摘  要： 分析了當(dāng)前足球比賽大屏顯示系統(tǒng)存在的問題，提出一種基于多視圖模板適配的通用大屏顯示及計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，較好地解決不同場(chǎng)館比賽的計(jì)時(shí)記分控制、多個(gè)大屏顯示等問題，并詳細(xì)介紹相關(guān)技術(shù)的結(jié)構(gòu)模型和實(shí)現(xiàn)算法。

　　關(guān)鍵詞： 計(jì)時(shí)記分；顯示模板；多屏顯示；多視圖；顯示元素

0 引言

　　足球體育比賽中，計(jì)時(shí)記分及大屏顯示是比賽過程非常重要的環(huán)節(jié)，如何能在簡單計(jì)時(shí)記分的同時(shí)實(shí)時(shí)大屏信息展示，是計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)特別要考慮的問題。足球場(chǎng)館都配置簡單計(jì)時(shí)記分及顯示系統(tǒng)，但系統(tǒng)信息無法輸出給其他系統(tǒng)使用，無法滿足大型比賽使用要求。另外臨時(shí)用于場(chǎng)館比賽使用的計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)大屏分辨率及比賽展示信息變化[1-2]，修改相應(yīng)功能程序，不但增加工作量，同時(shí)會(huì)造成程序辛勤的問題出現(xiàn)。

　　針對(duì)上述問題，本文提出一種基于多視圖模板的足球計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，可以提供簡單方便的計(jì)時(shí)記分操作，還解決了不同場(chǎng)館大屏的顯示處理問題。

1 比賽計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)組成

　　比賽計(jì)時(shí)記分軟件功能主要包括：賽程與賽事信息處理、計(jì)時(shí)記分操作、LED屏幕顯示模板處理、顯示模板關(guān)聯(lián)處理、顯示控制處理、大屏顯示處理、報(bào)表及成績處理，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示[3-4]。

　　足球大屏顯示處理過程中需要處理的問題包括如下幾部分：

　?。?）顯示模板動(dòng)態(tài)定義

　　顯示模板編輯、定義處理，信息來源描述、位置、顏色、字型字號(hào)等是通過模板設(shè)置的，模板定義后如何進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)例。

　　（2）LED屏幕顯示適配

　　多數(shù)LED屏采用截屏技術(shù)顯示，各硬件廠家的控制方式不一定相同，有單屏控制、有多屏控制；截屏技術(shù)分左上角、右下角或其他位置，如何適應(yīng)不同截取的需要。

　?。?）顯示模板內(nèi)容實(shí)例化

　　大屏顯示信息內(nèi)容包括對(duì)陣雙方、運(yùn)動(dòng)員、賽程安排相關(guān)信息等[5]，有些信息可能是臨時(shí)增加的。展示信息采用模板技術(shù)設(shè)計(jì)[6]，如何方便獲得實(shí)際數(shù)據(jù)并展示在LED顯示屏上。

　?。?）大屏顯示實(shí)時(shí)控制

　　如何在簡單實(shí)時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)記分操作的同時(shí)把比賽成績、信息公告（時(shí)間場(chǎng)次）等顯示在一個(gè)或多個(gè)大屏上。

　　系統(tǒng)采用基于多視圖模板顯示設(shè)計(jì)技術(shù)較好地解決了上述問題[7]，技術(shù)辦法包括顯示模板定義、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)描述處理、大屏顯示與控制分離處理等相關(guān)內(nèi)容。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)基本模型及存儲(chǔ)特點(diǎn)

　　考慮設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)處理簡便，系統(tǒng)分成系統(tǒng)處理和顯示處理控制兩部分。系統(tǒng)處理包括計(jì)時(shí)記分處理、顯示模板定義、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理以及大屏顯示控制功能等，程序安裝在計(jì)時(shí)記分電腦上；顯示處理控制負(fù)責(zé)大屏顯示控制，安裝在大屏顯示控制電腦上。

　　2.1 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)功能模塊分為計(jì)時(shí)記分管理、顯示模板管理和顯示控制三部分，如圖2所示。

　　2.1.1 計(jì)時(shí)記分管理

　　計(jì)時(shí)記分管理用于賽程安排、參賽隊(duì)及運(yùn)動(dòng)員信息設(shè)置、計(jì)時(shí)記分操作等，功能如下：

　?。?）基本數(shù)據(jù)維護(hù)：包括賽事日期、比賽隊(duì)名、運(yùn)動(dòng)員等信息增加、修改、刪除操作。

　?。?）賽程安排：賽程安排增加、修改、刪除操作。

　?。?）賽事安排：每場(chǎng)比賽地點(diǎn)、主客隊(duì)名、運(yùn)動(dòng)員信息等安排。

　?。?）計(jì)時(shí)記分：實(shí)現(xiàn)比賽成績登記、計(jì)時(shí)控制等操作，根據(jù)需要即時(shí)請(qǐng)求大屏控制程序展現(xiàn)指定的信息。功能操作包括比賽場(chǎng)次選擇、計(jì)時(shí)（暫停）記分操作、屏幕顯示控制操作。

　　2.1.2 顯示模板管理

　　用模板描述顯示信息的定義及關(guān)聯(lián)，使得實(shí)現(xiàn)的算法簡單、方便和靈活，功能如下：

　?。?）模板管理：用于登記管理每屏信息的名稱。

　?。?）模板元素定義：定義每屏信息元素組成，包括標(biāo)簽、圖片、線等及相應(yīng)屬性。

　?。?）模板數(shù)據(jù)視圖：說明顯示模板元素?cái)?shù)據(jù)來源，一個(gè)模板可對(duì)應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)視圖。

　　（4）模板與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：定義模板每個(gè)對(duì)象數(shù)據(jù)來源，方便模板元素實(shí)例化數(shù)據(jù)。

　　（5）大屏參數(shù)設(shè)置：設(shè)置每個(gè)大屏分辨率及位置大小。

　　2.1.3 大屏顯示控制

　　顯示控制安裝在大屏控制室電腦的程序，接收計(jì)時(shí)記分顯示控制請(qǐng)求，即時(shí)在控制電腦指定區(qū)域顯示信息，大屏顯示適配卡通過截屏獲得信息并發(fā)送展示[8]。

　　2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)組成主要包括：賽程安排表、賽事安排表、參賽隊(duì)名信息表、運(yùn)動(dòng)員信息表、顯示數(shù)據(jù)視圖、屏幕名稱、顯示模板名稱、顯示模板元素等，如圖3所示。

　　2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及特點(diǎn)

　　大屏幕物理參數(shù)直接影響到顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，屏幕分雙色屏、四色和彩色屏等[9]，顯示信息內(nèi)容包括文本、圖形以及線段標(biāo)簽三部分。系統(tǒng)采用如下技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到數(shù)據(jù)描述規(guī)范、操作簡單、顯示控制靈活、算法容易效果。

　?。?）采用雙坐標(biāo)系處理顯示模板

　　大屏采用物理坐標(biāo)和邏輯坐標(biāo)描述，邏輯坐標(biāo)用于計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)模板編輯、顯示等處理，物理坐標(biāo)用于大屏顯示，方便實(shí)現(xiàn)信息縮放、平移等處理。模板在計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)和大屏顯示效果相同，解決廠家不同控制要求。大屏主要屬性結(jié)構(gòu)如表1所示。

　　表1中（F_LEFT，F(xiàn)_TOP）是大屏映像對(duì)應(yīng)屏幕左上角，適應(yīng)廠家不同截屏要求，F(xiàn)_WIDTH、F_HEIGHT分別是屏幕寬度和高度。（F_LEFT，F(xiàn)_TOP，F(xiàn)_WIDTH，F(xiàn)_HEIGHT）是顯示區(qū)域大小，系統(tǒng)對(duì)超出區(qū)域信息進(jìn)行裁剪，解決多個(gè)小屏拼成大屏?xí)r信息顯示相互干擾問題。

　　（0，0，F(xiàn)_VWIDTH、F_VHEIGHT）是計(jì)時(shí)記分顯示邏輯區(qū)域大小；取F_WIDTH/F_VWIDTH、F_HEIGHT/F_VHEIGHT比值小的作為顯示縮放比例因子，實(shí)現(xiàn)縮放顯示功能。

　?。?）使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分離

　　模板涉及數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，模板數(shù)據(jù)來源分為不同視圖，稱模板數(shù)據(jù)視圖，也稱動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)模板、顯示數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，顯示控制更方便、更靈活。對(duì)圖1中顯示的模板進(jìn)行處理，抽象數(shù)據(jù)源視圖如表2所示。

　?。?）大屏顯示模板元素結(jié)構(gòu)

　　模板元素采用元數(shù)據(jù)[9]，包括類型、顏色、字型字號(hào)、對(duì)齊方式以及數(shù)據(jù)來源等，屬性如表3所示。

　　表3中F_Source、F_BounDing、F_ROW分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)源視圖名稱、屬性和行，實(shí)例化時(shí)把視圖數(shù)據(jù)填入到F_DATA中。（F_LEFT，F(xiàn)_TOP，F(xiàn)_WIDTH，F(xiàn)_HEIGHT）顯示位置和大小。F_TYPE是對(duì)象標(biāo)簽類型說明，取值為文本、圖片或線段3種。

　?。?）大屏顯示和計(jì)時(shí)記分操作相分離

　　計(jì)時(shí)記分和大屏顯示分離兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，前者在計(jì)時(shí)裁判員旁使用，操作更及時(shí)、準(zhǔn)確；后者在原大屏控制電腦上運(yùn)行，直接控制大屏信息展示，使用簡單、方便，支持多屏顯示。

3 計(jì)時(shí)記分、大屏顯示控制及算法實(shí)現(xiàn)

　　計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)完成計(jì)時(shí)記分、大屏顯示操作；大屏顯示用于展示信息。

　　3.1 足球計(jì)時(shí)記分及顯示控制處理模型

　　計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)記分及顯示請(qǐng)求控制，并把顯示控制的請(qǐng)求命令發(fā)送LED顯示控制；LED顯示控制獲得請(qǐng)求命令后，先讀取顯示模板，然后通過數(shù)據(jù)視圖實(shí)例模板數(shù)據(jù)，最后在指定LED大屏上顯示信息，系統(tǒng)運(yùn)行原理如圖4所示。

　　3.2 計(jì)時(shí)記分運(yùn)行控制算法描述

　　計(jì)時(shí)記分控制主要負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)記分和LED大屏顯示請(qǐng)求命令發(fā)送，其處理原理如圖5所示。

　　計(jì)時(shí)記分處理步驟如下：

　?。?）進(jìn)入操作界面，獲當(dāng)場(chǎng)比賽信息。

　?。?）進(jìn)行計(jì)時(shí)記分及相關(guān)操作：啟動(dòng)、關(guān)閉時(shí)間顯示；記錄點(diǎn)球、普通射門、烏龍球等；記錄罰牌或換人操作；大屏顯示控制；取消誤操作命令。

　?。?）根據(jù)計(jì)時(shí)記分操作同步請(qǐng)求顯示操作，觸發(fā)大屏顯示。

　　3.3 大屏顯示與控制實(shí)現(xiàn)

　　大屏顯示與控制主要是獲得顯示模板，經(jīng)過實(shí)例數(shù)據(jù)后展示在大屏上。模板元素?cái)?shù)據(jù)可能來源于不同數(shù)據(jù)視圖，利用模板和數(shù)據(jù)視圖技術(shù)，簡化大屏顯示數(shù)據(jù)處理算法，實(shí)現(xiàn)不同大屏同時(shí)控制的功能。算法流程如圖6所示。

4 結(jié)論

　　基于通用大屏顯示足球計(jì)時(shí)記分應(yīng)用系統(tǒng)，把顯示信息通過模板分離出來，顯示和控制更方便和靈活。該系統(tǒng)在天津全國大運(yùn)會(huì)和東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)等多個(gè)大型足球比賽上使用，得到很好使用效果。

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