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近年来,不光显示技术的发展令人眼花缭乱,显示墙背后的处理技术同样也在不断推陈出新。如今,市场上涌现出多种类型的处理器产品,同时提供处理器的厂商也越来越多。这在为用户带来丰富选择的同时,也带来了选择的困扰。
“目前市场上的处理器根据有无操作系统主要可分为两类:一是基于PC的处理器,可以运行操作系统,进行复杂的应用;一是基于硬件的处理器,这类控制器没有操作系统,在应用中类似于MP4,可以显示图像、视频等,但是不能处理复杂的任务。它们各自有其市场需求和存在价值。PC架构一般适用于中高端的应用,例如能源、军事、通讯等。纯硬件架构适用于相对简单的应用。”针对市场上种类繁多的处理器产品, Jupiter公司高级营销主管李博为我们总结道,“根据结构还可以划分为分布式系统和集中式系统。”
处理器的性能提升
与几年前相比,新一代控制室处理器在性能上已经得到明显提升。VTRON公司专业人士谈到,“适合控制室使用的多种拼接显示技术(DLP、LCD、PDP、软边融合等)的控制器如‘雨后春笋般’层出不穷,从简单的多屏驱动、集中显示,发展至今能够满足不同细分市场需求,完成海量数据处理、多种复杂应用、集成多种技术背景下的不同类型的处理器。同时,伴随计算机技术、嵌入式技术、网络技术和立体虚拟仿真技术的日新月异发展,处理器无论从产品功能还是应用价值都取得了长足的进步。”
首先,通过节点化、数字化的分布式架构,能够将不同位置的信号融入显示系统,提供海量数据分布式处理能力,同时提高可扩展性,降低传输成本,例如Jupiter公司推出的Pixelnet,具有更大的灵活性,能够支持超过120块屏的安装,同时可以代替矩阵。“屏幕尺寸和拼接规模的增长,对处理器的处理路数提出了更高的要求。在单台设备规模有限,不能满足所有应用场合需求的情况下,各处理器厂商纷纷采用级联、分布式处理等方案解决此问题。” 淳中科技公司技术部经理王家祥如是说。
随着行业应用的深入,带宽和分辨率也得以提高,因为在电力、交通、公安、军事等很多行业都存在超大分辨率底图显示的需求。例如,Jupiter在Fusion Catalyst处理器中采用二代PCI Express技术,带宽达到192 Gbit/s,可实现用60帧/秒的速度传输多个超高分辨率的视频信号,双链DVI-I输入卡可处理最大2,560×1,600的数字DVI信号或最大2,048×1,200的模拟VGA信号。GQY基于PCI-E的IPW-T总线式处理器产品,以及采用FPGA硬件图像并行处理技术、LVDS高速数字信号交换体系的IPW-H系列拼接控制产品,均提供极高的带宽,而带宽的提升可满足输入、输出的数量增加需求,以及DVI、双链DVI等高速数字信号的接入处理要求和单信号全屏显示的同步显示需求。GQY公司上海分公司技术总监王征表示:“现在,新一代处理器带屏能力已有显著提升,同时处理器的响应速度也越来越快,原先一直作为衡量处理器性能的整屏刷新时间现在已经没有多大意义了。”
在数模转换过程中,处理器需要支持丰富的信号接入种类,而随着高清流媒体的大量涌现,面向未来的处理器也需要能够支持IP流媒体。“大屏处理器最早只能接入模拟的VGA/CVBS信号,随着视频接口技术的升级,处理器能接入的信号种类越来越多,包括DVI/HDMI/HD-SDI/YPbPr等。而伴随监控系统IP化的进程,处理器也逐渐拥有了IP网络视频信号解码和处理的能力。” 王家祥介绍道。针对用户流媒体信号源数量持续增加但上屏数量相对固定的需求,GQY推出了第二代基于网络的IPW-S系列多屏处理系统,几乎可以接入无限数量的IP信号源,同时具有3D图形处理显示功能的多屏图像处理系统。VTRON XLan系列处理器以IP视频处理为主,是结合超高分辨率的高亮显示单元,为控制室(轨道交通、公安等)提供应用解决方案;Ark系列处理器则是信号接入全面,3D处理能力领先的处理器,为控制室(电力、石油石化、广电等)提供高清信号处理、实时显示的解决方案。
很多公司还有专门针对IP流媒体的解决方案,如Extron VN-Matrix流媒体编码器和解码器提供的高清视频和计算机图形信号的低延迟IP网络流媒体传输解决方案,可满足政府、军队和广播环境不断增加的需求。Jupiter也开发了SVS-8视频流服务器 ,它使用基于硬件的解决方案来解码压缩的视频流信号,支持一系列的摄像机、NVR和DVR厂家,包括混合的传输与编码方式。
与此同时,控制软件的易用性也在不断提高。淳中科技王家祥指出,“作为最靠近屏幕的设备,处理器软件是客户最常使用的软件,尤其是在没有中控、键盘等专用控制设备的场合。最早的控制软件只能控制设备本身,客户往往需要同时控制多个软件才能完成现场的控制。基于这种情况,处理器厂商陆续在软件中加入了周边设备的控制功能,比如屏幕开关机、矩阵切换等,使得客户的使用更加方便。”
选择处理器需要考虑的因素
控制室是对拼接墙处理器要求最严苛的环境之一,在很多情况下,信号的实时性、完整性都会影响到决策判断的准确性。因此,7×24全天候使用的稳定性自不必说,用户在选择过程中还需要对多路输入信号源的实时处理能力、是否易于使用、具体应用环境等因素进行全面考察。
Extron公司向我们介绍了在处理器选择中需要考虑的几个因素:“首先,能对系统内的信号源进行精确再现是每个用于决策的视频系统的最基本要求,因为图像解析度转换失真可能会导致内容被曲解。其次,不稳定的视频性能表现,如掉帧或定格,都会分散用户的注意力,并阻碍正确的内容分析,因此Quantum Elite (昆腾菁英型) 拼接墙处理器采用了专用的视频处理器和一个专用的视频总线,确保稳定的视频性能表现和内容动作的平滑流畅。再次,控制室通常会使用多种信号源类型,选择正确的处理器必须可以兼容这些信号源,例如Quantum Elite拼接墙处理器就可接受多种类型输入,如标清视频、高清视频、计算机信号,以及Extron QGE 100图形编码器的流媒体内容,它同时还支持多种信号格式,包括复合视频、S-视频、分量视频、RGB、DVI和完全符合HDCP标准的HDMI输入。最后,还要考虑配置的灵活性,由于每个项目中的输入数量、输入类型和拼接墙的屏幕排列都有所不同,拼接墙处理器需要能灵活配置来满足这些特定应用场合的需求,Quantum Elite 拼接墙处理器的卡笼式机箱结构能让客户选择一个可精确匹配安装要求的输入和输出配置,客户只需按照系统要求进行配置并订购,无需为那些不使用的处理通道买单,像这种情况往往会发生在固定输入和输出的处理器上。” 在一个优秀的控制室解决方案设计中,还需要考虑具体的应用环境和如何使用的问题。Extron公司指出:“为任何应用环境选择设备之前要首先确定系统将如何使用。例如,公用事业管理中心的需求与军事机构的需求就不一样。了解需要显示的信息类型以及如何将这些信息呈现出来,是选择一款拼接墙处理器的首要步骤。兼容控制室特定的信号类型以及大量显示信号源窗口的能力可确保控制室工作人员能看到重要的信息,而这些信息能帮助他们更高效地工作。Quantum Elite 拼接墙处理器的每对输出可支持多达128个信号源窗口,此主要特性使之成为应用于交通管理和安全监控中心的一款强大工具。由于许多机构选择显示HDMI卫星广播信号或蓝光内容,所以HDCP标准的符合性越来越成为一种需求。Quantum Elite拼接墙处理器的HDMI输入和输出卡完全符合HDCP标准,可与符合HDCP标准的显示设备配合使用。”
而对于同一厂家的不同产品,在选择过程中也需要考虑具体的应用条件,例如,Jupiter的Fusion Catalyst主要针对信号源相对集中,要点对点运行超高分辨率的矢量图软件如GIS scada系统,输入输出数量比较固定,布线结构相对简单的应用环境;而其PixelNet系统主要针对用户显示设备输入输出数量比较多,且输入源比较分散,输入类型比较复杂的情况。
“总而言之,优秀的解决方案提供商,要比用户想得更深、更广,既要实现用户目前的需求,又要考虑到用户未来可能产生的新需求。信号的接入、处理、调度、显示过程涉及到的操作方便性、显示效果、观看舒适度,系统维护、扩展等,每一个细节都以用户为主。”VTRON公司总结道。
在确定使用何种类型的处理器之后,就要对系统进行整合,以提供操作与控制的便利性。除了要有良好的软件整合外,还要具有与其他第三方系统整合的能力。Extron认为,“理想状态下,拼接墙系统应该与机构的控制系统紧密地集成在一起,这样操作人员就无需额外的专业操作技能。调用场景预设和切换信号源都应该非常简单,而且操作人员一经做出修改便能即刻生效。例如通过Quantum Elite拼接墙处理器的简单远程控制协议,可轻松地与Extron TouchLink触摸屏、第三方触摸屏系统或其它控制系统进行集成。”
另外,RGB Spectrum的解决方案Multipoint KvM为控制室里的大量操作人员提供了便利,可以让多个操作者(从1、2个到50个)在进行跨屏幕的访问和工作,将多种应用整合为统一显示,将工作空间与最终用户无缝结合,实现了控制室的多功能性。
由于显示墙系统的复杂性较高,将其集成到要求严苛的环境中将会是一项挑战,厂商也需要提供全程的跟进与服务。例如,Extron提供的调试服务,会指派一名Extron工程师到现场协助编程、信号源优化以及Quantum Elite的系统控制调试。对此,淳中科技王家祥也指出:“市场上的各类控制产品除了基本功能有差异外,主要的区别在于设备的稳定性以及配套的售后支持服务。所以用户在选择控制产品时,需要擦亮眼睛,不能武断地相信商家在产品资料上宣称具备的功能,而是需要通过各种各种可能渠道,详细了解各个品牌的实际用户体验如何、市场口碑如何,来自专业人士的使用评价更具有实际的参考价值。”
软件化发展的未来
针对不同行业的应用特点,提供个性化的解决方案,是业内对于控制室发展方向的共识。而要提供个性化解决方案,控制处理设备就要在硬件不断突破的基础上,进一步完善软件平台。王家祥表示,“高质量的控制室决定于两个基本因素:高性能的硬件系统和高可用性的业务软件系统。在控制室系统建设中,硬件提供了平台,软件提供了业务内容。有了稳定的平台和丰富的业务,控制室系统才有资格进入高端市场的竞争。”
“面向未来的下一代控制系统应该是向着软件化发展的,”李博指出,“Jupiter现在已有软件解决方案,但是美国总部未来会更加重视软件的开发,我们现在正在研发通用化的软件,并将会根据不同的垂直行业特点,着重从用户的需求出发提供人性化、个性化的软件解决方案。因为随着用户成熟度的不断提升,对于控制的需求更为复杂,要求也更高,只有通过软件的提升才能为用户提供真正具有适用性的解决方案。”
对于巴可来说,我们不难从其最新的Transform N平台中看到网络化、软件化解决方案的发展势头。巴可公司周敏表示,“处理器未来的设计变化更多地会体现在软件上,如何从软件的角度,从不同行业、不同用户满足其对显示的需求。因为硬件平台来说,巴可已经搭建地比较完善了,软件方面我们还在根据不同客户的需求进行开发。”
正如王家祥所说,只有软、硬件系统充分结合、相得益彰,系统的能效才能获得充分的发挥。控制室的建设也需要像苹果产品一样“软硬兼施”的好产品来满足客户的应用需求。
“目前市场上的处理器根据有无操作系统主要可分为两类:一是基于PC的处理器,可以运行操作系统,进行复杂的应用;一是基于硬件的处理器,这类控制器没有操作系统,在应用中类似于MP4,可以显示图像、视频等,但是不能处理复杂的任务。它们各自有其市场需求和存在价值。PC架构一般适用于中高端的应用,例如能源、军事、通讯等。纯硬件架构适用于相对简单的应用。”针对市场上种类繁多的处理器产品, Jupiter公司高级营销主管李博为我们总结道,“根据结构还可以划分为分布式系统和集中式系统。”
处理器的性能提升
与几年前相比,新一代控制室处理器在性能上已经得到明显提升。VTRON公司专业人士谈到,“适合控制室使用的多种拼接显示技术(DLP、LCD、PDP、软边融合等)的控制器如‘雨后春笋般’层出不穷,从简单的多屏驱动、集中显示,发展至今能够满足不同细分市场需求,完成海量数据处理、多种复杂应用、集成多种技术背景下的不同类型的处理器。同时,伴随计算机技术、嵌入式技术、网络技术和立体虚拟仿真技术的日新月异发展,处理器无论从产品功能还是应用价值都取得了长足的进步。”
首先,通过节点化、数字化的分布式架构,能够将不同位置的信号融入显示系统,提供海量数据分布式处理能力,同时提高可扩展性,降低传输成本,例如Jupiter公司推出的Pixelnet,具有更大的灵活性,能够支持超过120块屏的安装,同时可以代替矩阵。“屏幕尺寸和拼接规模的增长,对处理器的处理路数提出了更高的要求。在单台设备规模有限,不能满足所有应用场合需求的情况下,各处理器厂商纷纷采用级联、分布式处理等方案解决此问题。” 淳中科技公司技术部经理王家祥如是说。
随着行业应用的深入,带宽和分辨率也得以提高,因为在电力、交通、公安、军事等很多行业都存在超大分辨率底图显示的需求。例如,Jupiter在Fusion Catalyst处理器中采用二代PCI Express技术,带宽达到192 Gbit/s,可实现用60帧/秒的速度传输多个超高分辨率的视频信号,双链DVI-I输入卡可处理最大2,560×1,600的数字DVI信号或最大2,048×1,200的模拟VGA信号。GQY基于PCI-E的IPW-T总线式处理器产品,以及采用FPGA硬件图像并行处理技术、LVDS高速数字信号交换体系的IPW-H系列拼接控制产品,均提供极高的带宽,而带宽的提升可满足输入、输出的数量增加需求,以及DVI、双链DVI等高速数字信号的接入处理要求和单信号全屏显示的同步显示需求。GQY公司上海分公司技术总监王征表示:“现在,新一代处理器带屏能力已有显著提升,同时处理器的响应速度也越来越快,原先一直作为衡量处理器性能的整屏刷新时间现在已经没有多大意义了。”
在数模转换过程中,处理器需要支持丰富的信号接入种类,而随着高清流媒体的大量涌现,面向未来的处理器也需要能够支持IP流媒体。“大屏处理器最早只能接入模拟的VGA/CVBS信号,随着视频接口技术的升级,处理器能接入的信号种类越来越多,包括DVI/HDMI/HD-SDI/YPbPr等。而伴随监控系统IP化的进程,处理器也逐渐拥有了IP网络视频信号解码和处理的能力。” 王家祥介绍道。针对用户流媒体信号源数量持续增加但上屏数量相对固定的需求,GQY推出了第二代基于网络的IPW-S系列多屏处理系统,几乎可以接入无限数量的IP信号源,同时具有3D图形处理显示功能的多屏图像处理系统。VTRON XLan系列处理器以IP视频处理为主,是结合超高分辨率的高亮显示单元,为控制室(轨道交通、公安等)提供应用解决方案;Ark系列处理器则是信号接入全面,3D处理能力领先的处理器,为控制室(电力、石油石化、广电等)提供高清信号处理、实时显示的解决方案。
很多公司还有专门针对IP流媒体的解决方案,如Extron VN-Matrix流媒体编码器和解码器提供的高清视频和计算机图形信号的低延迟IP网络流媒体传输解决方案,可满足政府、军队和广播环境不断增加的需求。Jupiter也开发了SVS-8视频流服务器 ,它使用基于硬件的解决方案来解码压缩的视频流信号,支持一系列的摄像机、NVR和DVR厂家,包括混合的传输与编码方式。
与此同时,控制软件的易用性也在不断提高。淳中科技王家祥指出,“作为最靠近屏幕的设备,处理器软件是客户最常使用的软件,尤其是在没有中控、键盘等专用控制设备的场合。最早的控制软件只能控制设备本身,客户往往需要同时控制多个软件才能完成现场的控制。基于这种情况,处理器厂商陆续在软件中加入了周边设备的控制功能,比如屏幕开关机、矩阵切换等,使得客户的使用更加方便。”
选择处理器需要考虑的因素
控制室是对拼接墙处理器要求最严苛的环境之一,在很多情况下,信号的实时性、完整性都会影响到决策判断的准确性。因此,7×24全天候使用的稳定性自不必说,用户在选择过程中还需要对多路输入信号源的实时处理能力、是否易于使用、具体应用环境等因素进行全面考察。
Extron公司向我们介绍了在处理器选择中需要考虑的几个因素:“首先,能对系统内的信号源进行精确再现是每个用于决策的视频系统的最基本要求,因为图像解析度转换失真可能会导致内容被曲解。其次,不稳定的视频性能表现,如掉帧或定格,都会分散用户的注意力,并阻碍正确的内容分析,因此Quantum Elite (昆腾菁英型) 拼接墙处理器采用了专用的视频处理器和一个专用的视频总线,确保稳定的视频性能表现和内容动作的平滑流畅。再次,控制室通常会使用多种信号源类型,选择正确的处理器必须可以兼容这些信号源,例如Quantum Elite拼接墙处理器就可接受多种类型输入,如标清视频、高清视频、计算机信号,以及Extron QGE 100图形编码器的流媒体内容,它同时还支持多种信号格式,包括复合视频、S-视频、分量视频、RGB、DVI和完全符合HDCP标准的HDMI输入。最后,还要考虑配置的灵活性,由于每个项目中的输入数量、输入类型和拼接墙的屏幕排列都有所不同,拼接墙处理器需要能灵活配置来满足这些特定应用场合的需求,Quantum Elite 拼接墙处理器的卡笼式机箱结构能让客户选择一个可精确匹配安装要求的输入和输出配置,客户只需按照系统要求进行配置并订购,无需为那些不使用的处理通道买单,像这种情况往往会发生在固定输入和输出的处理器上。” 在一个优秀的控制室解决方案设计中,还需要考虑具体的应用环境和如何使用的问题。Extron公司指出:“为任何应用环境选择设备之前要首先确定系统将如何使用。例如,公用事业管理中心的需求与军事机构的需求就不一样。了解需要显示的信息类型以及如何将这些信息呈现出来,是选择一款拼接墙处理器的首要步骤。兼容控制室特定的信号类型以及大量显示信号源窗口的能力可确保控制室工作人员能看到重要的信息,而这些信息能帮助他们更高效地工作。Quantum Elite 拼接墙处理器的每对输出可支持多达128个信号源窗口,此主要特性使之成为应用于交通管理和安全监控中心的一款强大工具。由于许多机构选择显示HDMI卫星广播信号或蓝光内容,所以HDCP标准的符合性越来越成为一种需求。Quantum Elite拼接墙处理器的HDMI输入和输出卡完全符合HDCP标准,可与符合HDCP标准的显示设备配合使用。”
而对于同一厂家的不同产品,在选择过程中也需要考虑具体的应用条件,例如,Jupiter的Fusion Catalyst主要针对信号源相对集中,要点对点运行超高分辨率的矢量图软件如GIS scada系统,输入输出数量比较固定,布线结构相对简单的应用环境;而其PixelNet系统主要针对用户显示设备输入输出数量比较多,且输入源比较分散,输入类型比较复杂的情况。
“总而言之,优秀的解决方案提供商,要比用户想得更深、更广,既要实现用户目前的需求,又要考虑到用户未来可能产生的新需求。信号的接入、处理、调度、显示过程涉及到的操作方便性、显示效果、观看舒适度,系统维护、扩展等,每一个细节都以用户为主。”VTRON公司总结道。
在确定使用何种类型的处理器之后,就要对系统进行整合,以提供操作与控制的便利性。除了要有良好的软件整合外,还要具有与其他第三方系统整合的能力。Extron认为,“理想状态下,拼接墙系统应该与机构的控制系统紧密地集成在一起,这样操作人员就无需额外的专业操作技能。调用场景预设和切换信号源都应该非常简单,而且操作人员一经做出修改便能即刻生效。例如通过Quantum Elite拼接墙处理器的简单远程控制协议,可轻松地与Extron TouchLink触摸屏、第三方触摸屏系统或其它控制系统进行集成。”
另外,RGB Spectrum的解决方案Multipoint KvM为控制室里的大量操作人员提供了便利,可以让多个操作者(从1、2个到50个)在进行跨屏幕的访问和工作,将多种应用整合为统一显示,将工作空间与最终用户无缝结合,实现了控制室的多功能性。
由于显示墙系统的复杂性较高,将其集成到要求严苛的环境中将会是一项挑战,厂商也需要提供全程的跟进与服务。例如,Extron提供的调试服务,会指派一名Extron工程师到现场协助编程、信号源优化以及Quantum Elite的系统控制调试。对此,淳中科技王家祥也指出:“市场上的各类控制产品除了基本功能有差异外,主要的区别在于设备的稳定性以及配套的售后支持服务。所以用户在选择控制产品时,需要擦亮眼睛,不能武断地相信商家在产品资料上宣称具备的功能,而是需要通过各种各种可能渠道,详细了解各个品牌的实际用户体验如何、市场口碑如何,来自专业人士的使用评价更具有实际的参考价值。”
软件化发展的未来
针对不同行业的应用特点,提供个性化的解决方案,是业内对于控制室发展方向的共识。而要提供个性化解决方案,控制处理设备就要在硬件不断突破的基础上,进一步完善软件平台。王家祥表示,“高质量的控制室决定于两个基本因素:高性能的硬件系统和高可用性的业务软件系统。在控制室系统建设中,硬件提供了平台,软件提供了业务内容。有了稳定的平台和丰富的业务,控制室系统才有资格进入高端市场的竞争。”
“面向未来的下一代控制系统应该是向着软件化发展的,”李博指出,“Jupiter现在已有软件解决方案,但是美国总部未来会更加重视软件的开发,我们现在正在研发通用化的软件,并将会根据不同的垂直行业特点,着重从用户的需求出发提供人性化、个性化的软件解决方案。因为随着用户成熟度的不断提升,对于控制的需求更为复杂,要求也更高,只有通过软件的提升才能为用户提供真正具有适用性的解决方案。”
对于巴可来说,我们不难从其最新的Transform N平台中看到网络化、软件化解决方案的发展势头。巴可公司周敏表示,“处理器未来的设计变化更多地会体现在软件上,如何从软件的角度,从不同行业、不同用户满足其对显示的需求。因为硬件平台来说,巴可已经搭建地比较完善了,软件方面我们还在根据不同客户的需求进行开发。”
正如王家祥所说,只有软、硬件系统充分结合、相得益彰,系统的能效才能获得充分的发挥。控制室的建设也需要像苹果产品一样“软硬兼施”的好产品来满足客户的应用需求。