一、 背景前言和滑軌屏解密

第一次見到滑軌屏的演示視頻應(yīng)該在2018年的下半年，一個(gè)顯示屏在裝飾有黑白背景壁畫的墻上勻速前進(jìn)，宛如一片透明的玻璃跟蹤壁畫內(nèi)容顯示，也就是顯示屏實(shí)時(shí)所在位置所顯示的畫面內(nèi)容，就是顯示屏此刻對應(yīng)壁畫上的內(nèi)容，并且能將黑白背景壁畫添上色彩顯示。乍一看，還以為自己眼神不好！引人入勝，耐人尋味！當(dāng)時(shí)覺得有點(diǎn)意思、蠻有科技含量和趣味性！作為理工科的我，不自覺地會去想背后的原理是怎么樣的？是怎么去實(shí)現(xiàn)的呢？很快，就想明白了，不就是將這個(gè)靜態(tài)的黑白壁畫場景做成了兩個(gè)彩色視頻嘛（為什么是兩個(gè)？往返呀）。措辭有點(diǎn)狂傲，其實(shí)整個(gè)系統(tǒng)具體實(shí)施下來還是蠻復(fù)雜的，先別急著要打我的臉，暫且只是宏觀上敘述原理和要點(diǎn)。顯示屏勻速移動(dòng)速率 = 軌道長度 / 視頻源播放時(shí)長。

第二次見到滑軌屏的演示視頻，就更高級了，不僅能隨便非勻速手推動(dòng)態(tài)跟蹤顯示，還可以推到“任意”（為什么要加引號呢？現(xiàn)在想來，其實(shí)不是真正的任意位置，而是有位置標(biāo)記措施的）位置停下時(shí)，點(diǎn)擊進(jìn)去可查看更多內(nèi)容。當(dāng)時(shí)受第一次滑軌屏演示影響和一直站在掌握的信發(fā)系統(tǒng)的角度去看待這一問題，百思不得其解。心想，Oh，My God！要實(shí)現(xiàn)這樣一種細(xì)膩連續(xù)的效果，得做多少個(gè)位置標(biāo)記和節(jié)目，以及多少各連續(xù)過度的切換視頻啊！

第三次見到的是電動(dòng)滑軌屏演示視頻，與第二次見到的相當(dāng)，只不過在屏幕上增添了能設(shè)置滑軌屏前進(jìn)或后退的的虛擬按鈕?，F(xiàn)在想來，其實(shí)這套電控系統(tǒng)只要不考慮使用調(diào)速電機(jī)也沒什么，電機(jī)配合單片機(jī)和上位機(jī)軟件應(yīng)該也不難實(shí)現(xiàn)。

那么，大家最關(guān)心的問題來了！對于上面第二次和第三次見到的滑軌屏演示視頻，背后原理是什么呢？ 踏破鐵鞋無覓處，得來全不費(fèi)工夫！眾里尋她千百度，伊人卻在燈火闌珊處！嘖嘖嘖，滿屏騷氣！此處，我似乎看到滿屏的口水泡沫星子。不賣關(guān)子了。在編寫這個(gè)解密方案之前一直困惑著我的是，連續(xù)移動(dòng)過程中，顯示屏怎么輕易去實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)細(xì)膩的跟蹤顯示呢？其實(shí)So easy！連續(xù)移動(dòng)過程中，顯示屏動(dòng)態(tài)連續(xù)細(xì)膩的跟蹤顯示的，并非像第一次見到的滑軌屏演示視頻那樣，顯示屏移動(dòng)時(shí)，顯示內(nèi)容不是在播放過渡視頻或動(dòng)畫，而是在相對屏幕移動(dòng)一張背景底圖！這張底圖的比例和背景壁畫的比例一樣。現(xiàn)在想來，或許第一次的原理也是在移動(dòng)一張背景底圖！What，你逗我呢？套路太深，我要回農(nóng)村！Next，Show time！

二、 原理分析介紹

滑軌屏，可用于政府機(jī)關(guān)黨建和革命歷程，人物傳記，企業(yè)發(fā)展歷程等場合宣傳展示。一般來說，整套滑軌屏系統(tǒng)由掛架、上下支撐導(dǎo)軌、顯示屏、線性位移傳感器、位置標(biāo)記、電控電動(dòng)機(jī)構(gòu)和其他附屬設(shè)備構(gòu)成。接下來，就通過下圖來詳細(xì)地?cái)⑹鱿略怼?/span>

首先，需要設(shè)計(jì)一張比例與背景墻比例相同的圖片。上圖中背景底圖長寬比是4:1，假設(shè)顯示屏的分辨率是1080 × 1920，那么這張需要設(shè)計(jì)的圖片的大小是7680 × 1920。當(dāng)以平鋪方式顯示時(shí)，那么這張圖片只有1080 × 1920個(gè)像素能被顯示出來，也就是圖片右邊好大一部分不會被顯示出來。如上圖，顯示屏在最左側(cè)的位置線框所框住的背景墻區(qū)域一樣。雖然，圖片右邊部分不會被顯示出來，但在內(nèi)存中的圖片數(shù)據(jù)是實(shí)實(shí)在在存在的。當(dāng)我們推動(dòng)顯示屏從左往右移時(shí)，而APP是以顯示屏為參照物，以周期性采集到的線性位置傳感器實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)為圖片的始末依據(jù)，將圖片從右往左移，這樣顯示屏被移動(dòng)過程中，就猶如一片透明的玻璃。

三、 物料選用和具體實(shí)施

1) 掛架：

2) 上下支撐導(dǎo)軌：

3) 顯示屏：宜采用超窄邊觸摸顯示屏，整體視覺效果會更好。采用Android或Windows操作系統(tǒng)皆可，但Windows操作系統(tǒng)添加掛載外設(shè)時(shí)，安裝驅(qū)動(dòng)更方便。硬件配置方面，一般配置即可，不必太高。

4) 線性位移傳感器：選用性價(jià)比較高的電阻尺，周期性獲取滑軌屏位移數(shù)據(jù)，通過獲取單個(gè)周期內(nèi)始末位置數(shù)據(jù)，便可計(jì)算出移動(dòng)底圖的速率，從而達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤顯示的目的。

5) 位置標(biāo)記：目前公司出過的產(chǎn)品都是采用RFID讀卡器和位置卡片ID方式來區(qū)分不同的位置標(biāo)記點(diǎn)。若配置有線性位移傳感器，那么可以去掉RFID識別標(biāo)記點(diǎn)方式。可直接由APP預(yù)設(shè)位置標(biāo)記點(diǎn)位置區(qū)間，工程上，無需變更硬件，較RFID更靈活，更方便操作。

6) 電動(dòng)機(jī)構(gòu)：選用12V或24V貫通式直線電機(jī)作為電動(dòng)式滑軌屏左右移動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

7) 附屬裝置：尼龍護(hù)線拖鏈，左右側(cè)終點(diǎn)需安裝緩沖彈簧，電動(dòng)滑軌屏需安裝行程開關(guān)，防止過行程導(dǎo)致設(shè)備損壞。

四、 軟件設(shè)計(jì)需求

滑軌屏顯示場景有以下幾種：

1) 滑動(dòng)過程中，APP周期性地或以串口中斷事件通過線性位置傳感器獲取滑軌屏始末位置參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算底圖左移或右移速率移動(dòng)底圖，以實(shí)現(xiàn)細(xì)膩流暢實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤壁畫顯示。

2) 當(dāng)滑軌屏進(jìn)入預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)位置附近或區(qū)間內(nèi)時(shí)，例如，假設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)的位置參數(shù)是100，考慮可操作性和更好的體驗(yàn)感，可預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)位置區(qū)間為90～110，若滑軌屏進(jìn)入該區(qū)間，則激活該標(biāo)記點(diǎn)的觸摸互動(dòng)功能。用戶點(diǎn)擊屏幕后，便可進(jìn)入多級菜單互動(dòng)，了解該標(biāo)記點(diǎn)對應(yīng)的更多詳情。比如，顯示屏進(jìn)入上圖中“科技強(qiáng)國”標(biāo)記點(diǎn)區(qū)間內(nèi)，點(diǎn)擊后，用戶可以了解科技強(qiáng)國的更多信息。

3) 當(dāng)APP偵測滑軌屏位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)時(shí)長后沒有變化，即靜止預(yù)設(shè)時(shí)長后，則播放屏報(bào)畫面。

4) 由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橐苿?dòng)狀態(tài)時(shí)，若顯示屏進(jìn)入或已在標(biāo)記點(diǎn)區(qū)間內(nèi)，則跳轉(zhuǎn)到上述第2點(diǎn)順序執(zhí)行；否則，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤顯示壁畫內(nèi)容。

軟件設(shè)計(jì)總體上，盡可能實(shí)現(xiàn)通用性和開放性，無需編譯打包和再次安裝，用戶素材應(yīng)可直接通過替換，達(dá)到變更的目的。具體要求如下：

1) 用戶模式和需要口令驗(yàn)證進(jìn)入的設(shè)計(jì)模式。

2) 無需編譯打包，通過替換目錄下的素材，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容更新。

3) 開放的位置關(guān)鍵點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)和互動(dòng)菜單級數(shù)。

4) 所有互動(dòng)按鈕（如主頁、返回、上一頁、下一頁、放大、縮小、滑軌屏左移和右移），可通過替換目錄下按鈕圖標(biāo)，以滿足不同應(yīng)用場景的UI效果要求。在設(shè)計(jì)模式下，可通過拖拽（若具備參考線對齊功能更佳，方便多個(gè)按鈕拖拽排布參考對齊）或坐標(biāo)參數(shù)，自定義命令按鈕的位置。具有隱藏和顯示的屬性，以滿足不同應(yīng)用場景下的配置，例如，電動(dòng)滑軌屏需要在屏幕上放置左移和右移的控制按鈕，手動(dòng)滑軌屏則不需要這樣功能按鈕。

5) 素材翻頁時(shí)具有多種隨機(jī)動(dòng)畫效果。

6) 背景音樂和屏保功能，可開啟和關(guān)閉。

7) 具備線性位移傳感器與滑軌對齊參數(shù)設(shè)定UI接口，方便實(shí)際安裝操作過程的工藝邊對齊。

五、 原理流程圖參考