基于拼接大屏幕的单信号源分解多窗口的网络投屏方法

刘红 李宁 秦迪 罗亮 杨丹

摘 要

本文阐述了一种基于拼接大屏幕网络投屏的单信号源的多窗口分解方法，其不仅能够实现有线网络投屏，也可以实现无线网络投屏;更重要的特征在于，其能够将信号源桌面通过网络途径快速投送到大屏幕上显示的同时，还能将信号源内的窗口逐个分解开来进行显示，实现一个信号源通过网络途径呈现多窗口信息上屏显示的特性。该特性使得其在基于浏览器开发的各类应用系统及大数据可视化应用中具备独一无二的竞争力。

关键词

拼接大屏幕;信号源;网络投屏;窗口分解;可视化

中图分类号： TP391.41            文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.061

拼接大屏幕显示系统应用广泛，其中会议室和控制室是其两大重要的应用场景。在拼接大屏的应用中，“网络投屏”是其常见的功能。所谓“网络投屏”的含义在于将信号源桌面通过网络的途径投到大屏幕上显示，需要特别指出的是不能将网络投屏与IP信号采集相互混淆;所谓“IP信号采集”指通过网络的途径进行信号源的IP采集;两者的区别在于一个是将桌面投屏，一个是信号采集，传输介质一样，却有本质的区别，前者是客户端将自身桌面当作信号源将控制电脑桌面投屏，后者是服务端主动采集各类IP信号源。目前，绝大部分拼接大屏幕显示系统都具备网络投屏功能，能够在不增加硬件采集卡或接口的情况下直接投射信号源桌面上屏显示，非常实用且节省成本。但是，其缺陷在于当需要增加投屏显示窗口时只能依靠更多的客户端电脑，相当于增加信号源，沒有任何意义。因此，我们设计了基于拼接大屏幕的单信号源分解多窗口的网络投屏方法。

1 网络投屏技术

在拼接大屏幕显示领域，所谓“投屏”显示指在不占用信号采集接口的情况下直接通过网络将计算机、服务器或者网络设备的桌面画面投放到拼接大屏幕显示墙上，这样的方法相当于信号的小屏投大屏，非常方便地将信号展现在大屏幕上，其也是一种独特的大屏幕拼接可视化技术[1]。然而，需要说明的是：在C/S或B/S架构的大屏幕控制系统中，其投屏路径是通过大屏幕控制软件的人机交互界面从其C端（客户端）或B端电脑经网络通道传输到拼接控制器的S端（服务器端）后，在大屏幕上实现显示。图1为拼接大屏幕网络投屏的路径框图。

网络技术的好处在于可以形成互联，因此，可以增设多个C端或B端，实现多个人机交互界面，也可叫“多用户、多鼠标功能”，理论上若网络带宽没有限制，则用户数也没有限制，从而实现了多个不同窗口的画面投屏显示，这就是一般网络投屏技术的原理，其好处在于节省了部分型号采集接口，减少成本，且可以实现控制电脑和信号源的自由转换。劣势在于无法实现用一个客户端控制电脑实现多个不同窗口的画面投屏显示，实用性有限。

2 独有的单信号源分解多窗口投屏技术

基于上述缺陷，我们设计了一种能够将单信号源的多窗口以投屏的方式分别上大屏幕的方案，其基于大屏幕控制软件进行二次开发，包括功能模块增设、系统交互和协同[2]。本方法是业内的独有技术，其利用大屏幕控制系统的虚屏功能，首先将控制客户端所开的窗口设置为虚屏桌面，然后通过网络投屏技术将虚屏窗口传输到大屏进行显示，且能同时传输多个窗口，即将信号源的桌面投屏升级为了将信号源桌面上的窗口分别投屏;其中，所开窗口包括浏览器页面、文件夹、视频播放器、图片等所有能打开的文件窗口。且能实现这些窗口的编辑功能，包括添加窗口、拖放窗口、关闭窗口、预置窗口等。图2为单信号源多窗口分解投屏原理框图。

显然，这种方式类似于将信号源实现了多窗口分解投屏，且可以搭建无线网络通道，实现无线投屏。具体的应用场景有两种，一种是将不同类型的窗口投放到大屏幕上显示，例如文件夹窗、文档窗、视频窗、PPT窗、图片窗、浏览器页面窗等混合上屏显示，即同时可以开文字演示，也可同步开视频解说，且不占用信号采集接口，在会议应用和教育培训中具有实用性;一种是同一类型的窗口，即上述窗口中的多个同一类型窗口，这里需要特别指出，多浏览器窗口的同时上屏显示模式，由于浏览器强大的底层技术，可基于其开发各类应用系统，比如基于浏览器的大数据可视化页面[3];基于浏览器的水务调度系统、警务调度系统、社保信息系统、云数据平台系统......因此，在客户端配置足够高的情况下，可以在减少服务器的配置，大大节省成本。

3 关键硬件配置

综上所述，实现基于拼接大屏幕的单信号源分解多窗口的网络投屏效果，无须增加信号采集卡或接口，也无须额外增加其他硬件设备。但是硬件必须满足两个方面的配置：一是必须在拼接控制器中部署接受网络投屏的网络接收模块，这个比较通用;二是控制电脑（服务器）必须满足带宽要求，这里比较关键，其满足条件的一般性配置如下：

（1）内存：512GB  DDR4  LV  RDIM，单机可扩展插槽;

（2）存储：500G以上即可;

（3）CPU：I5以上（含），一次性投屏窗口越多，对配置要求越高;

（4）网卡：2个千兆网口;

（5）I / O：一般性通用配置。

此外，若需要进行无线投屏，还需增加无线网络模块。设计实现包含许多技术内容及软件底层问题，这里不宜展开论述，今后有机会再做交流。

4 总结

本文设计的基于拼接大屏幕的单信号源分解多窗口的网络投屏方法为业内的独有技术，实用性强，能够减少信号源的部署和信号采集接口，在会议应用和教育培训中具有实用性，能够在呈现上实现视频、图文同步，有效地增强会议体验;还能够在用户的基于浏览器的应用系统和数据可视化呈现中减少服务器部署，大大节省成本。

参考文献

[1]张繁，王章野，吴侃侃，汪飞，徐海波.大屏幕拼接可视化技术的研究进展[J].计算机辅助设计与图形学学报，2016.28（1）：9-15.

[2]刘红，朱传香，张磊.一种基于拼接大屏幕的交互式协同系统[P].中国实用新型专利申请号201020697366.6，2011.09.14.

[3]刘红，刘明，秦迪，罗亮，朱传香，顾伟.（2018）.基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化平台系统设计.信息技术与信息化，No.220（07），77-79.