CN106293047A - 通过动态分辨率缩放来减少移动设备的功耗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过动态分辨率缩放来减少移动设备的功耗。一种计算设备可以至少部分地基于计算设备的用户与显示器之间的查看距离来动态地调节像素密度。在一些示例中，查看距离可以使用低功率声学(例如超音)感测来确定。用来显示内容的像素密度可以使用基于查看距离和用户的视觉敏锐度的算法来确定。要在计算设备上显示的内容可以被发送给计算设备的处理器以供图形处理。在一些示例中，内容可以在处理之前被截取(诸如通过使用挂钩进程)并且基于所确定的像素密度被缩放。通过缩小内容的像素密度，用于处理内容所要求的系统资源量可以更少，这可进而导致处理器用于执行图形处理操作的更少的功耗，从而延长计算设备的电池寿命。

Description

通过动态分辨率缩放来减少移动设备的功耗
技术领域
本发明涉及移动设备的显示，尤其涉及通过动态分辨率缩放来减少移动设备的功耗。
背景技术
计算设备越来越多地具有以高显示器密度来显示内容的高分辨率显示器。然而，这些高分辨率显示器消耗大量的系统资源，尤其是处理功率，这进而导致较高的系统功耗。由于电池寿命对于计算设备而言(尤其对于移动设备而言)是至关重要的，这些高分辨率显示器通过限制在电池需要充电之前用户可与他们的电子设备交互的时间量可能导致较差的用户体验。此外，在许多情形中，此类高显示器密度显示器以远超人类视力的视觉可感知性的尺寸来呈现像素，即便在查看距离非常近的情况下。因而，以超过人类的视觉可感知性的显示器密度来呈现内容导致功耗增加而用户查看体验方面却没有任何提升。
发明内容
本申请描述了用于减少处理和渲染图形内容所要求的系统资源量的动态分辨率缩放(DRS)技术。在电池供电的设备的情形中，这可进而导致用于执行图形处理操作的系统资源的较少功耗。人类具有他们能够在视觉上感知的像素显示密度的上限。例如，被认为具有正常视力(例如，20/20视力)的用户在站立在20英尺以外时能够将显示器上相距约1.75mm的轮廓分开。人类视觉敏锐度一般随着人类离他们正在查看的对象越近而增加，并且随着人类离他们正在查看的对象越远而降低。本申请中描述的技术动态地调节显示分辨率以减少用于处理和渲染内容的系统资源而不牺牲用户体验。
在一个示例中，计算设备可以使用计算设备的一个或多个传感器(例如声学传感器)来检测计算设备的用户与计算设备的显示器之间的查看距离。计算设备可以至少部分地基于检测到的查看距离用具有阈值像素密度的分辨率在显示器上呈现内容。例如，计算设备可以用具有低于最大显示分辨率但等于或高于在该距离处最大人类视觉可感知性的像素密度的分辨率来呈现内容。这可导致降低显示内容所要求的处理功率而不降低用户的查看体验。
在一些示例中，计算设备可以局部地修改显示分辨率。代替用默认分辨率(例如，接收到的分辨率或所存储的分辨率)来处理内容，计算设备可以在内容被一个或多个处理器处理之前修改显示分辨率。通过在由计算设备的处理器执行图形处理操作之前降低内容的显示分辨率，可以降低图形处理负荷，这进而可导致降低计算设备的功耗。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施例中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
附图说明
参考附图来描述详细描述。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同的附图中使用相同的附图标记指示类似或相同的项。此外，各附图旨在示出一般概念，并且不指示所需和/或必要元素。
图1A-1B解说用于确定用户和计算设备的显示器之间的距离以及修改在显示器上所呈现的内容的分辨率的示例场景。
图2解说了计算设备的示例细节。
图3是示出用于与计算设备的图形处理操作交互以修改计算设备要显示的内容的分辨率的示例配置的组件示图。
图4是示出用于修改计算设备要显示的内容的分辨率的示例方法的流程图。
具体实施方式
如上所讨论的，计算设备越来越多地具有以高显示分辨率来显示内容的显示器。以高像素显示器密度来显示内容要求大量的系统资源(诸如处理功率)，这进而导致较高的系统功耗。然而，许多此类高像素显示器密度超过了人类的视觉可感知性。因此，许多显示器设备用要求大量处理功率的分辨率来显示内容，但与较低分辨率可以提供的用户体验相比并未得到改善的用户体验。
本公开描述了用于至少部分地基于用户离显示器的距离来标识要向用户显示内容的像素密度的技术。例如，计算设备可以用低于计算设备的最大显示器密度但等于或高于该距离处人类视觉可感知性密度(即，一高于其具有20/20视力的平均人类无法感知到图像质量改善的密度)的像素密度来呈现内容。应用这些技术可以限制用于处理和渲染图形内容所要求的系统资源量而不牺牲用户体验。在电池供电的设备的情形中，这可进而导致用于执行图形处理操作的系统资源的较少功耗。
在一些示例中，本文描述的技术可以使用计算设备的传感器来实现。例如，计算设备的传感器可以确定设备的用户离计算设备的显示器有多远。尽管本文的示例描述了使用声学传感器(例如超音速传感器、音速传感器和/或次声速传感器)，但也可采用可用于测量距离的任何其他传感器(例如相机或热传感器)。使用声学传感器是用于测量计算设备的用户和显示器之间的距离的一个示例低功率技术。例如，声学传感器可包括发射机和接收机，并且是计算设备的一部分，或者在通信上附连于计算设备。声学传感器可被用来从显示器朝用户发射声学信号。声学传感器可以随后在声学信号已经反射离开用户之后接收到该信号。通过知晓发射信号的频率以及发送信号和接收其反射之间的时间量，计算设备可以计算正在查看计算设备的显示器的用户所处的查看距离。
在计算用户的查看距离之后，计算设备可以基于该距离来确定要在屏幕上显示内容的像素密度。在一些示例中，计算设备可具有采用各种算法来计算人类能够在视觉上感知像素的像素密度阈值的组件。例如，当用户越靠近计算设备的显示器时，像素密度可以比用户越远离计算设备的显示器的情况下更高(例如，更小的像素尺寸或每英寸更多的像素(PPI))。在一些示例中，像素密度计算可以是因用户而异的。例如，计算设备可以获得用户的视觉敏锐度(例如，通过经由计算设备的用户界面的显式输入或通过观察用户的查看距离以及用于查看各种内容的习惯的隐式输入)，并且基于用户的具体视觉可感知性来选择要显示内容的像素密度。在其他示例中，计算设备可以查询包含各个像素密度和与人类视觉可感知性相关联的关联查看距离的查找表。基于所确定的查看距离，查找表可以提供要显示内容的像素密度。在一些示例中，计算设备可以基于所确定的查看距离采用各种数学函数或公式来计算像素密度。这些计算可以实时地或近乎实时地被采用。关于数学公式的细节参考图4更详细地描述。
一旦选择了显示器像素密度，计算设备的一个或多个组件可以与图形处理操作(例如图形流水线)交互以修改内容的像素密度。例如，内容的提供者(例如，应用，诸如或)可以按默认像素密度(例如，计算设备显示器的默认像素密度)将内容传送给计算设备。在一些示例中，内容可以被本地地存储在计算设备的存储器上。例如，应用可以访问存储在存储器中的内容，诸如访问被加载和存储在计算设备的存储器上的视频和/或音频的媒体播放器应用。类似地，应用可以按默认像素密度在计算设备的显示器上显示内容。各个组件可以截取从提供内容的应用发送到管理处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等)的API的调用以修改默认像素密度。在截取来自应用的调用之际，各个组件可以向调用的各个参数(诸如默认像素密度)应用缩放因子。通过在处理器处处理内容之前缩小默认像素密度，这可以通过减少需要在图形流水线操作之下被处理的像素数目来降低处理器负荷。例如，通过降低像素密度，需要经历图形处理操作(例如渲染)的像素数目可以被降低，这可进而降低处理器所要求的时间和功率。这可进而降低用于处理供显示的内容的处理器的功率要求。
在以上讨论的示例中并且在以下的许多示例中，描述了使用作为软件组件的各组件的技术。通过使用软件组件来实现本文描述的技术，可以允许实现本发明而不要求对计算设备的硬件、中间件、操作系统和/或应用的改变。然而，在其他示例中，各个技术可以使用硬件组件来应用。
本文描述的技术可以完全或部分地由位于计算设备上的一个或多个系统资源来实现。如此处所使用的，系统资源涉及计算设备的物理硬件资源，诸如处理器(例如CPU、GPU等)、存储器(例如RAM、ROM等)等。
在一些实施例中，各个技术可以通过降低要被显示的内容的像素密度来减少计算设备的处理负荷。处理负荷的这一减少可导致较少的系统功率要求，这可进而导致更长的电池寿命。另外，处理负荷的减少还可减少处理中所涉及的硬件组件产生和发出的热量，这也可提高电池寿命。在一些实施例中，电池寿命可以在不牺牲用户体验的情况下被提高。在一些示例中，各个技术可以将个体用户的视觉敏锐度考虑在内。
出于方便和解说而提供了这一简要介绍。这一介绍不意味着限制权利要求书和之后章节的范围。此外，下文详细描述的技术可以用多种方式且在多种上下文中实现。如下文更详细描述的，参考以下附图提供了示例实现和上下文。然而，将领会以下实现和上下文仅仅是许多示例中的一些示例。
示例场景
图1解说用于确定计算设备的用户和显示器之间的距离以及修改在显示器上呈现的内容的像素密度的一示例场景。示例场景100包括对本文描述的技术的两个不同解说，图1A和1B。如图1A所示，(诸)计算设备102可包括用于显示内容(在这一示例中是汽车)的(诸)显示器104。(诸)计算设备102可以被实现为任何类型的计算设备，其包括但不限于，膝上型计算机、平板、智能电话、台式计算机、游戏控制台、电子阅读器设备、便携式媒体播放器、移动手持机、个人数字助理(PDA)、计算机监视器或显示器、机顶盒、车辆中的计算机系统、手持式游戏设备、智能电视(TV)、智能手表等。在一些实例中，(诸)计算设备102可包括移动设备，该移动设备的至少一部分可以相对于用户移动，而在其他实例中，设备可以是静止的，并且用户可以相对于设备或其一部分而移动。
(诸)计算设备102可具有用于测量(诸)计算设备102的(诸)显示器104与用户108之间距离的(诸)传感器106。在一些示例中，(诸)传感器106可被内置到(诸)计算设备102中，诸如相机、话筒和接收机(例如用于收听电话以及对电话说话)、声学传感器、热传感器，或用于测量距离的任何其他恰适传感器。在其他示例中，(诸)传感器106可以是用户能够在通信上连接并且可移动地附连到计算设备的(诸)可分离传感器。
如图1A的示例场景中所示，(诸)传感器106可包括声学传感器，其包括发射机和接收机。发射机可以发射预定频率的(诸)信号110。在一些实例中，该频率可以按高于人类听力范围(例如，至少约20KHz或更高)、低于人类听力范围(例如，最多约20Hz或更低)或在人类听力范围之内(例如，在20Hz至20KHz左右之间)的一个或多个频率来传送。(诸)传感器106可以被定位成与(诸)显示器104面向相同方向以便在用户108的方向上发射(诸)信号110。在(诸)传感器106朝用户108发射信号110之后，(诸)信号110的至少一部分可以反射离开用户108并且回头朝着(诸)传感器106反弹，传感器106收集所反射的(诸)信号112。(诸)计算设备102可以确定(诸)传感器106发射(诸)信号110的时间与(诸)传感器106接收所反射的(诸)信号112的时间之间的时间量。基于所确定的时间量和预定频率，(诸)计算设备102可以计算用户108与(诸)显示器104之间的距离A。如下文更详细地描述的，(诸)计算设备102可以基于人类的视觉敏锐度和所计算的距离A来确定要在(诸)显示器104上显示内容的像素密度。
(诸)计算设备102可包含电池114，电池114可被用来对(诸)计算设备102供电。附加地或替换地，(诸)计算设备102可以连接到AC电源(例如电网)。电池114可包括多个电池或单个电池。在一些实例中，电池114可以被包含在(诸)计算设备102内部，或者在(诸)计算设备102外部。另外，在一些实例中，(诸)传感器106可包括它们自己的电池，或者由(诸)计算设备102的电池114供电。
在一些示例中，如图1B所示，当用户108在离计算设备达距离B并且距离B大于距离A时，内容可以按较低的像素密度来显示。
示例计算设备
图2解说了被配置成修改内容的像素密度的计算设备(诸如如在示例场景100中所描绘的(诸)计算设备102)的示例细节。(诸)计算设备102可包括(诸)处理器202、(诸)显示器106、(诸)传感器106和在通信上耦合至(诸)处理器202的存储器204。(诸)处理器202可以包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器等等。(诸)计算设备102可进一步包括附加元件，诸如话筒、触摸屏、无线网络传感器、加速度计、指南针、陀螺仪、全球定位系统(GPS)或其他元件。(诸)传感器106可包括相机、运动传感器、声学传感器、电磁传感器、热传感器，或适于确定(诸)显示器104与用户108之间的距离的任何其他传感器。
如所解说的，存储器204可包括操作系统(OS)206，操作系统(OS)206可管理(诸)计算设备102的资源和/或向(诸)应用208提供功能。(诸)应用208可以是各种应用，诸如web浏览器、移动应用、桌面应用或任何其他应用。在一个示例中，(诸)应用208可以是显示供用户108选择的媒体的音乐库应用。在另一示例中，(诸)应用208可以是通过一个或多个网络与提供视频内容的服务器通信的视频流送应用。在其他示例中，(诸)应用208可以是用于播放本地媒体或存储在(诸)计算设备102上的媒体的媒体播放器。一个或多个网络可以包括多种不同类型的网络中的任一个或其组合，诸如蜂窝网络、无线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、个域网(PAN)和因特网。
在一些实施例中，(诸)应用208可以被存储在(诸)计算设备102的存储器204上。在接收到要被显示的内容之后，(诸)应用208可以调用(例如，向其发送请求)(诸)应用编程接口(API)210以促进对要被显示的内容的处理。例如，API 210可以是能由(诸)应用208调用以致使执行它们相关联的功能的预定义命令或函数集。在一些示例中，API 210可以被组织成能由(诸)应用208调用的库(例如，和ES)。
API 210可包括单个API或多个API，其中每一个API 210可被调用以执行一个或多个功能。(诸)应用208可以调用(诸)API 210，API 210的功能被存储在库(例如，用于嵌入式系统的开放图形库(ES))中。在一些示例中，(诸)应用208可以调用API 210，API 210的功能用于采用(诸)处理器202来对内容执行图形处理以准备供显示的内容。例如，API 210可包括使用(诸)处理器202来执行图形流水线操作的功能，这将在下文参考图3更详细地讨论。在一些示例中，执行图形流水线操作的(诸)处理器202可以是GPU、CPU或这两者的组合。
在一些示例中，分辨率控制组件212可以与图形处理操作(例如图形流水线操作)交互以修改要在(诸)显示器104上显示的内容的显示分辨率。在一些示例中，内容可以由(诸)应用208提供。例如，分辨率控制组件可以在来自(诸)应用208的调用抵达API 210之前截取该调用。该调用可指示一个或多个参数，该参数指示了如何渲染内容。在一些实例中，一个或多个参数可指示用于显示内容的默认像素密度，并且还可指示用于在(诸)显示器104上显示内容的默认尺寸。默认像素密度可以由内容提供者(例如(诸)应用208)来确定，或者默认像素密度可以基于能够显示内容的(诸)显示器104的一个或多个像素密度来确定。在其他示例中，默认像素密度可以基于(诸)显示器104的默认像素密度来确定。在调用被API 110接收到之前，分辨率控制组件212可以截取(诸)应用208发送的调用。分辨率控制组件212可以对调用的一个或多个参数应用一个或多个缩放因子。例如，分辨率控制组件212可以对一个或多个参数应用缩放因子以致使内容按照与默认像素密度不同的像素密度(例如经修改或计算的像素密度)来被处理和显示。
在一些实例中，像素密度可以基于正在查看(诸)显示器104的用户108的查看距离来确定。像素密度可附加地或替换地基于人类的预定视觉敏锐度来确定。预定视觉敏锐度可以是因用户而异的，或者可以基于平均人类视力(例如正常或20/20)。在一些示例中，分辨率控制组件212可以提供用户108能够输入他们的视力的图形用户界面(GUI)。基于用户视力，分辨率控制组件212可以计算要用来显示内容的更新的像素密度。在一些实例中，这可以提供较佳的用户查看体验，并且可以进一步降低(诸)计算设备102的功耗。例如，具有较差视力(例如比20/20更差)的用户可具有较低的视觉可感知性，针对各不同距离他们能够按较低的视觉可感知性检测像素。因而，对于那些用户，分辨率控制组件212可以为一查看距离确定与具有正常或平均视力的用户108的像素密度相比较低的像素密度(例如，更大的像素尺寸)来显示内容。因而，基于用户108的视觉敏锐度或预定视觉敏锐度值(例如“正常”或20/20)，分辨率控制组件212可以确定要用来在(诸)显示器104上显示内容的像素密度。在一些示例中，分辨率控制组件212可以查询用各自与一个或多个像素密度相关联的查看距离来填充的查找表。附加地或替换地，分辨率控制组件212可以采用各种算法来计算要用来显示内容的像素密度，各个算法的细节将在下文参考图3来讨论。
分辨率控制组件212可以被实现为硬件，或实现为软件，或者这两者的组合。在一些实例中，分辨率控制组件212可以被实现为操作系统的一部分，而在其他实例中，分辨率控制组件212可以是与操作系统对接的可下载软件(例如“补丁”)。另外，在一些实例中，将分辨率控制组件212实现为软件组件可能是有利的。例如，通过将分辨率控制组件212实现为可下载的软件组件(例如补丁)，可以不要求对硬件、操作系统206或(诸)应用208的改变。因而，分辨率控制组件212可以被实现在(诸)计算设备102上以与API 210、操作系统206和/或系统级上的(诸)应用208对接以此方式与任何(诸)应用208联用。代替与(诸)应用208交互，分辨率控制组件212可以在系统级经由API 210与系统功能交互，如此以使得内容分辨率可被改变而不要求对(诸)应用208的任何改变。
一旦分辨率控制组件212计算了要用来显示内容的像素密度，并且基于所计算的像素密度对一个或多个参数应用了缩放因子，分辨率控制组件212可以向API210发送调用以促进由(诸)处理器202按照所计算的像素密度对内容的图形处理。通过致使(诸)处理器202按照所计算的像素密度来执行图形处理操作，这可导致(诸)处理器202处理较少的数据以供显示，这可导致要求较少的功耗。图形处理操作将在下文参考图3来更详细的描述。
一旦(诸)处理器202完成了按照所计算的像素密度对内容的图形处理，处理结果可被存储在(诸)图形缓冲器214中。在一些实例中，(诸)图形缓冲器可包括单个图形缓冲器或多个图形缓冲器。例如，每一(诸)应用208可以被指派其自己的(诸)图形缓冲器214以用于存储已经被(诸)处理器202处理的内容。在将处理结果或被处理内容存储在(诸)图形缓冲器214中之后，合成器组件216可以协调来自(诸)应用208的所有图形层。另外，合成器组件216可以将所有可见图形层合成在一起。一旦合成器组件216将所有可见层合成在一起，合成器组件216就可生成最终图形数据进入(诸)图形缓冲器214中。(诸)图形缓冲器214可包括任何类型的数据缓冲器，诸如系统数据缓冲器(例如帧缓冲器)。
尽管合成器组件216可以是单个软件组件，但它也可用若干不同组件来实现，诸如系统表面和硬件合成器。例如，合成器组件216可包括系统服务(例如表面抛射器)以协调来自运行中的(诸)应用208的所有图形层。系统服务可以收集可见层的所有(诸)图形缓冲器216并且请求单独的组件(例如硬件合成器)来将所有可见层合成在一起。在一些实例中，硬件合成器可执行合成并且将最终图形数据加载到系统中，而在其他实例中，硬件合成器可以请求系统服务(例如表面抛射器)来调用API 210以使用(诸)处理器212以进行缓冲器合成。在完成合成之际，最终图形数据可以被加载到(诸)图形缓冲器216(例如帧缓冲器)中以供在(诸)显示器104上显示。
示例技术
图3示出用于与计算设备的图形处理操作交互以修改要由(诸)计算设备102的(诸)显示器104显示的内容的分辨率的示例配置的组件示图300。如上所述，(诸)应用212可以向API 210发送调用302(例如请求)。一般来说，调用302包括指示(诸)应用208正向API 210请求什么的一个或多个函数调用。例如，调用302可包括请求要对由(诸)应用210提供的内容执行图形渲染以在(诸)显示器104处显示的一个或多个函数。在调用302包括请求图形渲染的函数的情形中，调用302可包括指示用于分辨率缩放的默认渲染目标的一个或多个参数。在传统实例中，调用302将继续至API 210，API 210将进而致使(诸)处理器202对要被渲染的内容执行图形操作。然而在一个示例中，分辨率控制组件212可以插入上层304以在调用302抵达API 210之前截取调用302。上层304可以使用API挂钩的形式来截取调用302。例如，上层304可检查发送自(诸)应用208的调用302以确定正被调用的API 210的功能。如果上层304确定调用302正请求API 210渲染内容以供显示，则分辨率控制组件212可致使上层304在调用302抵达API 210之前截取调用302。
在调用302被截取之后，分辨率控制组件212可以对调用302的一个或多个参数应用缩放因子。例如，假定(诸)计算设备102的默认像素密度是1024x 1024像素，并且用来在(诸)显示器104上显示内容的所计算的像素密度是512x 512像素。在这一实例中，分辨率控制组件212可以应用缩放因子0.5以使像素密度缩小2倍。通过对调用302的函数应用缩放因子，函数调用302的一个或多个参数可以被缩小以按照512x 512像素来显示内容。因而，通过在调用302抵达API 210之前截取调用302，要被显示的内容的像素密度可以由(诸)处理器202按照较低的像素密度处理，这可降低处理器负荷并且可导致较低的系统功率要求，从而延长(诸)计算设备102的电池寿命。
一旦分辨率组件216已经应用了所计算的缩放因子(其细节将参考图4更详细地描述)，调用302可以被发送给API 210，API 210促进对内容的图形处理。图形处理可以由(诸)计算设备102中包含的CPU、GPU或任何其他(诸)处理器202来执行。API 210可以将内容存储在(诸)图形缓冲器214中并且致使(诸)处理器202按照所计算的像素密度对内容执行图形处理。
一般而言，图形处理包括被称为图形流水线的操作序列。尽管现代图形流水线可包括十个以上的阶段或操作，但这些操作可以被分组成三个高层操作：顶点处理、光栅化和像素处理。顶点处理一般包括处理几何场景的顶点和关系。顶点可以通过执行诸如变形和蒙皮等操作来处理。一旦顶点处理操作完成，光栅化操作求解各顶点之间的关系并且将由顶点形成的线和三角形映射到窗口像素空间。最后，像素处理操作为每一像素生成数据，诸如每一像素的颜色和深度。这也是在窗口坐标空间中完成的。
在一些实例中，每一个操作可具有它们自己的调用302和相关联的函数。顶点处理操作和像素处理操作可具有使用着色器程序定义的函数，其中源代码可以通过API调用302在运行时被编译和链接。因而，由于每一图形处理操作可具有它们自己的调用302，上层304可截取来自(诸)应用208的多个调用302以对要被渲染以供显示的内容的一个或多个参数执行缩放操作。
一旦图形处理操作完成，经处理的内容可以被存储在(诸)图形缓冲器214(例如缓冲器队列)中。在一些实例中，(诸)图形缓冲器214可包括单个缓冲器或多个缓冲器。在将经处理的内容存储在(诸)图形缓冲器214中之后，合成器组件216可以协调来自运行中的(诸)应用208的所有图形层。在一些示例中，合成器组件216可以基于帧周期来收集所有(诸)图形缓冲器214。例如，(诸)显示器104可以具有用于每一帧周期的预定义刷新率(例如60fps)。基于该预定义刷洗率，合成器组件216可以为每一帧周期收集所有(诸)图形缓冲器214。在一些示例中，合成器组件216可以包括为每一帧周期执行收集(诸)图形缓冲器214的系统服务(例如表面抛射器)。一旦收集了包含内容的(诸)图形缓冲器214，合成器组件216就可将所有可见层合成在一起。在一些示例中，合成器组件216可包括硬件合成器、软件合成器或这两者，这些合成器执行对可见层的合成并且将最终图形数据生成到(诸)图形缓冲器214中。在一些示例中，合成器组件216可使用(诸)处理器202来执行缓冲器合成。
在一些实例中，分辨率控制组件212可进一步插入下层306以截取调用302以确保合成是以所计算的像素密度来完成的。下层306可以在合成器组件216合成了所有可见层之后被插入。在其他实例中，下层306可以被插入在合成器组件216的不同组件之间。例如，如上所述，合成器组件216可包括用于协调所有图形层的系统服务，以及用于执行合成并且将最终图形数据加载到系统中的硬件合成器。在这一示例中，分辨率控制组件212可以在上层304与下层306之间协调以确保合成是以正确的像素密度来完成的。在其中像素密度已经被上层304使用缩放因子改变的实例中这可能是必要的。例如，调用302可以被下层306截取以允许分辨率控制组件212将经缩减的像素块放大至原始尺寸(例如在应用缩放因子之前)以使得它可以按正确尺寸在(诸)显示器104上显示。因而，分辨率控制组件212可以使用同步方案来协调上层304与下层306以确保在上层304应用缩放因子之前内容以正确尺寸或原始尺寸被显示。
一旦分辨率控制组件212使用上层304和下层306应用了同步方案，内容可以被加载到(诸)图形缓冲器214(例如帧缓冲器)中以供在(诸)显示器104上显示。
在一些实施例中，分辨率控制组件212所执行的交互可以在(诸)计算设备102处执行，或者远离(诸)计算设备102(例如在提供内容的服务器处)执行。然而，在一些实例中，在(诸)计算设备102处与所执行的图形处理步骤交互可能是有利的。例如，代替需要向提供内容的(诸)应用208的服务器发送请求以改变内容的像素密度，对内容的像素密度的改变可以在(诸)计算设备102处被应用。在(诸)计算设备102处执行对内容像素密度的缩放操作与在提供内容的服务器处执行操作相比可具有各种优点。例如，可能要求附加时间来向(诸)应用208的服务器发送请求以及从(诸)应用208的服务器接收请求。因而，通过降低更新内容所要求的时间量，在(诸)计算设备102处执行缩放操作可以减少等待时间问题，并且因而可以增强用户查看体验。
示例方法
图4是示出用于修改要由计算设备显示的内容的像素密度的示例方法的流程图。在操作402，可以确定计算设备与计算设备的用户之间的查看距离。如上所述，这可以使用(诸)传感器106来实现。在一些示例中，(诸)传感器106可包括声学传感器、热传感器、相机或可用于测量用户与计算设备之间的距离的任何其他传感器。例如，(诸)传感器106可包括声学传感器。声学传感器可包括一个或多个发射机和接收机。为了测量用户108与(诸)计算设备102之间的距离，声学传感器的发射机可以从(诸)计算设备102朝用户108发射(例如传送)(诸)信号110。(诸)声学信号110可以以预定义频率来传送，该预定义频率可能无法由用户108检测(例如，以超过人类听力范围的频率)。通过朝用户108传送(诸)信号110，(诸)信号110的至少一部分可以反射离开用户108回头朝向(诸)传感器106。这一所反射的(诸)信号112可以由(诸)声学传感器106的接收机接收。基于(诸)传送信号110和接收(诸)所反射的信号112之间的时间量，可以计算(诸)计算设备102与用户108之间的距离。例如，通过知晓(诸)信号110被传送的预定义频率、时间和频率之间的关系(例如，频率是时间的倒数)以及传送信号110和接收所反射的信号112之间的时间量，可以计算距离。在一些示例中，在测量距离和实际距离之间可能存在轻微误差。在诸如这些的示例中，操作402可应用保守办法通过确保测得距离永不大于现实距离来确定该距离。这可导致增强的用户体验以确保像素密度总是处于刚刚超过人类视觉可感知性的密度。
在操作404，内容可被接收以在(诸)显示器104上显示。在一些实例中，内容可以从(诸)应用208(例如，从应用208的服务器)接收以在(诸)显示器104上显示。内容可包括能够在(诸)计算设备102的(诸)显示器104上显示的任何内容(例如文本或视频)。(诸)应用208可包括用户108在(诸)计算设备102上使用的任何类型的应用(例如，web浏览器、视频播放器、音乐库、电子邮件应用)。
在操作406，可以确定是否要针对接收到的内容更新显示像素密度。例如，可以基于用户108与(诸)计算设备102之间的查看距离以及正常用户108的视觉敏锐度(例如，平均视力或20/20)来确定默认像素密度可能以超过人类在视觉上能感知的像素密度来显示内容。换言之，内容的默认像素密度可能远超过用户108实际上能够观察到的像素密度。在其他实例中，用户108可指示要用来显示某些内容的像素密度。例如，视频内容可以用较高的像素密度来显示，而文本内容可以用较低的像素密度来显示。另外，可以基于剩余电池电量来确定以不同像素密度来显示内容。例如，如果(诸)计算设备102的电池电量降到低于某一阈值(例如百分之20)，则可以确定以较低的像素密度来显示内容以增加(诸)计算设备102的电池寿命。
在操作408，在确定要更新内容的像素密度之后，可以为接收到的内容计算经更新的像素密度。例如，内容可以用默认像素密度来接收，在一些实例中，默认像素密度对应于(诸)显示器104的分辨率。如上所提及的，内容像素密度可以基于所确定的用户108与(诸)计算设备102之间的查看距离来更新。一般而言，人类成人当他们站在20英尺远的地方时能够将对象上相距约1.75毫米的轮廓分开可被认为具有正常视力。为了在数学上将用户108的视觉敏锐度与用来显示内容的像素密度相关，可以使用角分辨敏锐度来定义用户108在所确定的距离处的视觉敏锐度。对象的角尺寸可以一般地使用等式来描述，其中d是对象的实际尺寸(例如像素尺寸)，D是对象(例如显示器上的像素)与用户108之间的距离，而δ是以弧度计的对象的角尺寸。使用这一等式，正常视力(例如20/20)可以用角分辨敏锐度弧度δ正常＝2.9x10-4弧度来表示，而δ最优＝1.45x10-4弧度用于比正常视力更好的视力(例如20/10)。将此应用于具体(诸)显示器104，当像素密度满足用户108在所确定的距离处的视觉敏锐度的阈值时，操作408可将(诸)显示器104的较长一侧处的像素数目视为可分辨像素数目。可分辨像素数目会基于(诸)显示器104的尺寸而改变。可分辨像素数目、用户108的查看距离以及用户视觉敏锐度之间的关系可以使用等式来近似地描述，其中N是可分辨像素数目，L是(诸)显示器104的较长尺寸或一侧的长度，D是所确定的查看距离，而δ是用户的角分辨敏锐度。
如上所提及的，δ可以是一般的预定视觉敏锐度(例如，20/20或20/10)，或者可以是因用户而异的。在一些实例中，用户108可以被提示将他们的视觉敏锐度输入到由分辨率控制组件212所提供的用户界面中。本领域技术人员还将领会，此处所使用的等式仅仅解说用于计算像素密度的一种方式。在其他示例中，不同的等式或算法可被用来计算用于显示内容的像素密度。在操作410，与(诸)计算设备102的图形处理操作的交互可以按照操作408中所确定的所计算的像素密度来修改要被显示的内容。例如，(诸)计算设备102的一个或多个组件可以截取从(诸)应用208发送到API 210的调用302。调用302可以是对API 210的请求以致使用于显示内容所必要的图形处理操作由(诸)处理器202执行。调用302可包含致使要用来显示内容的默认像素密度的一个或多个参数。通过在调用302抵达API 210之前截取调用302，可以向一个或多个参数应用缩放因子以修改默认像素密度。例如，可以对一个或多个参数应用缩放因子以将要被显示的内容的像素密度降低或在一些实例中增加成操作408所计算的像素密度。通过在调用302抵达API 210之前对一个或多个参数应用缩放因子，图形处理操作可以按照与默认像素密度相比较低的像素密度来执行，这可要求用于促进内容的显示的较少的系统资源(诸如功率资源)。通过降低(诸)处理器202用于执行图形处理操作所要求的功率资源，这可延长(诸)计算设备102的电池寿命同时维持或提升用户体验。(诸)图形处理操作的结果可以被存储在(诸)图形缓冲器216中。在经处理的内容在(诸)显示器104上被显示之前，(诸)计算设备102的一个或多个组件可以截取调用302或内容以确保要以所计算的像素密度来显示的内容将按照与内容被显示的默认尺寸相同的尺寸来显示。
在操作412，(诸)计算设备102的一个或多个组件可以致使内容以经更新的或所计算的像素密度来显示。在一些实例中，经更新的像素密度可以是比默认分辨率低的像素密度。另外，经更新的像素密度可以用刚刚高于人类能够看见的阈值密度的像素密度来呈现内容。因而，通过降低要被显示的内容的像素密度同时使像素密度保持高于阈值，可以用较低的像素密度来呈现内容以降低处理要求并且延长电池寿命同时提供如同是按照默认像素密度来呈现分辨率那样相同的用户体验。
在一些示例中，操作402到412中的一个或全部可以按照预定义频率被重复。例如，操作402到412中的一个或全部可以大约每秒重复3次(例如3Hz)。在其他示例中，操作402到412中的每一个可以按照不同的预定义频率被重复。例如，操作402可以按照每秒3次的频率或3Hz被重复，而操作406到410可以每秒1次或1Hz被重复。在一些示例中，操作402到412可以根据预定义的平滑算法来执行。例如，平滑算法可以指定预定义的时间周期以提升或维持用户体验。如果像素密度改变得太频繁或太不频繁，则用户可能会注意到并且导致使用户体验下降。例如，操作402可以按照每秒3次的频率或3Hz被重复，而操作406到412可以按照每秒1次的频率或1Hz被重复。然而，在执行操作402到412中可以采用执行操作的操作和频率的任何组合。
如此处所使用的，存储器可包括“计算机可读介质”。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、紧致盘ROM(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可具体化在诸如结合载波等已调制数据信号中定义的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。如本文所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。
尽管某些功能在本文被描述为由能由一个或多个处理器和其他组件执行的模块来实现，但这些模块或其他组件中的任何一个或全部可以完整或部分地由用于执行所述功能的一个或多个硬件逻辑组件来实现。例如，但非限制，可被使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、应用专用集成电路(ASIC)、应用专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。因此，尽管本文讨论了各种模块，但它们的功能和/或类似功能可被不同地安排(例如，组合成更少数量的模块，打破为更多数量的模块等)。
示例
示例A，一种计算设备，包括：一个或多个处理器；通信耦合到该一个或多个处理器的存储器；显示器，通信耦合到该一个或多个处理器并且被配置成以多个像素密度来显示内容；一个或多个传感器，用于确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离；分辨率控制组件，其被存储在存储器中并且能由一个或多个处理器执行以：至少部分地基于查看距离来确定要用来在显示器上显示内容的多个像素密度中的像素密度；截取从提供内容的应用发送到应用编程接口(API)的调用，该调用指示用于按照第一像素密度来渲染内容的一个或多个参数，第一像素密度包括第一显示器尺寸；对一个或多个参数应用缩放因子以创建用于按照该像素密度来渲染内容的一个或多个经缩放参数；以及将调用发送给API，其中该API致使一个或多个处理器基于一个或多个经缩放参数对内容执行光栅化和像素处理；以及合成器组件，用于致使按照该像素密度在计算设备的显示器上显示内容。
示例B，示例A的计算设备，其中一个或多个传感器包括包含一个或多个声学发射机和接收机的一个或多个声学传感器，一个或多个声学发射机和接收机位于显示器处并且与显示器面向相同方向。
示例C，示例A或B的计算设备，其中一个或多个传感器通过以下来确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离：由一个或多个声学发射机以预定义频率来发送信号；由一个或多个声学接收机检测已经反射离开计算设备的用户的该信号的至少一部分；确定发送信号以及检测到已经被反射的信号的部分之间的时间段；以及基于该时间段和该预定义频率，确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离。
示例D，示例A-C中的任一者的计算设备，其中信号按照第一采样率来发送而检测按照第二采样率来执行。
示例E，示例A-D中的任一者的计算设备，其中分辨率控制组件通过以下来确定像素密度：至少部分地基于视觉敏锐度值、查看距离和显示器的尺寸来采用一个或多个算法来计算用来显示内容的像素密度；或者查询存储在存储器中并且用预定义像素密度来填充的查找表，以标识用来显示内容的像素密度，每一个预定义像素密度与一个或多个预定义距离测量相关联，以及从查找表中选择与该距离测量相关联的像素密度。
示例F，示例A-E中的任一者的计算设备，其中预定视觉敏锐度值基于以下至少之一：通过由分辨率控制器提供的用户界面接收到的因用户而异的视觉敏锐度；或者约20/20的视觉敏锐度。
示例G，示例A-F中的任一者的计算设备，其中分辨率组件进一步与一个或多个图形处理操作交互以通过以下来修改内容：截取从API发送到合成器组件的调用；以及对一个或多个经缩放的参数应用第二缩放因子以按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示内容。
示例H，一种方法，包括：在一个或多个处理器的控制之下：确定计算设备的显示器与计算设备的用户之间的查看距离；接收要在计算设备的显示器上显示的内容，该内容采用第一像素密度；至少部分地基于查看距离，计算内容的经更新的像素密度；截取从与内容相关联的应用发送到计算设备的应用编程接口(API)的调用，该调用包括要由一个或多个处理器在显示器上渲染内容的请求并且指示用于按照第一像素密度来渲染内容的一个或多个参数，第一像素密度包括第一显示器尺寸；对一个或多个参数应用缩放因子以创建用于按照经更新的像素密度来渲染内容的一个或多个经缩放参数；以及将调用发送给API，其中API致使一个或多个处理器执行渲染操作以在显示器上显示内容；以及致使按照经更新的像素密度在计算设备的显示器上显示内容。
示例I，示例H的方法，其中确定计算设备与计算设备的用户之间的查看距离包括：采用计算设备的一个或多个声学传感器从邻近显示器的位置朝用户发射信号，该信号以第一频率来传送；
在一个或多个声学传感器处接收已经反射离开用户的信号的至少一部分；
确定发射信号与接收到反射离开用户的信号的至少一部分之间的时间量；以及
至少部分地基于该时间量和该第一频率，确定计算设备与用户之间的查看距离。
示例J，示例H或I的方法，其中计算内容的经更新的像素密度包括至少部分地基于视觉敏锐度值、查看距离、和显示器的尺寸来计算用于显示内容的像素密度。
示例K，示例H-J中的任一者的方法，其中视觉敏锐度值基于通过显示器的用户界面接收到的因用户而异的视觉敏锐度。
示例L，示例H-K中的任一者的方法，其中内容按照经更新的分辨率以及按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示。
示例M，示例H-L中的任一者的方法，其中一个或多个声学传感器包括一个或多个超音传感器或次声传感器。
示例N，示例H-M中的任一者的方法，其中一个或多个超音传感器或次声传感器发射高于上阈值频率或低于下阈值频率的信号。
示例O，示例H-N中的任一者的方法，进一步包括对一个或多个经缩放的参数应用第二缩放因子以按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示内容。
结语
总而言之，尽管用对结构特征和/或方法动作专用的语言描述了各实施方式，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所述具体特征或动作。相反，这些具体特征和动作是作为实现所要求保护的主题内容的示例形式而公开的。

Claims (15)

1.一种计算设备，包括：
一个或多个处理器；
通信耦合到所述一个或多个处理器的存储器；
通信耦合到所述一个或多个处理器并且被配置成以多个像素密度来显示内容的显示器；
一个或多个传感器，用于确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离；
分辨率控制组件，其被存储在所述存储器中并且能由所述一个或多个处理器执行以：
至少部分地基于所述查看距离来确定要用来在显示器上显示内容的多个像素密度中的像素密度；
截取从提供内容的应用发送到应用编程接口（API）的调用，所述调用指示用于按照第一像素密度来渲染内容的一个或多个参数，所述第一像素密度包括第一显示器尺寸；
对所述一个或多个参数应用缩放因子以创建用于按照所述像素密度来渲染内容的一个或多个经缩放参数；以及
将所述调用发送给所述API，其中所述API致使所述一个或多个处理器基于所述一个或多个经缩放参数对内容执行光栅化和像素处理；以及
合成器组件，用于致使按照所述像素密度在计算设备的显示器上显示内容。
2.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述一个或多个传感器包括包含一个或多个声学发射机和接收机的一个或多个声学传感器，所述一个或多个声学发射机和接收机位于显示器处并且与所述显示器面向相同方向。
3.如权利要求2所述的计算设备，其特征在于，所述一个或多个传感器通过以下来确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离：
由所述一个或多个声学发射机以预定义频率来发送信号；
由所述一个或多个声学接收机检测已经反射离开计算设备的用户的所述信号的至少一部分；
确定发送信号以及检测到已经被反射的信号部分之间的时间段；以及
基于所述时间段和所述预定义频率，确定计算设备的显示器与用户之间的查看距离。
4.如权利要求3所述的计算设备，其特征在于，所述信号按照第一采样率来发送而所述检测按照第二采样率来执行。
5.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述分辨率控制组件通过以下来确定所述像素密度：
至少部分地基于视觉敏锐度值、所述查看距离和显示器的尺寸来采用一个或多个算法来计算用来显示内容的像素密度；或者
查询存储在所述存储器中并且用预定义像素密度来填充的查找表，以标识用来显示内容的像素密度，每一个预定义像素密度与一个或多个预定义距离测量相关联，以及
从所述查找表中选择与所述距离测量相关联的像素密度。
6.如权利要求5所述的计算设备，其特征在于，所述预定视觉敏锐度值基于以下至少之一：
通过由所述分辨率控制器提供的用户界面接收到的因用户而异的视觉敏锐度；或者
约20/20的视觉敏锐度。
7.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述分辨率组件进一步与一个或多个图形处理操作交互以通过以下来修改内容：
截取从所述API发送到所述合成器组件的调用；以及
对一个或多个经缩放的参数应用第二缩放因子以按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示内容。
8.一种方法，包括：
在一个或多个处理器的控制之下：
确定计算设备的显示器与计算设备的用户之间的查看距离；
接收要在计算设备的显示器上显示的内容，所述内容采用第一像素密度；
至少部分地基于所述查看距离，计算内容的经更新的像素密度；
截取从与内容相关联的应用发送到计算设备的应用编程接口（API）的调用，所述调用包括要由一个或多个处理器在显示器上渲染内容的请求并且指示用于按照第一像素密度来渲染内容的一个或多个参数，所述第一像素密度包括第一显示器尺寸；
对一个或多个参数应用缩放因子以创建用于按照经更新的像素密度来渲染内容的一个或多个经缩放参数；以及
将所述调用发送给所述API，其中所述API致使所述一个或多个处理器执行渲染操作以在显示器上显示内容；以及
致使按照经更新的像素密度在计算设备的显示器上显示内容。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定计算设备与计算设备的用户之间的查看距离包括：
采用计算设备的一个或多个声学传感器从邻近显示器的位置朝用户发射信号，所述信号以第一频率来传送；
在一个或多个声学传感器处接收已经反射离开用户的所述信号的至少一部分；
确定发射信号与接收到已经反射离开用户的所述信号的至少一部分之间的时间量；以及
至少部分地基于所述时间量和所述第一频率，确定计算设备与用户之间的查看距离。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，计算内容的经更新的像素密度包括至少部分地基于视觉敏锐度值、所述查看距离和显示器的尺寸来计算用于显示内容的像素密度。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述视觉敏锐度值基于通过显示器的用户界面接收到的因用户而异的视觉敏锐度。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述内容按照经更新的分辨率以及按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个声学传感器包括一个或多个超音传感器或次声传感器。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述一个或多个超音传感器或次声传感器发射高于上阈值频率或低于下阈值频率的信号。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括对一个或多个经缩放的参数应用第二缩放因子以按照与第一显示器尺寸相同的尺寸在显示器上显示内容。
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