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(duì)項(xiàng)目中存在的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時(shí)間過長(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(jià)值，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)場(chǎng)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(duì)于此類項(xiàng)目出現(xiàn)的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時(shí)間過長(zhǎng)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(duì)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(duì)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)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(gè)方面：其一，PPT從終端設(shè)備向拼接屏拖動(dòng)過程中很可能會(huì)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(zhǎng)的切換時(shí)間，而且切換后的畫面如果進(jìn)行縮放，其分辨率有可能會(huì)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(cè)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(duì)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(cè)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(píng)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(qǐng)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(duì)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(shí)，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(jí)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(shí)間過長(zhǎng)問題及解決

分辨率切換需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)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(shí)，需要把分辨率從15360×6480轉(zhuǎn)換為7860×3240，在實(shí)際測(cè)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(dòng)窗口會(huì)出現(xiàn)很明顯的延時(shí)狀況，整個(gè)過程幾乎要耗費(fèi)十分鐘甚至二十幾分鐘的時(shí)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(gè)可以針對(duì)高分辨率服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)環(huán)境，但是由于該測(cè)試環(huán)境不僅使用了NOVIA公司的三張P4000顯卡，同時(shí)，還使用了一張同步卡，這樣一來整個(gè)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(duì)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(gè)畫面切換步驟就會(huì)有所增加，相應(yīng)的切換時(shí)間也會(huì)被延長(zhǎng)。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(shí)長(zhǎng)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(duì)接屏分辨率切換速率沒有直接影響?；诖?，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(tái)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(shí)，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(hào)傳輸?shù)?，所以問題的關(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(duì)DP線纜信號(hào)監(jiān)控模式進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)，使用多路DP線纜獲取傳輸信號(hào)，并利用計(jì)算機(jī)編程迅速實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(shí)間內(nèi)高效完成多事件畫面?zhèn)蓽y(cè)，從而實(shí)現(xiàn)多畫面的自動(dòng)切換效果。與此同時(shí)，還能在畫面?zhèn)鬏斍袚Q的同時(shí)，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(huì)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(duì)點(diǎn)地實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(duì)PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時(shí)間過長(zhǎng)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(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱永東，南京正其科技有限責(zé)任公司。