جدار فيديو

جدار الفيديو ، أو جدار التلفزيون ، هو نظام عرض متعدد الشاشات يتكون من عدة شاشات كمبيوتر ، أو أجهزة عرض فيديو ، أو أجهزة تلفزيون، مرتبة بشكل متجاور أو متداخل لتشكيل شاشة واحدة كبيرة. تشمل تقنيات العرض الشائعة لوحات LCD ، ومصفوفات LED للعرض المباشر ، وشاشات العرض المدمجة، وشاشات الليزر الفوسفورية، ومكعبات العرض الخلفي . كما استُخدمت تقنية جامبوترون سابقًا. تاريخيًا، كانت تقنية دايموند فيجن مشابهة لتقنية جامبوترون من حيث استخدامهما لتقنية أنبوب أشعة الكاثود (CRT)، ولكن مع اختلافات طفيفة بينهما. استخدمت شاشات دايموند فيجن المبكرة أنابيب أشعة كاثود منفصلة، ​​واحدة لكل بكسل فرعي. أما شاشات دايموند فيجن اللاحقة، وجميع شاشات جامبوترون، فقد استخدمت وحدات قابلة للاستبدال ميدانيًا، تحتوي كل منها على عدة أنابيب أشعة كاثود، واحدة لكل بكسل فرعي، مع وصلات مشتركة بين جميع أنابيب الأشعة في الوحدة؛ حيث كانت الوحدة متصلة عبر موصل واحد محكم الإغلاق ضد العوامل الجوية. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} في النهاية تم استبدال هذه التقنيات القائمة على أنابيب أشعة الكاثود بمصفوفات LED.

تتميز الشاشات المصممة خصيصًا للاستخدام في جدران الفيديو بإطارات ضيقة لتقليل المسافة بين مناطق العرض النشطة، وتُصنع مع مراعاة سهولة الصيانة على المدى الطويل. ^{[ 9 ]} غالبًا ما تحتوي هذه الشاشات على المكونات اللازمة لربط الشاشات المتشابهة معًا، بالإضافة إلى وصلات لتوصيل الطاقة والفيديو وإشارات التحكم بينها. ^{[ 10 ]} على سبيل المثال، قد تقوم إشارة التحكم بتشغيل أو إيقاف جميع الشاشات في جدار الفيديو، أو معايرة سطوع شاشة واحدة بعد استبدال المصباح (في الشاشات القائمة على تقنية العرض الضوئي).

تشمل أسباب استخدام جدار الفيديو بدلاً من شاشة كبيرة واحدة القدرة على تخصيص تخطيطات البلاط، ومساحة شاشة أكبر لكل وحدة تكلفة، وكثافة بكسل أكبر لكل وحدة تكلفة، وذلك بسبب اقتصاديات تصنيع الشاشات الفردية غير العادية في الشكل أو الحجم أو الدقة .

تُستخدم شاشات الفيديو الجدارية أحيانًا في غرف التحكم والملاعب وغيرها من الأماكن العامة الكبيرة. ومن الأمثلة على ذلك شاشة الفيديو الجدارية في منطقة استلام الأمتعة بمطار أوكلاند الدولي ، ^{[ 11 ]} حيث يُتوقع من الزوار مشاهدة العرض من مسافات بعيدة، وشاشة الفيديو الجدارية المكونة من 100 شاشة في مطار ماكاران الدولي ، والتي تُعد منصة إعلانية لـ 40 مليون مسافر يمرون عبر المطار سنويًا. ^{[ 12 ]} كما تُفيد شاشات الفيديو الجدارية الأماكن الأصغر حجمًا، حيث يُمكن للزوار مشاهدة الشاشات من مسافة قريبة وبعيدة، مما يستلزم كثافة بكسل عالية وحجمًا كبيرًا. فعلى سبيل المثال، تتميز شاشة الفيديو الجدارية التي يبلغ حجمها 100 بوصة والموجودة في الردهة الرئيسية لمكتبة ومركز لافاييت التعليمي بحجمها الكافي لتمكين المارة البعيدين من مشاهدة الصور، وفي الوقت نفسه توفر للمشاهد القريب دقة كافية لقراءة معلومات عن الفعاليات القادمة. ^{[ 13 ]}

يمكن تشغيل جدران الفيديو البسيطة باستخدام بطاقات فيديو متعددة الشاشات ، إلا أن الترتيبات الأكثر تعقيدًا قد تتطلب معالجات فيديو متخصصة، مصممة خصيصًا لإدارة وتشغيل جدران الفيديو الكبيرة. ^{[ 9 ]} كما يمكن استخدام تقنية جدران الفيديو البرمجية التي تستخدم أجهزة الكمبيوتر الشخصية العادية وشاشات العرض ومعدات الشبكات في نشر جدران الفيديو. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

كانت أكبر شاشة عرض فيديو في عام 2013 تقع في الجزء الخلفي من حلبة سباق السيارات في شارلوت موتور سبيدواي . طورتها شركة باناسونيك ، ويبلغ قياسها 61 × 24 مترًا (200 × 80 قدمًا) وتستخدم تقنية LED. وفي عام 2014، قامت حلبة تكساس موتور سبيدواي بتركيب شاشة أكبر، يبلغ قياسها 66 × 38 مترًا (218 × 125 قدمًا). ^{[ 16 ]}

لا تقتصر جدران الفيديو على غرض واحد، بل يتم استخدامها الآن في عشرات التطبيقات المختلفة.

وحدة تحكم جدار الفيديو (وتسمى أحيانًا "المعالج") هي جهاز يقسم صورة واحدة إلى أجزاء لعرضها على شاشات منفصلة. ويمكن تقسيم وحدات تحكم جدار الفيديو إلى مجموعات:

1. وحدات تحكم تعتمد على الأجهزة.
2. وحدات تحكم الكمبيوتر الشخصي وبطاقات الفيديو التي تعمل بالبرمجيات.

وحدات التحكم المادية هي أجهزة إلكترونية مصممة لأغراض محددة. عادةً ما تُبنى على مجموعة من شرائح معالجة الفيديو ، ولا تحتوي على نظام تشغيل. تتميز وحدات التحكم المادية لجدران الفيديو بأدائها العالي وموثوقيتها. أما عيوبها فتتمثل في ارتفاع تكلفتها وقلة مرونتها.

أبسط مثال على وحدة تحكم جدار الفيديو هو مُقسِّم الإشارة ذو المدخل الواحد والمخرجات المتعددة. فهو يستقبل إشارة فيديو واحدة ويقسم الصورة إلى أجزاء تتوافق مع شاشات العرض في جدار الفيديو. ^{[ 17 ]}

تحتوي معظم شاشات عرض الفيديو الجدارية الاحترافية على وحدة تحكم مدمجة (تُسمى أحيانًا معالج مصفوفة فيديو متكامل أو مُقسِّم). يسمح مُقسِّم المصفوفة هذا بتمديد الصورة من مدخل فيديو واحد عبر جميع الشاشات داخل جدار الفيديو (عادةً ما تكون مُرتبة في مصفوفة خطية، مثل 2×2 أو 4×4، إلخ). تحتوي هذه الأنواع من الشاشات عادةً على مخرج تمرير (عادةً DVI) يسمح للمثبتين بتوصيل جميع الشاشات على التوالي وتغذيتها بنفس المدخل. يتم الإعداد عادةً عبر جهاز التحكم عن بُعد وشاشة العرض. إنها طريقة بسيطة نسبيًا لإنشاء جدار فيديو، ولكن لها بعض العيوب. أولًا، من المستحيل استخدام دقة البكسل الكاملة لجدار الفيديو لأن الدقة لا يمكن أن تكون أكبر من دقة إشارة الإدخال. كما أنه من غير الممكن عرض مدخلات متعددة في الوقت نفسه. ^{[ 18 ]}

وحدات التحكم البرمجية لأجهزة الكمبيوتر وبطاقات الفيديو هي عبارة عن حاسوب يعمل بنظام تشغيل (مثل ويندوز، لينكس، ماك) على جهاز كمبيوتر شخصي أو خادم مزود ببطاقات رسومات متعددة المخارج، ويمكن إضافة بطاقات إدخال لالتقاط الفيديو إليها. غالبًا ما تُبنى وحدات التحكم هذه على هياكل صناعية متينة نظرًا لمتطلبات الموثوقية في غرف التحكم ومراكز العمليات. على الرغم من أن هذا الأسلوب عادةً ما يكون أكثر تكلفة، إلا أن ميزة وحدة التحكم البرمجية مقارنةً بمقسم الأجهزة تكمن في قدرتها على تشغيل تطبيقات مثل الخرائط، وبرنامج VoIP (لعرض كاميرات IP)، وبرامج SCADA ، وبرامج اللافتات الرقمية التي تستفيد مباشرةً من الدقة الكاملة لشاشة العرض. لهذا السبب، تُستخدم وحدات التحكم البرمجية على نطاق واسع في غرف التحكم وأنظمة اللافتات الرقمية المتطورة. ^{[ 19 ]} يعتمد أداء وحدة التحكم البرمجية على جودة بطاقات الرسومات وبرامج الإدارة. يتوفر في الأسواق عدد من بطاقات الرسومات متعددة الرؤوس (متعددة المخارج). تدعم معظم بطاقات الإخراج المتعددة للأغراض العامة، المصنعة من قبل AMD (تقنية Eyefinity) و Nvidia (تقنية Mosaic)، ما يصل إلى 6-12 مخرجًا متزامنًا. كما تفتقر هذه البطاقات إلى تحسينات لعرض تدفقات فيديو متعددة من بطاقات الالتقاط. ولتحقيق عدد أكبر من الشاشات أو أداء إدخال فيديو عالٍ، يلزم استخدام بطاقات رسومات متخصصة (مثل Datapath Limited و Matrox Graphics وJupiter Systems). ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} وتدعم وحدات التحكم في جدران الفيديو عادةً تصحيح الحواف (الإطار الخارجي للشاشة) لمعالجة أي حواف في شاشات LED أو لدمج الصور مع حواف أجهزة العرض.

المصفوفة والشبكة والتصميمات الفنية

غالبًا ما تقتصر وحدات تكبير/تصغير جدران الفيديو المدمجة على تخطيطات شبكية مصفوفية (مثل 2×2، 3×3، 4×4، إلخ) لشاشات متطابقة. في هذه الحالة، تبقى نسبة العرض إلى الارتفاع ثابتة، ولكن يتم تكبير/تصغير الصورة الأصلية عبر عدد الشاشات في المصفوفة. تتيح وحدات التحكم الأكثر تطورًا تخطيطات شبكية بأي تكوين (مثل 1×5، 2×8، إلخ) حيث يمكن أن تختلف نسبة العرض إلى الارتفاع لجدار الفيديو اختلافًا كبيرًا عن نسبة العرض إلى الارتفاع للشاشات الفردية. بينما تتيح وحدات أخرى وضع الشاشات في أي مكان داخل مساحة العرض، ولكنها تقتصر على الوضع الرأسي أو الأفقي. أما وحدات التحكم الأكثر تطورًا في جدران الفيديو، فتتيح تحكمًا فنيًا كاملًا في الشاشات ، مما يسمح بمزيج غير متجانس من الشاشات المختلفة، بالإضافة إلى إمكانية تدوير أي شاشة فردية بزاوية 360 درجة داخل مساحة عرض جدار الفيديو.

• قام جيسون لي وزملاؤه في مختبر التصور الإلكتروني بجامعة إلينوي في شيكاغو بتطوير SAGE، بيئة الرسومات التكيفية القابلة للتوسع، والتي تتيح عرضًا سلسًا لتطبيقات شبكية متنوعة على نظام جدار عرض كبير (LDW). تقوم تطبيقات التصور المختلفة، مثل العرض ثلاثي الأبعاد، وسطح المكتب البعيد، وبث الفيديو، والخرائط ثنائية الأبعاد، ببث وحدات البكسل المعروضة إلى مخزن إطارات افتراضي عالي الدقة على جدار العرض الكبير. وباستخدام شبكة ذات نطاق ترددي عالٍ، يمكن لتطبيقات التصور عن بُعد تغذية تدفقات البيانات إلى SAGE. تتيح واجهة مستخدم SAGE، التي تعمل كعقدة عرض منفصلة، ​​للمستخدمين نقل وتغيير حجم تدفق التصور في شكل نافذة، كما هو الحال في واجهة المستخدم الرسومية التقليدية . وبناءً على موقع وحجم نافذة تدفق التصور على جدار العرض الكبير، يقوم SAGE بإعادة توجيه التدفق إلى عقد العرض المناسبة. ^{[ 26 ]}
• كروميوم هو نظام OpenGL للعرض التفاعلي على مجموعات معالجات الرسومات. من خلال توفير مكتبة OpenGL مُعدّلة، يُمكن لكروميوم تشغيل تطبيقات OpenGL على LDW مع الحد الأدنى من التغييرات أو بدونها. إحدى المزايا الواضحة لكروميوم هي الاستفادة من كل مجموعة معالجات عرض وتحقيق عرض مرئي عالي الدقة على LDW. يقوم كروميوم ببث أوامر OpenGL من عقدة "التطبيق" إلى عقد العرض الأخرى في LDW. تتولى مكتبة OpenGL المُعدّلة في النظام نقل أوامر OpenGL إلى العقد اللازمة بناءً على إحداثيات منفذ العرض والبلاط. ^{[ 27 ]}
• قام ديفيد هيوز وآخرون من شركة SGI بتطوير Media Fusion، وهي بنية مصممة لاستغلال إمكانات الذاكرة المشتركة القابلة للتوسع وإدارة تدفقات متعددة من بيانات البكسل في بيئات ثلاثية الأبعاد. توفر هذه البنية حلولاً لإدارة البيانات والتفاعل في بيئات عرض غامرة. ويركز النظام على بث البكسلات عبر شبكة غير متجانسة من خلال شبكة المنطقة المرئية (VAN) المشابهة لـ SAGE. ومع ذلك، فهي مصممة لعدد محدود من الشاشات الكبيرة. ونظرًا لاعتمادها على دقة عرض منخفضة نسبيًا، يمكن بث بيانات البكسل ضمن الحد الأساسي لعرض النطاق الترددي للشبكة. ^{[ 28 ]} يعرض النظام صورًا ثابتة عالية الدقة، وفيديوهات عالية الوضوح، وبث فيديو مباشر عالي الوضوح، وتطبيقات الحاسوب. يمكن عرض عدة مصادر على الحائط في وقت واحد، ويمكن للمستخدمين تغيير موضع كل مصدر وحجمه بنفس طريقة تحريك وتغيير حجم النوافذ على سطح مكتب الحاسوب. يمكن تكبير كل مصدر لعرضه على عدة شاشات أو على الحائط بأكمله فورًا حسب رغبة المستخدم. ^{[ 14 ]}
• يستضيف معهد علوم البيانات في إمبريال كوليدج لندن جدار فيديو دائريًا مكونًا من 64 شاشة يُسمى مرصد البيانات . ويحتوي مرصد البيانات على مجموعة حوسبة موزعة قادرة على عرض خرائط تفاعلية وتصورات بيانات ووسائط متعددة بدقة تصل إلى 132 ميجابكسل. ^{[ 29 ]}

• صور متعددة
• شاشة متعددة
• منحوتة فيديو
• معيار VESA