CN107948632A - 一种三维虚拟显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维虚拟显示系统，属于LED显示技术领域，该三维虚拟显示系统包括LED显示屏、监控计算机和显示控制器，显示控制器包括前面板和后面板，后面板设置有与监控计算机通信连接的监控接口，输入视频信号的视频输入接口和向LED显示屏输出显示数据的数据输出口，前面板设置有对监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏，对显示控制器进行参数设置和显示的参数显示屏，以及操作按键和旋转按钮。该显示系统可将二维和三维信号播放融为一体，显示控制器增设扩展显示屏、减少功能操作键，可以进行分屏设置，提高了使用的直观性、安全性和操作的便捷性，还具有通用性、扩展性强的技术优势。

Description

一种三维虚拟显示系统

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，特别是涉及一种基于LED显示屏的三维虚拟显示系统。

背景技术

现有技术条件下，通过LED显示屏进行三维虚拟显示时，通常是显示控制器连接监控计算机，播放的视频信号也存放在监控计算机上，这样监控计算机既要对视频信号进行播放，又要对显示控制器进行参数设置。特别是当需要进行参数设置时，就不能通过监控计算机实时监视视频信号的播放情况。

另外，随着LED显示屏的体积规格越来越大、分辨率也越来越高，在控制一个超大规格的LED显示屏时，往往一个显示控制器难以整体性的向整个LED显示屏输出显示数据。

为此，需要提供一种能够解决上述技术问题的虚拟显示控制系统。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种三维虚拟显示系统，解决现有技术中显控系统不能将二维和三维视频信号播放进行统一集成、不能进行扩展显示、不能灵活支持大尺寸LED显示屏统一显示的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种三维虚拟显示系统，包括LED显示屏、监控计算机以及与LED显示屏和监控计算机通信互连的显示控制器，所述显示控制器包括前面板和后面板，所述后面板设置有电源插座，所述前面板包括电源开关，所述前面板还设置有对所述监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏，对所述显示控制器进行参数设置和显示的参数显示屏，以及操作按键和旋转按钮。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述视频信号包括二维视频信号和三维视频信号，所述操作按键包括直接用于选择确认播放所述二维视频信号的二维选择键，以及直接用于切换所述三维视频信号格式的左右格式选择键、上下格式选择键和左右反向选择键。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述后面板设置有与红外发射器相连的通信接口，所述红外发射器在所述显示控制器播放所述三维视频信号时同步向三维眼镜发出红外切换信号。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述后面板的所述数据输出口包括两路端口，其中，当一路端口不能满足所述LED显示屏整屏显示时，所述两路端口分别对应向所述LED显示屏的两个分屏输出显示数据。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述两个分屏为上下分屏或左右分屏。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述后面板还设置有转接输出所述视频信号的视频输出接口。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述LED显示屏至少由两个级联的所述显示控制器进行控制显示，其中，后一个所述显示控制器的所述视频输入接口与前一个所述显示控制器的所述视频输出接口对应相连。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述LED显示屏至少有两个分屏分别由所述级联的所述显示控制器进行控制显示。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述参数显示屏显示多个参数项，转动所述旋转按钮选择一个所述参数项后，按下所述旋转按钮则确认选中进入所述参数项设置状态，所述操作按键包括返回键，所述返回键临近所述旋转按钮设置，按返回键后则退出所述参数项设置状态。

在本发明三维虚拟显示系统的另一实施例中，所述参数显示屏的参数项包括输入参数设置项、输出参数设置项、三维视频设置项、系统参数设置项、屏体参数设置项和/或图像参数设置项。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种三维虚拟显示系统，其中的显示控制器包括前面板和后面板，后面板设置有电源插座，与监控计算机通信连接的监控接口，输入视频信号的视频输入接口和向LED显示屏输出显示数据的数据输出口，前面板包括电源开关，前面板还设置有对监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏，对显示控制器进行参数设置和显示的参数显示屏，以及操作按键和旋转按钮。该显示控制器将二维和三维信号播放融为一体，将输入视频信号处理与LED屏显示控制有机结合，减少了体积尺寸，增设扩展显示屏、减少功能操作键，可以进行分屏设置，提高了使用的直观性、安全性和操作的便捷性，还具有通用性、扩展性强的技术优势。

附图说明

图1是本发明三维虚拟显示系统一实施例中的显示控制器的前面板示意图；

图2是本发明三维虚拟显示系统另一实施例中的显示控制器的后面板示意图；

图3是本发明三维虚拟显示系统另一实施例中的显示控制器的内部组成框图；

图4是本发明三维虚拟显示系统另一实施例的屏幕拼接示意图；

图5是本发明三维虚拟显示系统另一实施例的屏幕拼接示意图；

图6是本发明三维虚拟显示系统另一实施例的显示控制器级联示意图；

图7是本发明三维虚拟显示系统另一实施例的屏幕拼接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。

在本发明三维虚拟显示系统一优选实施例中，包括LED显示屏、监控计算机以及与LED显示屏和监控计算机通信互连的显示控制器。

参考图1、图2和图3，在本发明三维虚拟显示系统的优选实施例中，显示控制器包括前面板11和后面板12，后面板12设置有电源插座127，与监控计算机通信连接的监控接口124，输入视频信号的视频输入接口122和向LED显示屏输出显示数据的数据输出口121，前面板包括电源开关115。

进一步优选的，前面板11还设置有对监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏111，对控制器进行参数设置和显示的参数显示屏112，以及操作按键114和旋转按钮113。

这里，扩展显示屏111是通过与监控计算机通信连接的视频输入接口122将监控计算机的显示界面能够在扩展显示屏111上进行显示。由此，监控计算机就可以有两个显示器，一个是监控计算机自带的监视器，另一个就是本显示控制器实施例所设置的扩展显示屏111。这样，监控计算机在播放视频和进行参数设置时，就可以分屏显示，例如通过扩展显示屏111可以实时播放视频，由此监测视频播放情况，而对显示控制器进行参数设置的显示界面则在监控计算机本身的监视器上进行设置。解决了现有技术中需要在监控计算机的监视器上进行切换的问题，并且也有利于实时监测设置参数后，扩展显示屏111显示的内容与LED显示屏显示内容的差异，及时调整修改参数。而在一些野外环境安装调试时，也可以通过该扩展显示屏111替代监控计算机的监视器。优选的，视频输入接口122为DVI(DigitalVisual Interface)接口。

优选的，扩展显示屏111为小尺寸彩色液晶LCD显示屏，例如是4英寸至4.8英寸屏，也有小到3.2英寸屏，或者有3.5英寸屏、9.8英寸屏、4.0英寸屏、7.8英寸屏。这些小尺寸显示屏的分辨率可以做到与LED显示屏的分辨率相同，例如有240×320、320×480、640×960、640×1136、1024×768、2048×1536、1920×1080、2560×1440、2560×1600、480×800、720×1280、768×1280等各种规格的液晶LCD显示屏。

通过图3可以进一步看出，从视频输入接口122输入的视频信号进入视频处理模块131，该视频处理模块131一方面将视频信号通过扩展显示屏111进行播放，另一方面完成对视频信号的处理，主要是根据输入视频信号的规格特点转换为适于LED显示屏播放的显示数据。例如，当输入的视频信号的分辨率较大时则进行裁剪以适应分辨率较小的LED显示屏，或者当输入的视频信号的分辨率较小时则进行扩充以适应分辨率较大的LED显示屏，特别是随着LED显示屏尺寸越来越大、分辨率越来越高的情况下，很有必要对视频信号进行各种非标准化的转换(主要是LED显示屏非标准化而造成的)。

进一步的，在视频处理模块131中还可以有针对性的处理不同格式的三维视频，例如三维视频有左右格式和上下格式，那么视频处理模块131就根据设置选择的三维视频格式进行处理，使得该显示控制器能够兼容多种三维视频格式。另外，视频处理模块131还能对输入的二维视频信号向三维视频信号进行实时转换，满足输入二维视频信号输出三维视频信号的需要。当然，也可以对输入的二维视频信号不进行三维转换，而仅仅进行缩放处理，输出的仍然是二维视频信号，这种情况下该显示控制器属于播放二维视频，因此能够兼容二维视频播放。

并且，进一步的，在该显示控制器内部还包括处理器132和视频输出模块133，在处理器132的控制下，将视频处理模块131转换处理后适于LED显示屏播放的视频信号传输给视频输出模块133，视频输出模块133主要是完成对LED显示屏各个显示单元的显示数据的发送。因此，该显示控制器一体化集成了视频处理功能和LED显示播放数据转换功能，将现有技术中需要两台设备才能完成的功能在一个设备中就可以实现，实现了集约化。

还可以看出，图3中的监控接口124与处理器132相连，可以通过监控计算机向显示控制器进行参数设置。优选的，监控接口124为USB接口。

进一步优选的，还可以在前面板上设置有同步向三维眼镜发出红外切换信号的红外发射口，以及接收红外遥控信号的红外接收口。当LED显示屏播放三维视频时，需要同步向观众佩戴的三维眼镜发送红外切换信号，使得三维眼镜能够与播放的三维视频的显示同步，由此才能产生三维视频效果。现有技术中是采用单独的红外发射器发射红外切换信号，本优选实施例则进行了集成，使得红外切换信号与视频输出模块发送显示数据同步起来。设置红外接口，则可以使得对该显示控制器能够通过遥控器进行遥控控制。

另外，在显示控制器的前面板还设置有参数显示屏112，以及操作按键114和旋转按钮113。可以通过操作按键114和旋转按钮113，方便快捷的对显示控制器进行参数设置，参数显示屏112显示相关参数值及设置过程。

优选的，图1中的参数显示屏112可以显示多个参数项，对这些参数项选择和确认可以通过旋转按钮113进行操作，转动旋转按钮113选择一个参数项后，按下该旋转按钮113则确认选中，并进入该参数项设置状态。其中，旋转按钮113实现了两种功能，即选择和确认，通过转动在参数显示屏112显示的各个参数项之间进行循环选择，选择后按下该按钮就选择了该参数项并进入到设置状态。另外，操作按键114包括返回键，该返回键临近旋转按钮113设置，按返回键后则退出参数项设置状态。

由此可见，通过这种布局设置参数显示屏112、旋转按钮113和返回键，可以使得对参数项的选择、进入设置、退出设置非常简洁灵活，单手即可完成操作。

进一步优选的，由监控计算机输入的视频信号包括二维视频信号和三维视频信号，操作按键114包括直接用于选择确认播放二维视频信号的二维选择键，以及直接用于切换三维视频信号格式的左右格式选择键、上下格式选择键和左右反向选择键。

这里对输入的视频信号和操作按键进行了进一步限定。可以看出本发明显示控制器既可以用于播放二维视频信号，此时通过按二维选择键就可以直接切换到二维视频信号播放状态。当用于播放三维视频信号时，则可以根据三维视频信号的格式特点，也直接通过相应的按键就可以选择切换，其中，左右格式选择键用于选择三维视频信号是左右帧叠加的三维视频信号，而上下格式选择键用于选择三维视频信号是上下帧叠加的三维视频信号。而左右反向选择键，主要是针对左右帧叠加的三维视频信号进行左右帧选择切换，也是起到快速切换的目的。由此可见，在该显示控制器的前面板上设置的按键具有快捷键的特点，可以根据输入视频信号的类型通过快捷按键直接选择切换，具有效率高、使用简便的优点，对于操控人员要求低。

优选的，图2中后面板12设置有与红外发射器相连的通信接口126，红外发射器在显示控制器播放三维视频信号时同步向三维眼镜发出红外切换信号。这是由LED显示屏播放三维视频信号所需的，主要是针对主动快门式三维视频播放模式，主动快门式三维视频播放主要是通过提高画面的刷新率来实现三维视频效果的，通过把图像按帧一分为二，形成对应左眼和右眼的两组画面(如左右帧或上下帧)，连续交替显示出来，同时红外发射器将同步控制快门式三维眼镜的左右镜片开关，使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面，从而呈现出三维效果。

进一步的，通过图2可以看出，在后面板12的数据输出口121包括两路端口，即图2中显示有两个数据输出口121。其中，当一路端口不能满足LED显示屏整屏显示时，这两路端口分别对应向LED显示屏的两个分屏输出显示数据。因此，这两个数据输出口121并不是并列的关系，而是在其中一路端口不能满足LED显示屏整屏播放时，可以通过另一路补充进行播放，并且这两路端口可以灵活进行组合。优选的，数据输出口121包括多个以太网口，如图2中显示每一个数据输出口包括8个以太网口。

例如，当LED显示屏的满屏分辨率是1920×1200时，由数据输出口121的一路端口的最大满足支持的分辨率是1920×1080，因此还有剩余的像素点1920×120需要由数据输出口121的另一路端口输出显示数据进行显示。可以看出，此时LED显示屏被分割成两个上下组合的分屏，上面的分屏是1920×1080，下面的分屏是1920×120，也可以是上面的分屏是1920×120，下面的分屏是1920×1080，或者进行均等分屏，例如两个分屏都是1920×600。这种情况下，就需要根据具体分屏的特点进行参数设置，以使得数据输出口121的两路端口能够与对应的分屏的像素数一致起来。图4进一步显示了这种上下分屏的示意图，其中LED显示屏21被均分或非均分为上分屏211和下分屏212。图5进一步显示了左右分屏的示意图，其中LED显示屏31被均分或非均分为左分屏311和右分屏312。

针对这种分屏进行显示数据输出的情况，需要对根据分屏情况进行输出参数设置。

优选的，可以先设置LED屏的整体屏的尺寸，即整屏的像素，如上面的LED显示屏的整屏的分辨率是1920×1200。然后，确定该LED屏的分屏方式，如左右分屏还是上下分屏。优选的，左右分屏时可以将左屏对应为A屏，右屏对应为B屏，上下分屏时可以将上屏对应为A屏，下屏对应为B屏。有了这种默认分屏结构后，如果分屏方式是上下分屏方式，则如果A屏的分辨率设置为1920×1080，则B屏可以直接得到是1920×120，因此不必再对B屏的分辨率进行设置。

进一步优选的，在实际的应用中，例如为了调试、检测使用，也可以对两个分屏的相对位置进行设置。即对上述A屏和B屏的起始坐标进行设置，该起始坐标优选为显示屏的左上角为起始坐标点，如A屏的起始坐标A(x，y)对应为(0，0)，其中x轴为横向轴，y轴为纵向轴，则B屏的起始坐标B(x，y)对应为(0，1080)。这种情况正好是两个分屏拼接为一个整屏。实际应用测试中还可以自定义两个分屏的起始坐标，例如A屏的起始坐标A(x，y)对应为(0，0)，而B屏的起始坐标B(x，y)对应为(0，1081)，当显示时，则有坐标(0，1080)所对应的这一行的像素在显示时就没有显示数据向其输出，由此可以检验该行显示是否受控。另外，也可以将A屏的起始坐标A(x，y)对应为(0，0)，而B屏的起始坐标B(x，y)对应为(0，1079)，当显示时，则有坐标(0，1079)所对应的这一行的像素在显示时就存在显示重叠的问题，由此可以检验该行显示是否受控。

优选的，如图2和图3所示，后面板还设置有转接输出视频信号的视频输出接口123。优选的，该视频输出口123也是DVI接口，或者有另外规格的HDMI接口125也作为视频输出使用。这里，视频输出接口123主要是用于显示控制器级联使用，目的是为解决当一个显示控制器不能满足一个超大LED显示屏的显示数据输出需求时，可以通过将显示控制器级联而加以解决，即LED显示屏至少由两个级联的显示控制器进行控制显示，其中，后一个显示控制器的视频输入接口与前一个显示控制器的视频输出接口对应相连。

参考图6，这里监控计算机的通过视频连接线142接入前一个显示控制器，即第一显示控制器的后面板12A的视频输入接口122，然后又通过视频连接线142把后一个显示控制器，即第二显示控制器的后面板12B的视频输入接口122与第一显示控制器的后面板12A的视频输出接口123对应相连起来。这里，第二显示控制器的后面板12B的视频输出接口123没有进一步向下级联，如果级联下去的话，参照第一显示控制器与第二显示控制器的级联方式。

按照图6的这种应用，LED显示屏至少有两个分屏分别由级联的显示控制器进行控制显示。也就是说，当有两个或两个以上的显示控制器进行级联来实现对LED显示屏的显示控制时，那么对这个LED显示屏至少有两个分屏输出显示数据。

如图7所示，整个LED显示屏41可以分成4个分屏，分别对应分屏411、412、413、414，当用两个显示控制器进行控制显示时，可以是第一显示控制器对应控制显示分屏411和412，第二显示控制器对应控制显示分屏413和414，也可以是第一显示控制器对应控制显示分屏411和413，第二显示控制器对应控制显示分屏412和414。

在实际应用中，还也可以有三个分屏的情况，第一显示控制器对应其中的两个分屏，如左右方式，第二显示控制器对应第三个分屏，该分屏可以和前两个分屏以上下方式进行组合。当然，针对这种三分屏的情况，也可以是第一显示控制器对应其中的两个分屏，如上下方式，第二显示控制器对应第三个分屏，该分屏可以和前两个分屏以左右方式进行组合。

进一步的，在这种多台显示控制器级联实现对一个LED显示屏进行显示控制时，需要对每台显示控制器所控制显示的分屏的像素尺寸及坐标起始位置进行设置，由此才能确保整个LED显示屏不会出现不显示的地方或者重叠显示的地方。另外，通过这种方式也保证了整个LED显示屏播放画面的统一性，使得LED显示屏的尺寸的扩展不受限制。

进一步优选的，为了实现上述各种功能设置，图1中的参数显示屏112可以设置的的参数项包括：输入参数设置项、输出参数设置项、三维视频设置项、系统参数设置项、屏体参数设置项和/或图像参数设置项。其中，输入参数设置项可以对输入的视频信号的格式、接口进行选择设置；输出参数设置项主要包括拼接设置，即对级联的显示控制器的数量进行设置，如最大设置可以级联的台数为4台，可以对整体LED屏的像素大小进行设置，可以对分屏的拼接方式(如上下分屏、左右分屏)、像素大小、位置坐标进行设置；三维视频设置项主要是针对三维视频信号特点进行的设置，包括三维视频格式(如左右帧格式、上下帧格式或者其他三维视频格式)、三维眼镜的延时参数设置、左右反向设置(主要是针对左右帧格式的三维视频信号，可以通过左右反向调整，满足这种格式三维视频播放的快速调整)；系统参数设置项主要包括显示的语言，如中文或英文，按键加锁设置、显示时间设置、设备版本号等进行设置；屏体参数设置项主要是针对LED显示屏进行参数设置；图像参数设置项主要是针对视频图像格式进行选择设置。

进一步优选的，图1中的前面板设置有红外接收器，红外接收器接收对显示控制器进行遥控操作的红外遥控信号。

进一步优选的，前面板或后面板设置有指纹识别开关，通过该指纹识别开关可以提高该显示控制器的安全性，可以将特定用户的指纹输入到该显示控制器中，通过指纹识别后才能操控该显示控制器。

进一步优选的，该显示控制器还包括网络接口，网络接口接入监控计算机或者接入互联网络。由此可以对该显示控制器进行远控操作。

进一步优选的，该显示控制器还包括蓝牙接口，通过蓝牙接口接入蓝牙控制信号实现对显示控制器的蓝牙操控。

进一步优选的，该显示控制器还包括加密模块，加密模块预置有操控密码，通过面板输入的密码与内置的操控密码一致时才能对显示控制器进行操作。另外，操控密码还可以设置为具有时效性，当超过该时效后密码失效，这时可以通过上述网络接口接入互联网，实现远程设置解密和设置密码等操作。

因此，通过上述本发明三维虚拟显示系统实施例，其中的显示控制器包括前面板和后面板，后面板设置有电源插座，与监控计算机通信连接的监控接口，输入视频信号的视频输入接口和向LED显示屏输出显示数据的数据输出口，前面板包括电源开关，前面板还设置有对监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏，对显示控制器进行参数设置和显示的参数显示屏，以及操作按键和旋转按钮。该显示控制器将二维和三维信号播放融为一体，将输入视频信号处理与LED屏显示控制有机结合，减少了体积尺寸，增设扩展显示屏、减少功能操作键，可以进行分屏设置，提高了使用的直观性、安全性和操作的便捷性，还具有通用性、扩展性强的技术优势。

以上该仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三维虚拟显示系统，包括LED显示屏、监控计算机以及与所述LED显示屏和监控计算机通信互连的显示控制器，所述显示控制器包括前面板和后面板，所述后面板设置有电源插座，所述前面板包括电源开关，其特征在于，

所述显示控制器的后面板设置有与所述监控计算机通信连接的监控接口，输入视频信号的视频输入接口和向所述LED显示屏输出显示数据的数据输出口；

所述前面板还设置有对所述监控计算机进行扩展显示的扩展显示屏，对所述显示控制器进行参数设置和显示的参数显示屏，以及操作按键和旋转按钮。

2.根据权利要求1所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述视频信号包括二维视频信号和三维视频信号，所述操作按键包括直接用于选择确认播放所述二维视频信号的二维选择键，以及直接用于切换所述三维视频信号格式的左右格式选择键、上下格式选择键和左右反向选择键。

3.根据权利要求2所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述后面板设置有与红外发射器相连的通信接口，所述红外发射器在所述显示控制器播放所述三维视频信号时同步向三维眼镜发出红外切换信号。

4.根据权利要求1所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述后面板的所述数据输出口包括两路端口，其中，当一路端口不能满足所述LED显示屏整屏显示时，所述两路端口分别对应向所述LED显示屏的两个分屏输出显示数据。

5.根据权利要求4所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述两个分屏为上下分屏或左右分屏。

6.根据权利要求1所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述后面板还设置有转接输出所述视频信号的视频输出接口。

7.根据权利要求6所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述LED显示屏至少由两个级联的所述显示控制器进行控制显示，其中，后一个所述显示控制器的所述视频输入接口与前一个所述显示控制器的所述视频输出接口对应相连。

8.根据权利要求7所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述LED显示屏至少有两个分屏分别由所述级联的所述显示控制器进行控制显示。

9.根据权利要求1至8任一项所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述参数显示屏显示多个参数项，转动所述旋转按钮选择一个所述参数项后，按下所述旋转按钮则确认选中并进入所述参数项设置状态，所述操作按键包括返回键，所述返回键临近所述旋转按钮设置，按返回键后则退出所述参数项设置状态。

10.根据权利要求9所述的三维虚拟显示系统，其特征在于，所述参数显示屏的参数项包括输入参数设置项、输出参数设置项、三维视频设置项、系统参数设置项、屏体参数设置项和/或图像参数设置项。