大屏幕显示控制系统原理及控制器入门

大屏幕显示控制系统原理及控制器入门

控制器和大屏幕控制系统是DLPTM大屏幕显示系统的大脑和中枢神经系统。在市场上占据着主要地位的有美国JUPITER公司、法国SYNELEC公司等。其中美国JUPITER公司控制器乃是业内公认的第一品牌。

随着科学技术的快速进步，特别是计算机技术的进步和普及以及各行各业对提高服务品质的呼声日益上升。各个行业利用计算机处理各种事物的应用系统软件越来越多，如GIS等，造成传统的显示手段，如果普通显示器和监视器等的显示分辨率不再能满足需求，为此，VIDEOWALL(大屏幕显示墙)就自然渐渐成为特定场所的特别显示手段，自然，实现大屏幕组合显示的控制器也就应运而生，很快，大屏幕控制器生产厂家也就抢摊出现，生产出五花八门的控制器。

控制器的流派分，主要有日本流派和欧美流派。其中日本流派主要以硬件处理为主，而欧美流派以软硬结合为主，成为当前大屏幕显示控制器的主流。

而作为欧美流派的，能独立生产大屏幕控制器生产厂家有法国SYNELEC公司、美国JUPITER公司、比利时BARCO公司、美国RGB公司等；而一部分厂家专门生产制造大屏幕控制器用的图形卡，如美国的COLORGRAPHICS公司、英国的DATAPATH公司、澳洲的AEON公司、加拿大的MATROX公司、台湾的新齐公司等；还有一部分自己不生产，主要以OEM或者购买第三方板卡及工控机组装控制器为主的公司，如加拿大的CHRISITIE公司（过去以OEM JUPITER F950为主）等，目前国内公司出产的大屏幕控制器也归入此类。

形成了各种品牌的控制器，进行市场竞争。不过，不管如何竞争，能自我掌握全套研发生产技术的厂家，在经过三番四次的论剑，市场地位就完全显示出来，并占据着主要地位，如美国JUPITER公司、法国SYNELER公司大屏幕控制器乃是业内公认的第一品牌。

大屏幕控制器原理

1、大屏幕控制器硬件构成：

软硬件结合的大屏幕显示系统控制器其硬件构成一般包括信号输入部分、信号输出部分、和控制转换部分。

信号输入部分

RGB信号输入：

用于接入RGB信号，每个输入卡具备2路或1路输入信道。每个图形控制器可以集成1—8路RGB输入。信号源的分辨率为640×480——1600×1200.

视频输入卡：

可以集成NTSC、PAL、SECAM等制式的视频信号；也可以集成复合视频和S-VIDEO信号。目前先进的视频数字化技术——“视频单独数字化总线”，突破传统控制器每屏输出最多1路视频窗口的限制，其视频显示窗口数目与跨屏、共屏数量没有关系，单屏可以开多达9个视屏窗口，更能轻易的实现画中画功能，共屏显示不会出现“黑屏”或“蓝屏”现象。

网卡：

用于接入网络信号。网上的多路网络计算机信号，可以以窗口的形式同时在大屏幕上显示出来，显示色彩多达16M色。其显示位置、大小、组合方式可控制，也可以实现单屏显示、人已经大小（无极缩放）、跨屏显示、整屏漫游等。

该方式同时显示的网络数目、刷新速度视网络带宽、网络拥塞程度不等，一般100M网可以同时显示10路网络信号，分辨率从640×480到就1600×1200.该方式的信号处理及时，CPU占用率低，性能可与RGB 信号相当，处理大窗口时比RGB有更大优势。同时网络显示方式是目前成熟的TCP/IP的网络技术为主，可以接入目前流行的各种操作系统，但是因为UNIX操作系统的版本以及支持的硬件基础比较多样化，所以这种操作系统的网络显示方式相对比较麻烦，经常需要到现场编程测试解决，另外UNIX操作系统下网络显示方式在汉字显示方面存在一定难度，因为目前应用软件采用的汉字库有多种。

信号输出部分

分屏卡：作为控制器的输出，将信号在大屏上显示出来。采用专用图形加速处理芯片，每卡有4路输出信道。

转换控制部分

大屏幕控制器底板：用来连接信号输入输出的桥梁，也可以作为系统扩充之用。

大屏幕控制器主板：用来协调控制器各部分的工作，是支撑整个系统的核心部件

其他辅助控制部分：如键盘、鼠标等作为辅助控制用的设备。同时从控制器稳定方面考虑，各种控制器都采用电源冗余的办法。

2、大屏幕控制器软件构成

在大屏幕控制器里的软件分为系统软件和应用软件：

系统软件：

操作系统：目前不同的大屏幕控制器大多采用WINDOWS xp作为操作系统，以前也有一些采用WIN NT 的操作系统。不过也有少数厂家采用UNIX作为大屏幕控制器的操作系统。

驱动程序：它提供对所有硬件的支持，包括主板驱动程序、RGB卡驱动程序、RGB卡驱动程序、视频输入卡驱动程序、分屏卡驱动程序等。

应用软件

RGB应用软件、视频应用软件、X-WINDOWS应用软件

从大屏幕显示系统的使用功能和操作便捷，满足客户要求的角度出发，软件系统应该具备如下功能：

一、操作系统尽可能采用目前主流的产品，操作系统稳定性高、便于升级和维护。

二、应用软件支持远端鼠标、键盘Remote Control功能。

三、VGA输出卡支持1024×768以上分辨率、刷新频率可调

四、VIDEO输入卡驱动程序支持NTSC、PAL、SECAM、等制式的视频信号；视频应用软件可以实现对任何1路视频信号放大、缩小、拖动、多路视频信号之间可以跨屏、共屏、叠加的功能，共屏显示不会出现“黑屏”或“蓝屏”现象。

五、RGB捕捉卡驱动程序分辨率支持从640×480到1600×1200.RGB应用软件可以对任何1路视频信号放大、缩小、拖动，多路视频信号之间可以跨屏、共屏、叠加的功能。

六、X-WINDOWS软件需要支持UNIX、LINUX操作系统软件显示需要，并且能很好解决不同汉字库的显示问题。

七、具有良好的软件接口能力，可以提供给第三方软件通过网络接口调用系统功能的能力。

八、具有网络接口，支持10/100M网络速度，在特定环境下可以增加数个网卡满足多网段工作的需要。

九、具有支持操作系统软件和应用软件运行和操作必须的硬件设备（如主板、底板、鼠标、键盘、电源等）。

随意接入、随意显示

作为一个大屏幕显示系统来说，显示面积巨大、信号种类繁多并且数量很大，并且实际使用过程中满足不同的使用需求，则需要一套显示系统集成软件统一管理所有的输入信号、并且要有预案管理功能、协调管理控制器的其它硬件设备。只有这样的显示系统集成软件，才可以做到用户使用方便简单，达到“随意接入、随意显示”的目的。

如图一即为目前大屏幕显示系统结构框架图，一般有大屏幕组合显示墙、控制设备及附件（大屏幕显示控制器、RGB矩阵、VIDEO矩阵以及分配器等）、屏幕显示系统集成控制（NETVIEW）、用户接入设备（如计算机终端、摄像机、

DVD设备、计算机网络信号）四部分组成：

从上面的系统框图中可以看出大屏幕显示系统集成软件应该有三到四个软件功能模块组成；

(一) 面向大屏幕控制器的服务模块，负责开关窗口，信道操作等；

(二) 另外一个面向控制器服务模块的硬件管理服务模块、集成用户命令，通过串口RGB矩阵、VIDEO 矩阵和投影单元协调运行，可以设定、修改、管理所有输入信号。

(三) 面向硬件管理服务模块的客户服务模块，模拟大屏幕，用户在此完成对大屏幕的操作，

(四) 网络显示服务器程序，采用TCP/IP方式，将PC机的显示信号通过网络传到控制器进行显示。其中各个模块相互关系如图二。