CN102184081B

CN102184081B - 显卡同步输出的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN102184081B
Application number: CN 201110119860
Authority: CN
Inventors: 荆建营
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Vtron Group Co Ltd
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: CN102184081A

Abstract

本发明公开了显卡同步输出的方法、装置及系统。该方法包括：预设期望输出帧率，将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率；根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，按照所述帧间隔时间计算各个显卡的时钟输出间隔点，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。采用本发明，能够实现多个显卡的精确同步输出，而且显卡之间不需要电缆相连，突破地域限制，也不管显卡是否属于同一台控制主机。

Description

显卡同步输出的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及图像同步显示技术领域，尤其涉及一种显卡同步输出的方法、装置及系统。

背景技术

随着多显示器协同工作的应用逐渐增多，人们越来越期望有一种能够将各显示器画面完全同步输出的技术。如果没有这种技术，多显示器在协同显示一幅画面时，即便是在同一时刻开始渲染显示图像，由于显卡画面输出时间差异的存在，也会造成显示器输出不同步。

显示器正常工作有赖于显卡，显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号。一般来说，一个显示器需要一个显卡进行驱动，计算机用户使用单一的显示屏来观察显示的信息，目前比较流行的是17英寸的显示器，可以满足一般用户的需求。但是在一些特殊的场合下，例如需要对现场进行大范围的监控、CAD绘图、或应用电子地图技术等的情况下，需要全景显示时，用户就不得不要求计算机有足够大的显示桌面，以便对场景的细节看的更清楚、操作起来更方便。针对上述情况，即使是二十九寸的显示器其有效的显示尺寸也是十分有限的，这时候解决桌面大小问题就不得不采用分屏显示技术，Windows操作系统支持这种技术，这里的分屏显示是指在一台计算机上安装多个显卡带多台显示器，实现成倍的扩展计算机桌面尺寸的目的。

目前为实现多机显卡的帧同步输出，通过使用一些线缆，例如同轴电缆，将各个需同步的显卡串联起来，使各显卡使用该线缆中的脉冲信号作为显卡工作的依据，从而实现各显卡的帧同步输出。但是，现有技术由于采用了线缆连接，增加了系统部署的复杂度，而且，线缆在使用过程中也会出现松动、老化等故障，从而增加了系统不稳定性。另外，利用固定线缆连接的方式对于系统的扩充、增加或减少系统内的显卡以及对于显卡的管理都显得相对笨拙；对于多台控制主机之间的显卡同步输出，就更是无能为力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种显卡同步输出的方法、装置及系统，能够实现多个显卡的精确同步输出，而且显卡之间不需要电缆相连，不受地域限制。

本发明提供了一种显卡同步输出的方法，包括：

预设期望输出帧率，将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率；根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，按照所述帧间隔时间计算各个显卡的时钟输出间隔点，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

相应地，本发明还提供了一种显卡同步输出的装置，包括：

设置单元，用于预设期望输出帧率；

与所述设置单元相连的显示配置单元，用于存储所述设置单元预设的期望输出帧率；

与所述显示配置单元相连的帧率调整单元，用于将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率；

与所述显示配置单元相连的时间点计算单元，用于根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，并计算各个显卡的时钟输出间隔点；

与所述时间点计算单元相连的输出单元，用于根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

相应地，本发明还提供了一种显卡同步输出的系统，包括：

至少一个控制主机，包括如上所述的显卡同步输出的装置；各个控制主机还包括至少一个显卡，所述显卡同步输出的装置操控所属控制主机内所有的显卡。

实施本发明，具有如下有益效果：

采用本发明，由于对各个显卡的输出帧率作了限定，所以能够实现多个显卡的精确同步输出。而且各个显卡是接受控制主机统一管理的，显卡之间不需要电缆相连，便于显卡的安装或拆除。不同的控制主机之间通过有线或无线相连，使得显卡的协同工作突破了地域的限制，不管显卡是否属于同一控制主机。

附图说明

图1是现有技术的显卡同步输出的示意图；

图2是本发明显卡同步输出的方法的流程图；

图3是本发明显卡同步输出的方法的时间间隔示意图；

图4是本发明显卡同步输出的方法的一实施例流程图；

图5是本发明显卡同步输出的装置的示意图；

图6是本发明显卡同步输出的装置的一实施例示意图；

图7是本发明显卡同步输出系统的单控制主机的实施例示意图；

图8是本发明显卡同步输出系统的多控制主机的实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1是现有技术的显卡同步输出的示意图。

现有技术当中，实现多显示器在协同显示一幅画面时，会使用如图1所示的同轴电缆，统一接受一个同步脉冲信号，再传输给各个显卡。各个显卡串联起来，以所述电缆中的脉冲信号作为显卡工作的依据，从而实现各显卡的帧同步输出。它的缺陷在于过分依赖与一条固定的电缆，电缆的松动或故障都会增加系统的不稳定性，而且电缆也束缚了显卡的位置和数量，不便于向系统增加或减少显卡数量，更不便于对这些显卡进行管理。对于不同控制主机的显卡，由于存在时间差异，即便是在同一时刻开始渲染显示图像，由于显卡画面输出时间差异的存在，也会造成显示器输出不同步。

图2是本发明显卡同步输出的方法的流程图，包括：

S101：预设期望输出帧率，将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率。

需要说明的是，首先为了使多个显卡的输出能够达到精确同步，需要预设期望输出帧率。然后，将所述期望输出帧率存储在显示配置文件当中，显示配置文件中已经描述了当前显示的模式参数信息，如：点时钟P、场的宽和高、有效图像区域的宽和高、帧率F等信息。最后，要实现各显卡的精确同步输出，显示配置文件必须是相同的，所以各个显卡均根据所述配置文件内存储的期望输出帧率及其它信息，对当前输出帧率进行调整。

S102：根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，按照所述帧间隔时间计算各个显卡的时钟输出间隔点，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

需要说明的是，根据所述期望输出帧率f获取帧间隔时间t的公式为t=1/f，步骤S101将各个显卡的输出帧率设置为一致，步骤S102将各个显卡播放下一帧的起始时间点设置为一致。相当于，将奔跑速度和起跑点都设置为一致了，那么后续图像帧的输出就可以达到一致。为了使各个显卡尽快达到同步，选择距离当前时间点最近的间隔点处输出下一帧图像。为了使各个显卡达到精确同步，输出时间点选择在间隔点处，便于结合输出帧率和显卡的时钟脉冲来精确输出的时间点。

图3是本发明显卡同步输出的方法的时间间隔示意图，下面结合图3对步骤S102作进一步的说明。

如图3所示，为“显卡1”和“显卡2”的时间间隔示意图，上面分别有a1、a2、a3、a4为四帧画面的输出时间点，其中，a1、a2为采用本发明技术方案之前的图像帧输出时间点，显然a1和a2帧均不同步。根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间t，所述帧间隔时间为图3所示的T0至T1的时间长度。假设当前时间点在输出a2帧的时间点处，a2的下一帧图像为a3，按照帧间隔时间t计算各个显卡的时钟输出间隔点，可算得距离当前时间点（a2帧处）最近的下一个间隔点为T0时间点，故此，在T0时间点处输出a3帧图像。由于此后帧间隔均为t，而播放帧率为f＝1/t，所以，a4帧图像会在下一个间隔点T1处输出。故此，结合了输出帧率f和显卡的时钟脉冲来精确输出的时间点。

图4是本发明显卡同步输出的方法的一实施例流程图，图4是结合具体实施例，进一步将图2的方法流程具体化。

S201：预设期望输出帧率，将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率。

检测显卡当前的输出帧率，根据所述当前输出帧率和期望输出帧率相匹配的结果，调整显卡的输出帧率。

需要说明的是，由于各显卡晶振频率会有所差异，因此，即使采用相同的显示配置文件，其实际输出的帧率也是不一致的。例如，配置文件中配置的帧率是60HZ，但实际上，显卡的输出有可能是59.7HZ，也有可能是60.1HZ。故此，控制主机通过调整点时钟的方式来调整当前输出的帧率。

首先，为便于描述问题，我们将显示配置文件中的期望输出帧率预设为60HZ，它意味着在假设一段时间T＝10s内，输出的帧数M＝600帧。然后，检测显卡当前的输出帧率，检测方法包括，在同样一段时间T＝10s内，获取显卡输出的帧数N，这里假设N＝610。那么，这与我们的预期输出帧数600帧不匹配，需要进行调整。假设调整前的点时钟为P0，调整后的点时钟为P1，那么根据点时钟的调整方式：

df = (float)(M-N)/(float)N;

P1 = P0 × (1 + df );

可以将点时钟修正为P1，重置显卡的工作模式。至此，完成点时钟的修正。此时，各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率。

S202：根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间。

如前所述，帧间隔时间t与期望输出帧率f的关系为t=1/f，所述帧间隔时间的作用在于，让显卡在相同的精确的晶振时间点处开始输出，以达到精确同步。

S203：当各个显卡分属不同的控制主机且控制主机的时钟不一致时，运用时间同步技术，将各个显卡的所述当前时间调整为一致。

需要说明的是，经过步骤S201和步骤202之后，属于同一个显卡同步输出系统的显卡输出可以达到精确同步。但是，当各个显卡分属不同的控制主机，不同的控制主机之间的时钟可能会不一致，此时，需要运用现有的时间同步技术，将各个控制主机的运行时钟调整为一致，进而将各个显卡的当前时间也调整为一致。

S204：控制主机或各个控制主机在同一时间渲染同一帧图像，再发送给与所述控制主机或所述各个控制主机相对应的各个显卡。

需要说明的是，为了进一步让显卡输出达到精确同步，在图像帧输出之前进行同步渲染。具体地，控制主机或各个控制主机在同一时间渲染同一帧图像，再发送给与所述控制主机或所述各个控制主机相对应的各个显卡。由于步骤201至步骤202保证了单个控制主机内的各个显卡的晶振时间一致，并且步骤S203也保证了多个控制主机之间的时钟同步，所以，此时，也能保证步骤204的渲染同步，在渲染同步之后进行输出，能更好地满足输出同步的精确要求。

S205：按照所述帧间隔时间计算各个显卡的时钟输出间隔点，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

步骤S205与步骤201相同。需要说明的是，运用本发明技术之前，各个显卡可能不同步或者显示画面存在偏差。运用本发明技术之后，各个显卡会在距离当前时间点最近的整数倍的帧间隔时间点处达到精确同步。本实施方案中，期望输出帧率预设为60HZ，那么帧间隔时间为16.6ms，即系统会在不多于16.6ms的时间内达到精确同步。当系统检测到显卡输出的实际输出帧率与预期帧率相匹配，而且已经不是第一次进行帧率调整时，完成实现本发明技术方案对于显卡的输出同步。

图5是本发明显卡同步输出的装置的示意图，包括：

设置单元，用于预设期望输出帧率。

与所述设置单元相连的显示配置单元，用于存储所述设置单元预设的期望输出帧率。

与所述显示配置单元相连的帧率调整单元，用于将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率。

与所述显示配置单元相连的时间点计算单元，用于根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，并计算各个显卡的时钟输出间隔点。

图6是本发明显卡同步输出的装置的一实施例示意图。

如图6所述的显卡同步输出的装置，包括：

与所述输出单元连接的时钟同步单元，用于当各个显卡分属不同的控制主机且控制主机的时钟不一致时，运用时间同步技术，将各个显卡的所述当前时间调整为一致。

如图6所述的显卡同步输出的装置，还包括：

与所述时钟同步单元和所述输出单元分别相连的渲染单元，用于在同一时间渲染同一帧图像，并将渲染后图像发送给所述输出单元。

如图6所述的显卡同步输出的装置，还包括：

与所述帧率调整单元相连的检测单元，用于检测显卡当前的输出帧率，根据所述当前输出帧率和期望输出帧率相匹配的结果，调整显卡的输出帧率。所述调整方式与方法中的相同。

图7是本发明显卡同步输出系统的单控制主机的实施例示意图。

如图7所示的一种显卡同步输出的系统，包括：

一个控制主机，所述控制主机包括如图6所示的显卡同步输出的装置。控制主机还包括至少一个显卡，所述显卡同步输出的装置操控所属控制主机内所有的显卡。

两台或两台以上的控制主机，每台控制主机包括如图6所示的显卡同步输出的装置。各个控制主机还包括至少一个显卡，所述显卡同步输出的装置操控所属控制主机内所有的显卡。

如图8所示的显卡同步输出的系统，包括：

当系统包含两个或两个以上的控制主机时，各个控制主机之间通过有线或无线相连。所述无线相连，是指通过网络或无线通信技术实现连接。

各个显卡同步输出的装置之间，通过时间同步技术协同工作。运用方法发明中所述的时间同步技术，让各个显卡同步输出的装置以及各个显卡的运行时钟达到精确一致。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种显卡同步输出的方法，其特征在于，包括：

预设期望输出帧率，将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率；

根据所述期望输出帧率获取帧间隔时间，按照所述帧间隔时间计算各个显卡的时钟输出间隔点，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

2.根据权利要求1所述的显卡同步输出的方法，其特征在于，在所述在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像的步骤之前，包括：

控制主机或各个控制主机在同一时间渲染同一帧图像，再发送给与所述控制主机或所述各个控制主机相对应的各个显卡。

3.根据权利要求2所述的显卡同步输出的方法，其特征在于，在所述控制主机或各个控制主机在同一时间渲染同一帧图像的步骤之前，还包括：

当各个显卡分属不同的控制主机且控制主机的时钟不一致时，运用时间同步技术，将各个显卡的所述当前时间调整为一致。

4.根据权利要求1或2所述的显卡同步输出的方法，其特征在于，所述将各个显卡的当前输出帧率调整为所述期望输出帧率的步骤，包括：

5.一种显卡同步输出的装置，其特征在于，包括：

设置单元，用于预设期望输出帧率；

与所述时间点计算单元相连的输出单元，用于根据所述期望输出帧率所获取的帧间隔时间，在距离当前时间点最近的下一个间隔点处输出下一帧图像。

6.根据权利要求5所述的显卡同步输出的装置，其特征在于，包括：

与所述时钟同步单元相连的渲染单元，用于控制主机或各个控制主机在同一时间渲染同一帧图像，再发送给与所述控制主机或所述各个控制主机相对应的各个显卡。

7.根据权利要求6所述的显卡同步输出的装置，其特征在于，还包括：

与所述输出单元和所述渲染单元分别连接的时钟同步单元，用于当各个显卡分属不同的控制主机且控制主机的时钟不一致时，运用时间同步技术，将各个显卡的所述当前时间调整为一致。

8.根据权利要求5或6所述的显卡同步输出的装置，其特征在于，还包括：

与所述帧率调整单元相连的检测单元，用于检测显卡当前的输出帧率，根据所述当前输出帧率和期望输出帧率相匹配的结果，调整显卡的输出帧率。

9.一种显卡同步输出的系统，其特征在于，包括：

至少一个控制主机，包括如权利要求5～7任一项所述的显卡同步输出的装置；

各个控制主机还包括至少一个显卡，所述显卡同步输出的装置操控所属控制主机内所有的显卡。

10.根据权利要求9所述的显卡同步输出的系统，其特征在于：

当系统包含两个或两个以上的控制主机时，各个控制主机之间通过有线或无线相连；

各个显卡同步输出的装置之间，通过时间同步技术协同工作。