大屏幕系统在民机研制中的应用

杨鸿雁

摘 要 随着民机发展规模增加，需要充分利用虚拟演示系统，提高研制评估水平。目前大屏幕显示系统以显著的技术优势，得到广泛应用。文章根据民机实际研制情况，建立了一套大屏幕系统，详细介绍了系统结构、功能设计以及系统应用。大屏幕系统与工程渲染软件综合应用，形成了民机研制评估、辅助分析的综合业务平台，对提高民机研制评估和整体形象展示水平有重要意义。

关键词 民机；大屏幕系统；应用

中图分类号：V2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0067-01

随着民机研制的不断发展，数模和应用系统快速增多，需要通过统一平台集中演示，综合应用分析，对显示系统提出了更高的要求。

近年，具有高分辨率显示、色彩均匀稳定的大屏幕系统，作为多种类型信号（计算机、视频、网络）的集中显示终端，被广泛应用于政府、通信、电力、军队指挥机构，监控、网管、指挥、调度、会议及公共场所等领域[1]，在民机研制初期、中期及末期的评审方面发挥着重要作用。本文根据民机研制需求，建设大屏幕系统，为民机研制评估提供统一技术平台。

1 大屏幕系统设计

1.1 大屏幕技术简介

根据显示屏幕数量，大屏幕图像显示方式主要有单屏显示和多屏显示。单屏幕显示尺寸超过23in（1in=2.54 cm）时，可称为大屏幕[2]。多个投影机一起工作，利用融合器的边缘融合等功能，共同完成一幅无分割、可任意尺寸显示的完整画面；与其他大屏显示方式相比，具有更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率及更具冲击力和临场感的视觉效果。

1.2 系统结构

结合大屏幕系统，依托民机研制管理交互工作环境，满足现场评估、技术培训、专题交流等业务发展需要。 通用大屏幕虚拟现实系统主要分为五大部分：投影显示系统、图形工作站集群系统、中央控制系统、音响系统和虚拟外设五部分。各部分大致构成如下。

1）投影显示系统—主要由3台超高清仿真专用主动立体投影机、整体正投屏幕、立体同步矩阵、多画面控制器、主动立体眼镜、红外发射器等设备构成。

2）图形工作站集群系统—共由4台图形共作站组成，用户的虚拟现实软件及其他所需的应用软件在图形共组站集群系统中运行，其中1台作为主控节点，3台作为渲染节点，节点之间采用高速40GB infiniband网络连接，保证集群系统在运行仿真程序时的实时性和可靠性。

3）中央控制系统—主要由中控触摸屏、中控主机、无线接收机等中央控制设备组成。通过触摸屏能方便实现对投影机、矩阵、多屏控制器等的控制，使操作变得简单方便。同时还可以根据用户需要，现场编写程序，实现对多屏控制器投影脚步的调用、投影机信号类型及投影模式的调用等其他控制。

4）虚拟外设—人机交互设备主要包括无线式交互设备、触摸式便携交互设备、立体图像采集设备和体感捕捉Kinect。通过软硬件配合，让操作者与虚拟现实图像间进行互动，使操作人员能够沉浸于当前的虚拟环境当中。

1.3 系统投影方式设计

为了使系统稳定运行，并保证系统有一定的容错性和应急处理能力，我们可以在投影机中预存几种不同的投影显示模式，以供不同情况下调用，所以要求投影机也必须具备快速调用和存储多个融合及几何校正文件的能力。根据用户的实际使用需求，投影显示方式主要分为以下三种应用：分布式投影模式、单节点投影模式K/D、多画面显示模式。

1）多画面显示模式。一般在协同工作、会议演示情况下，主要用作多画面处理的投影模式。所有进入多屏拼接控制器的信号，经控制器处理后分成3路输出，经传输给投影机，并产生融合区，融合区大小根据设计要求在控制器中调整，利用投影机进行融合校正处理；多屏拼接控制器的输入信号源有4路DVI信号以及4路video信号，所有这些信号都可同时在大屏上显示，且任意一路信号都可以在大屏的任意位置以任意窗口大小显示。各信号源窗口可以按照投标方的使用要求进行排列并生成脚本文件，使用时通过控制器的客户端或者利用中控直接调用脚本文件即可。

2）分布式仿真投影模式。一般在计算仿真、工程仿真的投影展示时，需要使用仿真投影模式。仿真投影模式是利用3台计算机进行渲染，在大屏幕上显示一副完整的视景画面。信号源直接从计算机经DVI双链路传输到投影机，进行立体或非立体的仿真投影展示。该种显示模式是通过虚拟现实软件产生融合区，利用投影机进行边缘融合及几何校正处理，在大屏幕上投影显示一副完整的仿真画面。

3）单节点投影模式。一般在需要进行全屏的PPT演示汇报或显示欢迎词投影显示时，采用单节点投影模式。

在本方案中，工作站K通过配备K5000显卡来产生重叠区，当用户需要在图形工作站集群中运行VIRTOOLS、RTT、DELIMA V5等应用软件时，需要120 Hz主动式立体输出，进行高速画面的仿真展示，如果数据处理量不是很大，也可以采用单节点渲染的仿真投影模式。

综合以上分析，如果采用这样的系统结构和设备选型，可以最大限度的发挥系统的作用，又能满足用户的各种投影显示需求，保证系统有一定的容错性和可扩充性，保证系统稳定运行。

2 结论

根据民机研制的实际情况，设计建立大屏幕系统，集高分辨率显示、三维展示、交互、等功能，利于民机研制过程全局分析。采用虚拟机技术形成民机研制评估、辅助分析的综合业务系统，提高民机研制水平以及民机形象演示水平。

基金项目

飞机动强度可视化仿真技术研究-北京市科学技术委员会

参考文献

[1]浦廷民.大屏幕显示系统的应用与分析[J].智能建筑电气技术，2011，5（3）：100-103.

[2]卢晓勇，周松，苏旺.大屏幕显示技术及在指挥控制系统中的应用[J].指挥信息系统与技术，2010，1（2）：34-38.endprint