李厚恩 余里程 廖耀隆

摘 要：当前的大屏幕技术主要为LED屏幕技术，这类显示与投影技术在实际应用中美感不足，且光源亮度较高，时间一久，使用者眼部会产生刺痛感。本文首先分析了整合多种可视化技术的大屏幕展示系统设计，其次阐述了整合多种可视化技术的大屏幕展示系统应用，最后总结了全文。

关键词：资源整合；可视化技术；大屏幕展示

中图分类号：TN873；TP391.41 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）04-0048-03

Design and Application of Large Screen Display System Integrating Various

Visualization Technologies

LI Houen，YU Licheng，LIAO Yaolong

（Shenzhen Power Supply Bureau Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）

Abstract：The current large screen technology is mainly LED screen technology. This kind of display and projection technology is not enough in practical application，and the brightness of the light source is high，for a long time，users will have a tingling sensation in the eyes. Firstly，this paper analyses the design of large screen display system which integrates many technologies，secondly，it expounds the application of large screen display system which integrates various visualization technologies，and finally summarizes the full text.

Keywords：resource integration；visualization technology；large screen display

0 引 言

由于单个LED发光面较窄，且大规模集成在线路板上，会组建成一个较大的发光源，使得热量大面积积累，进而击穿电路板，影响大屏幕展示系统的使用质量。受到不可抗拒原因与因素的影响，会导致LED显示管损坏，若长时间运行则会导致LED屏幕产生盲点，应用效果不佳。本文主要研究整合多种可视化技术的大屏幕展示系统设计与应用，详细阐述如下。

1 整合多种可视化技术的大屏幕展示系统设计

1.1 系统设计

1.1.1 硬件系统

（1）投影反射系统。为保障大屏幕展示系统的美观性与统一性，需要解决背投投影空间狭小的问题。因此，需要强化背投投影反射系统的应用。投影反射系统是由进口金属加工材料制作而成，具备结构美观、使用便捷、承重量大的特点，可依据投影距離，设置不同的投影结构[1]。（2）背投硬幕属于一种丙酸树脂木，屏幕内部的光学式结构比较精密，借助特殊的光学漫射层，可保障画面、色彩，提升系统对图像的解析度，以此实现屏幕亮度的增加，提升光源利用效率，保障屏幕图像的清晰度。（3）DLP投影机。借助数字处理技术可实现影像信号处理，并将其投影在屏幕上。本系统的DLP技术应用的是美国德州仪器公司开发的DMD技术，属于一种可视数字信息显示技术，DLP系统主要分为单片DLP系统、双片DLP系统、三片DLP系统，属于大屏幕展示系统未来发展的主流技术。（4）红外触摸技术。应用Windows7多点触摸技术，可构建红外触摸屏，提升人机交互的便捷性，使用者用2个手指，就能够实现图片旋转、图片缩小、图片放大[2]。

1.1.2 操作方式设计

为实现人机交互，展示不同的内容，本新系统设置了两种距离的触摸操作，主要包括：

（1）远距离手势操作：1）使用者站立在屏幕前方脚印位置，就可开展手势操作。2）液面切换。左右挥动手臂，可实现翻页操作。3）定位光标。通过移动手臂，可实现光标移动控制。4）点击。实现光标定位后，移动手指，就可实现定位恢复，实现点击。

（2）激光遥指操作：使用者借助遥指触摸笔，能够用红外激光点替代人的手指，以此实现远距离虚拟触摸操作[2]。本文系统配置了专门的红外激光笔，并在屏幕前方安装摄像头，将大屏幕纳入到取景范围内，以此实现图像识别，使用者站在大屏幕前就可开展相关操作。

1.1.3 软件算法

图像采集装置能够将人手运动的手势动作收集到专门的控制软件内，精准识别人手动作与人手状态。依据人手不同动作，执行不同操作，以此实现人机交互。

用图像采集装置能够获取人手状态及运动序列图像，实现图像智能识别，构建几何投影技术，借助软件与各类算法，实现人机交互。

软件算法由初始定位、操作处理、激光光点识别、光点定位精准定位光点触摸位置，以此开展交互操作。

1.1.4 总控制系统设计

总控系统工作流程如图1所示，可实现设备使用寿命的延长，节省电能，应用效果显著。

1.2 手势操作

1.2.1 手势识别原理

在大屏幕上方安装两个广角摄像头，且摄像头镜面对准地面，操作者站在摄像头与地面之间，通过摆动手臂，就可实现大屏幕内光标定位。在大屏幕检测到光标位置后，通过快速蜷缩、伸展可实现光标点击，如图2所示。

1.2.2 手势定位

每个摄像头主要负责用户手部图像采集，通过获取用户之间的二维图像位置坐标，在透视投影模型的支持下，将指尖成像点与地面之间的坐标位置求解出来。将摄像头位置、地面坐标视作一条直线，系统总计2条直线，两条直线交互，则能够将指尖空间坐标求解出来，以此获取指尖空间做标与屏幕二维码做标[3]。通过将物理做标转换为专门的逻辑坐标，可求解出手指指向屏幕的实际坐标，以此实现大屏幕的精准定位。

1.2.3 手势控制鼠标

用户通过手指指向屏幕，通过上下、左右移动手臂，就可实现鼠标移动控制。在鼠标达到指定位置后，用户通过弯曲食指、或伸开食指，可实现鼠标点击目的。借助指尖检测算法，图像可检测手指指尖是否存在，若用户在短时间内弯曲并伸开食指，系统则自动判定为点击动作。

1.3 软件展示

1.3.1 软件功能

本系统以电子书架作为管理单位，以组织结构的形式，将其存放在硬盘上。电子书架内建设多个电子书，设置不同的页面，可包含文字、图片、语音、视频等资料，储存在各自文件夹内，实现不同多媒体信息展示。软件可实现前后翻页、目录选页、电子书连接、语音播放、视频点播、自动翻页、循环播放、音乐选择、遥控链接[4]等功能。

1.3.2 翻页效果

若人眼前某一图像不存在，视像在人眼视网膜上可停留0.1～0.4s。电影胶片一般以24格/秒匀速转动，进而呈现一系列的静态画面，促使使用者产生一种连续的视觉假象，以此保障动感的逼真性与连续性[5]。本系统的翻页效果，能够实现页面更换，插入不同的画面，为使用者提供真实的动画效果。

2 整合多种可视化技术的大屏幕展示系统应用——以企业级运营监控系统需求为例

整合多种可视化技术的大屏幕展示系统设计，可提升系统的互动性与友好性，提供各类新奇的操作方式，最大限度提升观众的观看兴趣。以主配网电网为例，系统应用分析如下。

2.1 日指标监控

根据指标体系，部分指标需要每日进行监控，以便及时发现企业运营中存在的问题，并及时进行响应，为各级管理层提供相应的信息支撑。将日监控指标按照相应业务领域分板块进行展示，如安全生产域的当前电网安全运行天数、当前生效电网风险、今日施工作业风险、昨日电网最高负荷、今天故障停电、今日计划停电等；如基建域的进度计划完成率、物资到货计划完成率；如物资域的整体供应进度预警，红灯超期数量。

2.2 月指标监控

提供月度指标监控功能，根据指标体系，部分指标无需每日关注，可按月度发布，为企业运营提供决策依据。如安全生产域的紧急/重大缺陷消缺及时率、预试计划完成率、停电计划执行率、两票合格率、计划停电实际转供电率等；投资计划域的投资完成率、投产完成率、资金支付数、新增固定资产数；基建域的关键质量抽检合格率、变更占预备费比例、资金计划完成率、项目结算结余率、人身死亡人数、人身重伤人数、安全事故起数、安全事件起数；物资域的物资供应计划完成率、采购集中度、资金支付完成率、闲置物资再利用率、库存周转率。

2.3 全局运营监控

将深圳供电局各部门各层级关注的关键指标信息、月报指标信息、个性专题指标信息以及电网公司关键指标信息，按照不同维度的组合方式，通过大数据分析、三维可视化等前沿技术，实现多维度的展示深圳电网的运营情况。

3 结 论

综上所述，整合多种可视化技术，在此基础上开展大屏幕展示系统设计，不需要改装屏幕、可避免接触物无法识别情况的出现，能够实现虚拟触摸，不会开展畸形校正，只需要一维图像数据，经过简单的计算，就可获取相应的数据，实现各项技术，应用效果显著，值得推广应用。

参考文献：

[1] 张沛沛.基于WPF的多屏幕拼接系统及其核心技术的研究与设计 [D].北京：北京工业大学，2014.

[2] 李建新，郭星，刘政怡，等.大屏幕多媒体互动展示系统设计 [J].计算机技术与发展，2012，22（10）：246-249.

[3] 李建新.大屏幕多媒体互动展示系统实现技术与设计 [D].合肥：安徽大学，2012.

[4] 张小翠.基于拼接大屏的教学资源展示系统设计与实现 [D].成都：四川師范大学，2012.

[5] 余扬.信息技术环境下初中几何问题解决教学模式研究 [D].长春：东北师范大学，2009.

作者简介：李厚恩（1990.04-），男，汉族，广东汕头人，工程师，本科，研究方向：信息技术。