互動地磚屏是屬于 LED 顯示屏領域的一個應用分支，該產(chǎn)品通過創(chuàng)新型的設計被大量應用于舞臺展示、商業(yè)應用、店鋪裝修等方向，互動地磚屏的出現(xiàn)為各種表演創(chuàng)意設計提供了一種更加新穎的表現(xiàn)手法，是對當前顯示設備的一個有益補充。在 LED 顯示屏市場產(chǎn)品同質(zhì)化的問題日益突出情況下，互動地磚屏的出現(xiàn)是為我國 LED 創(chuàng)新型應用提供了借鑒思路，互動地磚屏頗具市場前景。
在互動地磚屏出現(xiàn)之前，市場上的類似產(chǎn)品發(fā)光地磚也是被應用于商業(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)光地磚一般是依靠內(nèi)置的單片機控制顯示簡單的圖案或者可以通過連接計算機進行控制使得整個舞臺能夠顯示變幻的效果，但是這些圖案或者效果都是預設在單片機或者計算機中，只是單純的依據(jù)程序的控制輸出，不會跟舞臺上的人產(chǎn)生任何的互動。隨著近年觸摸技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了可以與人產(chǎn)生互動的發(fā)光地磚，其新穎有趣的體驗方式被市場所青睞 。互動地磚屏的實現(xiàn)原理是在地磚上設置壓力傳感器或電容式傳感器或紅外傳感器等，當人與地磚屏產(chǎn)生互動時，這些傳感器感應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的顯示效果。
常見的互動地磚控制方式有：脫機控制方式、以太網(wǎng)聯(lián)機控制方式、無線分布式控制方式，針對不同的工程應用都生產(chǎn)出了相應的地磚屏產(chǎn)品并設計配套的效果制作軟件，利用軟件《Seekway Dance Player》，用戶可控制地磚屏進入不同圖案的互動模式 ( 可分別或同時實現(xiàn)感應圖案和感應音效功能 ) 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痪邆鋸姶蟮奈淖志庉嫻δ?, 可根據(jù)需要編輯文字效果；實時調(diào)整亮度、速度，可根據(jù)應用場合靈活調(diào)整亮度和速度；用戶還可以通過安裝設置仔細設置或修改工程參數(shù)、走線，簡單快捷。
脫機控制與以太網(wǎng)聯(lián)機控制方式互動地磚屏控制系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)組成的，每個子系統(tǒng)分別包括均勻分布在線路板上的傳感器檢測單元、LED 顯示單元、檢測處理單元以及顯示控制單元，傳感器檢測單元與檢測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] ，還設有獨立于子系統(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，其輸入接口與檢測處理單元輸出接口相連，如圖1 所示。 實際產(chǎn)品中，每一個子系統(tǒng)便是一塊地磚屏模塊，在連線時，子系統(tǒng)之間通過通信接口依次串聯(lián)，數(shù)據(jù)處理器。
圖 1 互動地磚屏系統(tǒng)設計示意
圖2 地磚屏模塊實物
只需要與其中的一個子系統(tǒng)通信接口相連就可以，這樣設計的目的是讓走線更簡單，如圖 2 所示。
采用脫機控制方式時，脫機控制器起到數(shù)據(jù)處理器的作用，一方面需要接收所有傳感器檢測單元傳輸回來的的信息，通過數(shù)據(jù)融合處理后可以得知被觸發(fā)的地磚屏位置，然后讀取存儲于 CF 卡、SD 卡等移動存儲設備中的數(shù)據(jù)文件來實現(xiàn)相應效果展示。脫機控制器的設計是采用數(shù)據(jù)處理能力較強的單片機再加上其外圍電路組成。如圖 3 所示。
圖 3 脫機控制方式
采用以太網(wǎng)聯(lián)機控制方式時，計算器起到數(shù)據(jù)處理器的作用，由于計算機具有更強大的數(shù)據(jù)處理能力，所以這種控制方式可以隨時修改顯示效果并且可以實時地對大型舞臺實現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控。如圖 4 所示，模塊可以以級聯(lián)的方式實現(xiàn)拓展，在大型的互動地磚屏工程應用中有巨大的優(yōu)勢。
圖 4 以太網(wǎng)聯(lián)機控制方式
基于無線分布式控制的互動地磚屏系統(tǒng)設計方法，相比于以往的系統(tǒng)設計，控制方法以無線方式工作，省去了現(xiàn)場布線的麻煩，同時采用分布式控制，將數(shù)據(jù)處理部分的工作分散到各個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大的數(shù)據(jù)處理能力，在大型應用時也不用必須使用計算機作為數(shù)據(jù)處理中心，這種控制方式可以大大降低系統(tǒng)設計成本，如圖 5 所示。
圖5 無線分布式控制方式
無線分布式控制的地磚屏系統(tǒng)工作過程及原理描述如下 :
地磚屏的感應點被觸發(fā)后，與其相連的分控會將觸發(fā)點的位置 ID 信息以無線的方式發(fā)送給主控；主控接收到該位置信息后，通過廣播的方式將該位置信息同步到所有分控；分控會把該信息傳送給每一個地磚屏內(nèi)部的處理器，因此每個地磚屏模塊會自動計算自己與觸發(fā)點的位置距離信息，進而判斷出自己應該展示的顯示效果；整個系統(tǒng)會通過特殊的同步幀來實現(xiàn)系統(tǒng)具有一個統(tǒng)一的時間基準，因此每個地磚屏模塊可以準確計算出自己應該什么時間顯示對應的效果，進而可以實現(xiàn)整個觸發(fā)效果的無縫連接與完美展示。
總結(jié)：
（1）脫機式控制方式，由于主控制器的數(shù)據(jù)處理能力有限，所以主要應用于桌面互動感應，適合酒吧臺，KTV 室臺面等比較小型的應用。
（2）以太網(wǎng)聯(lián)機式控制方式，可以應用與大型的舞臺控制等場合，由于采用計算機作為數(shù)據(jù)處理中心，所以這種控制方式可以比較方便的隨時修改顯示效果并且可以實時地對大型舞臺實現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控。
（3）無線分布式控制方式，區(qū)別于上述兩種的有線數(shù)據(jù)傳輸方式，本方法是通過無線來實現(xiàn)關鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)模趯嶋H工程應用時，不但提高了現(xiàn)場的布置效率，而且降低了人工成本和線材成本，這在在大型應用具有更明顯的優(yōu)勢。
同時在數(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大的數(shù)據(jù)處理能力，在大型舞臺應用時也不用必須使用計算機作為數(shù)據(jù)處理中心，因而可以進一步降低整體系統(tǒng)的應用成本。
