第一部分 可视化相关功能需求
MegaWall系统功能
传统的多通道大屏幕无缝拼接投影系统通常仅局限于虚拟仿真程序的应用，但是随着技术的发展和应用需求的推进，MegaWall系统不仅可以用于虚拟仿真和可视化领域，系统采用硬件融合区域切分和如象边缘融合，同时还可以满足各种计算机应用，任何计算机信号均可实现智能化边缘融合，任何 windows应用软件均可实现智能融合，甚至如Powerpoint、Word、Photoshop、3D建模软件或多媒体教学软件，windows应用窗口可以在全屏幕范围内随意打开、移动、切换，整个多通道投影屏幕就像一个巨型显示器一样。人机操作交互可以随心所欲。，任您随意操作应用。如下应用：
- 虚拟现实 视景仿真 可视化程序等大屏幕无缝一体化投影显示
- 指挥控制中心无缝大屏幕显示
- 仿真中心大屏幕视频会议功能
- 仿真可视化应用程序
- 一体化windows 窗口界面
- 全屏幕画中画，任意窗口全屏幕移动拖拽
模拟仿真中的可视化
可视化概念产生于 80年代末，其基于含义为“以图形、图像的方式展示研究对象的各种性质，以达到人对研究对象的快速、直观地洞察和理解的目的”。可视化的理论基础来自于生理学和心理学，研究表明，人脑的60％以上与视觉相关，人对图像的理解是最快速、最准确的。与枯燥的数据相比，可视化使人们理解数据的效率大大提高。90年代，投影技术的成熟使这一领域进入群体可视化时代。所谓群体可视化，即多个决策者共同对一个研究对象进行交互式可视化，从而从不同角度修订决策，使之达到最优。仿真可视化是可视化技术的一个极为重要的应用方面，反过来，可视化也是仿真的重要手段之一，在诸如汽车碰撞有限元计算这类应用中，可视化几乎是必须采用的手段。观代投影技术可以把可视化效果发挥到极至，可以无缝地把高分辨率图像投射到任意形状、任意尺寸的巨大屏幕上，获得一个1:1的视觉效果，使用户的结果数据和可视化结果一览无余。
仿真中的监控
对于计算中心而言，对各种计算资源、关键系统、关键部位的监控是一项重要的日常工作。所谓监控室（或控制室），是指对多路视频信号同时实施监控的大屏幕投影系统，每一路信号以任意大小的窗口形式在大屏幕的任意位置上出现，供工作人员监视。
传统的控制室的含义为以灯箱为单元组成的平面显示系统，每个灯箱（Cube）
由一台投影机及一块标准尺寸的背投硬幕及附属支撑系统组成，各个灯箱拼接在一起，在控制器（Controller）的控制下将输入系统的信号（Video 视频信号、计算机信号等）以窗口为单位、以任意尺寸在任意位置上进行显示。
传统控制室出现较早，由于当时投影技术的限制，传统控制室有如下重要不足：
- 各灯箱间有拼接缝隙，这是由于灯箱屏幕间的硬拼接造成的，这些拼缝严重破坏画面的整体感，在灯箱个数较多时使观察者无法忍受。
- 传统控制室采用的多为平面背投硬幕，当环境温度发生变化时，由于材料的热胀冷缩，灯箱间会产生分离或挤压，严重时导致屏幕变形。
- 传统控制室采用的多为非仿真专业投影机，如商用 LCD 投影机，这些 投影机设计时没有针对长时间工作的亮度、色彩一致性考虑，导致系统在使用一段时间后各灯箱出现亮度、色彩不一致，进一步破坏视觉效果。
- 传统控制室一律为平面幕，难以适应高沉浸感的环型或球型屏幕。
传统控制室的上述缺点主要是由于当时的技术条件限制导致的，不幸的是，由于商务模式、投资、利润等方面的考虑，在 21 世纪投影技术迅猛发展的今天，人们（客户以及厂商）仍然有意无竟地局限于背投灯箱这种陈旧的控制室模式。然而随着时间的推移，越来越多的人无法忍受背投灯箱视觉上的分割，越来越多的行业开始寻求更为先进的无缝控制室方案。
典型的传统控制室如下图所示，图中箭头指出了灯箱间的拼接缝隙：
的技术（如挪威 3DP 公司产品）已可以完全消除控制室屏幕上的拼缝，
即：可将可视化系统与监控室系统合二为一，一在个系统硬件条件下运行，该系统日常可作为监控中心使用，需要进行科学计算可视化时可切换为三维可视化系统。无缝控制室在显示效果上较传统灯箱有质的飞跃，如下图所示：
仿真中心的会议室功能
仿真中心代表一个国家、一个地区最高的计算技术，学术交流、高端访客的接待是提高中心知名度的重要手段。目前的接待与交流，往往需要进行PowerPoint 幻灯片的放映。传统的 PowerPoint 都是由单台投影机在小尺寸屏幕
（如 100 寸屏幕）上进行投影。目前的技术已可允许在巨大的屏幕上无缝地进行 PowerPoint 幻灯片投影。挪威 3DP 公司的 Megawall 是业界唯一支持
3200x1200 分辨率全屏无缝 Window 桌面投影的产品，PowerPoint 只是应用的一部分，理论上所有基于 Windows 的程序都可无缝地显示在大屏幕上。同时可将
这一功能平滑接入可视化系统和监控系统中。
下图是 Megawall 无缝显示 Windows 桌面的一个示例，图中的 Window 桌面由 6 台投影机投出。
综上所述，仿真中心急需大型可视化系统，同时，也需要监控系统与会议系统。目前的技术已允许将这三种系统合并在一套硬件环境下，这对节约投资、增强中心竞争力极为有利。
第二部分 可视化投影系统设计
本建议书给出两类、共 3 个方案，一类为低端方案（不带有立体可视化功能），
另一类为高端方案（带有立体可视化功能）。低端方案包括平面投影方案与柱面投影方案，前者适合观众较多场合，后者沉浸感较强。
各方案均兼顾可视化、监控室及会议室功能。
低端平面方案
低端平面方案采用 3 台三芯片专业 DLP 投影机，在 10x3.2m 的巨大屏幕无
缝投射可视化、监控或 Powerpoint 图像，系统三维设计图如下：
投影系统技术指标如下：
| 投影机型号： | 3DPXSX60-HA |
| 投影机类型： | 单片 DLP |
| 投影机数量： | 3 台 |
| 投影机亮度： | 6500 ANSI LUMI |
| 投影机分辨率： | 1400x1050 |
| 投影机对比度： | 1600：1（全场） |
| 投影机有效刷新率： | 60Hz |
| 投影方式： | 平面正投 |
| 屏幕尺寸： | 10×3.2m 平面正投屏幕 |
| 屏幕增益： | 0.8，漫射 |
| 屏幕观察视角： | 不低于 170 度 |
| 系统几何误差： | 不大于 1 像素 |
| 系统亮度误差： | 融合区不高于 20％ |
| 系统亮度一致性： | 全屏不低于 90％ |
高端方案优点：可视化时可显示立体效果。此方案系统控制更为复杂。此方案配置见附件 1.
低端柱面方案
低端柱面方案采用 8 台单片专业 DLP 投影机，在高 3.4m、9 米弦长的巨大
柱型屏幕无缝投射可视化、监控或 Powerpoint 图像，系统三维设计图如下：
投影系统技术指标如下：
| 投影机型号： | 3DPSX20-TY |
| 投影机类型： | 单片 DLP |
| 投影机数量： | 8 台 |
| 投影机亮度： | 2500 ANSI LUMI |
| 投影机分辨率： | 1400x1050 |
| 投影机对比度： | 1600：1（全场） |
| 投影机有效刷新率： | 60Hz |
| 投影方式： | 平面正投 |
| 屏幕尺寸： | 3.4m 高柱型正投屏幕 |
| 屏幕增益： | 0.8，漫射 |
| 屏幕观察视角： | 不低于 170 度 |
| 系统几何误差： | 不大于 1 像素 |
| 系统亮度误差： | 融合区不高于 10％ |
| 系统亮度一致性： | 全屏不低于 90％ |
高端方案优点：可视化时可显示立体效果。此方案系统控制更为复杂。此方案配置见附件 2.
高端方案
高端方案包含立体功能（应用于可视化），在设计上做如下考虑：
1、保证无缝融合效果；
2、优化立体眼镜投资；
3、平滑接入平面投影系统。
目前立体投影分主动立体与被动立体，主动立体对屏幕增益无特殊要求，因
而可保证无缝融合效果，但主动立体眼镜十分昂贵（900 美金一付），而且投影机也十分昂贵，对计算机图形工作站要求也十分高（刷新率、视频同步、帧频率等），因而本方案不予考虑。
被动立体分为两种，一种是传统的基于偏振的被动立体，另一种是较新的
Infitek 技术。偏振立体的眼镜十分便宜（10 美金一付），但对屏幕增益有要求，一般要求增益在 2.0 以上，此时屏幕视角变窄，造成无缝融合无法满足各个视角要求，即无法达到各角度观察都十分完美的边缘融合。由于无缝融合是本系统最为重要的特点，偏振立体不予考虑。
Infitek 是较新的立体技术，该技术采用基于光谱分离的原理对左右眼图像进
行分离。Infitek 对屏幕无任何特殊要求，因而能够保证无缝融合效果。Infitek 立体眼镜价格在 120 美金左右，一般用户可以承受。由于 Infitek 基于光谱分离，因此场景应力求避免纯色显示。
高端方案采用 Infitek 技术，使用 6 台投影机对 10x3.2 米平面屏幕进行正向
投影（尺寸同低端平面方案），其中三台只用于科学计算可视化结果的立体显示，在其它应用时可由中控关闭。系统三维设计图如下：
投影系统技术指标如下：
| 投影机型号： | 3DP SX60-HA, with Infitek Filter |
| 投影机类型： | 单片 DLP |
| 投影机数量： | 6 台 |
| 投影机亮度： | 6500 ANSI LUMI |
| 投影机分辨率： | 1400x1050 |
| 投影机对比度： | 1600：1（全场） |
| 投影机有效刷新率： | 60Hz |
| 投影方式： | 平面正投 |
| 屏幕尺寸： | 10×3.2m 平面正投屏幕 |
| 屏幕增益： | 0.8，漫射 |
| 屏幕观察视角： | 不低于 170 度 |
| 系统几何误差： | 不大于 1 像素 |
| 系统亮度误差： | 融合区不高于 10％ |
| 系统亮度一致性： | 全屏不低于 90％ |
高端方案优点：可视化时可显示立体效果。此方案系统控制更为复杂。此方案配置见附件 3.
附件 1：低端平面方案配置和
| 设备 | Qty |
| Part 1：Megawall | |
| CompactUTM zer0 Channel SXGA plus | 3 |
| MCM Card | 2 |
| UTM Chassis | 1 |
| CompactControl Software V4.2 | 1 |
| Part2：投影机 | |
| SX60-HA | 3 |
| Part3：屏幕 | |
| 10x3.2m 正投平面屏幕, 0.8 增益 | 1 |
| Part4：监控多屏控制器 | |
| MediaWall2000 | 1 |
| Part5：Window 图形工作站，用于会议室应用 | |
| HP XW8300, 2 CPU,4G Mem., 180Gx2 HD | 1 |
| Part6：系统集成及培训 | |
附件 2：低端柱面方案配置及价格
| 设备 | Qty |
| Part 1：Megawall | |
| CompactUTM zer0 Channel SXGA plus | 8 |
| MCM Card | 4 |
| UTM Chassis | 2 |
| CompactControl Software V4.2 | 1 |
| Part2：投影机 | |
| 3DP SX20-TY | 8 |
| Part3：屏幕 | |
| 13.4m 正投柱面屏幕, 0.8 增益 | 1 |
| Part4：监控多屏控制器 | |
| MediaWall2000 | 1 |
| Part5：Window 图形工作站，用于会议室应用 | |
| HP XW8300, 2 CPU,4G Mem., 180Gx2 HD | 1 |
| Part6：系统集成及培训 | |
附件 3：高端方案配置及价格
| 设备 | Qty |
| Part 1：Megawall | |
| CompactUTM zer0 Channel SXGA plus | 6 |
| MCM Card | 2 |
| UTM Chassis | 2 |
| CompactControl Software V4.2 | 1 |
| Part2：投影机 | |
| 3DP SX60-HA with Infitek filter | 6 |
| Part3：屏幕 | |
| 10x3.2m 正投平面屏幕, 0.8 增益 | 1 |
| Part4：监控多屏控制器 | |
| MediaWall2000 | 1 |
| Part5：Window 图形工作站，用于会议室应用 | |
| HP XW8300, 2 CPU,4G Mem., 180Gx2 HD | 1 |
| Part6：系统集成及培训 | |
