摘 要： 分析了当前足球比赛大屏显示系统存在的问题，提出一种基于多视图模板适配的通用大屏显示及计时记分系统设计方法，较好地解决不同场馆比赛的计时记分控制、多个大屏显示等问题，并详细介绍相关技术的结构模型和实现算法。
0 引言
足球体育比赛中，计时记分及大屏显示是比赛过程非常重要的环节，如何能在简单计时记分的同时实时大屏信息展示，是计时记分系统特别要考虑的问题。足球场馆都配置简单计时记分及显示系统，但系统信息无法输出给其他系统使用，无法满足大型比赛使用要求。另外临时用于场馆比赛使用的计时记分系统，根据现场大屏分辨率及比赛展示信息变化[1-2]，修改相应功能程序，不但增加工作量，同时会造成程序辛勤的问题出现。
针对上述问题，本文提出一种基于多视图模板的足球计时记分系统设计技术，可以提供简单方便的计时记分操作，还解决了不同场馆大屏的显示处理问题。
1 比赛计时记分系统组成
比赛计时记分软件功能主要包括：赛程与赛事信息处理、计时记分操作、LED屏幕显示模板处理、显示模板关联处理、显示控制处理、大屏显示处理、报表及成绩处理，系统功能结构如图1所示[3-4]。
足球大屏显示处理过程中需要处理的问题包括如下几部分：
（1）显示模板动态定义
显示模板编辑、定义处理，信息来源描述、位置、颜色、字型字号等是通过模板设置的，模板定义后如何进行数据实例。
（2）LED屏幕显示适配
多数LED屏采用截屏技术显示，各硬件厂家的控制方式不一定相同，有单屏控制、有多屏控制；截屏技术分左上角、右下角或其他位置，如何适应不同截取的需要。
（3）显示模板内容实例化
大屏显示信息内容包括对阵双方、运动员、赛程安排相关信息等[5]，有些信息可能是临时增加的。展示信息采用模板技术设计[6]，如何方便获得实际数据并展示在LED显示屏上。
（4）大屏显示实时控制
如何在简单实时进行计时记分操作的同时把比赛成绩、信息公告（时间场次）等显示在一个或多个大屏上。
系统采用基于多视图模板显示设计技术较好地解决了上述问题[7]，技术办法包括显示模板定义、数据关联描述处理、大屏显示与控制分离处理等相关内容。
2 系统数据基本模型及存储特点
考虑设计、实现处理简便，系统分成系统处理和显示处理控制两部分。系统处理包括计时记分处理、显示模板定义、数据关联处理以及大屏显示控制功能等，程序安装在计时记分电脑上；显示处理控制负责大屏显示控制，安装在大屏显示控制电脑上。
2.1 系统功能模块结构
系统功能模块分为计时记分管理、显示模板管理和显示控制三部分，如图2所示。
2.1.1 计时记分管理
计时记分管理用于赛程安排、参赛队及运动员信息设置、计时记分操作等，功能如下：
（1）基本数据维护：包括赛事日期、比赛队名、运动员等信息增加、修改、删除操作。
（2）赛程安排：赛程安排增加、修改、删除操作。
（3）赛事安排：每场比赛地点、主客队名、运动员信息等安排。
（4）计时记分：实现比赛成绩登记、计时控制等操作，根据需要即时请求大屏控制程序展现指定的信息。功能操作包括比赛场次选择、计时（暂停）记分操作、屏幕显示控制操作。
2.1.2 显示模板管理
用模板描述显示信息的定义及关联，使得实现的算法简单、方便和灵活，功能如下：
（1）模板管理：用于登记管理每屏信息的名称。
（2）模板元素定义：定义每屏信息元素组成，包括标签、图片、线等及相应属性。
（3）模板数据视图：说明显示模板元素数据来源，一个模板可对应多个数据视图。
（4）模板与数据关联：定义模板每个对象数据来源，方便模板元素实例化数据。
（5）大屏参数设置：设置每个大屏分辨率及位置大小。
2.1.3 大屏显示控制
显示控制安装在大屏控制室电脑的程序，接收计时记分显示控制请求，即时在控制电脑指定区域显示信息，大屏显示适配卡通过截屏获得信息并发送展示[8]。
2.2 系统数据结构模型结构
系统数据组成主要包括：赛程安排表、赛事安排表、参赛队名信息表、运动员信息表、显示数据视图、屏幕名称、显示模板名称、显示模板元素等，如图3所示。
2.3 系统数据存储及特点
大屏幕物理参数直接影响到显示系统设计，屏幕分双色屏、四色和彩色屏等[9]，显示信息内容包括文本、图形以及线段标签三部分。系统采用如下技术进行设计，达到数据描述规范、操作简单、显示控制灵活、算法容易效果。
（1）采用双坐标系处理显示模板
大屏采用物理坐标和逻辑坐标描述，逻辑坐标用于计时记分系统模板编辑、显示等处理，物理坐标用于大屏显示，方便实现信息缩放、平移等处理。模板在计时记分系统和大屏显示效果相同，解决厂家不同控制要求。大屏主要属性结构如表1所示。
表1中（F_LEFT，F_TOP）是大屏映像对应屏幕左上角，适应厂家不同截屏要求，F_WIDTH、F_HEIGHT分别是屏幕宽度和高度。（F_LEFT，F_TOP，F_WIDTH，F_HEIGHT）是显示区域大小，系统对超出区域信息进行裁剪，解决多个小屏拼成大屏时信息显示相互干扰问题。
（0，0，F_VWIDTH、F_VHEIGHT）是计时记分显示逻辑区域大小；取F_WIDTH/F_VWIDTH、F_HEIGHT/F_VHEIGHT比值小的作为显示缩放比例因子，实现缩放显示功能。
（2）使用动态数据源关联，实现数据分离
模板涉及数据比较复杂，模板数据来源分为不同视图，称模板数据视图，也称动态数据源。动态数据源实现模板、显示数据相互独立，显示控制更方便、更灵活。对图1中显示的模板进行处理，抽象数据源视图如表2所示。
（3）大屏显示模板元素结构
模板元素采用元数据[9]，包括类型、颜色、字型字号、对齐方式以及数据来源等，属性如表3所示。
表3中F_Source、F_BounDing、F_ROW分别对应数据源视图名称、属性和行，实例化时把视图数据填入到F_DATA中。（F_LEFT，F_TOP，F_WIDTH，F_HEIGHT）显示位置和大小。F_TYPE是对象标签类型说明，取值为文本、图片或线段3种。
（4）大屏显示和计时记分操作相分离
计时记分和大屏显示分离两个独立系统，前者在计时裁判员旁使用，操作更及时、准确；后者在原大屏控制电脑上运行，直接控制大屏信息展示，使用简单、方便，支持多屏显示。
3 计时记分、大屏显示控制及算法实现
计时记分系统完成计时记分、大屏显示操作；大屏显示用于展示信息。
3.1 足球计时记分及显示控制处理模型
计时记分系统负责计时记分及显示请求控制，并把显示控制的请求命令发送LED显示控制；LED显示控制获得请求命令后，先读取显示模板，然后通过数据视图实例模板数据，最后在指定LED大屏上显示信息，系统运行原理如图4所示。
3.2 计时记分运行控制算法描述
计时记分控制主要负责计时记分和LED大屏显示请求命令发送，其处理原理如图5所示。
计时记分处理步骤如下：
（1）进入操作界面，获当场比赛信息。
（2）进行计时记分及相关操作：启动、关闭时间显示；记录点球、普通射门、乌龙球等；记录罚牌或换人操作；大屏显示控制；取消误操作命令。
（3）根据计时记分操作同步请求显示操作，触发大屏显示。
3.3 大屏显示与控制实现
大屏显示与控制主要是获得显示模板，经过实例数据后展示在大屏上。模板元素数据可能来源于不同数据视图，利用模板和数据视图技术，简化大屏显示数据处理算法，实现不同大屏同时控制的功能。算法流程如图6所示。
4 结论
基于通用大屏显示足球计时记分应用系统，把显示信息通过模板分离出来，显示和控制更方便和灵活。该系统在天津全国大运会和东亚运动会等多个大型足球比赛上使用，得到很好使用效果。
参考文献
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