張楠楠，李永紅，劉 巍

（軍事科學(xué)院，北京 100091）

0 引言

大屏因其幅面寬廣、可展現(xiàn)空間大等顯著特點(diǎn)，已在包括軍事指揮所在內(nèi)的不少場合得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字大屏是主要為大屏展現(xiàn)制作的一種軟件型表達(dá)形態(tài)，有時(shí)也被稱為數(shù)據(jù)大屏，指數(shù)據(jù)資源經(jīng)整合后按物理大屏分辨率一體投射的成果，一般都能帶來視覺沖擊。其構(gòu)造、操控方式等與傳統(tǒng)屏幕使用方法有所不同。若試圖在大屏使用基礎(chǔ)上，將數(shù)字大屏用于軍事指揮所這種特殊場所，就需對其主要特點(diǎn)、應(yīng)用模式、與屏幕現(xiàn)行慣用方法的適配等進(jìn)行綜合分析，基于此，有針對性地對當(dāng)前常見數(shù)字大屏的構(gòu)造流程與運(yùn)用模式等提出改造設(shè)想、要求和應(yīng)用發(fā)展預(yù)期。

1 數(shù)字大屏的概念與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

1.1 數(shù)字大屏的概念與特點(diǎn)

大屏可以有多重含義：首先從物理上講，它的尺寸較普通計(jì)算機(jī)屏幕更為巨大，多由較大的幕布或多塊普通屏幕拼接組合而成；其次在邏輯上，它是通過軟件手段構(gòu)造出的、擁有較大顯示分辨率的、多用于物理大屏呈現(xiàn)的界面。當(dāng)這種邏輯界面作為視覺效果統(tǒng)一、經(jīng)由一體設(shè)計(jì)與組織，并在一定程度上能由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)變化突出體現(xiàn)出這些數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含信息的一個(gè)整體存在時(shí)，可將其稱為數(shù)字大屏。

在兩者之中，還存在一些中間形態(tài)，比如直接將大屏作為普通顯示屏的復(fù)制，投射幻燈圖片或視頻。此情況下，雖也能像數(shù)字大屏一樣擁有展現(xiàn)上的整體性，卻體現(xiàn)不出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和大屏文件的模型化這些特點(diǎn)：數(shù)字大屏實(shí)質(zhì)上是可交換的一套展現(xiàn)設(shè)計(jì)或模型，加以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)共同形成的實(shí)例形態(tài)，用于表達(dá)高度凝練的信息。數(shù)字大屏的構(gòu)建，須按照應(yīng)用場景和用戶需求，通過一整套從數(shù)據(jù)到顯示交互的通盤設(shè)計(jì)，在軟硬件整合基礎(chǔ)上，達(dá)到展現(xiàn)形式和內(nèi)容驅(qū)動(dòng)在大尺度視野范圍的相對統(tǒng)一，從而幫助信息充分表達(dá)。

某些情況下，數(shù)字大屏的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)為遠(yuǎn)程引接得來，屏幕直接連接的計(jì)算機(jī)并不對其落地保存［1-2］；大屏畫面也可由多臺(tái)計(jì)算機(jī)或顯卡共同驅(qū)動(dòng)，超越一套操作系統(tǒng)所能驅(qū)動(dòng)的邏輯桌面尺寸范圍。這些都體現(xiàn)出數(shù)字大屏的數(shù)字化特點(diǎn)。

1.2 數(shù)字大屏一般的構(gòu)造方式

現(xiàn)實(shí)中，為滿足大分辨率下良好的展現(xiàn)效果等多方面需求，數(shù)字大屏往往由專門的構(gòu)造工具進(jìn)行設(shè)計(jì)與支撐呈現(xiàn)。這種工具一般自成體系，部分可通過插件引接異源的實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù)［3-4］。

常見的數(shù)字大屏構(gòu)造工具一般采用多端分離、分層構(gòu)建的軟件架構(gòu)。在軟件功能上一般可分為大屏設(shè)計(jì)端、控制交互端、渲染終端，架構(gòu)上分為數(shù)據(jù)層、接口層、服務(wù)層、應(yīng)用層，并配以相應(yīng)的接口規(guī)范和服務(wù)規(guī)則。其中，應(yīng)用層又可再分為組件層、場景層、工具層。組件是構(gòu)成最終展現(xiàn)場景的基本單元，是數(shù)據(jù)和展現(xiàn)形式的載體，具體表現(xiàn)為圖、表等；場景是設(shè)計(jì)、預(yù)覽和最終呈現(xiàn)的界面；工具是運(yùn)行管理與交互控制的入口。數(shù)據(jù)層一般進(jìn)行數(shù)據(jù)的存讀與共享，接口層和服務(wù)層負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)的接入、轉(zhuǎn)換與集成。在軟硬件支撐上，有時(shí)還需要分布式高分辨率渲染技術(shù)和畫面同步技術(shù)，支撐多渲染終端形成邏輯上的渲染集群，各自輸出所負(fù)責(zé)的顯示內(nèi)容，有效組合形成高分辨率大幅場景［5］。一般來說，軟件多端交互時(shí)還需要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的良好支持。

大屏設(shè)計(jì)端，顧名思義是要支撐數(shù)字大屏的設(shè)計(jì)相關(guān)工作。此工作總結(jié)來說，一般要經(jīng)過定主題、制界面、選組件、聯(lián)數(shù)據(jù)、施交互、作預(yù)覽、送呈現(xiàn)等幾個(gè)步驟。做好一幅精美的數(shù)字大屏展現(xiàn)畫面，往往需要在送呈現(xiàn)這一最終設(shè)計(jì)步驟前進(jìn)行數(shù)次循環(huán)反復(fù)，因?yàn)榻缑妗⒔M件、交互關(guān)系的選擇與制作既要考慮展現(xiàn)效果，還需要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)際情況。正因如此，盡管數(shù)字大屏本質(zhì)上要求以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，但單純堆砌數(shù)據(jù)可能使展現(xiàn)效果適得其反，一般專門的數(shù)字大屏設(shè)計(jì)軟件反而慣以界面、顯示組件作為主要工作入口。此外，一般軟件在實(shí)施聯(lián)數(shù)據(jù)和施交互等步驟時(shí)，往往還要求較多的智力或重復(fù)性體力工作，包括人工勾選數(shù)據(jù)來源、進(jìn)行組件之間的交互關(guān)系編程設(shè)計(jì)等，以此完成組件與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)、組件與組件之間的交互關(guān)系，乃至通過服務(wù)層向相關(guān)支撐系統(tǒng)傳遞指令等。送呈現(xiàn)步驟則一般是將設(shè)計(jì)端組織好的數(shù)字大屏成果文件與其所需的數(shù)據(jù)資源或其索引，傳遞給控制交互端和渲染終端，而直待兩者分別解析或編譯、引接數(shù)據(jù)、互相適配、渲染與操控?zé)o誤后，才能達(dá)到最終的理想效果。簡單情況下，這種數(shù)字大屏成果文件可為網(wǎng)頁形式，復(fù)雜的可能為包含一組頁面的某種復(fù)合數(shù)據(jù)格式?，F(xiàn)實(shí)中，已經(jīng)送與控制交互端和渲染終端的數(shù)字大屏成果文件，一般都較難允許對組件進(jìn)行除尺寸、位置以外的更改。換言之，各功能端之間的文件交換一般至少以界面這層為基本單位。

1.3 數(shù)字大屏已獲得的應(yīng)用

目前，數(shù)字大屏已在多個(gè)領(lǐng)域獲得了不同形式的應(yīng)用，如商業(yè)上的淘寶雙十一成果展示，政府部門主導(dǎo)的智慧城市系統(tǒng)、公安安防一體化系統(tǒng)等［6-7］。這些應(yīng)用實(shí)際上大致可分為兩種：一種是偏向展示匯報(bào)的報(bào)告型，另一種是偏向監(jiān)控處理的系統(tǒng)型。報(bào)告型用于吸引觀眾、渲染氛圍，提振士氣，更追求效果的奇?zhèn)ス妍?，使用上往往是一次性的。系統(tǒng)型則是一個(gè)業(yè)務(wù)或聯(lián)合系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是行動(dòng)發(fā)起的重要視覺依據(jù)乃至發(fā)起入口，和成果反饋的重要查看形式，更講求數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)、融合和指令下傳時(shí)的迅速、聯(lián)合，使用上更為長久、頻繁［8］。當(dāng)然，報(bào)告型也可能由業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和接口提供支撐。總的來說，這些應(yīng)用中展現(xiàn)的內(nèi)容、形式一般相對比較穩(wěn)定，較少作臨時(shí)更改，但在設(shè)計(jì)實(shí)施過程中往往需要耗時(shí)長久的多輪迭代，包括對展現(xiàn)主題、界面布局、數(shù)據(jù)選擇、組件形態(tài)與關(guān)聯(lián)等的系列定型與工程實(shí)現(xiàn)。一定程度上可以形象地將它們的表現(xiàn)比作是多個(gè)精心制作的展板的組合排列。

然而，在一貫強(qiáng)調(diào)數(shù)字化、信息化的軍事指揮所和指揮信息系統(tǒng)里，兩類數(shù)字大屏都還較為鮮見，有限的嘗試卻暴露出一般數(shù)字大屏構(gòu)造流程和工具的不足。我軍目前仍習(xí)慣于傳統(tǒng)方式，通過音視頻的連接組合，以業(yè)務(wù)終端屏幕投影的方式，獲得直接感觀上的原始輸入，配以其他信息傳遞手段，共同達(dá)到指控、研討的目的［9-10］。而從當(dāng)前掌握的公開資料來看，主要強(qiáng)國在指揮所里也未廣泛應(yīng)用數(shù)字大屏，對物理屏幕的使用方法與我軍類似。

2 與傳統(tǒng)大屏使用方式的比較

上述將多個(gè)業(yè)務(wù)終端屏幕畫面或攝像頭采集畫面通過組合、裁剪后投放到一個(gè)屏幕上的方法也被稱為投影拼接［11］，是較為傳統(tǒng)和常見的方式，也是我軍慣用的大屏使用方式。這種方式更偏重對畫面的排列，并未對畫面中的內(nèi)容進(jìn)行更深層次的邏輯整合。其效果達(dá)成所需的硬件系統(tǒng)構(gòu)造大體如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)投屏拼接手段示意Fig.1 Schematic diagram of traditional projection screen splicing means

2.1 投影拼接手段優(yōu)劣

投影拼接手段實(shí)際是以業(yè)務(wù)終端顯示界面或攝像頭畫面為基礎(chǔ)單位，通過物理方法將畫面直接傳輸?shù)轿锢泶笃辽蠌?fù)制顯示。傳輸過程一般需要畫面拼接控制器（拼控）或拼接矩陣等進(jìn)行處理，最終清晰度也將受此限制［12］。其優(yōu)點(diǎn)是：1）響應(yīng)迅速、系統(tǒng)穩(wěn)定。拼控等主要是對畫面進(jìn)行插值、采樣等操作，保證畫面按指定尺寸復(fù)制到指定大屏區(qū)域里，數(shù)據(jù)格式成熟，計(jì)算速度較快，大多數(shù)情況下可保證即時(shí)性。只考慮畫面?zhèn)鬟f的簡單構(gòu)造也使得整個(gè)系統(tǒng)較為穩(wěn)定。2）控屏人員操作簡單。此方法下，大屏控制人員主要是挑選與組合信源并按命令推送，操作基本只是點(diǎn)擊、拖拽，門檻較低，基本上不需要專門的大屏顯示設(shè)計(jì)人員。

但其也有不少缺點(diǎn)，如：1）資源占用較多。復(fù)雜情況下，如需要查看多個(gè)業(yè)務(wù)部門情況時(shí)，可能需要連接大量的業(yè)務(wù)終端作為信源輸入，這些信源端都需加裝視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換器。每個(gè)在大屏上顯示的業(yè)務(wù)終端可能也都需要人來操作。在某些更特殊的情況如聯(lián)合匯報(bào)時(shí)，需要各業(yè)務(wù)屏幕操作人員的默契配合。此外還會(huì)將業(yè)務(wù)操作過程盡數(shù)展現(xiàn)在觀眾面前，可能造成操作人員的緊張。2）整體性差。業(yè)務(wù)終端或攝像頭的畫面組合，勢必造成整個(gè)大屏畫面的條塊割裂、缺乏重點(diǎn)，需要觀眾自行把握敘事邏輯和內(nèi)容關(guān)系。不同畫面的尺寸、背景、布局、色彩等差異，畫面之間缺乏的信息關(guān)聯(lián)與樣式聯(lián)動(dòng)等，都加深了這種割裂。3）交互性差。一方面投影拼接方式使得大屏與用戶之間幾乎完全沒有交互；另一方面業(yè)務(wù)終端操作人員還需要做到面向觀眾的展示效果和自身操作便捷間的平衡，例如某些情況下為了高清晰度需要，在大屏上要求使用至少4 K 或更高的分辨率，但這種分辨率用于業(yè)務(wù)終端的日常操作時(shí)實(shí)際上對具體操縱者并不十分友好。4）清晰度損失。業(yè)務(wù)終端屏幕和大屏的分辨率差異，拼控輸入輸出時(shí)對畫面流信號(hào)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，都有可能造成清晰度的損失。

2.2 數(shù)字大屏方式優(yōu)劣

數(shù)字大屏實(shí)際上并非與投影拼接方式完全對立，因其畫面總需要一定的顯存、顯卡和屏幕承載。數(shù)字大屏的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)首先是將某些顯卡輸出固定地組合在一起，再將其連接到物理大屏上，相當(dāng)于物理上先實(shí)現(xiàn)固定屏幕組合的投影拼接。這些固定屏幕組合可以由渲染終端及集群提供顯存輸出與控制。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字大屏才能完成內(nèi)容的一體設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。理想中僅基于這組固定屏幕，就可在向?qū)?yīng)服務(wù)器勾取數(shù)據(jù)的支持下按需展現(xiàn)出原各業(yè)務(wù)終端的信息，不再受到非必要非相關(guān)信息、不同樣式形式、各種固化視角的認(rèn)知干擾，也不再需要大量業(yè)務(wù)終端屏幕的投射，降低了音視頻網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度和人員耗費(fèi)。而當(dāng)其能夠引接集成攝像頭畫面和業(yè)務(wù)終端屏幕界面時(shí)，更是能部分履行拼控工具的職能。

但其優(yōu)勢并非沒有代價(jià)，數(shù)字大屏的缺陷也顯而易見：1）響應(yīng)即時(shí)性降低。由軟件應(yīng)用來構(gòu)建畫面、控制渲染的數(shù)字大屏，必須考慮軟件調(diào)用乃至編譯等的運(yùn)行用時(shí)。同時(shí)盡管業(yè)務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)、調(diào)整直到呈現(xiàn)在業(yè)務(wù)終端桌面上也需要時(shí)間，但這些時(shí)耗體現(xiàn)在投影拼接方式上是分布式的、并行的，給人的感覺是不斷有反饋的，總時(shí)長取決于最后調(diào)整好的終端桌面。但當(dāng)前一般的數(shù)字大屏，往往采用整幅畫面調(diào)整好后統(tǒng)一呈現(xiàn)方式，無疑拉長了需求到結(jié)果呈現(xiàn)的時(shí)間，也降低了人的反饋感知獲得次數(shù)。特別是當(dāng)響應(yīng)用戶臨時(shí)有需求時(shí)，最嚴(yán)重的情況是數(shù)字大屏需要完成新制界面、新選乃至創(chuàng)造組件、聯(lián)數(shù)據(jù)、施交互、送呈現(xiàn)等一套設(shè)計(jì)工作，和數(shù)據(jù)同步，以及控制交互端、渲染集群的再編譯與畫面更新等全套流程，其中不乏手工查詢、關(guān)聯(lián)等操作，產(chǎn)生至少以分鐘計(jì)的可觀的時(shí)間開銷。2）邏輯穩(wěn)定性降低。數(shù)字大屏既要保證屏幕組合輸出的穩(wěn)定，還要引接、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，渲染畫面，響應(yīng)控制指令，盡管使用更少的硬件和更簡單的硬件連接方式，但軟件實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜度相對更高，穩(wěn)定性可能降低。

此外，數(shù)字大屏設(shè)計(jì)制作需要同時(shí)了解、掌握底層信息和上層需求，對業(yè)務(wù)流程、展現(xiàn)與操控流程進(jìn)行統(tǒng)合，會(huì)使設(shè)計(jì)者在交付使用前花費(fèi)大量的時(shí)間精力。若數(shù)字大屏在使用時(shí)出現(xiàn)較多的臨時(shí)改動(dòng)需求，則對大屏設(shè)計(jì)與控制人員的素質(zhì)就會(huì)提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。

2.3 兩種方式的異同與聯(lián)系

綜合以上描述可以認(rèn)為，數(shù)字大屏是固定投影拼接手段基礎(chǔ)上，針對數(shù)據(jù)深入挖掘關(guān)系并展現(xiàn)的一種進(jìn)階形式。從應(yīng)用上看，投屏拼接只能是畫面顯示，而數(shù)字大屏還可以作為指揮鏈路的軟件入口，成為信息系統(tǒng)內(nèi)在的一部分。從傳輸上說，投影拼接方式使用的是視頻專用網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字大屏還需要數(shù)據(jù)傳輸與通信網(wǎng)絡(luò)。而從直觀表現(xiàn)上看，如果說投影拼接方式是將物理屏幕作為黑板，粘貼業(yè)務(wù)屏幕這種尺寸相對固定的作業(yè)頁，那么數(shù)字大屏就是覆蓋了整個(gè)黑板的動(dòng)態(tài)展板。作業(yè)頁的內(nèi)容是展板的素材，卻難以像整幅展板一樣凸顯重點(diǎn)和邏輯脈絡(luò)，用于展板的顯示組件也更為靈活多變和醒目。但數(shù)字大屏雖解決了一體展現(xiàn)、物理連接構(gòu)造復(fù)雜等部分缺陷，也催生了新的問題，需要針對實(shí)際應(yīng)用場景作深入分析。

3 指揮所數(shù)字大屏應(yīng)用需求分析

相比一般的數(shù)字大屏應(yīng)用場合，軍事指揮所自有其鮮明特點(diǎn)，可能會(huì)對數(shù)字大屏構(gòu)造流程及軟件工具、與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成方式等產(chǎn)生影響。

3.1 指揮所對數(shù)字大屏的需求

由于嚴(yán)肅對抗與靈活應(yīng)對的需要，軍事指揮員關(guān)注的事物、調(diào)閱的材料、觀察的視角、處置的手段變換頻仍，許多都富含創(chuàng)造性，可能是未曾預(yù)置或需要快速響應(yīng)的，所需的支撐信息格式等可能各式各樣。若使用數(shù)字大屏，就需要極為快速的信息變換速度和豐富的信息接口。對數(shù)字大屏構(gòu)造的一般流程而言，將涉及到定主題、制界面、送呈現(xiàn)和做預(yù)覽等步驟的改進(jìn)。

相比于其他業(yè)務(wù)，軍事應(yīng)用直面的對象數(shù)目可能不多，但信息處理與關(guān)聯(lián)上要求甚高。這對數(shù)字大屏的聯(lián)數(shù)據(jù)、施交互等步驟及最終應(yīng)用提出靈活快速的要求。

軍事指揮所對地圖的應(yīng)用需求也對一般數(shù)字大屏提出了挑戰(zhàn)。軍用電子地圖數(shù)據(jù)量大、消耗資源多，圖上承載內(nèi)容繁雜，圖層切換、與其他信息組件的交互聯(lián)動(dòng)關(guān)系要求多。這些將帶來作為一個(gè)整體的數(shù)字大屏其部分內(nèi)容滯后等不良后果，對數(shù)字大屏構(gòu)造提出時(shí)效和穩(wěn)定性要求。同時(shí)，由于軍事應(yīng)用的特殊性質(zhì)，還對一般數(shù)字大屏成果使用的網(wǎng)頁內(nèi)核、性能等有所限制，也不可能使用與商業(yè)軟件融合較好的ArcGIS 或谷歌地圖等［8，13］。

而一般的數(shù)字大屏應(yīng)用，如智慧城市等，其實(shí)際上支撐的是治理行為，場景相對固定、地幅較為狹窄；處理的多是點(diǎn)發(fā)式事件，各事件前后關(guān)聯(lián)一般較少；觀察感知手段較為單一但信源信息可靠且充分；較少存在臨時(shí)性突發(fā)需求、臨時(shí)協(xié)同協(xié)作與進(jìn)行創(chuàng)造性舉動(dòng)的情況。至于商業(yè)報(bào)告類大屏，則基本不關(guān)心臨時(shí)情況的發(fā)生及具體的處置。這些都給固化大屏顯示界面和操作入口，有條不紊地開展新界面制作提供了有利條件。總而言之，一般的數(shù)字大屏應(yīng)用本質(zhì)上都是一種固化的常態(tài)性報(bào)告［3，14］，運(yùn)行時(shí)基本不會(huì)對界面，特別是組件等做大規(guī)?？焖僮儎?dòng)。

由此總結(jié)來看，指揮所內(nèi)應(yīng)用相對于商用或政府部門來說，較為顯著的特點(diǎn)是信息與用戶需求變化快、響應(yīng)時(shí)間要求短、分域場景多且相互關(guān)系復(fù)雜、監(jiān)視與處置調(diào)度要求并重等。用于指揮所的數(shù)字大屏，不管是數(shù)據(jù)引接，還是顯示控制，或是處置指令傳達(dá)，整個(gè)流程與架構(gòu)都必須擁有求急求快的能力。形象地說，是要將數(shù)字大屏作為一幅能像黑板一樣支撐各組件快速靈活調(diào)整的動(dòng)態(tài)展板，而非一般數(shù)字大屏那種大多只能整幅變換的展板組合。這些組件可以認(rèn)為是傳統(tǒng)業(yè)務(wù)上終端屏幕所展現(xiàn)內(nèi)容的再抽取和樣式轉(zhuǎn)化，它們的組合一般應(yīng)遵循業(yè)務(wù)與展現(xiàn)邏輯。黑板式的傳統(tǒng)投影拼接方式選擇不對流式信息做太多處理，雖然犧牲了跨組件信息融合與展現(xiàn)能力，卻保證了時(shí)效的穩(wěn)定性，因此，能夠長盛不衰。

3.2 指揮所內(nèi)數(shù)字大屏應(yīng)用分析

3.2.1 軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用支撐

要使數(shù)字大屏如黑板式的投影拼接一樣為人所易接受，軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略的改進(jìn)顯而易見：

在應(yīng)用設(shè)計(jì)上，考慮指揮業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，數(shù)字大屏構(gòu)造軟件必須要在靈活與穩(wěn)定之間折中，除了一般應(yīng)用中采取的整屏設(shè)計(jì)好后投射方式之外，應(yīng)能使控制交互端對組件一級(jí)就擁有良好的調(diào)用與投放能力。理想情況下，大體如圖2 所示，組件、與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)好的組件實(shí)例、界面及界面集、組件實(shí)例間的顯示關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等都應(yīng)是可以發(fā)布與調(diào)用的庫，相互解耦而又能有所聯(lián)動(dòng)，可由大屏軟件各端共享；設(shè)計(jì)端應(yīng)是各庫的主要發(fā)布工具；控制交互端應(yīng)是一個(gè)界面與數(shù)據(jù)-組件實(shí)例的管理控制工具，一經(jīng)啟動(dòng)即提供了這些庫渲染展現(xiàn)的基礎(chǔ)頁面，在此頁面上實(shí)時(shí)調(diào)用、刪除與調(diào)整組件實(shí)例，同時(shí)不影響其他組件實(shí)例的正常渲染，而非每次必須重新刷新整幅界面，并能記錄部分頁面以便讀檔；控制交互端還應(yīng)提供數(shù)據(jù)組件等的預(yù)覽窗口，但不像調(diào)用等操作是直面大屏實(shí)時(shí)展現(xiàn)的。具體到軟件設(shè)計(jì)特別是C/S 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)，將涉及到組件實(shí)例等對象的臨時(shí)聲明、線程的動(dòng)態(tài)啟停和內(nèi)容動(dòng)態(tài)渲染等技術(shù)細(xì)節(jié)?？紤]到地圖等渲染耗時(shí)較長、容易出現(xiàn)響應(yīng)延遲的特殊組件，可能還需要多個(gè)進(jìn)程之間協(xié)作以及數(shù)據(jù)與控制指令通信的技術(shù)設(shè)計(jì)。因分布渲染方式的需要也會(huì)觸及到網(wǎng)頁內(nèi)核改造問題。而成果使用形式可以部分參考現(xiàn)實(shí)中的某些應(yīng)用，比如手機(jī)操作系統(tǒng)中的widget［15-16］，并不全是常見的商業(yè)智能（business intelligence，BI）工具產(chǎn)品［17-18］。

圖2 軟件工具與產(chǎn)品關(guān)系示意Fig.2 Schematic diagram of the relationship between software tools and outcomes

在速度改進(jìn)上，應(yīng)盡可能將設(shè)計(jì)與控制流程中的工作自動(dòng)化、規(guī)范化。軟件應(yīng)該具備從數(shù)據(jù)到展現(xiàn)的一鍵式實(shí)現(xiàn)功能，用戶應(yīng)該盡可能不編程或少編程，包括設(shè)計(jì)端的數(shù)據(jù)與組件的自動(dòng)配對或推薦，數(shù)據(jù)與組件顯示屬性的快速勾連，組件之間的展現(xiàn)時(shí)空順序關(guān)系非編碼式或圖形化設(shè)置，基于組件和數(shù)據(jù)雙向互動(dòng)的選取與預(yù)覽，以及控制交互端的展現(xiàn)場景的即時(shí)更替和渲染等。除加強(qiáng)設(shè)計(jì)與控制方面的自動(dòng)化外，另一可提速的突破在需求提煉，即定主題這一環(huán)節(jié)。若能夠?qū)⑿枨笠砸?guī)范而簡明的表格或其他形式，轉(zhuǎn)化形成設(shè)計(jì)端能夠自動(dòng)讀取、理解的需求卡，必將極大滿足指揮所的時(shí)效要求。

在生產(chǎn)流程上，應(yīng)該與應(yīng)用設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，以界面為承載，以與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)好的組件為主要控制對象。將當(dāng)前一般數(shù)字大屏軟件以制作整幅畫面為出發(fā)點(diǎn)的流程，調(diào)整到以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的組件自由增刪甚至互相聯(lián)系交互但承載頁面相對穩(wěn)定的設(shè)計(jì)上來。兩者應(yīng)用實(shí)施步驟對比大體如下頁圖3 所示。此外，實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)端應(yīng)能交由多人使用，在統(tǒng)一需求安排下向?qū)?yīng)庫里發(fā)布與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)好的組件等半成品，甚至指定其在界面中的位置等與它庫有關(guān)聯(lián)的屬性，并能將其自動(dòng)快速拼合，加快數(shù)字大屏成果的形成。

圖3 兩種設(shè)計(jì)流程的對比Fig.3 Comparison of two kinds of design processes

總之，軍事指揮所內(nèi)數(shù)字大屏設(shè)計(jì)應(yīng)用必須圍繞靈活、快速、穩(wěn)定進(jìn)行。如果說一般的數(shù)字大屏軟件工作思路是自上而下的，面對的是相對明確的場景，那么指揮所內(nèi)數(shù)字大屏軟件應(yīng)該擁有強(qiáng)大的自下而上的數(shù)據(jù)- 組件即時(shí)投送能力和自上而下的需求快速細(xì)化能力，形象地說是支持黑板與展板相結(jié)合。盡管在一定情況下需要在觀眾審美等指標(biāo)上做出妥協(xié)［19］，但這可能是數(shù)字大屏要得到深度應(yīng)用而付出的必然代價(jià)。

3.2.2 系統(tǒng)集成

數(shù)字大屏要在指揮所內(nèi)集成使用需考慮軟硬件兩方面。軟件方面，數(shù)字大屏應(yīng)融入到指揮信息系統(tǒng)中去，由指揮信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)、功能服務(wù)乃至框架支撐。在同一技術(shù)體制下，甚至可由指揮信息系統(tǒng)提供組件、組件與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)等，而數(shù)字大屏相關(guān)軟件則負(fù)責(zé)對有跨屏渲染可能的組件進(jìn)行必要的封裝、樣式變換、拼接、調(diào)度和界面管理。各相關(guān)軟件做好與數(shù)字大屏工具的穩(wěn)定性、時(shí)效性技術(shù)銜接。軍事指揮所中，數(shù)字大屏的效果發(fā)揮也取決于指揮信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫的支持程度，與其本身快速、靈活的設(shè)計(jì)調(diào)用機(jī)制一樣重要。軟件集成的核心在于訂立組件封裝、調(diào)度和數(shù)字大屏文件交換等規(guī)范。

在硬件方面的集成主要指與指揮所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。僅從屏幕投影網(wǎng)絡(luò)上看，數(shù)字大屏主要面臨如何與傳統(tǒng)投影拼接方法銜接的問題。若數(shù)字大屏能夠做到在一般情況下較為穩(wěn)定迅速，從信息融合的有利角度出發(fā)，或許應(yīng)將數(shù)字大屏作為主要呈現(xiàn)方式，而將一般的投影拼接作為次要方式。若完全舍棄一般投影拼接方式則不能做到手段冗余備份。而考慮到其他，則涉及到音視頻網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的貫通問題。不給予數(shù)字大屏部分音視頻終端的信息或調(diào)度能力，實(shí)際上也難以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)融合的優(yōu)勢。但此時(shí)應(yīng)尤其重視數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的安全防護(hù)問題。因此，在大型指揮所中，硬件網(wǎng)絡(luò)上的構(gòu)成邏輯或許應(yīng)如下頁圖4 所示。

圖4 數(shù)字大屏使用模式設(shè)想Fig.4 Assumption of usage mode of large digital screen

3.2.3 應(yīng)用場景場合

上述數(shù)字大屏軟件和流程設(shè)計(jì)主要針對作戰(zhàn)指揮通用要求提出，但不同業(yè)務(wù)其實(shí)在應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)上仍有不同，應(yīng)該針對人機(jī)交互需求等確定數(shù)字大屏的具體實(shí)現(xiàn)形態(tài)。對于作戰(zhàn)態(tài)勢研判、圖上籌劃和作戰(zhàn)控制等需頻繁調(diào)用與切換不確定信息的場合，構(gòu)造要求較高，應(yīng)強(qiáng)調(diào)能達(dá)到黑板模式，能夠不需重新編譯地臨時(shí)插入部分內(nèi)容，或在不甚講究美觀的前提下臨時(shí)并快速地組建出整幅顯示場景。而某些業(yè)務(wù)流程單一、突發(fā)情況范圍較為固定、處置預(yù)案較為完善的，或時(shí)效性要求不高的場景，如針對性預(yù)警業(yè)務(wù)、通信保障業(yè)務(wù)等，則在業(yè)務(wù)部門內(nèi)部仍可以采用當(dāng)前展板模式為主的一般數(shù)字大屏設(shè)計(jì)流程，形成某個(gè)系統(tǒng)界面。此時(shí)也容易對數(shù)字大屏背后的底層數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和規(guī)則匹配進(jìn)行設(shè)計(jì)。在分工上則可將數(shù)字大屏組件制作與封裝、組件-數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等工作交由業(yè)務(wù)處理部門，而綜合部門則負(fù)責(zé)數(shù)字大屏整幅設(shè)計(jì)、構(gòu)造與調(diào)度。

此外，并非所有的指揮所都適用數(shù)字大屏，特別是特大分辨率、需要多臺(tái)計(jì)算機(jī)支持渲染的大屏。固定指揮所一般設(shè)施齊全、能源充足、防護(hù)良好，具備大型高分辨率屏幕的存在條件［20］。機(jī)動(dòng)式指揮所空間一般較小，可以通過聯(lián)排數(shù)個(gè)普通屏幕或單臺(tái)大屏幕的方式設(shè)立物理大屏，但其由于裝備、能源、人員等方面的限制，不應(yīng)該過度追求頁面展示的寬大，而應(yīng)該以展現(xiàn)穩(wěn)定快速、業(yè)務(wù)邏輯清晰為導(dǎo)向，可以考慮本文所述黑板式的數(shù)字大屏構(gòu)造控制模式，并以網(wǎng)頁、單機(jī)支持渲染的簡單數(shù)字大屏為主要實(shí)踐形式。

4 指揮所數(shù)字大屏實(shí)現(xiàn)建議

欲使數(shù)字大屏在軍事指揮所里更好地發(fā)揮作用，除在工具軟硬件及其運(yùn)用等層面進(jìn)行探索以外，還應(yīng)考慮其實(shí)現(xiàn)的環(huán)境與條件，給出部分建議：

1）做好業(yè)務(wù)聯(lián)系。數(shù)字大屏在指揮所內(nèi)表面上似歸屬于傳統(tǒng)指揮保障中的顯示控制任務(wù)，但實(shí)際又與數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)信息可視化密不可分，總的來說，是一種針對大幅畫面、帶有時(shí)效與業(yè)務(wù)邏輯要求的關(guān)鍵性信息成果展現(xiàn)過程。有些數(shù)字大屏在經(jīng)歷檢驗(yàn)和固化后，還會(huì)變成指揮活動(dòng)的操作入口。因此，數(shù)字大屏真正想要做好，依然需要人從可視化角度出發(fā)的對信息流、業(yè)務(wù)流以及其融合機(jī)制的準(zhǔn)確把握。唯有理解需求，才有可能做出好用的工具。數(shù)字大屏軟件工具除了要向黑板模式靠攏，不次次做展板以外，還需要多向延伸，依托指揮信息系統(tǒng)，逐漸厘清信息與組件的常用關(guān)系，以及業(yè)務(wù)日常需要的、臨時(shí)聯(lián)通所需的和單純匯報(bào)用的等等展現(xiàn)形態(tài)，增強(qiáng)工具的自動(dòng)化智能化程度，加快數(shù)字大屏構(gòu)造使用的速度、穩(wěn)定性和針對性。

2）技術(shù)實(shí)現(xiàn)上分步走的策略。即便是指揮信息系統(tǒng)，也不能保證完全理想地支撐指揮活動(dòng)的所有展現(xiàn)需求，更何況是指揮所內(nèi)尚屬嘗試階段的數(shù)字大屏，必須制定技術(shù)分步實(shí)現(xiàn)的策略。比如，在軟件實(shí)現(xiàn)上，可以先構(gòu)建數(shù)字大屏黑板模式執(zhí)行架構(gòu)，在通用組件和常見信息上通過自動(dòng)化手段做好連接，縮短展現(xiàn)流程耗時(shí)，增強(qiáng)嶄新穩(wěn)定性，改變當(dāng)前數(shù)字大屏重效果輕時(shí)耗的技術(shù)機(jī)制，保證達(dá)到即時(shí)或近實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)推送方式，而后總結(jié)提煉、吸收固化為模板，完善形成實(shí)用的場景庫、數(shù)據(jù)-組件庫、組件關(guān)聯(lián)樣式和常見規(guī)則成果，加快工具改進(jìn)迭代。在使用分工上，可以考慮先著重于針對性觀察監(jiān)視等業(yè)務(wù)功能，在此功能范疇內(nèi)進(jìn)行集中設(shè)計(jì)與控制的實(shí)驗(yàn)，再逐步嘗試業(yè)務(wù)分布設(shè)計(jì)、綜合上屏顯示分工，多業(yè)務(wù)聯(lián)合、多種形態(tài)的復(fù)雜數(shù)字大屏。在此階段中，傳統(tǒng)投影拼接方式將依然是指揮所里主要的屏幕展現(xiàn)方法。

3）培養(yǎng)信息融合的理念。當(dāng)前數(shù)字大屏在指揮所中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并不理想，固然有其工具自身的原因，但也與許多業(yè)務(wù)使用、工具設(shè)計(jì)人員缺乏信息融合意識(shí)不無關(guān)系。按屏幕簡單拼合、制作數(shù)字大屏?xí)r簡單堆砌數(shù)據(jù)、只考慮美觀而不顧信息內(nèi)容與時(shí)效、要求本部門信息無所保留地呈現(xiàn)而不考慮綜合視角等等表現(xiàn)時(shí)有發(fā)生。有必要增強(qiáng)相關(guān)人員信息流轉(zhuǎn)、融合和大幅視野可視化的意識(shí)，比如可對其進(jìn)行一般數(shù)字大屏工具或BI 應(yīng)用使用模式與指揮所需求間的對比體驗(yàn)，輔助提高設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)數(shù)字大屏的能力。真正達(dá)到按信息流轉(zhuǎn)與展現(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)、使用與集成軟硬件，不斷加快信息流轉(zhuǎn)，支撐指揮活動(dòng)鏈路高速運(yùn)行，發(fā)揮展現(xiàn)需求牽引信息流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)建設(shè)的引導(dǎo)作用。

5 結(jié)論

數(shù)字大屏是信息融合的表達(dá)窗口，核心不在于提升畫面的絢爛程度，而在于能對數(shù)據(jù)整合、分級(jí)后在較為寬廣的視野里做到一目了然、邏輯清晰、重點(diǎn)突出、層次分明。不僅僅是顯示控制，也不完全是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理，而是多方面的綜合體。軍事指揮所的復(fù)雜環(huán)境對數(shù)字大屏的構(gòu)造提出了快和穩(wěn)的需求，需要數(shù)字大屏突破當(dāng)前展板制造式的一般思路，在軟件和設(shè)計(jì)控制等流程上向靈活的黑板模式探索，在實(shí)現(xiàn)過程中更加重視本身的產(chǎn)出效率和與指揮環(huán)境的集成。盡管指揮所里的數(shù)字大屏還面臨著種種如工具實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行機(jī)制等方面的缺陷，但快捷、穩(wěn)定、展現(xiàn)效果良好的綜合數(shù)字大屏代表著各部門的相對共識(shí)和有效協(xié)作，代表著數(shù)據(jù)運(yùn)用、軟件設(shè)計(jì)等信息化水平的提高。