碰撞等外力因素导致跑位时能自行快速修复降低大屏失效的风险。

显示单元的增强版控制盒采用模块化设计，可快速故障恢复。扩展接口可配置SDI、DisplayPort、HDbaseT、4K、Dua-Link DVI等多种新型信号输入接口。

2.3信号处理

大屏幕系统的信号处理包括：RGB矩阵切换器、视频矩阵切换器和图像处理器。

RGB/VGA矩阵切换器和视频矩阵切换器

考虑到用户有多路独立的计算机信号和视频信号需要显示，通过矩阵切换器可以在较低投入情况下大幅提高输入接口的数量，该矩阵具有系统稳定、可靠，图像切换延时小，并且对信号源无串扰，能够自动消除噪声等特点，使用户的应用更完善方便。

矩阵为信号传输应用中的集成专业视频音频系统提供完美的解决方案。它可由控制台（控制PC）的RS232接口相连，矩阵的控制功能与大屏幕控制软件高度集成，实现与大屏幕系统其它设备的联动，完成信号的切换和大屏幕图像的任意组合显示。

图像处理器

图像处理器可实现各种类型的视频信号、计算机信号、高分辨率应用和网络远程计算机应用在统一的高分辨率显示墙上以窗口的方式显示，这些窗口可任意地打开和关闭、窗口的大小和位置可以任意地改变，窗口在显示墙上的显示不受显示单元边界的影响，可任意漫游。

图像处理器用于驱动显示墙阵列，图像处理器的每一路输出都连接到每个显示单元，这些信号按显示墙的阵列排列规则输出，把独立的显示单元组成一个高分辨率的逻辑屏。图像处理器的单路输出分辨率与显示单元的物理分辨率一致，使显示达到最清晰。

图像处理器可以根据系统的需要配置一定数量的输入接口，这些接口包括DVI,VGA，C-Video，S-Video,网络接口等。各种信号，经图像处理器处理，在大屏幕上以窗口方式显示。图像处理器可实现信号源的自动识别、图像裁剪、图像亮度、对比度和饱和度等调整。

控制系统

控制系统主要由系统软件、控制电脑和中控设备等组成。

系统软件

大屏幕系统的控制操作是通过具有人机交互界面的系统软件来实现的。大屏幕系统软件，运行于Windows平台上，界面友好，方便操作，可实现对大屏幕系统的设备、各类信号源的操作和管理。

大屏幕控制软件界面

控制电脑

控制电脑是整个大屏幕显示的集中管理控制中心，担负着开关显示单元、对信号源管理、窗口显示管理、显示模式管理、显示预案管理等功能。该控制电脑可以是用户网络中的任何一台工作性能高的计算机工作站。

系统通过控制电脑的RS232接口与显示单元的RS232接口通讯，通过安装在控制电脑上的大屏幕系统控制软件，对显示单元内的投影机的各种参数进行调整和设置，对显示墙的亮度、对比度、色彩等进行统一调整。

安装了大屏幕系统控制软件的控制电脑，除对显示单元控制外，还作为图像处理器的客户端，实现对图像处理器、视音频矩阵、RGB矩阵切换器等设备的控制。