詳解冬奧會(huì)開(kāi)閉幕式超級(jí)巨屏背后的拼控方案

冰雪盛會(huì)綻放，匯聚世界目光。國(guó)家體育館鳥(niǎo)巢地面巨型LED屏，精彩奪目。

    整個(gè)顯示系統(tǒng)11626㎡，使用安全性能極高的4備份顯示，搭載AI、裸眼3D、5G、8K技術(shù)，總像素達(dá)4億，相當(dāng)于16塊4K顯示屏，10萬(wàn)張接收卡帶載;

    史無(wú)前例的超級(jí)巨屏，萬(wàn)眾矚目的世界級(jí)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)其背后的拼控、控制系統(tǒng)，提出了最嚴(yán)苛的要求：

    1.必須以極其簡(jiǎn)潔的構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)超大分辨率同步播放

    2.必須確保顯示屏0風(fēng)險(xiǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，萬(wàn)無(wú)一失

    為滿足此要求，諾瓦圍繞下面4點(diǎn)展開(kāi)：

    一、極簡(jiǎn)的16K拼控方案

    整個(gè)地屏，采用了諾瓦最新的全鏈路超級(jí)顯控解決方案。

    該方案高度集成了視頻拼接處理與信號(hào)發(fā)送功能，16K高清畫(huà)面高精度同步輸出，僅用16臺(tái)超級(jí)拼控，即實(shí)現(xiàn)了巨幅異形屏幕的拼控。

    加上冰立方、瀑布屏、雪花屏，共計(jì)使用24臺(tái)超級(jí)拼控，即完成了傳統(tǒng)“拼接+發(fā)送”近600臺(tái)設(shè)備才能完成的工作。無(wú)論是設(shè)備數(shù)量、連線數(shù)量，都下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

    這一創(chuàng)新，極大地精簡(jiǎn)了系統(tǒng)架構(gòu)，將系統(tǒng)穩(wěn)定性提升到了全新高度。

系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)比示意圖

    二、像素點(diǎn)級(jí)冗余熱備份

    為確�，F(xiàn)場(chǎng)顯示萬(wàn)無(wú)一失，諾瓦從垂直和水平兩個(gè)方向，對(duì)LED像素點(diǎn)進(jìn)行冗余熱備份。

    傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式，圖像僅點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示，如果像素?zé)酎c(diǎn)出現(xiàn)故障，則畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)，影響畫(huà)面呈現(xiàn)。

    本項(xiàng)目的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)方式則不同。

    垂直方向，左右相鄰兩個(gè)像素?zé)酎c(diǎn)，連接驅(qū)動(dòng)芯片不同驅(qū)動(dòng)通道。

    兩個(gè)像素?zé)酎c(diǎn)同時(shí)顯示同一畫(huà)面，且左右互相備份。如果單個(gè)像素?zé)酎c(diǎn)出現(xiàn)故障，不影響整體畫(huà)面呈現(xiàn)。

    水平方向上，兩張接收卡，同時(shí)驅(qū)動(dòng)上下相鄰的兩行像素?zé)酎c(diǎn)，顯示同樣內(nèi)容，上下互相備份。如果單張接收卡出現(xiàn)故障，不影響整體畫(huà)面呈現(xiàn)。

    這樣在垂直和水平方向上的四重像素點(diǎn)備份，讓現(xiàn)場(chǎng)顯示安全系數(shù)增加4倍。

方案對(duì)比示意圖

    三、4機(jī)冗余，16重備份方案

    在顯示控制方面，通過(guò)前端拼控和后端接收卡相互配合：每個(gè)箱體均采用雙接收卡備份設(shè)計(jì)，分為“主、備、主環(huán)、備環(huán)”4路網(wǎng)口，4個(gè)網(wǎng)口均在同時(shí)工作，實(shí)時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。

    當(dāng)主卡主網(wǎng)口輸入異常時(shí)，另外三路信號(hào)按照優(yōu)先級(jí)迅速替換，整個(gè)切換時(shí)間控制在us級(jí)別，確保顯示屏在顯示上不會(huì)出現(xiàn)任何異�，F(xiàn)象。

    接收卡的主、 備、 主環(huán)、 備環(huán)接口分別連接4臺(tái)拼控，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的多機(jī)備份，滿足了相互獨(dú)立、互不干涉的原則，杜絕了備份機(jī)制失效的風(fēng)險(xiǎn)。

方案示意圖

    在拼控端我們還采用了主、備輸入源冗余備份及場(chǎng)景冗余設(shè)計(jì)，且各路切換過(guò)程支持無(wú)縫無(wú)感切換，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜顯示系統(tǒng)的流暢、安全、可靠運(yùn)行目標(biāo)。

    諾瓦通過(guò)極簡(jiǎn)的16K拼控方案、像素級(jí)冗余熱備份方案、4機(jī)冗余16重備份方案，確保了超級(jí)地屏和現(xiàn)場(chǎng)所有顯示屏的穩(wěn)定與精彩。

系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

    四、研發(fā)階段雙清零

    以航天工程標(biāo)準(zhǔn)做系統(tǒng)

    總導(dǎo)演張藝謀曾對(duì)冬奧開(kāi)幕式項(xiàng)目總負(fù)責(zé)航天大道提出要求：你們負(fù)責(zé)成敗，我們負(fù)責(zé)精彩。而顯示屏的穩(wěn)定與可靠，是開(kāi)閉幕式成功與精彩的基礎(chǔ)。

    為了確保顯示屏的穩(wěn)定可靠，除了在短時(shí)間完成大量定制化需求與產(chǎn)品功能創(chuàng)新外，諾瓦以航天工程的超高標(biāo)準(zhǔn)要求自己，在LED顯示拼控領(lǐng)域，積累了寶貴的產(chǎn)品、技術(shù)與工程經(jīng)驗(yàn)。

    例如，在研發(fā)階段，諾瓦踐行航天大道的“技術(shù)清零、管理清零” 雙清零標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)守雙清零五大原則，對(duì)于問(wèn)題，堅(jiān)持"定位準(zhǔn)確、機(jī)理清楚、問(wèn)題復(fù)現(xiàn)、措施有效、舉一反三" 。

    我們搭建全天候運(yùn)行的系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，按比例真實(shí)模擬、還原鳥(niǎo)巢現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境，進(jìn)行功能性、穩(wěn)定性以及顯示效果測(cè)試，在研發(fā)階段隨時(shí)執(zhí)行雙清零，確保項(xiàng)目萬(wàn)無(wú)一失。

    正是通過(guò)前期高標(biāo)準(zhǔn)化的充分測(cè)試，嚴(yán)苛的環(huán)境驗(yàn)證，諾瓦方案在奧組委屏體第一次驗(yàn)收中就獲得通過(guò)。

冬奧精彩綻放，項(xiàng)目圓滿落幕，諾瓦的方案，經(jīng)受住了現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)。

    諾瓦亦收獲了可復(fù)用的航天級(jí)高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)與工程經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)化成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與能力，為未來(lái)更多項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，提供有力支撐!