邊緣融合器
邊緣融合/邊緣融合機(jī)/邊緣融合處理器/邊緣融合器/邊緣融合機(jī)/立體投影/無縫拼接/大屏幕無縫拼接/環(huán)幕/無縫拼接大屏幕/大屏幕拼接系統(tǒng)/大屏幕邊緣融合/邊緣融合大屏幕拼接/大屏幕無縫拼接工程

通過ScreenSplit技術(shù)，畫面被分割成若干塊，在同一時刻，只有畫面改變的部分被送往GPU處理。通常情況下，此項(xiàng)技術(shù)減輕系統(tǒng)處理負(fù)擔(dān)約40%-70%。

通過PixelStorm技術(shù)，構(gòu)成畫面的像素以獨(dú)占方式不受CPU管理直接送入GPU處理，而GPU擁有多達(dá)240個流水處理管線，處理海量數(shù)據(jù)自然游刃有余。此項(xiàng)技術(shù)減輕CPU負(fù)擔(dān)約30%。

現(xiàn)代的CPU，如CORE2，都擁有4個核心，所以，NATFusion家族系列軟件被設(shè)計(jì)成并行計(jì)算程序，在運(yùn)行時需要占用2個核心，以充分利用系統(tǒng)資源，加快處理速度。此項(xiàng)技術(shù)提升處理速度約25%。

“片上緩存”是指CPU和GPU芯片內(nèi)部的高速度緩存，速度是總線系統(tǒng)的200倍，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲系統(tǒng)中最高級別單元。NATFusion家族系列軟件中的核心運(yùn)算全部在片上緩存中進(jìn)行，避免了通過系統(tǒng)總線與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)的瓶頸。此項(xiàng)技術(shù)提升處理速度約30%。

AllDigital處理機(jī)制保證了所有畫面都是非壓縮數(shù)字化的，避免了傳統(tǒng)捕捉卡“數(shù)轉(zhuǎn)模”，再“模轉(zhuǎn)數(shù)”的低級方式，畫面質(zhì)量無可挑剔。

獨(dú)創(chuàng)的Gamma校正技術(shù)是又一核心技術(shù)，可以完美再現(xiàn)大面積純色而無任何色彩差異，尤其是純白色。

SubPixel將每一個像素分解成4×4的陣列，這樣在對齊融合縫的時候可以精確至1/16個像素，從技術(shù)層面上保證融合疊加區(qū)域無重影、無亮度差異

先進(jìn)的采樣技術(shù)可以保證“單像素斜線條”毫無損失的顯示在屏幕中，這對CAD及地圖指揮系統(tǒng)極為有利。對于通過輸入接口輸入的圖像也能達(dá)到完美的平滑效果。

系統(tǒng)功耗可通過參數(shù)調(diào)整至最佳狀態(tài)，以節(jié)省電力消耗

邊緣融合基本概念：多通道投影機(jī)投出的多組圖象經(jīng)過邊緣融合技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)的一整幅圖象，并且顯示出的圖象沒有縫隙更加明亮，清晰，超大，且畫面的效果就像是一臺投影機(jī)投射的畫面。 這種顯示的過程就叫做邊緣融合一、什 么 是 邊 緣 融 合？

 

 

而原有的投影顯示，當(dāng)使用二臺或多臺投影機(jī)組合，投射一幅畫面，就會有一部分影象燈光重疊（如下圖1），而使用邊緣融合機(jī)處理后就能是把二臺投影機(jī)重疊部分通過幾何線性處理，使整幅畫面的亮度達(dá)到一致。實(shí)現(xiàn)多畫面重組為一整幅畫面（如下圖2），盡而滿足社會各界對超大屏幕顯示的無縫處理需求。

融合前 （圖1）

融合后（圖2）

隨著大屏幕顯示、無縫拼接，在中國已經(jīng)被越來越多的展覽館、博物館、政府機(jī)構(gòu)、公司、企事業(yè)單位所接受，從大屏幕公司的產(chǎn)品展示到企業(yè)的發(fā)展歷史與榮譽(yù)，從大屏幕信息會議系統(tǒng)、交通信息管理系統(tǒng)到大型購物場所、展覽館、車站等等的大屏幕消息發(fā)布系統(tǒng)，從商業(yè)運(yùn)營管理到工業(yè)的生產(chǎn)控制。幾乎我們生活中處處都可以看到大屏幕、多屏幕多媒體的展示平臺。但是相對于不同應(yīng)用場所，LED拼接墻以及投影箱體拼接墻始終是由一個一個的背投箱體拼接而成，使得畫面的完整性受到一定的影響。邊緣融合技術(shù)是近年來興起的一個新的無縫拼接技術(shù)，它更好的改善了拼接圖像的視覺效果。

 

二、邊緣融合原理圖

建立在多畫面處理器的基礎(chǔ)之上，將原本有分解的光源，投影到一個屏幕上，實(shí)現(xiàn)一個完整的無縫隙拼接的虛擬圖片。

三、為 什 么 選 用 邊 緣 融 合 技 術(shù)

通常大屏幕均是由多臺投影機(jī)投射的投影畫面拼接而成，由于在多通道投影顯示系統(tǒng)中，每臺投影機(jī)都是相互獨(dú)立的，兩個投影機(jī)所投出的畫面之間會有縫隙。雖然經(jīng)過調(diào)整這個縫隙會變得很小，但對專業(yè)用戶來說，這樣的縫隙也是不能接受的。而且很多通道大屏幕并不是平面的，而是柱狀環(huán)幕或者是球幕，這樣就會在曲面上產(chǎn)生投影變形。所以對于這些大屏幕，不但需要經(jīng)過專業(yè)邊緣融合處理，而且還要經(jīng)過特殊的曲面幾何糾正處理。 為了解決這個問題，就需要用專業(yè)的邊緣融合機(jī)來對多路輸出進(jìn)行處理，最終生成一個完整一體化、無失真的多通道無縫拼接圖像。所以數(shù)字化大屏幕無縫拼接投影顯示技術(shù)將逐步成為實(shí)現(xiàn)這一需求的有效途徑。
??? 由華廈聚業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)的GPU邊緣融合機(jī)，正為解決這一需求而誕生。該技術(shù)可以通過調(diào)整色彩平衡和伽瑪值，使得兩臺或多臺投影機(jī)投射出的圖像無縫地融合拼接在一起，從而使復(fù)雜投影環(huán)境中的多個彼此相鄰的投影圖像平滑無縫地連接，實(shí)現(xiàn)一體化整體顯示圖像。
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四、產(chǎn) 品介 紹
 

任何可以在WINOOWs桌面上出現(xiàn)的窗口或程序都可以以實(shí)時的速度（60幀/秒）校正融合，SoftFusion桌面融合系統(tǒng)融合了WINOOWs。

主要特性：

● 超乎尋常的易用性 任何可以在WINOOWs桌面上出現(xiàn)的窗口或程序都可以以實(shí)時的速度（60幀/秒）校正融合！換句話說就是WINOOWs本身被校正融合了。基于此特性，非專業(yè)客戶在工程完工后也可以自行任意更換其演示內(nèi)容，就像操作普通個人電腦一樣。

● 超乎尋常的生產(chǎn)效率 SoftFusion提供的是直覺式的調(diào)試方法，在投影機(jī)安裝到位的情況先，每個通道的校正只需要15-20分鐘。并且所調(diào)試的參數(shù)可以被保存成工程文件，在以后的項(xiàng)目中可以直接調(diào)用，更快捷。

● 富有彈性的運(yùn)行模式 SoftFusion運(yùn)行模式分為兩種：單機(jī)模式和分布模式。 單機(jī)模式：  SoftFusion追求的目標(biāo)是讓普通電腦即可實(shí)現(xiàn)高端拼接工程，所以就目前市場上最容易買到的主機(jī)而言，單機(jī)模式提供一臺主機(jī)最多6臺投影輸出的能力，6臺投影機(jī)的影像都從一臺主機(jī)獲得，并且演示內(nèi)容也在此主機(jī)中運(yùn)行，所有的一切只需要一臺主機(jī)。  分布模式：  如果需要6臺以上投影輸出則需要分布模式，每臺投影機(jī)從單獨(dú)的主機(jī)上獲取內(nèi)容，理論上可以實(shí)現(xiàn)最多60000臺投影的實(shí)時校正融合，實(shí)際只試驗(yàn)過32臺融合

● 任意曲面直面混合校正 SoftFusion的核心是NVIDIA顯示芯片開發(fā)語言UDAC，利用底層調(diào)用，一套復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型可以在GPU中高速求解?；贜VIDIA GT200系列芯片組擁有240個流水處理器，SoftFusion可以實(shí)現(xiàn)弧面、球面、直面或任意不規(guī)則面的混合校正，且曲面的復(fù)雜程度不影響運(yùn)算速度。只需要一套SoftFusion軟件即可完成目前市場的所有需求，并且軟件本身也與時俱進(jìn)，不斷完善。

● 超高分辨率支持      單主機(jī)模式： 常規(guī)投影機(jī)拼接物理分辨率： 雙通道橫向拼接：1792×768     雙通道縱向拼接：1024×1280 三通道橫向拼接：2560×768     三通道縱向拼接：1024×1792 四通道橫向拼接：3328×768     四通道縱向拼接：1024×2304     四通道2行2列拼接：1792×1280 五通道橫向拼接：4096×768     五通道縱向拼接：1024×2816 六通道橫向拼接：4864×768     六通道縱向拼接：1024×3328     六通道2行3列拼接：2560×1280     六通道3行2列拼接：1792×1792 巴可、科視拼接物理分辨率： 雙通道橫向拼接：2544×1050     雙通道縱向拼接：1400×1844 三通道橫向拼接：3688×1050     三通道縱向拼接：1400×2638 四通道橫向拼接：4832×1050     四通道縱向拼接：1400×3432     四通道2行2列拼接：2544×1844 五通道橫向拼接：暫不支持       五通道縱向拼接：1400×4226 六通道橫向拼接：暫不支持       六通道縱向拼接：1400×5020     六通道2行3列拼接：3688×1844     六通道3行2列拼接：2544×2638 多主機(jī)模式分辨率計(jì)算通用公式（支持任意大分辨率）： 水平拼接：橫向分辨率 1024×通道數(shù)-256×（通道數(shù)-1）      縱向分辨率 768  縱向拼接：橫向分辨率 1024                                                      縱向分辨率 768×通道數(shù)-256×（通道數(shù)-1）雙向拼接：按照上述公式疊加   大屏幕 邊緣融合 投影融合 邊緣融合機(jī) 大屏幕拼接融合 邊緣融合器 桌面融合 投影機(jī)融合 邊緣融合軟件 視頻融合 會議室融合 展覽館融合  大屏幕無縫拼接融合 互動融合 投影融合機(jī) 投影融合器 投影融合軟件

● 徹頭徹尾的顛覆性 一直以來，多投影融合工程的價格一直讓人“心疼”。市場上一臺基于捕捉卡的融合機(jī)的價格都在10萬以上，軟件融合則只能融合視頻，對程序無能為力。并且捕捉卡融合本身也存在理論上的不合理，通過采集卡采集的圖像時經(jīng)過多次數(shù)模轉(zhuǎn)換壓縮，圖像質(zhì)量已經(jīng)損失嚴(yán)重。SoftFusion大大降低了工程費(fèi)用，并且所有圖像都在GPU的片上緩存中運(yùn)算，不涉及數(shù)模壓縮轉(zhuǎn)換，質(zhì)量與價格都具有顛覆性。

● 偉大的摩爾定律 從1965至今摩爾定律仍未失效，硬件性能快速提升，而價格卻不斷下降。SoftFusion運(yùn)行在普通PC電腦之上，無需任何特殊硬件支持，性價比與可維護(hù)、可升級能力不受專業(yè)廠商售后服務(wù)的限制。如需提升性能，最終用戶可自行購買適當(dāng)PC硬件即可。

五、顯示工作原理 
顯卡是負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)圖形最終輸出的重要部件。它從CPU接受顯示數(shù)據(jù)和控制命令，然后將處理過的圖像信號發(fā)送給顯示器。 顯卡本身是一個智能的嵌入式系統(tǒng)，其核心是圖形處理芯片（GPU），負(fù)責(zé)完成大量的圖像運(yùn)算和內(nèi)部控制工作。顯示所需的相關(guān)數(shù)據(jù)存放在顯存中。 本文就顯卡對于圖像的處理和控制過程進(jìn)行介紹。

顯卡處理圖像數(shù)據(jù)的過程 
1、 CPU → 顯卡
CPU將有關(guān)作圖的指令和數(shù)據(jù)通過總線傳送給顯卡。對于現(xiàn)代顯卡，由于需要傳送大量的圖像數(shù)據(jù)，因而顯卡接口在不斷改進(jìn)，從最早的ISA接口到PCI、流行的AGP接口，以及正在普及的PCI-E接口，其數(shù)據(jù)吞吐能力不斷增強(qiáng)。
2、 顯卡內(nèi)部圖像處理 
GPU根據(jù)CPU的要求，完成圖像處理過程，并將最終圖像數(shù)據(jù)保存在顯存中。

3、 最終圖像輸出對于普通顯卡 ，RAMDAC從顯存中讀取圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成模擬信號傳送給顯示器。對于具有數(shù)字輸出接口的顯卡，則直接將數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)字顯示器。

GPU的角色GPU是顯卡的核心部件，它負(fù)責(zé)大量的圖像數(shù)據(jù)運(yùn)算和內(nèi)部的控制工作。 GPU是否強(qiáng)大，直接影響到顯卡圖像加速的性能。它所負(fù)責(zé)的圖像運(yùn)算有：大屏幕 邊緣融合 投影融合 邊緣融合機(jī) 大屏幕拼接融合 邊緣融合器 桌面融合 投影機(jī)融合 邊緣融合軟件 視頻融合 會議室融合 展覽館融合
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• 2D圖像加速：負(fù)責(zé)響應(yīng)系統(tǒng)發(fā)送的GDI命令。
• 3D圖像加速：GPU根據(jù)3D數(shù)據(jù)生成多邊形，并進(jìn)行貼圖/渲染/光照/霧化等計(jì)算，以及Z-Buffer遮擋計(jì)算。在先進(jìn)的GPU中，有多條流水線進(jìn)行3D處理，因而具有強(qiáng)勁的性能。

GPU的加速功能可以通過支持程序打開（例如WINOOWs的DirectX），從而分擔(dān)CPU的計(jì)算工作，提高整臺電腦的性能。若圖形加速功能未打開，則電腦CPU必須承擔(dān)所有圖像生成所需的計(jì)算。 GPU的控制程序存放在顯卡BIOS中，著名顯卡廠商都提供顯卡BIOS數(shù)據(jù)和升級程序。通過刷新顯卡BIOS，可以使顯卡具有更強(qiáng)的處理能力并消除舊版的缺陷。

顯存的作用顯存是顯卡系統(tǒng)的專用內(nèi)存，它里面存放圖像處理所用的中間數(shù)據(jù)和最終數(shù)據(jù)。 經(jīng)過GPU處理后，圖像最終以點(diǎn)陣形式存放在顯存中。對于不同的顯示分辨率和色彩深度，顯卡中的最終顯示數(shù)據(jù)組織格式不同， 不同顯示模式所需的顯存大?。?

顯示分辨率	色彩深度	顯存大小（字節(jié)）
640*480	8bit	300K
640*480	24bit	1.2M
1024*768	24bit	2.034M

為了加快顯示過程，顯存還具有多頁結(jié)構(gòu)，允許顯示其中一個頁面時對另外的頁面進(jìn)行后臺更新，更新完畢后再切換到前臺顯示。 由上表可以看到，最終圖像數(shù)據(jù)對于現(xiàn)代顯卡的顯存（32M、64M甚至更多）僅占很小的一部分。那么多余的顯存用來做什么呢？ 其余的顯存用于圖像中間數(shù)據(jù)存放，包括：2D窗口移動、遮擋數(shù)據(jù)，3D圖形的多邊形數(shù)據(jù)、貼圖材質(zhì)數(shù)據(jù)等，以及GPU計(jì)算的中間結(jié)果等。 
六、色彩空間轉(zhuǎn)換公式 
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在做圖像處理時，我們一般采用的是RGB空間，但是在某些特殊情況下，我們也會用到其他的顏色空間。本文主要介紹一些常見的顏色空間的概念和轉(zhuǎn)換公式。

顏色的實(shí)質(zhì)是一種光波。它的存在是因?yàn)橛腥齻€實(shí)體：光線、被觀察的對象以及觀察者。人眼是把顏色當(dāng)作由被觀察對象吸收或者反射不同波長的光波形成的。例如，當(dāng)在一個晴朗的日子里，我們看到陽光下的某物體呈現(xiàn)紅色時，那是因?yàn)樵撐矬w吸收了其它波長的光，而把紅色波長的光反射到我們?nèi)搜劾锏木壒?。?dāng)然，我們?nèi)搜鬯芨惺艿降闹皇遣ㄩL在可見光范圍內(nèi)的光波信號。當(dāng)各種不同波長的光信號一同進(jìn)入我們的眼睛的某一點(diǎn)時，我們的視覺器官會將它們混合起來，作為一種顏色接受下來。同樣我們在對圖像進(jìn)行顏色處理時，也要進(jìn)行顏色的混合，但我們要遵循一定的規(guī)則，即我們是在不同顏色模式下對顏色進(jìn)行處理的。

1.RGB顏色模式

雖然可見光的波長有一定的范圍，但我們在處理顏色時并不需要將每一種波長的顏色都單獨(dú)表示。因?yàn)樽匀唤缰兴械念伾伎梢杂眉t、綠、藍(lán)(RGB)這三種顏色波長的不同強(qiáng)度組合而得，這就是人們常說的三基色原理。因此，這三種光常被人們稱為三基色或三原色。有時候我們亦稱這三種基色為添加色(Additive Colors)，這是因?yàn)楫?dāng)我們把不同光的波長加到一起的時候，得到的將會是更加明亮的顏色。把三種基色交互重疊，就產(chǎn)生了次混合色：青(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃(Yellow)。這同時也引出了互補(bǔ)色(Complement Colors)的概念?；痛位旌仙潜舜说幕パa(bǔ)色，即彼此之間最不一樣的顏色。例如青色由藍(lán)色和綠色構(gòu)成，而紅色是缺少的一種顏色，因此青色和紅色構(gòu)成了彼此的互補(bǔ)色。在數(shù)字視頻中，對RGB三基色各進(jìn)行8位編碼就構(gòu)成了大約16.7萬種顏色，這就是我們常說的真彩色。順便提一句，電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器都是基于RGB顏色模式來創(chuàng)建其顏色的。

2.Lab顏色模式

Lab顏色是由RGB三基色轉(zhuǎn)換而來的，它是由RGB模式轉(zhuǎn)換為HSB模式和CMYK模式的橋梁。該顏色模式由一個發(fā)光率(Luminance)和兩個顏色(a,b)軸組成。它由顏色軸所構(gòu)成的平面上的環(huán)形線來表示顏色的變化，其中徑向表示色飽和度的變化，自內(nèi)向外，飽和度逐漸增高；圓周方向表示色調(diào)的變化，每個圓周形成一個色環(huán)；而不同的發(fā)光率表示不同的亮度并對應(yīng)不同環(huán)形顏色變化線。它是一種具有“獨(dú)立于設(shè)備”的顏色模式，即不論使用任何一種監(jiān)視器或者打印機(jī)，Lab的顏色不變。

RGB=>Lab

|X| |0.433910 0.376220 0.189860| |R/255| 
|Y| = |0.212649 0.715169 0.072182|*|G/255|
|Z| |0.017756 0.109478 0.872915| |B/255|
L = 116*Y1/3 for Y>0.008856
L = 903.3*Y for Y<=0.008856
a = 500*(f(X)-f(Y))
b = 200*(f(Y)-f(Z))
其中 f(t)=t1/3 for t>0.008856 
f(t)=7.787*t+16/116 for t<=0.0088563.HSB顏色模式

從心理學(xué)的角度來看，顏色有三個要素：色澤(Hue)、飽和度(Saturation)和亮度(Brightness)。HSB顏色模式便是基于人對顏色的心理感受的一種顏色模式。它是由RGB三基色轉(zhuǎn)換為Lab模式，再在Lab模式的基礎(chǔ)上考慮了人對顏色的心理感受這一因素而轉(zhuǎn)換成的。因此這種顏色模式比較符合人的視覺感受，讓人覺得更加直觀一些。它可由底與底對接的兩個圓錐體立體模型來表示，其中軸向表示亮度，自上而下由白變黑；徑向表示色飽和度，自內(nèi)向外逐漸變高；而圓周方向，則表示色調(diào)的變化，形成色環(huán)。

RGB=>HSB

V=max(R,G,B)
S=(V-min(R,G,B))*255/V if V!=0, 0 otherwise 
(G - B)*60/S, if V=R 
H= 180+(B - R)*60/S, if V=G 
240+(R - G)*60/S, if V=B 若 H<0，則 H=H+360 使用上面從 0° 到 360° 變化的公式計(jì)算色調(diào)（ hue）值，確保它們被 2 除后能試用于8位。

4.YUV顏色模式大屏幕 邊緣融合 投影融合 邊緣融合機(jī) 大屏幕拼接融合 邊緣融合器 桌面融合 投影機(jī)融合 邊緣融合軟件 視頻融合 會議室融合 展覽館融合
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這是電視系統(tǒng)中常用的顏色模式，即電視中所謂的分量(Component)信號。該模式由一個亮度信號Y和兩個色差信號U、V組成。它是利用了人眼對亮度信號敏感而對色度信號相對不敏感的特點(diǎn)，邊緣融合將RGB顏色通過亮度信號公式Y(jié)=039R＋050G＋011B轉(zhuǎn)換為一個亮度信號Y和兩個色差分量信號U(R－Y)、V(B－Y)，即對色差信號進(jìn)行了頻帶壓縮。毫無疑問，這是以犧牲信號的質(zhì)量為代價的。

RGB<=>YUVY = 0.299R + 0.587G + 0.114BU = -0.147R - 0.289G + 0.436BV = 0.615R - 0.515G - 0.100BR = Y + 1.14VG = Y - 0.39U - 0.58VB = Y + 2.03U5.CMYK顏色模式

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這是彩色印刷使用的一種顏色模式。邊緣融合它由青(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃(Yellow)和黑(Black)四種顏色組成。其中黑色之所以用K來表示，是為避免和RGB三基色中的藍(lán)色(Blue，用B表示)發(fā)生混淆。該種模式的創(chuàng)建基礎(chǔ)和RGB不同，它不是靠增加光線，而是靠減去光線，因?yàn)楹捅O(jiān)視器或者電視機(jī)不同的是，打印紙不能創(chuàng)建光源，它不會發(fā)射光線，只能吸收和反射光線。因此通過對上述四種顏色的組合，便可以產(chǎn)生可見光譜中的絕大部分顏色了。

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R = (255 - C) * ((255 - K) / 255) 
G = (255 - M) * ((255 - K) / 255) 
B = (255 - Y) * ((255 - K) / 255)