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为手机多媒体设备图定制开发像显示选择合适的协议

为手机多媒体设备图定制开发像显示选择合适的协议

ouyp
2018-04-08 13:54
: 网络整理

为移动多媒体设备选择最优协议需要仔细评估所有的系统和空中接口参数,采用哪种方法要取决于系统效率、通信信道特征、显示参数和功耗等因素。本文讨论了远程图像显示中的传输带宽、图像显示和功耗等主要技术挑战,并分析了瘦客户机协议、基于原语的协议和Tigress协议在解决这些挑战中的应用及特性。

图1:不同显示格式对应的数据传输量。

到目前为止,还没有哪个协议被广泛用于像移动设备这样的多媒体嵌入式设备上的远程图像重放。这些设备还面临着许多挑战,这些挑战推迟了技术协议的实际应用。因为这些设备受到电源和可用资源的限制,它们对用户接口的请求响应时间太长。而无线环境中的低带宽和不稳定的网络传输特性也是响应时间长的原因之一。尽管存在这些现实的挑战,但并不是不可克服,业界已有很多建议方案使瘦客户机用户界面成为可能。

瘦客户机协议

目前,包括台式机适用的X Windows和RDP在内的所有协议有一个共同特征,即客户机需要丰富的系统资源用于显示、获取用户输入以及与显示服务器通信,另外一个共同点是所有协议都要求客户端能保持状态。这两个特点使得只有那些工作在功能强大的工作站,并通过静态媒介通信的“胖”客户机才能提供,如果客户机所在系统的资源非常有限,通信媒介又不可靠(如移动网络),那么这些协议将会失效。

为了解决这些问题,业界开发了瘦客户机协议(thin client protocol),该协议既应用在公共领域(如虚拟网络计算或VNC)也用在专利产品(如Cyrix的ICA)。虽然已在某些资源受限的设备(如蜂窝电话)上尝试过瘦客户机的实现,但瘦客户机的主要应用仍是PC和工作站。瘦客户机协议在低功率多媒体计算领域仍面临着诸多挑战。

基于原语的协议解决传输带宽问题

将大量图像数据传送到远程设备需要很高的带宽,要求的具体带宽大小取决于显示分辨率。即使图像经过压缩,数据的传送量也非常可观,如图1所示。目前的移动和手持设备支持的显示分辨率达到了QVGA尺寸和16位色彩深度(65536种颜色)。随着显示技术的发展,将来还会有更高的要求。

如何才能满足日益增长的带宽需求呢?其中一种策略是采用具有图像压缩功能的协议(见图2)。为了实现实时远程显示所需的快速屏幕刷新,这种协议的系统实现需要在客户端配置快速、高压缩率的引擎,在服务器端配置快速解压缩引擎,还需要在客户和服务器两端配置低开销的传输协议。尽管一些多媒体处理器拥有快速的图像解压缩引擎,但许多处理器受I/O带宽的限制,无法将屏幕上捕获的帧数据向编解码器、然后从编解码器到传送软件的快速传递。

图2:采用基于图像的远程显示协议,<a href=工业物联网方案,处理器将受到I/O带宽的限制。 " hspace=12 src="http://www.eetchina.com/ARTICLES/2004NOV/B/0411B_DC_S4F2.GIF" align=right vspace=12>

为了克服这样的问题,一些设计师转而采用了基于原语(primitive-based)的协议(见图3),这些协议在远程显示方面使用了完全不同的方法。远程信息处理接口至图像显示引擎(Tigress)协议就是其中的一种,它充分利用了目标处理器的视频处理功能。在Tigress协议中,服务器将屏幕上的显示对象转换成原语图像请求列表,然后以数据包的形式在通信媒介中传输。例如,如果屏幕上包含带文字的GUI视窗,那么图像请求可能包含画矩形、显示字体等命令,客户机接收到请求数据包后先将数据包还原为命令,然后调用图像引擎执行命令,同时向服务器返回响应数据包。

由于发送的数据只包含编码过的命令和参数,基于原语的协议的带宽要求比基于图像的方法低很多。

尽管基于原语和基于图像的瘦客户机协议各自的架构不同,但两者都必须从公共的算法特性集中作出选择,包括以下三种:

1. 服务器推(server push)与客户机拉(client-pull) 要么服务器发送(或“推”)屏幕刷新信息,要么客户机轮询服务器请求显示数据(“拉”)。

2. 慢速与快速 屏幕数据要么以客户机的帧速率“缓慢地”刷新,要么根据服务器的屏幕刷新率“急切”地刷新。

3. 压缩方案 基于图像的协议可能根据网络情况选择不同的压缩方案,而基于原语的协议可能对位图数据进行压缩。

解决传输可靠性问题

由于客户机要求再生服务器显示的实际处理过程,瘦客户机计算要求无差错的通信。这种要求对移动和无线通信来说是很大的挑战,因为正常的移动和无线通信信道都有一定的噪声干扰。对于基于图像的协议来说,在不可靠的传输中发生的误比特会导致不同程度的图像再现故障,可能是某个像素值错误的轻微故障,也可能是整个图像帧丢失的严重故障。当使用图像压缩功能时误比特效应可能会产生更严重的后果。


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