Самый распространённый способ построения полиэкранов (видеостен) из LCD дисплеев (плотность пикселей экрана не менее 44 ppi) основан на передаче цифрового потока видео и аудиоданных с различных источников на мониторы и телевизоры посредством интерфейсов HDMI и DisplayPort.
DisplayPort был разработан, чтобы он был конечным интерфейсом отображения для компьютеров, поэтому он дополняет, а не заменяет HDMI.
У каждого бытового телевизора есть Mainboard плата. На плате располагаются различные разъёмы и этот компонент отвечает за обработку видеосигнала. В профессиональных дисплеях для видеостен применяются специальные Mainboard платы. PCB (абр. Печатной платы) является одновременно приемником и передатчиком сигнала через Displayport к следующим дисплеям, соединенных последовательно по цепочке «Daisy Chain». Поэтому у современных дисплеев для видеостен всегда есть выходной разъем Displayport.
Представьте, что вы начинаете проект, в котором требуется видеостена из ЖК-панелей. Беспрерывность трансляции, быстрая реакция на изменение сценариев и стойкость к ошибкам вашей системы основываются на одном важном аспекте: взаимодействии дисплеев между собой и источником сигнала. Давайте рассмотрим две основные комбинации этого взаимодействия:
Экономия средств: Подключение дисплеев по «Daisy Chain» в разы менее затратно чем «Точка-Точка», так как для коммутации ЖК-панелей между собой достаточно коротких кабелей (не более 1,8 м) и источнику достаточно иметь один видеовыход, что позволяет быть источником любому подключенному компьютеру, ноутбуку или медиаплееру. Отличное решение для проектов небольших видеостен с минимальным бюджетом.
ЧТО О НИХ ВАЖНО ЗНАТЬ:
О КОНТРОЛЛЕРАХ ВНУТРИ ДИСПЛЕЕВ ДЛЯ ВИДЕОСТЕН
ВАРИАНТЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДИСПЛЕЕВ В ЕДИНЫЙ ЭКРАН
ПРЕИМУЩЕСТВА:
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ПУТИ
Пропускная способность. У HDMI она от 4,9 до 48 Гбит/с. У DisplayPort — в пределах 21,6–64,82 Гбит/с в зависимости от версии. Это значит, что каждый интерфейс может поддерживать видео разрешения вплоть до 10К (HDMI) и 12К (DisplayPort). У DisplayPort этот показатель выше, чем у HDMI, так как канал передачи данных шире.
«Точка-точка»: эта топология включает в себя подключение каждой ЖК-панели непосредственно к видеоконтроллеру (источнику видеосигнала), используя отдельный кабель для каждой панели. Больше дисплеев-больше выходов должно быть в контроллере и больше кабелей придется укладывать, что бывает довольно затруднительно. Но несмотря на это данная вариация имеет ряд преимуществ:
Частота обновления картинки. HDMI ограничен частотой в 60Гц, а DisplayPort в 240Гц (на 240 Гц DisplayPort может передавать видео только в формате не выше FHD).
Совместимость. Если источник оснащен выходным интерфейсом Displayport, а в принимающем экране есть только входной интерфейс HDMI, то с помощью стандартного переходника Displayport-HDMI или кабеля вы сможете передать сигнал без потери качества, если же наоборот вы имеете выходной HDMI и входной Displayport, то сигнал можно передать только с помощью активных переходников HDMI-DisplayPort
Многопоточный режим. HDMI может связаться только с одним устройством вывода. DisplayPort имеет существенное преимущество в этом, поскольку может соединить до 6 мониторов одновременно, что и используется разработчиками контроллеров для LCD модулей с тонкой рамкой.
Длина кабеля. Чем короче кабель, тем больше разрешение передаваемого изображения. Видеосигнал максимального разрешения без потери качества можно передать на 10 метров по HDMI и на 3 метра по DisplayPort кабелю.
Увеличить длину кабеля и не потерять качество можно при помощи специальных усилителей, встраиваемых в кабель. Также можно использовать оптоволоконные провода, тогда длина кабеля может достигать сотни метров.
За обработку и масштабирование видеосигнала разрешением до 4K отвечает встроенный процессор. Чем он мощнее, тем быстрее скорость обработки сигнала, плавный показ видео без артефактов, задержек и дефектов. Чтобы построить видеостену из дисплеев в портретной ориентации, Mainbord должен обладать функцией поворота изображения на 90 градусов.
Программное обеспечение платы позволяет задать положение дисплея в видеостене по вертикали и горизонтали (ряд, строка,) указать общее количество дисплеев и конфигурацию видеостены. Таким образом части изображения или видео распределяются по дисплеям и масштабируются. Важно понимать, что работу по приему или передачи контента высокого разрешения должны поддерживать все устройства
Устойчивость к ошибке: в результате двухточечного соединения, если одна ЖК-панель выйдет из строя, только требования на этой панели пострадают. Остальная часть видеостены остается неприкосновенной.
Переключение: «Точка-точка» обеспечивает необходимую пропускную способность и минимальную задержку, так как каждая панель взаимодействует непосредственно с контроллером.
Производительность: обеспечивает максимальное разрешение каждой панели без потери качества.
Гибкость: С двухточечным соединением у вас есть беспрецедентная гибкость при настройке ваших видеостен. Это не зависит от количества сегментов, предоставляя вам творческую свободу для проектирования вашего дисплея так, как вы считаете нужным.
Стоимость: Высокая производительность и гибкость данной топологии имеет соответствующую высокую стоимость из-за большого количества кабелей и портов в видеокартах источника.
Гирляндное подключение (Daisy Chain): В отличие от подключения «Точка-Точка» Гирляндное включает подключение ЖК-панелей последовательно. От Источника (АРМ, ноутбук, медиаплеер, тонкий клиент) видеосигнал передается к входу одного из дисплеев. Это может быть как HDMI, так и DisplayPort интерфейс. DP выход этого дисплея (обычно первым в цепи выбирают верхний или нижний крайний левый дисплей в видеостене) соединяется с DP входом соседнего дисплея, и так по «Z»-цепочке ЖК-панели подключаются между собой.
Упрощенная коммутация: Кабель-менеджмент сводится к прокладке всего одного кабеля от источника до видеостены
Разрешение: имеет ограничения, связанные с физическим разрешением дисплеев (а это FHD), а также с возможностями Mainbord ЖК-панели. Например, для видеостены 2х2 максимальное разрешение 3840х2160. Потеря разрешения возможна при использовании данной топологии в полиэкранах от 16 дисплеев и выше. Так же следует учитывать, что передача видеосигнала при таком типе подключения не может быть синхронной и при трансляции видеоконтента высокого качества могут быть видны задержки изображения.
Устойчивость к ошибке: Выход одной панели из строя приведет к потери видеосигнала у всех следующих в цепочке дисплеев, что недопустимо на объектах критической инфраструктуры
Так как же выбрать между двумя конкурирующими топологиями? Выбор в итоге зависит от того, как выглядит ваш проект и какие факторы важны.
Двухточечное соединение следует предпочесть, если для вас наиболее важными условиями являются устойчивость к ошибкам, максимальная разрешение и гибкость. Начальные затраты могут быть выше, но преимущества, которые оно предлагает в плане производительности и адаптации, могут их перевесить.
С другой стороны, если вы стремитесь минимизировать затраты на подключение, использовать стандартную конфигурацию «Daisy Chain» может стать прагматичным выбором. Так же можно использовать гибридный способ подключения, предусматривающий соединение дисплеев в сегменты из видеостен 2х2, подключенных по «Daisy Chain», а сами сегменты подключаются к видеоконтроллеру напрямую по топологии «Точка-Точка»
