Mur vidéo

Un mur vidéo est une configuration spéciale à plusieurs moniteurs composée de plusieurs écrans d'ordinateur , de vidéoprojecteurs ou de téléviseurs assemblés de manière contiguë ou superposée afin de former un grand écran. Les technologies d'affichage typiques comprennent les panneaux LCD , les matrices de LED à vue directe , les écrans de projection mixtes, les écrans au phosphore laser et les cubes de rétroprojection . La technologie Jumbotron était également utilisée auparavant. Diamond Vision était historiquement similaire à Jumbotron dans la mesure où ils utilisaient tous deux la technologie du tube cathodique (CRT), mais avec de légères différences entre les deux. Les premiers écrans Diamond Vision utilisaient des tubes cathodiques à canon à inondation séparés, un par sous-pixel. Les écrans Diamond Vision ultérieurs et tous les Jumbotrons utilisaient des modules remplaçables sur le terrain contenant plusieurs tubes cathodiques à canon à inondation chacun, un par sous-pixel, qui avaient des connexions communes partagées entre tous les tubes cathodiques d'un module ; le module était connecté via un seul connecteur étanche.

Les écrans spécialement conçus pour être utilisés dans les murs vidéo ont généralement des bordures étroites afin de minimiser l'écart entre les zones d'affichage actives et sont conçus pour une facilité d'entretien à long terme. Ces écrans contiennent souvent le matériel nécessaire pour empiler des écrans similaires ensemble, ainsi que des connexions pour connecter en guirlande l'alimentation, la vidéo et les signaux de commande entre les écrans. Un signal de commande peut, par exemple, allumer ou éteindre tous les écrans du mur vidéo, ou calibrer la luminosité d'un seul écran après le remplacement de l'ampoule (dans les écrans à projection).

Les raisons d'utiliser un mur vidéo au lieu d'un seul grand écran peuvent inclure la possibilité de personnaliser la disposition des tuiles, une plus grande surface d'écran par coût unitaire et une plus grande densité de pixels par coût unitaire, en raison des aspects économiques de la fabrication d'écrans simples qui sont inhabituels en termes de forme, de taille ou de résolution .

Les murs vidéo sont parfois présents dans les salles de contrôle , les stades et autres grands lieux publics. On peut citer comme exemples le mur vidéo de la zone de récupération des bagages de l'aéroport international d'Oakland , où les clients sont censés observer l'affichage à longue distance, et le mur vidéo de 100 écrans de l'aéroport international McCarran , qui sert de plate-forme publicitaire pour les 40 millions de passagers qui transitent par l'aéroport chaque année . Les murs vidéo peuvent également profiter aux petites salles lorsque les clients peuvent voir les écrans à la fois de près et de loin, ce qui nécessite respectivement une densité de pixels élevée et une grande taille. Par exemple, le mur vidéo de 100 pouces situé dans le hall principal de la bibliothèque et du centre d'apprentissage de Lafayette a une taille suffisante pour que le passant éloigné puisse voir des photos tout en offrant à l'observateur proche une résolution suffisante pour lire les événements à venir

Des murs vidéo simples peuvent être pilotés à partir de cartes vidéo multi-écrans , mais des configurations plus complexes peuvent nécessiter des processeurs vidéo spécialisés, spécialement conçus pour gérer et piloter de grands murs vidéo. La technologie de mur vidéo basée sur un logiciel qui utilise des PC, des écrans et des équipements réseau ordinaires peut également être utilisée pour les déploiements de murs vidéo.

En 2013, le plus grand mur vidéo était situé dans la ligne droite arrière du circuit automobile Charlotte Motor Speedway . Développé par Panasonic , il mesure 61 m sur 24 m et utilise la technologie LED. Le Texas Motor Speedway a installé un écran encore plus grand en 2014, mesurant 66 m sur 38 m.

Les murs vidéo ne se limitent pas à un seul usage, mais sont désormais utilisés dans des dizaines d’applications différentes.

Un contrôleur de mur vidéo (parfois appelé « processeur ») est un appareil qui divise une image unique en parties à afficher sur des écrans individuels. Les contrôleurs de mur vidéo peuvent être divisés en groupes :

1. Contrôleurs basés sur le matériel.
2. Contrôleurs de PC et de cartes vidéo basés sur des logiciels.

Les contrôleurs matériels sont des appareils électroniques conçus pour un usage spécifique. Ils sont généralement construits sur une gamme de chipsets de traitement vidéo et ne disposent pas d'un système d'exploitation. L'avantage d'utiliser un contrôleur de mur vidéo matériel est la haute performance et la fiabilité. Les inconvénients incluent le coût élevé et le manque de flexibilité.

L'exemple le plus simple de contrôleur de mur vidéo est un scaler à entrée unique et sorties multiples. Il accepte une entrée vidéo et divise l'image en parties correspondant aux affichages du mur vidéo.

La plupart des écrans de mur vidéo professionnels disposent également d'un contrôleur intégré (parfois appelé processeur de matrice vidéo intégré ou séparateur). Ce séparateur de matrice permet d'« étirer » l'image d'une seule entrée vidéo sur tous les écrans du mur vidéo (généralement disposés dans une matrice linéaire, par exemple 2x2, 4x4, etc.). Ces types d'écrans ont généralement une sortie en boucle (généralement DVI) qui permet aux installateurs de connecter en chaîne tous les écrans et de les alimenter avec la même entrée. En général, la configuration s'effectue via la télécommande et l'affichage à l'écran. C'est une méthode assez simple pour construire un mur vidéo, mais elle présente certains inconvénients. Tout d'abord, il est impossible d'utiliser la résolution complète en pixels du mur vidéo car la résolution ne peut pas être supérieure à la résolution du signal d'entrée. Il n'est pas non plus possible d'afficher plusieurs entrées en même temps.

Les contrôleurs de PC et de cartes vidéo basés sur un logiciel sont des ordinateurs exécutant un système d'exploitation (par exemple, Windows, Linux, Mac) dans un PC ou un serveur équipé de cartes graphiques spéciales à sorties multiples et éventuellement de cartes d'entrée de capture vidéo. Ces contrôleurs de mur vidéo sont souvent construits sur des châssis de qualité industrielle en raison des exigences de fiabilité des salles de contrôle et des centres de situation. Bien que cette approche soit généralement plus coûteuse, l'avantage d'un contrôleur de mur vidéo basé sur un logiciel par rapport au répartiteur matériel est qu'il peut lancer des applications telles que des cartes, un client VoIP (pour afficher des caméras IP), des clients SCADA, un logiciel d'affichage numérique qui peut utiliser directement la pleine résolution du mur vidéo. C'est pourquoi les contrôleurs basés sur un logiciel sont largement utilisés dans les salles de contrôle et l'affichage numérique haut de gamme. Les performances du contrôleur logiciel dépendent à la fois de la qualité des cartes graphiques et du logiciel de gestion. Il existe un certain nombre de cartes graphiques multi-têtes (à sorties multiples) disponibles dans le commerce. La plupart des cartes multi-sorties à usage général fabriquées par AMD (technologie Eyefinity), NVidia (technologie Mosaic) prennent en charge jusqu'à 6 à 12 sorties genlockées. Les cartes à usage général ne disposent pas non plus d'optimisations pour afficher plusieurs flux vidéo à partir de cartes de capture. Pour obtenir un plus grand nombre d'écrans ou des performances d'entrée vidéo élevées, il faut utiliser des cartes graphiques spécialisées (par exemple Datapath Limited, Matrox Graphics, Jupiter Systems). Les contrôleurs de mur vidéo prennent généralement en charge la correction du cadre (cadre extérieur du moniteur) pour corriger tout cadre avec des écrans LED ou pour chevaucher les images afin de mélanger les bords avec les projecteurs.

Les scalers de murs vidéo intégrés sont souvent limités aux configurations de grilles matricielles (par exemple, 2x2, 3x3, 4x4, etc.) d'écrans identiques. Ici, le rapport hauteur/largeur reste le même, mais l'image source est mise à l'échelle sur le nombre d'écrans de la matrice. Des contrôleurs plus avancés permettent des configurations de grille de n'importe quelle configuration (par exemple, 1x5, 2x8, etc.) où le rapport hauteur/largeur du mur vidéo peut être très différent de celui des écrans individuels. D'autres permettent de placer les écrans n'importe où dans la toile, mais sont limités à l'orientation portrait ou paysage. Les contrôleurs de murs vidéo les plus avancés permettent un contrôle artistique complet des écrans , permettant un mélange hétérogène d'écrans différents ainsi qu'une rotation multi-angle à 360 degrés de n'importe quel écran individuel dans la toile du mur vidéo.

Les contrôleurs de mur vidéo avancés vous permettent de diffuser plusieurs sources vers des groupes d'écrans au sein du mur vidéo et de modifier ces zones à volonté, même pendant la lecture en direct. Les scalers plus basiques ne vous permettent de diffuser qu'une seule source vers l'ensemble du mur vidéo.

Certains contrôleurs de mur vidéo peuvent résider dans la salle des serveurs et communiquer avec leurs « cartes graphiques » via le réseau. Cette configuration offre des avantages en termes de flexibilité. Cela est souvent réalisé via un contrôleur de mur vidéo traditionnel (avec plusieurs cartes graphiques) dans la salle des serveurs avec un périphérique « émetteur » connecté à chaque sortie graphique et un « récepteur » connecté à chaque écran. Ces périphériques émetteur/récepteur sont soit via une extension de câble Cat5e/Cat6, soit via une « vidéo sur IP » plus flexible et plus puissante qui peut être acheminée via des commutateurs réseau traditionnels. Un mur vidéo réseau pur est encore plus avancé, où le serveur ne nécessite aucune carte vidéo et communique directement via le réseau avec les périphériques récepteurs.

Les murs vidéo en réseau basés sur Windows sont les plus courants sur le marché et permettront une bien meilleure fonctionnalité.

Une configuration réseau permet de synchroniser les murs vidéo avec des panneaux numériques individuels. Cela signifie que des murs vidéo de différentes tailles et configurations, ainsi que des écrans numériques individuels, peuvent tous afficher le même contenu en même temps, ce que l'on appelle la « mise en miroir ».

Les murs vidéo transparents combinent des écrans LCD transparents avec un contrôleur de mur vidéo pour afficher des vidéos et des images fixes sur une grande surface transparente. Les écrans transparents sont disponibles auprès de diverses entreprises et sont courants dans les commerces de détail et autres environnements qui souhaitent ajouter une signalisation numérique à leurs vitrines ou à leurs promotions en magasin. Les écrans transparents sans cadre peuvent être combinés à l'aide de certains contrôleurs de mur vidéo pour transformer les écrans individuels en un mur vidéo afin de couvrir une surface beaucoup plus grande.

• Jason Leigh et d'autres chercheurs du laboratoire de visualisation électronique de l'université de l'Illinois à Chicago ont développé SAGE, l'environnement graphique adaptatif évolutif, permettant l'affichage transparent de diverses applications en réseau sur un système de grand mur d'affichage (LDW). Différentes applications de visualisation telles que le rendu 3D, le bureau à distance, les flux vidéo et les cartes 2D diffusent leurs pixels rendus vers un tampon d'image virtuel haute résolution sur le LDW. À l'aide d'un réseau à large bande passante, les applications de visualisation à distance peuvent alimenter les flux de données dans SAGE. L'interface utilisateur de SAGE, qui fonctionne comme un nœud d'affichage séparé, permet aux utilisateurs de déplacer et de redimensionner le flux de visualisation sous forme de fenêtre, que l'on peut trouver dans une interface utilisateur graphique conventionnelle. En fonction de l'emplacement et de la taille de la fenêtre du flux de visualisation sur le LDW, SAGE redirige le flux vers les nœuds d'affichage respectifs.
• Chromium est un système OpenGL pour le rendu interactif sur des clusters graphiques. En fournissant une bibliothèque OpenGL modifiée, Chromium peut exécuter des applications basées sur OpenGL sur un LDW avec des modifications minimes ou nulles. L'un des avantages évidents de Chromium est d'utiliser chaque cluster de rendu et d'obtenir une visualisation haute résolution sur un LDW. Chromium diffuse les commandes OpenGL du nœud « app » vers d'autres nœuds d'affichage d'un LDW. La bibliothèque OpenGL modifiée du système gère le transfert des commandes OpenGL vers les nœuds nécessaires en fonction de leur fenêtre d'affichage et des coordonnées de mosaïque.
• David Hughes et d'autres de SGI ont développé Media Fusion, une architecture conçue pour exploiter le potentiel d'une mémoire partagée évolutive et gérer plusieurs flux visuels de données de pixels dans des environnements 3D. Elle fournit une solution de gestion des données et une interaction dans des environnements de visualisation immersifs. Son objectif est de diffuser des pixels sur un réseau hétérogène via le Visual Area Network (VAN) similaire à SAGE. Cependant, elle est conçue pour un petit nombre de grands écrans. Comme elle repose sur une résolution relativement faible pour l'affichage, les données de pixels peuvent être diffusées en continu sous la limite fondamentale de la bande passante du réseau. Le système affiche des images fixes haute résolution, des vidéos HD, des flux vidéo HD en direct et des applications PC. Plusieurs flux peuvent être affichés simultanément sur le mur et les utilisateurs peuvent repositionner et redimensionner chaque flux de la même manière qu'ils déplacent et redimensionnent les fenêtres sur un ordinateur de bureau. Chaque flux peut être agrandi pour être visualisé sur plusieurs moniteurs ou sur l'ensemble du mur instantanément, selon la discrétion de l'utilisateur.