基于通用大屏顯示足球計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

曾錫山1，宋美妍2

（1.華南師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東 廣州 510631；2.華南師范大學(xué) 圖書館，廣東 廣州 510631）

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。

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］。

圖1 足球比賽計(jì)時(shí)記分及大屏顯示原理圖

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：

（1）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。

（3）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。

（4）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。

圖2 足球計(jì)時(shí)記分與大屏顯示功能圖

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：

（1）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。

（2）賽程安排：賽程安排增加、修改、刪除操作。

（3）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。

（4）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：

（1）模板管理：用于登記管理每屏信息的名稱。

（2）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。

（3）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。

圖3 足球計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)實(shí)體關(guān)系模型圖

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。

（1）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 大屏主要屬性結(jié)構(gòu)

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。

（2）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。

表2 大屏數(shù)據(jù)源視圖描述

（3）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 顯示模板元素結(jié)構(gòu)

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。

（4）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。

圖4 足球計(jì)時(shí)記分與LED顯示原理圖

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：

（1）進(jìn)入操作界面，獲當(dāng)場(chǎng)比賽信息。

圖5 足球計(jì)時(shí)記分與LED顯示請(qǐng)求發(fā)送流程圖

（2）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。

（3）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。

圖6 大屏顯示與控制流程圖

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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Design of football tim ing and scoring system based on universal big screen disp lay

Zeng Xishan1，Song Meiyan2
（1.College of Computer Science，South China Normal University，Guangzhou 510631，China；2.Library，South China Normal University，Guangzhou 510631，China）

This paper analysed existing problems of current football match big screen display system，proposed a design methodology of universal big screen display and timing and scoring system based on adaptive multiple view template，fairy well solved the problem like timing and scoring control of match and mutiple big screen display of different stadium，and introduced the structure model and implementation algorithm of related technologies in detail.

timing and scoring；display template；multiple screen display；multiple view；display element

TP39

A

1674-7720（2015）24-0088-03

曾錫山，宋美妍.基于通用大屏顯示足球計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（24）：88-90，93.

2015-08-26）

曾錫山（1965-），男，本科，講師，主要研究方向：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用研究，軟件開發(fā)。

宋美妍（1966-），女，本科，講師，主要研究方向：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)。