Matrox多屏显示卡及特殊显示卡概览

    显示卡（图形加速卡）领域，随着技术水平的日趋更新，专业化越来越强，大家常见的显卡多是针对家用、普通商用、图形设计应用等各种档次的产品。而在高端、特殊应用领域，多屏显示、多屏拼接、高分辨率显示、立体显示、高清显示、医学影像显示等新名词已经逐渐为越来越多的专业人员所熟悉和应用。下面，我们就对这些产品、技术、市场作一些概要性的分析，希望能对这些应用领域的专业人员有所帮助。

    在概述此类产品之前，我们不得不先简单介绍一下加拿大matrox公司。Matrox公司的产品涵盖三个领域：图形卡公司（Matrox Graphics）、图像卡公司（Matrox Imaging）和视频公司（Matrox Video）。

    其中，matrox图形卡公司有着30年的历史，一直致力于产品技术的更新，尤其在多屏显示领域是业界的领头羊，最早将双屏显示概念推向市场并不断从应用角度完善，并随后推出了三屏环视显示技术，在这个过程中，matrox在四屏显示、多屏显示产品方面不断完善，而后又推出了一些列针对特殊应用领域的显示产品。在这个历程中，之所以matrox公司能步步领先，是因为他对图形处理核心技术的掌握以及多屏显示技术的充分理解，每一个新产品的推出都是最新技术的成果；相对matrox而言，很多其他品牌的多屏产品多为使用过时技术而应用价值不高，或者使用第三方硬件为基础研发，造成因硬件（图形芯片）水平不高而导致性能、功能上的瓶颈。

一、普通多屏应用
对于桌面系统来说，越来越多的使用人员会感觉到信息量的增长需求已经超过了单台显示器所能容纳的范围，而用两台机器做一件事情不现实，或者即使是两件事情放在两台机器上面处理也浪费资源、使用不方便。于是，越来越多的应用领域会开始追求一套系统上安装两个或更多的显示器以扩展自己的工作桌面（desktop）使得能在同一时间看到更多的信息或做更多的事情（使用多个应用程序）。在这样的应用中，有以下的解决方案可以选择：
1、两屏方案：

这是典型的扩展模式的应用，目的是增加显示信息量。

局部放大功能对于设计人员来讲，是非常方便的工具，避免的反复缩放操作的烦琐，在修改图片时大大提高效率。

DVDMax功能可以在第二个屏（接电视机）上显示全屏的视频。对于家用或者非编系统会有意义。

TV-out功能可以将需要的内容输出到电视机

双屏克隆功能可以使两个显示器显示一样的内容。

2、三屏方案：

三屏的环视效果可以更大地增加桌面显示内容。

也可以将第三个屏接电视机，应用于非编工作站。

3、四屏或更多屏方案

在很多应用中，需要使用者同时间看到很多不同信息，还要处理，不能漏掉重要信息，因此不能用切换窗口的方法解决，多屏的方案是很好的解决办法（独立模式应用）。甚至，可以做到更多屏，而操作者只需用一台机器、一个键盘、一只鼠标。

对于只用一个应用程序的使用者来讲，信息量的增加倍数是惊人的（扩展模式应用）。

通过一套系统内多卡配合的灵活方案，可以通过独立模式、扩展模式的组合设置，实现在一套系统内根据应用需求增加部分应用程序的显示信息量，同时也能做到部分屏幕的旋转、克隆等功能。使方案更加贴近使用者的需要。

二、多屏拼接类应用

1、 普通多屏拼接显示

普通拼接的应用领域很广泛，适用于需要监控显示大量图文信息的应用，如在金融和能源贸易行业、公共信息显示、电视墙、物流配送控制中心、航空运输控制中心（空管）、航班等交通信息显示、数字菜单显示、进程控制中心、医学影像显示、电力行业（如电厂、水电站、供电局等电力监控）、安全应急控制中心（如110报警指挥中心、道路监控中心、消防指挥中心）等。

屏幕可以旋转，以适应特殊方案。 可以设置屏幕显示内容一样的克隆模式。

可以设置为扩展的屏幕。 可以支持电视输出的拼接。

2、 投影无缝拼接（边缘融合edge-blending）

随着大型展示市场需求的增长，投影的无缝拼接技术越来越受到用户的欢迎，广泛应用于大型展示、会场、虚拟实验室等环境。投影拼接方案的目的有两个：

一，增加屏幕尺寸使其达到数倍于单屏投影的最大尺寸；
二，在这个尺寸上面显示更多、更精细的内容。在这两个目的实现的基础上，将因拼接而产生的接缝（黑缝或重叠亮线）消去。

边缘融合无缝拼接的实现需要两个步骤：
第一步，边缘叠加（edge overlapping），将相邻屏幕的拼接部分作部分的重叠处理；
第二步，边缘叠加部分的消隐（edge feathering），叠加部分会比周围的亮度高，通过消隐去处拼接缝。

边缘叠加（edge overlapping）示意

边缘消隐（edge feathering）示意

传统的解决办法有几种（以三屏3x1拼接为例）：
其一，将标准的VGA信号复制成三个输出（通过类似分屏器的转换装置）然后输入三台投影仪，每台投影仪只输出显示其中大约三分之一信息，然后适当叠加拼起来，再消隐。此方案可以在较低投入的基础上实现无缝拼接，但将大大降低分辨率，它的实质是将普通的VGA信号强行拉大，拼接后的分辨率非常低，每行像素只能达到1000点左右。

其二，使用外置的边缘融合机。
融合机的功能是将三个屏幕的内容作部分叠加处理并消隐输出。此方案是现在比较多应用的方案，但缺点有二：一，需要针对每个应用软件做分屏、叠加功能的开发，客户应用非常局限；二，成本很高，融合机一般价格都以数十万计。

其三，也就是我们现在在推荐的，使用专业的matrox叠加输出卡组成的系统，直接输出经过硬件叠加处理后的三屏输出信号至带有融合消隐功能的投影仪。实施非常简单，每屏输出的分辨率（实际可以显示的信息量）可以达到现有投影仪的极限，假如投影仪设置为1024x768输出的话，拼接后每行像素可达3000左右（减去叠加部分像素）。而且，客户的使用不受软件开发的限制，甚至可以不需要开发任何应用软件，使用通用软件就可以了。

3、大型背投拼接墙
在一些需要超大屏幕、并且需要分辨率比较高的应用领域，可以采用背投拼接墙方案，将背投箱体进行堆叠矩阵拼接。
如果是4个屏以内的简单方案（2x1、3x1、4x1或2x2），使用普通的matrox多屏卡即可达到比较好的效果（包括多媒体性能），可使用matrox Parhelia系列或QID系列的显示卡。

超过4个屏，如果对多媒体没有太高要求，只是普通图文信息的显示，则可选择matrox G450MMS系列的多屏显示卡进行拼接（一机多卡）。
但是，假如需要多路的视频或VGA信号输入，并在输出时需要回放多个输入的视频或VGA信号且需要窗口叠加的话，就需要选择专业的多路输入、多路输出的背投拼接卡（matrox VPX或PPX系列卡）。

三、分散多屏显示、集中控制应用

在公共信息显示应用领域，往往屏幕不需要堆叠拼接在一起，多屏幕被分配在不同的地方，根据需要或显示同样内容或显示不同内容，考虑到管理因素，又需要采用尽量少的主机。Matrox多屏卡所提供的丰富、灵活的功能为这样的需求提供了非常好的解决方案。

采用matrox多屏卡，可实现一机管理多片卡，最高支持单机输出16路信号，这些输出信号可以根据需要设置成多个窗口（windows），每个窗口可以由单屏幕或多屏幕（2x1、3x1、2x2、3x2等扩展模式）组成，可以选择部分窗口的克隆模式（显示同样内容）、旋转模式（竖屏显示），每个窗口或显示输出可以设置不同的分辨率。Matrox提供的完善、灵活的驱动可以使集成工程的软件开发人员在开发控制程序时方便地管理每个窗口的显示内容。

四、特殊显示应用
1、空管系统应用
在空管（空中交通管制）领域，管理（控制）者需要精确地看到航班飞行的准确状况，且不能忽视其中任何信息。在空管的主要监控设备中，会使用2048x2048（2kx2k，400万像素）的显示模式，matrox ATC（Air Traffic Control）卡能很好地支持这种显示模式。

除此以外，matrox为支持apple的30寸高分辨液晶显示器而推出的另一款卡DL256能提供2560x1600分辨率（400万像素）的显示方案为空管领域应用提供了一个廉价高性能的解决方案。此方案对于ATM（Air Traffic Management，空中交通管理）也非常有意义，对于航班计划、管理、控制人员来说，管理更大量的信息有利于工作效率的提高。

2、 立体显示

在人工智能、勘探、侦察等高端领域，我们可以提供立体显示的解决方案。

3、 超高或特殊分辨率应用
在一些特殊领域（如勘探、GIS地理信息系统、电路设计、广告设计以及其他需要显示大量信息的应用领域），或者由于特殊显示设备的要求，会有一些特殊的或者超高的分辨率需求，我们现有产品可以提供如下分辨率支持：
3840x2400（900万像素），配合IBM推出的900万像素显示器。
2560x1600（400万像素），配合apple 30” Cinema Display显示器。
2048x2048（400万像素），配合空管专用的显示器。
1920x1200（230万像素），配合apple 23” Cinema Display显示器。
1680x1050（170万像素），配合apple 20” Cinema Display显示器。

4、 同步仿真应用（虚拟现实）

应用领域：
- 大尺寸的拼接屏幕墙
- 多屏幕的驾驶模拟（飞行、航海驾驶训练）
- 在跨多个系统、多显示卡的复杂分布式渲染系统中保持每个屏幕的显示同步

5、 医学影像应用
在医学诊断、研究中，现代医学影像技术的应用日趋普及，针对这些应用，我们有不同档次的显示方案供选择，提供1M、1.3M、2M、3M、5M等以及创新的4M（2560x1600）、9M（3840x2400）方案。