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| 多通道主動(dòng)立體邊緣融合投影揭秘 |
更新時(shí)間：2012-11-5 9:16:29
�。� 編輯：巧樂(lè)滋 ）
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1簡(jiǎn)介
近年來(lái)，隨著主動(dòng)立體技術(shù)的成熟，基于主動(dòng)立體的投影邊緣融合正被廣大客戶(hù)所接受。相對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)立體投影，主動(dòng)立體對(duì)投影機(jī)及融合通道的需求節(jié)省了一半，也不需要昂貴的金屬幕布，因此其成本的節(jié)約顯而易見(jiàn)。
但是主動(dòng)立體的視頻與圖像的刷新頻率是被動(dòng)立體的兩倍，如此高的像素速率對(duì)邊緣融合設(shè)備提出了非常嚴(yán)苛的要求。為保證在全通路上120Hz刷新頻率下融合機(jī)能夠同時(shí)完成融合帶生成、邊緣羽化及幾何校正，特別是還要保證各輸出通道之間的同步（例如支持Nvidia 3D vision時(shí)，眼鏡切換和紅外發(fā)射器必須同步，因此融合機(jī)的輸入和輸出Vsync信號(hào)也必須做到同步），主動(dòng)立體融合機(jī)的處理帶寬將是普通融合機(jī)的兩倍以上，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)及核心處理硬件的設(shè)計(jì)要求都是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2現(xiàn)有方案的分析
目前市場(chǎng)上存在著一些低端的多通道主動(dòng)立體邊緣融合解決方案，其實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行拉伸放大處理，達(dá)到所謂的多通道輸出。例如輸入信號(hào)是1024x768-120Hz，經(jīng)過(guò)該方案的內(nèi)部橫向拉伸處理，放大為1792x768-120Hz(融合帶寬度256像素)或者2560x768-120Hz(融合帶寬度2x256像素)，驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)或三臺(tái)1024x768-120Hz的投影機(jī)。這種方案的致命缺點(diǎn)是顯示的畫(huà)面被拉伸壓扁，失真嚴(yán)重，清晰度很低，看立體場(chǎng)景時(shí)效果差，客戶(hù)接受度低。
上述低端方案的問(wèn)題主要是由于輸入接口及內(nèi)部處理帶寬的不足造成的。一般這種方案的輸入帶寬最多是單鏈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點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的融合投影，輸入分辨率應(yīng)該是1792x768-120Hz或者2560x768-120Hz，稍高的可以是2304x800 -120Hz（兩個(gè)1208x800-120Hz, 256融合帶寬度）或者3328x800 -120Hz（三個(gè)1208x800-120Hz, 2x256融合帶寬度），更高的可以是三個(gè)1920x1200-120Hz或者三個(gè)1920x1200-120Hz。這些分辨率對(duì)輸入口的帶寬要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了165MHz，至于內(nèi)部信號(hào)處理速度上更是提高了不止一倍以上。因此更先進(jìn)的架構(gòu)及具備更強(qiáng)處理能力的融合設(shè)備是解決高清多通道主動(dòng)立體融合的研究方向。
由以上分析可見(jiàn)，融合設(shè)備的品質(zhì)，最主要體現(xiàn)在其輸入分辨率的支持上，那些低端方案在輸入分辨率支持上的欠缺是其先天劣勢(shì)，根本無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。
3大視電子的主動(dòng)立體融合方案
大視電子的硬件融合設(shè)備在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上一開(kāi)始就考率了超高帶寬輸入及內(nèi)部高速信號(hào)處理，以下特點(diǎn)是其能很好地支持主動(dòng)立體融合的關(guān)鍵所在：
·支持雙鏈DVI或Displayport接口，融合設(shè)備能接入高達(dá)330MHz像素速率的圖像數(shù)據(jù)。
·內(nèi)部的高速處理邏輯能進(jìn)行高達(dá)24Gbps的數(shù)據(jù)運(yùn)算，對(duì)應(yīng)于RGB色域的處理能力為1Gpixel/s，整個(gè)通路上無(wú)需色域轉(zhuǎn)換，最大程度地保證了圖像的原始色彩。
·硬件全同步數(shù)字架構(gòu)設(shè)計(jì)，輸出通道之間的畫(huà)面同步是這種架構(gòu)與生俱來(lái)的能力，這對(duì)主動(dòng)立體信號(hào)的顯示是至關(guān)重要的。
·內(nèi)置硬件幾何校正功能，能處理梯形、桶形、枕形或異性失真，十分方便于畫(huà)面對(duì)齊或者弧面投影的校正。
下面將詳細(xì)介紹采用大視電子的主動(dòng)立體融合設(shè)備的各種解決方案。
3.1單服務(wù)器多通道高分辨率主動(dòng)立體方案
支持這些分辨率下120Hz主動(dòng)立體的投影機(jī)目前有奧圖瑪，麗訊，DP和夏普等廠商。配合大視電子的MPGA20X可以完美實(shí)現(xiàn)2~4通道的高清主動(dòng)立體融合投影，PC的輸出畫(huà)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網(wǎng)格)。非常適合中高端需求的應(yīng)用場(chǎng)合。下圖為一個(gè)典型應(yīng)用案例。
圖 1 典型主動(dòng)立體邊緣融合解決方案
（3x1024x768 或 3x 1280x720 或3x1280x800 120Hz）
圖中，PC顯卡輸出的分辨率為3328x800 120Hz (三個(gè)1280x800-120Hz，融合帶疊加部分為2 x256像素)，其有效像素速率可以按如下公式計(jì)算：
F = Hact *Ｖact * Vr
其中 Hact是水平有效像素，Vact是垂直有效行數(shù)，Vr是刷新頻率
代入上述公式，3328x800 120Hz的有效像素速率是
F = 3328x800x120=318.72MHz
大視電子的MPGA20X主動(dòng)立體融合設(shè)備輸入像素信號(hào)最高頻率可為330MHz，加上行場(chǎng)消隱的開(kāi)銷(xiāo)，3328x800-120Hz的信號(hào)可以輕松支持。
由于330MHz是顯卡的一個(gè)雙鏈DVI或Displayport支持的最高像素速率，因此根據(jù)上述公式可以得到大視電子融合設(shè)備支持的單口輸入多通道輸出之主動(dòng)立體融合分辨率，如下表所示。
3.2單服務(wù)器多通道超高分辨率主動(dòng)立體融合方案
這種方案必須選用支持1400x1050 120Hz或者1920X1080 120Hz的投影機(jī)，目前市面上生產(chǎn)該類(lèi)投影機(jī)有DP、巴可、科視及PD等廠商。
單通道1400x1050 120Hz的有效像素速率為176.4MHz，而1920x1080 120Hz的有效像素速率為248.832MHz，兩臺(tái)以上的融合拼接對(duì)輸入分辨率的有效像素要求都超過(guò)了330MHz，那么如此高的分辨率如何實(shí)現(xiàn)主動(dòng)立體邊緣融合和幾何校正呢？目前現(xiàn)有的一些高端主動(dòng)立體投影機(jī)內(nèi)部都集成了PA功能（被動(dòng)轉(zhuǎn)主動(dòng)），支持雙60Hz通道的輸入（分別為左右眼通道），可以將雙路被動(dòng)立體信號(hào)轉(zhuǎn)換為120Hz主動(dòng)立體信號(hào)。因此，一個(gè)很自然的解決方案是如下圖所示的輸入多路被動(dòng)立體信號(hào)給這類(lèi)投影機(jī)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)融合。
圖 2 利用投影機(jī)的PA功能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)立體融合
上述方案對(duì)融合機(jī)同樣提出了嚴(yán)格的要求，首先融合機(jī)內(nèi)部的處理速度必須足夠高，達(dá)到全帶寬無(wú)損處理。有些融合設(shè)備由于內(nèi)部硬件速度的限制，在信號(hào)處理時(shí)往往采用先降幀再倍幀的方式，輸入輸出雖然同是60Hz，但是內(nèi)部實(shí)際上是在較低的刷新率，例如30Hz上處理的，這樣處理的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致最終PA轉(zhuǎn)換后的主動(dòng)立體的信號(hào)幀序錯(cuò)亂，根本無(wú)法與主動(dòng)立體眼鏡同步。其次是每個(gè)輸出通道之間必須并行處理，保持同步輸出，否則融合后的整體畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)閃爍、圖像撕裂等情況。
大視電子的融合設(shè)備得益于其先進(jìn)的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，在內(nèi)部處理速度及輸出同步指標(biāo)上都能滿(mǎn)足這類(lèi)應(yīng)用的需求。下圖是一個(gè)采用大視電子設(shè)備進(jìn)行四通道主動(dòng)立體融合的方案。
圖 3 單服務(wù)器４路 1920x1080 120Hz超高清主動(dòng)立體融合
該方案中用戶(hù)需要同時(shí)支持Nvidia 3D Vision及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高清主動(dòng)立體融合。方案選擇了Nvidia 的專(zhuān)業(yè)顯卡 Quadro 5000/6000或FX5800，該顯卡支持Mosaic拼接且可在輸出之間產(chǎn)生疊加帶。采用兩塊Quadro顯卡最多可以支持4路1920x1080/1920x1200 120Hz 的輸出，通過(guò)大視電子的MA2P202 主被動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)為兩路60Hz被動(dòng)立體信號(hào)，再到兩個(gè)MG210 作邊緣融合及幾何校正，最終輸入到投影機(jī)的雙輸入接口完成多通道主動(dòng)立體信號(hào)的復(fù)原。
該方案的優(yōu)點(diǎn)是利用了一臺(tái)服務(wù)器完成內(nèi)容的播放，無(wú)需復(fù)雜而繁瑣的同步，而且融合與幾何校正都由硬件設(shè)備同步完成，服務(wù)器可專(zhuān)注于內(nèi)容的設(shè)計(jì)與播放，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。
對(duì)于希望用單服務(wù)器支持更多通道的應(yīng)用，也可以選擇Nvidia 專(zhuān)業(yè)的圖形工作站PLEX D2 系列，最多可支持單服務(wù)器8通道1920x1200 120Hz的邊緣融合。該方案可滿(mǎn)足大部分的高端及超高端應(yīng)用需求。
3.3分布式多服務(wù)器多通道主動(dòng)立體融合方案
對(duì)于復(fù)雜的內(nèi)容播放，往往需要多臺(tái)服務(wù)器來(lái)完成，這時(shí)候需要采用分布式多通道主動(dòng)立體邊緣融合解決方案，對(duì)于普通的1024x768/1280x720/1280x800 120Hz的投影機(jī)，可以直接使用多臺(tái)服務(wù)器一對(duì)一輸出到多個(gè)MG210邊緣融合及幾何校正模塊，配合同步卡，可完成多通道的主動(dòng)立體的邊緣融合。如果是多通道1400x1050/1920x1080/1920x1200 120Hz分辨率，則可以使用下圖的形式進(jìn)行配置。
4結(jié)論
通過(guò)上面的分析及方案介紹，我們可以清楚地了解到構(gòu)建多通道主動(dòng)立體邊緣融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)選方案。目前計(jì)算機(jī)顯卡的性能和帶寬已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通高清1920x1080P的帶寬要求，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，比1920x1080P更高的超高清分辨率已經(jīng)可做到4Kx2K或更高，融合機(jī)輸入的分辨率必須要能接受這類(lèi)超高清信號(hào)才能保證多通道融合的效果，這樣的投影融合才有實(shí)際意義。按照視頻標(biāo)準(zhǔn)電子協(xié)會(huì)VESA的相關(guān)規(guī)范定義，只有能夠支持330MHz像素速率輸入的融合機(jī)，才能夠充分利用顯卡的輸出性能，完美地支持多通道立體投影融合。
更多詳細(xì)資料可以訪問(wèn)大視電子公司的網(wǎng)站 www.mviewtech.com，及下面演示鏈接。
·大視電子純硬件邊緣融合產(chǎn)品視頻展示
http://v.ku6.com/show/lgv_3Ci2yroIT7h-.html
·大視電子純硬件主動(dòng)立體邊緣融合產(chǎn)品視頻展示
http://v.ku6.com/show/IRCk5YKyMOiShWvO.html
·大視電子MVD206多屏寶（六屏寶）產(chǎn)品演示
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQ3NTgwMzM2.html
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