浅谈图形处理系统的“三国”

前言：DLP/LCD拼接大屏幕已在各行业领域的监控中心、调度指挥中心得到广泛应用，大屏幕通过图像控制器系统对多种信号源进行综合处理显示，各行业领域根据显示应用需要的不同，对图像控制器系统的信号处理显示能力具有不同的要求。目前市场上的图像控制器大致可以分为三种类型，基于PCI总线架构的集中式控制器、基于纯硬件的嵌入式控制器，以及基于网络的分布式控制系统。为了使市场用户对三种产品有最适合的选择，本文将对这三种类型控制器的技术原理与差异做出客观的专业分析。

一、 集中式、嵌入式、分布式控制器系统结构原理的差异

传统的集中式控制器基于PCI总线，依赖于操作系统。从结构上来讲，主要由计算机主板、处理器(CPU)、内存、硬盘、机箱等硬件组成，插入RGB信号采集卡、视频信号采集卡和图形输出卡，所有显示任务及系统运行都基于一条PCI总线进行运算处理。实际应用时，所有信号均通过模拟/数字线缆传输。

嵌入式控制器基于纯硬件式的高速数字总线交换技术架构，主要由底板、信号采集卡、图形卡、电源、控制卡等主要设备组成。和集中式控制系统相同，其信号通过传统线缆传输。

DVCS分布式控制系统基于网络传输技术，主要由各种信号处理器、图形处理器、应用服务器、交换机组成。其中信号处理器的类型和信号类型相匹配，例如，一台RGB信号需要配备一台RGB处理器;一台视频信号需要配备一台视频处理器……而信号输出部分即图形处理器也是和每一个显示单元一一对应。所有的信号处理器和图形处理器均通过网线和核心交换机连接。

二、 集中式、嵌入式、分布式图像控制器系统的性能比较

1. 显示面积

受限于总线带宽，集中式控制器无法提供有效的大规模拼接的解决方案，当遇到大规模拼接显示系统，往往采用多台集中式控制器并行工作的方式工作。

嵌入式控制器支持的屏幕规模大于集中式，一般集中式控制器只有支持60面屏左右，嵌入式控制器可以支持200面屏左右。这样可以满足一些中等以上规模项目的基本需求。

而DVCS分布式控制系统支持的屏幕数量则远大于上述两种控制系统。其特殊的网络化传输和分布式的拓扑结构可以支持海量的显示终端。同时，DVCS控制系统支持多组显示墙统一控制的功能，这些显示墙甚至可以分隔多地，通过广域网实现整体控制。这一点是集中式和嵌入式控制系统望尘莫及的。

2. 兼容性

早期大屏幕控制系统的信号源相对单一，主要由：计算机模拟信号、复合视频信号，因此主要的板卡厂商也是根据市场上主要信号的类型研制相关板卡。随着信号源越来越丰富，厂商们也纷纷推出了一些“时髦”的板卡，目前集中式和嵌入式也支持诸如：SDI信号、HDMI信号、IP流媒体信号，但是当信号源数量增多时往往会出现一些功能上的故障，例如，信号窗口不稳定、画质变差、系统宕机等。同时部分板卡还存在对信号源识别能力较差的问题，例如部分的采集卡对分辨率较高的模拟信号无法识别、无法对HDMI信号直接抓取等现象。