Matrox多屏顯示卡及特殊顯示卡概覽

    顯示卡（圖形加速卡）領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平的日趨更新，專業(yè)化越來(lái)越強(qiáng)，大家常見(jiàn)的顯卡多是針對(duì)家用、普通商用、圖形設(shè)計(jì)應(yīng)用等各種檔次的產(chǎn)品。而在高端、特殊應(yīng)用領(lǐng)域，多屏顯示、多屏拼接、高分辨率顯示、立體顯示、高清顯示、醫(yī)學(xué)影像顯示等新名詞已經(jīng)逐漸為越來(lái)越多的專業(yè)人員所熟悉和應(yīng)用。下面，我們就對(duì)這些產(chǎn)品、技術(shù)、市場(chǎng)作一些概要性的分析，希望能對(duì)這些應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)人員有所幫助。

    在概述此類產(chǎn)品之前，我們不得不先簡(jiǎn)單介紹一下加拿大matrox公司。Matrox公司的產(chǎn)品涵蓋三個(gè)領(lǐng)域：圖形卡公司（Matrox Graphics）、圖像卡公司（Matrox Imaging）和視頻公司（Matrox Video）。

    其中，matrox圖形卡公司有著30年的歷史，一直致力于產(chǎn)品技術(shù)的更新，尤其在多屏顯示領(lǐng)域是業(yè)界的領(lǐng)頭羊，最早將雙屏顯示概念推向市場(chǎng)并不斷從應(yīng)用角度完善，并隨后推出了三屏環(huán)視顯示技術(shù)，在這個(gè)過(guò)程中，matrox在四屏顯示、多屏顯示產(chǎn)品方面不斷完善，而后又推出了一些列針對(duì)特殊應(yīng)用領(lǐng)域的顯示產(chǎn)品。在這個(gè)歷程中，之所以matrox公司能步步領(lǐng)先，是因?yàn)樗麑?duì)圖形處理核心技術(shù)的掌握以及多屏顯示技術(shù)的充分理解，每一個(gè)新產(chǎn)品的推出都是最新技術(shù)的成果；相對(duì)matrox而言，很多其他品牌的多屏產(chǎn)品多為使用過(guò)時(shí)技術(shù)而應(yīng)用價(jià)值不高，或者使用第三方硬件為基礎(chǔ)研發(fā)，造成因硬件（圖形芯片）水平不高而導(dǎo)致性能、功能上的瓶頸。

一、普通多屏應(yīng)用
對(duì)于桌面系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的使用人員會(huì)感覺(jué)到信息量的增長(zhǎng)需求已經(jīng)超過(guò)了單臺(tái)顯示器所能容納的范圍，而用兩臺(tái)機(jī)器做一件事情不現(xiàn)實(shí)，或者即使是兩件事情放在兩臺(tái)機(jī)器上面處理也浪費(fèi)資源、使用不方便。于是，越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)開(kāi)始追求一套系統(tǒng)上安裝兩個(gè)或更多的顯示器以擴(kuò)展自己的工作桌面（desktop）使得能在同一時(shí)間看到更多的信息或做更多的事情（使用多個(gè)應(yīng)用程序）。在這樣的應(yīng)用中，有以下的解決方案可以選擇：
1、兩屏方案：

這是典型的擴(kuò)展模式的應(yīng)用，目的是增加顯示信息量。

局部放大功能對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)講，是非常方便的工具，避免的反復(fù)縮放操作的煩瑣，在修改圖片時(shí)大大提高效率。

DVDMax功能可以在第二個(gè)屏（接電視機(jī)）上顯示全屏的視頻。對(duì)于家用或者非編系統(tǒng)會(huì)有意義。

TV-out功能可以將需要的內(nèi)容輸出到電視機(jī)

雙屏克隆功能可以使兩個(gè)顯示器顯示一樣的內(nèi)容。

2、三屏方案：

三屏的環(huán)視效果可以更大地增加桌面顯示內(nèi)容。

也可以將第三個(gè)屏接電視機(jī)，應(yīng)用于非編工作站。

3、四屏或更多屏方案

在很多應(yīng)用中，需要使用者同時(shí)間看到很多不同信息，還要處理，不能漏掉重要信息，因此不能用切換窗口的方法解決，多屏的方案是很好的解決辦法（獨(dú)立模式應(yīng)用）。甚至，可以做到更多屏，而操作者只需用一臺(tái)機(jī)器、一個(gè)鍵盤(pán)、一只鼠標(biāo)。

對(duì)于只用一個(gè)應(yīng)用程序的使用者來(lái)講，信息量的增加倍數(shù)是驚人的（擴(kuò)展模式應(yīng)用）。

通過(guò)一套系統(tǒng)內(nèi)多卡配合的靈活方案，可以通過(guò)獨(dú)立模式、擴(kuò)展模式的組合設(shè)置，實(shí)現(xiàn)在一套系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)應(yīng)用需求增加部分應(yīng)用程序的顯示信息量，同時(shí)也能做到部分屏幕的旋轉(zhuǎn)、克隆等功能。使方案更加貼近使用者的需要。

二、多屏拼接類應(yīng)用

1、 普通多屏拼接顯示

普通拼接的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，適用于需要監(jiān)控顯示大量圖文信息的應(yīng)用，如在金融和能源貿(mào)易行業(yè)、公共信息顯示、電視墻、物流配送控制中心、航空運(yùn)輸控制中心（空管）、航班等交通信息顯示、數(shù)字菜單顯示、進(jìn)程控制中心、醫(yī)學(xué)影像顯示、電力行業(yè)（如電廠、水電站、供電局等電力監(jiān)控）、安全應(yīng)急控制中心（如110報(bào)警指揮中心、道路監(jiān)控中心、消防指揮中心）等。

屏幕可以旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)特殊方案。 可以設(shè)置屏幕顯示內(nèi)容一樣的克隆模式。

可以設(shè)置為擴(kuò)展的屏幕。 可以支持電視輸出的拼接。

2、 投影無(wú)縫拼接（邊緣融合edge-blending）

隨著大型展示市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，投影的無(wú)縫拼接技術(shù)越來(lái)越受到用戶的歡迎，廣泛應(yīng)用于大型展示、會(huì)場(chǎng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境。投影拼接方案的目的有兩個(gè)：

一，增加屏幕尺寸使其達(dá)到數(shù)倍于單屏投影的最大尺寸；
二，在這個(gè)尺寸上面顯示更多、更精細(xì)的內(nèi)容。在這兩個(gè)目的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，將因拼接而產(chǎn)生的接縫（黑縫或重疊亮線）消去。

邊緣融合無(wú)縫拼接的實(shí)現(xiàn)需要兩個(gè)步驟：
第一步，邊緣疊加（edge overlapping），將相鄰屏幕的拼接部分作部分的重疊處理；
第二步，邊緣疊加部分的消隱（edge feathering），疊加部分會(huì)比周?chē)�的亮度高，通過(guò)消隱去處拼接縫。

邊緣疊加（edge overlapping）示意

邊緣消隱（edge feathering）示意

傳統(tǒng)的解決辦法有幾種（以三屏3x1拼接為例）：
其一，將標(biāo)準(zhǔn)的VGA信號(hào)復(fù)制成三個(gè)輸出（通過(guò)類似分屏器的轉(zhuǎn)換裝置）然后輸入三臺(tái)投影儀，每臺(tái)投影儀只輸出顯示其中大約三分之一信息，然后適當(dāng)疊加拼起來(lái)，再消隱。此方案可以在較低投入的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接，但將大大降低分辨率，它的實(shí)質(zhì)是將普通的VGA信號(hào)強(qiáng)行拉大，拼接后的分辨率非常低，每行像素只能達(dá)到1000點(diǎn)左右。

其二，使用外置的邊緣融合機(jī)。
融合機(jī)的功能是將三個(gè)屏幕的內(nèi)容作部分疊加處理并消隱輸出。此方案是現(xiàn)在比較多應(yīng)用的方案，但缺點(diǎn)有二：一，需要針對(duì)每個(gè)應(yīng)用軟件做分屏、疊加功能的開(kāi)發(fā)，客戶應(yīng)用非常局限；二，成本很高，融合機(jī)一般價(jià)格都以數(shù)十萬(wàn)計(jì)。

其三，也就是我們現(xiàn)在在推薦的，使用專業(yè)的matrox疊加輸出卡組成的系統(tǒng)，直接輸出經(jīng)過(guò)硬件疊加處理后的三屏輸出信號(hào)至帶有融合消隱功能的投影儀。實(shí)施非常簡(jiǎn)單，每屏輸出的分辨率（實(shí)際可以顯示的信息量）可以達(dá)到現(xiàn)有投影儀的極限，假如投影儀設(shè)置為1024x768輸出的話，拼接后每行像素可達(dá)3000左右（減去疊加部分像素）。而且，客戶的使用不受軟件開(kāi)發(fā)的限制，甚至可以不需要開(kāi)發(fā)任何應(yīng)用軟件，使用通用軟件就可以了。

3、大型背投拼接墻
在一些需要超大屏幕、并且需要分辨率比較高的應(yīng)用領(lǐng)域，可以采用背投拼接墻方案，將背投箱體進(jìn)行堆疊矩陣拼接。
如果是4個(gè)屏以內(nèi)的簡(jiǎn)單方案（2x1、3x1、4x1或2x2），使用普通的matrox多屏卡即可達(dá)到比較好的效果（包括多媒體性能），可使用matrox Parhelia系列或QID系列的顯示卡。

超過(guò)4個(gè)屏，如果對(duì)多媒體沒(méi)有太高要求，只是普通圖文信息的顯示，則可選擇matrox G450MMS系列的多屏顯示卡進(jìn)行拼接（一機(jī)多卡）。
但是，假如需要多路的視頻或VGA信號(hào)輸入，并在輸出時(shí)需要回放多個(gè)輸入的視頻或VGA信號(hào)且需要窗口疊加的話，就需要選擇專業(yè)的多路輸入、多路輸出的背投拼接卡（matrox VPX或PPX系列卡）。

三、分散多屏顯示、集中控制應(yīng)用

在公共信息顯示應(yīng)用領(lǐng)域，往往屏幕不需要堆疊拼接在一起，多屏幕被分配在不同的地方，根據(jù)需要或顯示同樣內(nèi)容或顯示不同內(nèi)容，考慮到管理因素，又需要采用盡量少的主機(jī)。Matrox多屏卡所提供的豐富、靈活的功能為這樣的需求提供了非常好的解決方案。

采用matrox多屏卡，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)管理多片卡，最高支持單機(jī)輸出16路信號(hào)，這些輸出信號(hào)可以根據(jù)需要設(shè)置成多個(gè)窗口（windows），每個(gè)窗口可以由單屏幕或多屏幕（2x1、3x1、2x2、3x2等擴(kuò)展模式）組成，可以選擇部分窗口的克隆模式（顯示同樣內(nèi)容）、旋轉(zhuǎn)模式（豎屏顯示），每個(gè)窗口或顯示輸出可以設(shè)置不同的分辨率。Matrox提供的完善、靈活的驅(qū)動(dòng)可以使集成工程的軟件開(kāi)發(fā)人員在開(kāi)發(fā)控制程序時(shí)方便地管理每個(gè)窗口的顯示內(nèi)容。

四、特殊顯示應(yīng)用
1、空管系統(tǒng)應(yīng)用
在空管（空中交通管制）領(lǐng)域，管理（控制）者需要精確地看到航班飛行的準(zhǔn)確狀況，且不能忽視其中任何信息。在空管的主要監(jiān)控設(shè)備中，會(huì)使用2048x2048（2kx2k，400萬(wàn)像素）的顯示模式，matrox ATC（Air Traffic Control）卡能很好地支持這種顯示模式。

除此以外，matrox為支持apple的30寸高分辨液晶顯示器而推出的另一款卡DL256能提供2560x1600分辨率（400萬(wàn)像素）的顯示方案為空管領(lǐng)域應(yīng)用提供了一個(gè)廉價(jià)高性能的解決方案。此方案對(duì)于ATM（Air Traffic Management，空中交通管理）也非常有意義，對(duì)于航班計(jì)劃、管理、控制人員來(lái)說(shuō)，管理更大量的信息有利于工作效率的提高。

2、 立體顯示

在人工智能、勘探、偵察等高端領(lǐng)域，我們可以提供立體顯示的解決方案。

3、 超高或特殊分辨率應(yīng)用
在一些特殊領(lǐng)域（如勘探、GIS地理信息系統(tǒng)、電路設(shè)計(jì)、廣告設(shè)計(jì)以及其他需要顯示大量信息的應(yīng)用領(lǐng)域），或者由于特殊顯示設(shè)備的要求，會(huì)有一些特殊的或者超高的分辨率需求，我們現(xiàn)有產(chǎn)品可以提供如下分辨率支持：
3840x2400（900萬(wàn)像素），配合IBM推出的900萬(wàn)像素顯示器。
2560x1600（400萬(wàn)像素），配合apple 30” Cinema Display顯示器。
2048x2048（400萬(wàn)像素），配合空管專用的顯示器。
1920x1200（230萬(wàn)像素），配合apple 23” Cinema Display顯示器。
1680x1050（170萬(wàn)像素），配合apple 20” Cinema Display顯示器。

4、 同步仿真應(yīng)用（虛擬現(xiàn)實(shí)）

應(yīng)用領(lǐng)域：
- 大尺寸的拼接屏幕墻
- 多屏幕的駕駛模擬（飛行、航海駕駛訓(xùn)練）
- 在跨多個(gè)系統(tǒng)、多顯示卡的復(fù)雜分布式渲染系統(tǒng)中保持每個(gè)屏幕的顯示同步

5、 醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用
在醫(yī)學(xué)診斷、研究中，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的應(yīng)用日趨普及，針對(duì)這些應(yīng)用，我們有不同檔次的顯示方案供選擇，提供1M、1.3M、2M、3M、5M等以及創(chuàng)新的4M（2560x1600）、9M（3840x2400）方案。