20K拼接屏工程項目重難點探討

摘?要：文章結合某大學20K拼接屏工程，對項目中存在的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題進行分析，并論述了相應的解決對策，以期為拼接屏工程項目提供些許參考。

關鍵詞：20K拼接屏工程;難點問題;DP線纜傳輸

一、 引言

如今人們對信息展示的形式要求變得越來越多樣化，不僅要求文字、圖像等多種信息內容，而且還對文字和圖像的大小、分辨率等有著更多要求。拼接屏在實現大屏信息展示過程中具有十分突出的實用價值，目前已經廣泛應用到各個場景中，但是受到硬件以及軟件功能等多方面因素的限制，導致拼接屏效果還不是很令人滿意。對于此類項目出現的PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題，需要在項目設計與實施過程中進一步加以優化和改進。

二、 ?項目概況

文章所涉及的項目為南京大學20K拼接屏工程，根據該項目展示需求，需要對一間實驗室進行全屋裝修處理，其中需要設置一塊超大尺寸液晶屏幕，綜合考量項目成本等多方面因素，本次設計采用了以多塊超小像素液晶屏進行拼接實現大屏展示的方法。但是項目中液晶大屏及其配套服務器還有一些特定功能需求，比如，要展示項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對點驅動服務，要想在實現相應功能的基礎上還保證切換畫面的分辨度，難度要遠遠超出常規的拼接屏布置項目。

該拼接屏最終像素設定為20K，要求服務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向上億像素轉換的過程中，難點主要集中在以下三個方面：其一，PPT從終端設備向拼接屏拖動過程中很可能會出現卡頓現象;其二，要實現分辨率的大跨度轉換，需要耗費較長的切換時間，而且切換后的畫面如果進行縮放，其分辨率有可能會出現失真現象;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，在測試過程中還需進一步根據實際情況做出優化。

三、 ?20K拼接屏工程項目中的難點問題及解決對策

項目的重難點在于如何實現大跨度分辨率的轉換。目前我國還沒有相關如此大跨度分辨率轉換的實施案例，項目方案設計面臨著很大挑戰。

（一）PPT卡頓問題及解決

本項目最初使用的PPT展示軟件為WPS2019版本，在進行測試后發現，PPT打開過程中存在比較明顯的卡頓現象，畫面播放也不夠流暢。經過評估后，將原有的WPS軟件卸載，重新安裝了office軟件，版本為2016版，再次運行PPT文件后發現，畫面出現無法全面展示問題，且無法明確該問題的發生原因。之后請教了windows計算機系統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，而本次項目中拼接屏的分辨率遠遠超出該范圍，所以無法獲得可靠的放映結果。最后經過與甲方溝通探討，了解到使用該拼接屏播放PPT的需求相對來說比較少，所以本著節約成本的原則，本次設計仍然使用了office軟件，但是在播放PPT文件時，需要人為將分辨率調整為16K以下，本次項目設定的分辨率為15360×6480，這樣PPT卡頓問題就得到了有效解決。此外，因為windows 10服務器也只能支持16K分辨率，所以本次設計優化過程還將原本系統中所配置的windows 10高分辨率操作系統升級為了windwos server系統，使得PPT畫面展示的流暢度也得到了可靠保障。

（二）分辨率切換時間過長問題及解決

分辨率切換需要耗費較長的時間是當前拼接屏應用過程中比較常見的質量通病。本次項目中最初使用的是信息展示軟件為學校專用的MATLAB軟件，在進行接屏切換時，需要把分辨率從15360×6480轉換為7860×3240，在實際測試過程中發現，分辨率達到15360×6480開窗狀態的情況下，用鼠標拖動窗口會出現很明顯的延時狀況，整個過程幾乎要耗費十分鐘甚至二十幾分鐘的時間，且圖像放大縮小反應缺乏靈敏性，觀眾體驗感比較差。為此，項目最初搭建了一個可以針對高分辨率服務器進行測試的系統環境，但是由于該測試環境不僅使用了NOVIA公司的三張P4000顯卡，同時，還使用了一張同步卡，這樣一來整個16K的高分辨率組件就變得較為復雜，在實際運行過程中，除了要對顯卡進行設置以外，還要保證同步卡的同步作用，才能達到理想的畫面顯示效果。這樣導致整個畫面切換步驟就會有所增加，相應的切換時間也會被延長。此類問題是無法通過置換顯卡來得以改進的，因為切換時長與顯卡的功能特征本身并無太大關聯，比如顯存、線程以及顯卡類別等，實際上都只是決定了顯卡的解碼效率，對接屏分辨率切換速率沒有直接影響。基于此，本次項目進行了優化改進設計。軟件應用的最低分辨率需求在8K左右，所以在原有系統基礎上增加了一臺單獨的8K低分辨率服務器，這樣可以有效將高低分辨率服務器運行工作進行剝離，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

在圖片進行接屏展示的過程中，一方面，要實現分辨率轉換，另一方面，要保證畫面的完整性，這就需要同時，使用高分服務器和視頻處理器，而如何實現二者的有效配合，是本次項目中需要突破的關鍵點。高分服務器與視頻處理器之間是通過DP線纜實現信號傳輸的，所以問題的關鍵在于如何保證DP線纜傳輸以及與超高帶寬視頻處理器的匹配度。在經過一系列產品分析和軟硬件功能研究后，本次設計對DP線纜信號監控模式進行了優化，同時，使用多路DP線纜獲取傳輸信號，并利用計算機編程迅速實現信號格式的計算和轉換，并在視頻處理器系統中構建了多種輸入語言，這樣就可以在短時間內高效完成多事件畫面偵測，從而實現多畫面的自動切換效果。與此同時，還能在畫面傳輸切換的同時，支持圖像的高性能電子縮放功能，當畫面再切換到接屏大屏幕上之后，不會因為放大而出現畫面失真或者顯示不全的問題。

四、 ?結語

綜上所述，本項目的重難點在于用4K拼接屏點對點地實現一個整幅20K高達1億像素的畫面，經過一系列的技術分析和研究之后，針對PPT拖曳和播放卡頓、分辨率切換時間過長以及視頻處理器功能匹配度不佳等問題采取了合理的優化改進方案。本次項目設計積累了寶貴的拼接屏設計經驗，可為日后其他類似項目的開展提供可靠的數據參考依據，有助于促進我國拼接屏領域的技術發展，具有很強的實際作用價值。

參考文獻：

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作者簡介：朱永東，南京正其科技有限責任公司。