1、多通道主动立体边缘融合投影揭秘1 简介近年来，随着主动立体技术的成熟，基于主动立体的投影边缘融合正被广大客户所接受。相对于传统的被动立体投影，主动立体对投影机及融合通道的需求节省了一半，也不需要昂贵的金属幕布，因此其成本的节约显而易见。但是主动立体的视频与图像的刷新频率是被动立体的两倍，如此高的像素速率对边缘融合设备提出了非常严苛的要求。为保证在全通路上 120Hz 刷新频率下融合机能够同时完成融合带生成、边缘羽化及几何校正，特别是还要保证各输出通道之间的同步（例如支持Nvidia 3D vision 时，眼镜切换和红外发射器必须同步，因此融合机的输入和输出 Vsync 信号也必须做到同步），
2、主动立体融合机的处理带宽将是普通融合机的两倍以上，对系统架构及核心处理硬件的设计要求都是一个挑战。2 现有方案的分析目前市场上存在着一些低端的多通道主动立体边缘融合解决方案，其实现方式是通过对输入信号进行拉伸放大处理，达到所谓的多通道输出。例如输入信号是 1024x768-120Hz，经过该方案的内部横向拉伸处理，放大为 1792x768-120Hz(融合带宽度 256 像素)或者 2560x768-120Hz(融合带宽度 2x256 像素) ，驱动两台或三台 1024x768-120Hz 的投影机。这种方案的致命缺点是显示的画面被拉伸压扁，失真严重，清晰度很低，看立体场景时效果差，客户接受度
3、低。上述低端方案的问题主要是由于输入接口及内部处理带宽的不足造成的。一般这种方案的输入带宽最多是单链 DVI 或 HDMI，即 165MHz 像素速率，其支持的最高分辨率也就只有 1024x768-120Hz。若要真正支持多通道且点对点的融合投影，输入分辨率应该是1792x768-120Hz 或者 2560x768-120Hz，稍高的可以是 2304x800 -120Hz（两个 1208x800-120Hz, 256 融合带宽度）或者 3328x800 -120Hz（三个 1208x800-120Hz, 2x256 融合带宽度），更高的可以是三个 1920x1200-120Hz 或者三个 19
4、20x1200-120Hz。这些分辨率对输入口的带宽要求都远远超过了 165MHz，至于内部信号处理速度上更是提高了不止一倍以上。因此更先进的架构及具备更强处理能力的融合设备是解决高清多通道主动立体融合的研究方向。由以上分析可见，融合设备的品质，最主要体现在其输入分辨率的支持上，那些低端方案在输入分辨率支持上的欠缺是其先天劣势，根本无法满足实际需求。3 大视电子的主动立体融合方案大视电子的硬件融合设备在系统架构设计上一开始就考率了超高带宽输入及内部高速信号处理，以下特点是其能很好地支持主动立体融合的关键所在： 支持双链 DVI 或 Displayport 接口，融合设备能接入高达 330MHz
5、 像素速率的图像数据。 内部的高速处理逻辑能进行高达 24Gbps 的数据运算，对应于 RGB 色域的处理能力为1Gpixel/s，整个通路上无需色域转换，最大程度地保证了图像的原始色彩。 硬件全同步数字架构设计，输出通道之间的画面同步是这种架构与生俱来的能力，这对主动立体信号的显示是至关重要的。 内置硬件几何校正功能，能处理梯形、桶形、枕形或异性失真，十分方便于画面对齐或者弧面投影的校正。下面将详细介绍采用大视电子的主动立体融合设备的各种解决方案。3.1 单服务器多通道高分辨率主动立体方案支持这些分辨率下 120Hz 主动立体的投影机目前有奥图玛，丽讯， DP 和夏普等厂商。配合大视电子的
6、MPGA20X 可以完美实现 24 通道的高清主动立体融合投影， PC 的输出画面分辨率可以是 3328x800 120Hz（三通道 1280X800）或者 1792x1408 120Hz (四通道1024x768 排列成 2x2 网格)。非常适合中高端需求的应用场合。下图为一个典型应用案例。图 1 典型主动立体边缘融合解决方案 （3x1024x768 或 3x 1280x720 或 3x1280x800 120Hz）图中，PC 显卡输出的分辨率为 3328x800 120Hz (三个 1280x800-120Hz，融合带叠加部分为 2 x256 像素)，其有效像素速率可以按如下公式计算：F
7、= Hact *act * Vr其中 Hact 是水平有效像素，Vact 是垂直有效行数，Vr 是刷新频率代入上述公式，3328x800 120Hz 的有效像素速率是F = 3328x800x120=318.72MHz大视电子的 MPGA20X 主动立体融合设备输入像素信号最高频率可为 330MHz，加上行场消隐的开销，3328x800-120Hz 的信号可以轻松支持。由于 330MHz 是显卡的一个双链 DVI 或 Displayport 支持的最高像素速率，因此根据上述公式可以得到大视电子融合设备支持的单口输入多通道输出之主动立体融合分辨率，如下表所示。单通道投影机分辨率 通道数 输入分辨
8、率 投影机分布1024x768 120Hz 24 330MHz 横向，纵向或者 2x2 网格1280x720 120Hz 23 330MHz 横向或纵向1280x800 120Hz 23 330MHz 横向或纵向3.2 单服务器多通道超高分辨率主动立体融合方案这种方案必须选用支持 1400x1050 120Hz 或者 1920X1080 120Hz 的投影机，目前市面上生产该类投影机有 DP、巴可、科视及 PD 等厂商。单通道 1400x1050 120Hz 的有效像素速率为 176.4MHz，而 1920x1080 120Hz 的有效像素速率为 248.832MHz，两台以上的融合拼接对输入
9、分辨率的有效像素要求都超过了330MHz，那么如此高的分辨率如何实现主动立体边缘融合和几何校正呢？目前现有的一些高端主动立体投影机内部都集成了 PA 功能（被动转主动），支持双 60Hz 通道的输入（分别为左右眼通道），可以将双路被动立体信号转换为 120Hz 主动立体信号。因此，一个很自然的解决方案是如下图所示的输入多路被动立体信号给这类投影机实现主动融合。图 2 利用投影机的 PA 功能实现主动立体融合上述方案对融合机同样提出了严格的要求，首先融合机内部的处理速度必须足够高，达到全带宽无损处理。有些融合设备由于内部硬件速度的限制，在信号处理时往往采用先降帧再倍帧的方式，输入输出虽然同是 6
10、0Hz，但是内部实际上是在较低的刷新率，例如30Hz 上处理的，这样处理的结果会导致最终 PA 转换后的主动立体的信号帧序错乱，根本无法与主动立体眼镜同步。其次是每个输出通道之间必须并行处理，保持同步输出，否则融合后的整体画面会出现闪烁、图像撕裂等情况。大视电子的融合设备得益于其先进的硬件架构设计，在内部处理速度及输出同步指标上都能满足这类应用的需求。下图是一个采用大视电子设备进行四通道主动立体融合的方案。图 3 单服务器路 1920x1080 120Hz 超高清主动立体融合该方案中用户需要同时支持 Nvidia 3D Vision 及点对点的高清主动立体融合。方案选择了 Nvidia 的专业
11、显卡 Quadro 5000/6000 或 FX5800，该显卡支持 Mosaic 拼接且可在输出之间产生叠加带。采用两块 Quadro 显卡最多可以支持 4 路 1920x1080/1920x1200 120Hz 的输出，通过大视电子的 MA2P202 主被动转换模块转为两路 60Hz 被动立体信号，再到两个 MG210 作边缘融合及几何校正，最终输入到投影机的双输入接口完成多通道主动立体信号的复原。该方案的优点是利用了一台服务器完成内容的播放，无需复杂而繁琐的同步，而且融合与几何校正都由硬件设备同步完成，服务器可专注于内容的设计与播放，大大降低了系统的复杂度。对于希望用单服务器支持更多通道
12、的应用，也可以选择 Nvidia 专业的图形工作站PLEX D2 系列，最多可支持单服务器 8 通道 1920x1200 120Hz 的边缘融合。该方案可满足大部分的高端及超高端应用需求。3.3 分布式多服务器多通道主动立体融合方案对于复杂的内容播放，往往需要多台服务器来完成，这时候需要采用分布式多通道主动立体边缘融合解决方案，对于普通的 1024x768/1280x720/1280x800 120Hz 的投影机，可以直接使用多台服务器一对一输出到多个 MG210 边缘融合及几何校正模块，配合同步卡，可完成多通道的主动立体的边缘融合。如果是多通道 1400x1050/1920x1080/192
13、0x1200 120Hz 分辨率，则可以使用下图的形式进行配置。4 结论通过上面的分析及方案介绍，我们可以清楚地了解到构建多通道主动立体边缘融合系统的关键技术及优选方案。目前计算机显卡的性能和带宽已经远远超过了普通高清1920x1080P 的带宽要求，在计算机领域内，比 1920x1080P 更高的超高清分辨率已经可做到 4Kx2K 或更高，融合机输入的分辨率必须要能接受这类超高清信号才能保证多通道融合的效果，这样的投影融合才有实际意义。按照视频标准电子协会 VESA 的相关规范定义，只有能够支持 330MHz 像素速率输入的融合机，才能够充分利用显卡的输出性能，完美地支持多通道立体投影融合。
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15、具 备从芯片级到系统级的核心研发能力，公司旗下的产品全部具有自主知 识产权， 拥有多项核心 专利，公司本着创新进取的专业精神致力于将突破性的技术方案不断引入到变化的市场环境中。凭借领先的技术优势和锐意进取的创新精神，大视电子推出了多款震撼业内的高性能产品，公司目前的产品主要包括多屏扩展系列和多通道边缘融合两大系列。得益于 产 品架构设计上的先进性和灵活性，大 视电子的多屏扩展系列和多通道边缘融合产品已广泛运用于国内外工程、企业、教育、仿真研究及个人用户市场，在众多用户案例中表 现出的超高性能、高灵活易用性、高可靠性和极强的环境适应性得到了一致好评。大视电子将继续以创新研发为主导，努力将最先进的科学技术运用到专业视频产品的设计中。本公司的产品同时也提供工程定制解决方案， 满足不同用户的特殊需求。做最专业的解决方案供应商一直是大视人不断努力的追求。欢迎访问公司网站 查询详细信息，或致 电 400-680-3568 了解详情。
