CN103109267B - 改变图像显示属性的方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了可用来调整显示设备的刷新率的技术。例如，刷新率改变可由针对多种场合的用户应用触发，例如电源从AC改变至DC或24帧/秒(fps)视频的显示。主缓冲器的内容可被复制至次级缓冲器并且显示引擎可从次级缓冲器读出视频以将视频提供给显示器。可使用软件命令来调整用于读出像素的时钟的时钟速率。视频被写至第三缓冲器，并在垂直消隐间隔期间，显示引擎从第三缓冲器而不是第二缓冲器读出帧。

Description

改变图像显示属性的方法、设备和系统
技术领域
本文公开的主题事项总地涉及改变面板的显示属性的技术。
背景技术
功率节省是依赖电池功率或直流(DC)电力的例如移动电话、移动互联网设备以及膝上计算机的便携式计算机的一个重要考虑因素。图形引擎读取图像数据并提供图像数据以显示。闲置的图形引擎可能造成对较低功率使用模式的改变。为了节省总平台功率，一些技术将视频模式切换至较低的刷新率(RR)。其它降低功率的技术包括降低显示器的分辨率和降低颜色品质。
已知用于改变RR的基于软件的技术牵涉到通过模式改变对操作系统(OS)的通知。该模式改变可能造成屏幕上的闪烁，这是不合需的视觉伪像。屏幕闪烁的一个原因是由于OS请求在缓冲器使用前用全零覆写缓冲器。结果，在显示被写入到缓冲器的内容之前，使用来自缓冲器的内容显示一黑屏。
一种不牵涉到OS地改变刷新率的技术是仅当图形引擎处于闲置状态时改变刷新率。然而，这可能导致频率改变至较低刷新率或从较低刷新率脱离，因为图形引擎可能频繁地从闲置至活动地改变状态。倘若系统更长时间地保持在较低刷新率模式下，则可省下更多的电力。
附图说明
本发明的实施例在各附图中是作为示例而非作为限制而示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的要素。
图1示出在各实施例中使用的组件的例子。
图2示出可用于改变显示器的刷新率的示例性过程。
图3示出改变系统中的刷新率连同其牵涉到的单元的示例性方式。
图4示出在操作系统、显示驱动器和用户模式应用之间的通信以改变刷新率的一个例子。
图5示出根据一实施例的示例性系统。
具体实施方式
贯穿本说明书，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇的多个位置中的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现不一定全部指向同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可被组合在一个或多个实施例中。
各实施例允许软件通知OS关于刷新率的改变，同时避免与涉及OS的刷新率改变相关联的屏幕闪烁。响应改变刷新率的请求，OS请求驱动器将下一帧缓冲器消隐。然而，驱动器忽略将下一帧缓冲器消隐的请求。驱动器请求将原始帧缓冲器的内容复制至假帧缓冲器。显示引擎从假帧缓冲器读取帧并避免屏幕闪烁。在下一垂直消隐间隔(VBI)或水平消隐间隔(HBI)期间，显示驱动器使刷新率发生变化，由此没有伪像被显示作为帧刷新率改变的结果。
图1示出在各实施例中使用的组件的例子。操作系统(OS)102检测系统处于延长的电池模式还是使用DC功率。OS 102通知显示驱动器106功率模式改变。如果显示驱动器106支持多个刷新率，则显示驱动器106请求用户模式应用104将刷新率改变至合需的刷新率。在一些情形下，功率节省模块可响应将电源改变成DC或电池而将开关触发至较低刷新率。功率节省模块可向OS 102发出请求以改变刷新率。
在其它情形下，当在24帧/秒(fps)下播放视频时，媒体播放器应用可请求切换至48或50Hz的屏幕刷新率。媒体播放器应用可向OS 102发出请求以改变刷新率。对于48Hz或50Hz的显示刷新率以24fps观看视频相比使用60Hz的显示刷新率时可提供具有更少视觉伪像的视觉上更引人入胜的体验。例如，当在60Hz下驱动面板并且以24fps播放视频时，用户观看以3显示帧或2显示帧显示的连续影片帧(即3：2下拉帧间距)。如果显示器被切换至48Hz(或例如50Hz的某些相近刷新率)，每个影片帧以相同时间量显示，由此改善用户体验。如果电源改变至AC且视频继续以24fps显示，则显示器可保持在48/50Hz刷新。在一些情形下，不管是否已发生电源的改变，媒体播放器应用可请求改变刷新率。
用户模式应用104可向OS 102发出关于视频模式改变的标准呼叫以请求刷新率改变。在一些情形下，用户模式应用104可以是由硬件销售商提供的用户模式软件。硬件销售商可以是显示引擎或显示设备的生产者。用户模式应用104可以是功率节省模块或媒体播放器应用。OS 102通过向显示驱动器106发布呼叫来请求模式设置改变以改变刷新率。原始帧缓冲器110是在改变刷新率的任何请求作出前显示引擎116从中读取用于显示的帧的帧缓冲器。显示驱动器106请求将原始帧缓冲器110的内容复制至假帧缓冲器112，并初始化显示引擎116以使来自假帧缓冲器112的帧流出。至少对于从ANSI/TIA/EIA-644-A(2001)获得的可兼容于低电压差分信令(LVDS)的显示系统来说，显示驱动器106也请求将软件可控制数字锁相环(DPLL)108的时钟速率改变至所请求的刷新率。一些显示端口(DP)可兼容面板具有软件可控制的时钟频率。DP在视频电子标准协会(VESA)显示端口标准版1修订版1a(2008)及其修订版中有描述。例如，DP可兼容显示器中的定时控制器(TCON)使用DPLL108以控制刷新率并可支持多个刷新率。TCON具有一输入频率，从该输入频率导出输出像素时钟信号。例如，DPLL产生80或100MHz时钟以驱动像素流出帧缓冲器的速率。M值和N值被用来控制输出像素时钟信号的频率。在一些情形下，显示驱动器106使刷新率改变发生在垂直消隐间隔(VBI)或水平消隐间隔(HBI)期间，由此没有伪像被显示作为帧刷新率改变的结果。显示驱动器106向OS 102发出模式设置完成的指示。OS 102使帧被写至第二帧缓冲器114以使用显示引擎116显示给显示设备。
图2示出可用于改变显示器的刷新率的示例性过程。该过程可用来将刷新率改变至比当前刷新率更高或更低的刷新率。
方框202包括操作系统通知显示引擎的显示驱动器功率模式改变至DC或电池功率。
方框204包括显示驱动器判断多个刷新率是否由显示引擎支持。如果多个刷新率由显示引擎支持，则在方框206，显示驱动器请求用户模式应用将刷新率改变至合需的刷新率。显示驱动器可请求响应使用DC功率、延长的电池功率概况或以24fps的视频显示的系统将显示引擎改变至较低刷新率。降低刷新率可使显示引擎使用较少的电力和/或提供更好的视频质量。较低刷新率可低于60Hz，例如50Hz，或者是诸如48Hz的另一频率。
为了响应24fps改变刷新率，下面的事情可能发生：如果显示驱动器支持多个刷新率，则视频播放器对显示驱动器作出请求。如果支持多个刷新率，则视频播放器向OS发出标准呼叫以请求将视频模式改变至新刷新率。
方框208包括用户模式应用，该用户模式应用向OS发出标准呼叫以请求具有新刷新率的视频模式改变。对于可兼容Windows的OS，标准呼叫可以是Win32呼叫以改变视频模式。
方框210包括OS，该OS发出模式改变请求以呼叫显示驱动器来执行由用户模式应用请求的视频模式改变。完全新模式设置包括改变分辨率、改变缓冲器、停止显示流水线、对缓冲器清零以及关闭和重启组件。执行全模式设置可能导致显示器上的可见闪变。然而，根据各实施例，由于显示驱动器知道该新模式设置是为了刷新率改变，因此在方框212，代替全模式设置，显示驱动器将执行动作以改变刷新率。
驱动器可知道模式改变只是刷新率改变并且不执行基于实现的OS专门技术的全模式设置。例如，应用可使用一接口，该接口通知驱动器即将到来的模式设置只是为了刷新率改变。驱动器将继续进行刷新率改变。在另一示例中，OS本身可通知驱动器即将到来的模式设置只是为了刷新率改变，倘若该OS知道这种改变只针对刷新率的话。在呼叫驱动器的模式设置的同时，OS可指示标志，该标志表示改变仅针对RR。
方框212包括对请求作出回应的显示驱动器，以通过执行下列步骤来执行视频模式改变：(a)不允许或执行下一帧缓冲器的消隐；(b)请求将当前帧缓冲器复制至假缓冲器(可发生在任何消隐间隔之前、之中或之后的任何时间)；(c)初始化显示器中的显示引擎以开始使帧从假缓冲器中流出；以及(d)请求刷新率时钟的时钟频率的改变。对于在下一或后一垂直消隐间隔之后的下一或后一帧，显示引擎从使帧流出自原始帧缓冲器改变(翻转)至使帧流出自假缓冲器。时钟速率切换足以使刷新率改变。时钟速率可在下一或后一垂直消隐间隔期间(即对于下一帧)改变。
由于显示引擎正在使视频流出假缓冲器，因此显示在视觉上保持完整而无需消隐，如果在经消隐的下一帧缓冲器中读出消隐帧就会发生这种情况。在复制的帧内容之前显示消隐帧造成可见的消隐。
方框214包括显示驱动器，该显示驱动器向OS指示模式设置的完成。显示驱动器向OS返回关于OS改变模式设置的请求成功的指示，即使当仅刷新率改变时也是如此。基于成功指示，OS清零/删除原始帧缓冲器。OS可能不知道显示引擎正使帧从假帧缓冲器流出。
方框216包括OS请求提交给新帧缓冲器，并请求显示驱动器从使帧读出自假缓冲器切换至使帧读出自新帧缓冲器。新帧缓冲器可被设置成原始帧缓冲器以使原始帧缓冲器被覆写。在模式改变之后，OS获知新帧缓冲器的地址并开始提交给新帧缓冲器。OS在下一帧以新刷新率开始提交给新帧缓冲器。可使假帧缓冲器可供覆写。在一些实施例中，显示引擎在帧的视频消隐间隔(VBI)期间改变至使用新帧缓冲器，由此没有闪变可见。在一些情形下，新帧缓冲器的使用可在水平消隐间隔(HBI)期间发生。
在刷新率改变之后，驱动器重置其状态以完成模式改变以按要求执行模式设置改变，除了使用图2的进程执行仅改变刷新率的其它模式改变情况。
图3示出改变系统中的刷新率的示例性方式。在301，响应来自显示驱动器用以改变刷新率的请求，OS管理的帧缓冲器FB1的内容被复制至假帧缓冲器。在302，使用假帧缓冲器来将帧提供给显示平面(设备)。在303，时钟源的频率从CLK0转变至CLK1。在时钟频率改变期间，使用假帧缓冲器来将帧输出至显示平面。在304，在帧的视频消隐间隔(VBI)期间，帧缓冲器源从假帧缓冲器改变至OS管理的帧缓冲器FB2。由于帧缓冲器源的改变发生在VBI期间，因此没有闪变可见。
图4示出在操作系统、显示驱动器和用户模式应用之间的通信以改变刷新率的一个例子。在401，操作系统向显示驱动器指示功率模式改变。功率模式改变可响应于使用DC或电池功率而发生。在方框402，显示驱动器判断多个刷新率是否由显示引擎支持。在403，显示驱动器请求用户模式应用以将刷新率改变至合需的刷新率。例如，合需的刷新率可以是48或50Hz或另一刷新率。在404，用户模式应用将视频模式改变的标准呼叫发出至OS以改变刷新率。在405，OS发出模式设置呼叫至显示驱动器以改变刷新率。在406，显示驱动器对模式设置呼叫作出回应以通过下列方式改变刷新率：(1)忽略对帧缓冲器进行消隐的命令，(2)请求将当前帧缓冲器复制至假帧缓冲器，(3)初始化显示引擎以在下一垂直消隐间隔之后使来自假缓冲器的帧流出，以及(4)使用软件指令改变时钟率以获得请求的刷新率。在407，显示驱动器向OS指示由OS请求的新模式设置的结束。在408，OS请求显示驱动器请求显示引擎以在新刷新率下从下一帧缓冲器中读出帧。
图5示出根据一实施例的示例性系统。计算机系统500可包括主机系统502和显示器522。计算机系统500可实现在手持式个人计算机、移动电话、机顶盒或任意计算设备中。可提供任何类型的用户接口，例如键区、鼠标、触敏屏幕和/或运动敏感接口。主机系统502可包括芯片组505、处理器510、主机存储器512、存储514、图形子系统515和无线电装置520。芯片组505可在处理器510、主机存储器512、存储514、图形子系统515和无线电装置520之间提供相互通信。例如，芯片组505可包括能够提供与存储514的相互通信的存储适配器(未示出)。
处理器510可被实现为复杂指令集计算机(CISC)或精简指令集计算机(RISC)处理器、x86指令集兼容处理器、多核或任何其它微处理器或中央处理单元。在各实施例中，处理器510执行指令，该指令允许使用OS改变刷新率但不会导致可见的闪变。
主机存储器512可被实现为易失性存储设备，例如但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)。存储514可被实现为非易失性存储设备，例如但不限于磁盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器、内部存储设备、附属存储设备、闪存、电池备用SDRAM(同步DRAM)和/或网络可接入存储设备。
图形子系统515可执行诸如静止或视频之类的图像处理以供显示。模拟或数字接口可用于通信地耦合图形子系统515和显示器522。例如，接口可以是高清多媒体接口(HDMI)、显示器端口、无线HDMI和/或无线HD适应技术中的任何一种。图形子系统515可被集成至处理器510或芯片组505。图形子系统515可以是与芯片组505可通信地耦合的独立卡。
无线电装置520可包括能根据例如但不限于IEEE 802.11和IEEE 802.16的任何版本的适用的无线标准发送和接收信号的一个或多个无线电装置。例如，无线电装置520可包括至少物理层接口和媒体访问控制器。
本文描述的图形和/或视频处理技术可在各种硬件架构中实现。例如，图形和/或视频功能可集成在芯片组内。或者，可使用分立的图形和/或视频处理器。作为又一实施例，可由包括多核处理器的通用处理器实现图形和/或视频功能。在另一个实施例中，可在消费者电子设备中实现这些功能。
本发明的各实施例可以作为以下各项中的任一个或其组合来实现：使用主板互连的一个或多个微芯片或集成电路、硬线逻辑、由存储器设备存储并由微处理器执行的软件、固件、专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。术语“逻辑”作为示例可包括软件或硬件和/或软件和硬件的组合。
本发明的各实施例可作为例如计算机程序产品来提供，该计算机程序产品可包括其上存储机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等一个或多个机器执行时可使得该一个或多个机器实现根据本发明实施例的操作。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧凑盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其它类型介质/机器可读介质。
各附图和以上描述给出了本发明的各示例。尽管被描绘为多个不同的功能项，但本领域技术人员可以理解，这些元件中的一个或多个可被很好地组合成单个功能元件。或者，某些元件可被分成多个功能元件。来自一个实施例的元件可被添加到另一个实施例。例如，此处所描述的各过程的顺序可改变并且不限于本文所描述的方式。此外，任何流程图的动作都不一定以图示的顺序来实现；也不一定需要执行所有这些动作。同样，不依赖于其他动作的这些动作可以与其他动作并行地执行。然而，本发明的范围绝不受这些具体示例的限定。诸如结构、尺寸和材料使用方面的区别等众多变型，无论是否在本说明书中显式地给出的，都是可能的。本发明的范围至少与以下权利要求书中所给出的一样广泛。

Claims (19)

1.一种计算机实现的显示驱动器的方法，包括：
发出请求以改变显示器的刷新率；
处理改变模式设置的请求，所述模式设置规定所述显示器的请求的刷新率并且请求消隐整个下一帧缓冲器；
响应改变所述模式设置的请求：
忽略与改变所述模式设置以对整个下一帧缓冲器进行消隐的请求相关联的命令，
请求将当前帧缓冲器中的帧复制到第二缓冲器中，
初始化显示引擎以从所述第二缓冲器中读取视频，以及
请求将时钟速率改变至所述请求的刷新率；以及
尽管未执行所述模式设置中的消隐整个下一帧缓冲器的请求，向操作系统指示新模式设置的结束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发出请求以改变显示器的刷新率响应于显示驱动器对多个刷新率的支持而发生。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发出请求以改变刷新率响应于功率模式改变至DC或电池功率的指示而发生。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发出请求以改变刷新率响应于以24帧/秒显示视频的指示而发生。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在垂直消隐间隔期间，从使用于显示的图像从当前帧缓冲器流出改变至使其从所述第二缓冲器流出。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在垂直消隐间隔期间将时钟速率改变至请求的刷新率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将时钟速率改变至请求的刷新率的请求包括发布命令至软件可控制的时钟源。
8.一种用于改变显示属性的设备，包括：
用于发出请求以改变显示器的刷新率的装置；
用于处理改变模式设置的请求的装置，所述模式设置规定所述显示器的请求的刷新率并且请求消隐整个下一帧缓冲器；
响应改变所述模式设置的请求：
用于忽略与改变所述模式设置以对整个下一帧缓冲器进行消隐的请求相关联的命令的装置，
用于请求将当前帧缓冲器中的帧复制到第二缓冲器中的装置，
用于请求初始化显示引擎以从所述第二缓冲器中读取视频的装置，以及
用于请求将时钟速率改变至请求的刷新率的装置；以及
用于尽管未执行所述模式设置中的消隐整个下一帧缓冲器的请求，向操作系统指示新模式设置的结束的装置。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，发出请求以改变显示器的刷新率响应于功率模式改变至DC或电池功率的指示或以24帧/秒显示视频的指示而发生。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：
用于在垂直消隐间隔期间，从使用于显示的图像从当前帧缓冲器读出改变至使其从所述第二缓冲器流出的装置。
11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：
用于在垂直消隐间隔期间将时钟速率改变至请求的刷新率的装置。
12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述将时钟速率改变至请求的刷新率的请求包括发布命令至软件可控制的时钟源。
13.一种计算机系统，包括：
至少一个天线；
显示设备；
存储第一和第二帧缓冲器的存储器；
至少一个处理器，通信地耦合到所述至少一个天线、所述显示设备和所述存储器，所述至少一个处理器用于执行操作系统，显示驱动器，以及用户模式应用，其中
所述操作系统向所述显示驱动器指示功率模式改变，
显示驱动器向所述用户模式应用发出一请求以响应于由所述显示驱动器对多个刷新率的支持而改变所述显示设备的刷新率，
用户模式应用响应于改变刷新率的请求的接收向所述操作系统发出视频模式改变呼叫，
所述操作系统响应于所述视频模式改变呼叫的接收向所述显示驱动器发出模式设置呼叫，所述模式设置规定请求的刷新率并且请求消隐整个下一帧缓冲器，
所述显示驱动器执行动作以改变所述刷新率但不执行消隐整个下一帧缓冲器的请求，并且尽管未执行消隐整个下一帧缓冲器的请求，指示所述模式设置的结束；以及
所述操作系统请求以所述请求的刷新率从所述第二帧缓冲器中读出帧。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于：
所述操作系统响应于延长的电池模式或DC功率的使用向显示驱动器指示功率模式改变。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于：
所述显示驱动器响应于功率模式改变至DC或电池功率的指示或以24帧/秒显示视频的指示向所述用户模式应用发出请求以改变所述显示设备的刷新率。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于：
在垂直消隐间隔期间，存在从使视频从第一帧缓冲器流出至使其从所述第二帧缓冲器流出的改变。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，为了执行动作，所述显示驱动器：
忽略对下一帧缓冲器进行消隐的命令；
请求将当前帧缓冲器中的帧复制至所述第二帧缓冲器；
请求初始化显示引擎以从所述第二帧缓冲器中读出视频，以及
请求将时钟速率改变至所述请求的刷新率。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述将时钟速率改变至请求的刷新率发生在垂直消隐间隔期间。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述将时钟速率改变至请求的刷新率的请求包括发布命令至软件可控制的时钟源。
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