互動(dòng)地磚屏是屬于 LED 顯示屏領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用分支，該產(chǎn)品通過(guò)創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)被大量應(yīng)用于舞臺(tái)展示、商業(yè)應(yīng)用、店鋪裝修等方向，互動(dòng)地磚屏的出現(xiàn)為各種表演創(chuàng)意設(shè)計(jì)提供了一種更加新穎的表現(xiàn)手法，是對(duì)當(dāng)前顯示設(shè)備的一個(gè)有益補(bǔ)充。在 LED 顯示屏市場(chǎng)產(chǎn)品同質(zhì)化的問(wèn)題日益突出情況下，互動(dòng)地磚屏的出現(xiàn)是為我國(guó) LED 創(chuàng)新型應(yīng)用提供了借鑒思路，互動(dòng)地磚屏頗具市場(chǎng)前景。
在互動(dòng)地磚屏出現(xiàn)之前，市場(chǎng)上的類(lèi)似產(chǎn)品發(fā)光地磚也是被應(yīng)用于商業(yè)裝飾等方面。發(fā)光地磚能夠在地磚上顯示圖案，這種發(fā)光地磚一般是依靠?jī)?nèi)置的單片機(jī)控制顯示簡(jiǎn)單的圖案或者可以通過(guò)連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制使得整個(gè)舞臺(tái)能夠顯示變幻的效果，但是這些圖案或者效果都是預(yù)設(shè)在單片機(jī)或者計(jì)算機(jī)中，只是單純的依據(jù)程序的控制輸出，不會(huì)跟舞臺(tái)上的人產(chǎn)生任何的互動(dòng)。隨著近年觸摸技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了可以與人產(chǎn)生互動(dòng)的發(fā)光地磚，其新穎有趣的體驗(yàn)方式被市場(chǎng)所青睞 。互動(dòng)地磚屏的實(shí)現(xiàn)原理是在地磚上設(shè)置壓力傳感器或電容式傳感器或紅外傳感器等，當(dāng)人與地磚屏產(chǎn)生互動(dòng)時(shí)，這些傳感器感應(yīng)到人的位置并將其觸發(fā)信息反饋給主控制器，然后主控制器邏輯判斷后輸出相應(yīng)的顯示效果。
常見(jiàn)的互動(dòng)地磚控制方式有：脫機(jī)控制方式、以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)控制方式、無(wú)線分布式控制方式，針對(duì)不同的工程應(yīng)用都生產(chǎn)出了相應(yīng)的地磚屏產(chǎn)品并設(shè)計(jì)配套的效果制作軟件，利用軟件《Seekway Dance Player》，用戶(hù)可控制地磚屏進(jìn)入不同圖案的互動(dòng)模式 ( 可分別或同時(shí)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)圖案和感應(yīng)音效功能 ) 或作為屏幕播放全彩圖像。可以一鍵生成多套絢麗內(nèi)置效果 , 亦可截取或?qū)氩煌袷叫Ч痪邆鋸?qiáng)大的文字編輯功能 , 可根據(jù)需要編輯文字效果；實(shí)時(shí)調(diào)整亮度、速度，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合靈活調(diào)整亮度和速度；用戶(hù)還可以通過(guò)安裝設(shè)置仔細(xì)設(shè)置或修改工程參數(shù)、走線，簡(jiǎn)單快捷。
脫機(jī)控制與以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)控制方式互動(dòng)地磚屏控制系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成的，每個(gè)子系統(tǒng)分別包括均勻分布在線路板上的傳感器檢測(cè)單元、LED 顯示單元、檢測(cè)處理單元以及顯示控制單元，傳感器檢測(cè)單元與檢測(cè)處理單元輸入端相連，LED 顯示單元與顯示控制單元的輸出端相連[4] ，還設(shè)有獨(dú)立于子系統(tǒng)外的數(shù)據(jù)處理器，其輸出接口與子系統(tǒng)的顯示控制單元的輸入接口相連，其輸入接口與檢測(cè)處理單元輸出接口相連，如圖1 所示。 實(shí)際產(chǎn)品中，每一個(gè)子系統(tǒng)便是一塊地磚屏模塊，在連線時(shí)，子系統(tǒng)之間通過(guò)通信接口依次串聯(lián)，數(shù)據(jù)處理器。
圖 1 互動(dòng)地磚屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意
圖2 地磚屏模塊實(shí)物
只需要與其中的一個(gè)子系統(tǒng)通信接口相連就可以，這樣設(shè)計(jì)的目的是讓走線更簡(jiǎn)單，如圖 2 所示。
采用脫機(jī)控制方式時(shí)，脫機(jī)控制器起到數(shù)據(jù)處理器的作用，一方面需要接收所有傳感器檢測(cè)單元傳輸回來(lái)的的信息，通過(guò)數(shù)據(jù)融合處理后可以得知被觸發(fā)的地磚屏位置，然后讀取存儲(chǔ)于 CF 卡、SD 卡等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)效果展示。脫機(jī)控制器的設(shè)計(jì)是采用數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)的單片機(jī)再加上其外圍電路組成。如圖 3 所示。
圖 3 脫機(jī)控制方式
采用以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)控制方式時(shí)，計(jì)算器起到數(shù)據(jù)處理器的作用，由于計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，所以這種控制方式可以隨時(shí)修改顯示效果并且可以實(shí)時(shí)地對(duì)大型舞臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控。如圖 4 所示，模塊可以以級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)拓展，在大型的互動(dòng)地磚屏工程應(yīng)用中有巨大的優(yōu)勢(shì)。
圖 4 以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)控制方式
基于無(wú)線分布式控制的互動(dòng)地磚屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，相比于以往的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制方法以無(wú)線方式工作，省去了現(xiàn)場(chǎng)布線的麻煩，同時(shí)采用分布式控制，將數(shù)據(jù)處理部分的工作分散到各個(gè)地磚屏的控制處理器中，數(shù)據(jù)處理部分由這些處理器協(xié)同完成，因此主控制器部分不需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，在大型應(yīng)用時(shí)也不用必須使用計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理中心，這種控制方式可以大大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，如圖 5 所示。
圖5 無(wú)線分布式控制方式
無(wú)線分布式控制的地磚屏系統(tǒng)工作過(guò)程及原理描述如下 :
地磚屏的感應(yīng)點(diǎn)被觸發(fā)后，與其相連的分控會(huì)將觸發(fā)點(diǎn)的位置 ID 信息以無(wú)線的方式發(fā)送給主控；主控接收到該位置信息后，通過(guò)廣播的方式將該位置信息同步到所有分控；分控會(huì)把該信息傳送給每一個(gè)地磚屏內(nèi)部的處理器，因此每個(gè)地磚屏模塊會(huì)自動(dòng)計(jì)算自己與觸發(fā)點(diǎn)的位置距離信息，進(jìn)而判斷出自己應(yīng)該展示的顯示效果；整個(gè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)特殊的同步幀來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)具有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，因此每個(gè)地磚屏模塊可以準(zhǔn)確計(jì)算出自己應(yīng)該什么時(shí)間顯示對(duì)應(yīng)的效果，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)觸發(fā)效果的無(wú)縫連接與完美展示。
總結(jié)：
（1）脫機(jī)式控制方式，由于主控制器的數(shù)據(jù)處理能力有限，所以主要應(yīng)用于桌面互動(dòng)感應(yīng)，適合酒吧臺(tái)，KTV 室臺(tái)面等比較小型的應(yīng)用。
（2）以太網(wǎng)聯(lián)機(jī)式控制方式，可以應(yīng)用與大型的舞臺(tái)控制等場(chǎng)合，由于采用計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理中心，所以這種控制方式可以比較方便的隨時(shí)修改顯示效果并且可以實(shí)時(shí)地對(duì)大型舞臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控。
（3）無(wú)線分布式控制方式，區(qū)別于上述兩種的有線數(shù)據(jù)傳輸方式，本方法是通過(guò)無(wú)線來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)模趯?shí)際工程應(yīng)用時(shí)，不但提高了現(xiàn)場(chǎng)的布置效率，而且降低了人工成本和線材成本，這在在大型應(yīng)用具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。
同時(shí)在數(shù)據(jù)處理方面，區(qū)別于上述兩種集中式處理的方法，無(wú)線分布式控制方式將數(shù)據(jù)處理部分的工作分散到各個(gè)地磚屏的控制處理器中，由這些處理器協(xié)同處理完成效果的展示，因此主控制器不需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，在大型舞臺(tái)應(yīng)用時(shí)也不用必須使用計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理中心，因而可以進(jìn)一步降低整體系統(tǒng)的應(yīng)用成本。
