CN109426474B - 一种双显示屏同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双显示屏同步系统，包括主控制器、从控制器。主控制器每输出一帧图像信号，向从控制器发送一触发启动信号。主控制器开始向第一显示屏输出一帧图像信号，经过延时，主控制器向从控制器发送所述触发启动信号。从控制器接收到所述触发启动信号后，开始向第二显示屏输出一帧图像信号。该系统的主控制器触发从控制器启动，每帧同步一次。主、从控制器的启动时差，使两个显示屏的刷新错开，使得主、从画面渲染好后就马上刷新到显示屏上，无需等待主、从画面都渲染好了再刷新显示屏。这样，减少了主、从画面的渲染提前量，提高了VR视觉体验。

Description

一种双显示屏同步系统

技术领域

本发明涉及VR技术领域，尤其涉及双显示屏同步系统。

背景技术

在VR应用中，双屏方案比单屏方案更好，高端VR产品都倾向于使用双屏。双屏方案，分为左屏和右屏，分别对应左眼与右眼。目前，对VR技术的研究表明，对图像的渲染的提前量越少，VR的视觉体验会越好。

目前行业内双屏VR方案一般是通过Bridge IC，把1路HDMI或1路DP/eDP转换为2路MIPI DSI输出，驱动2个屏幕。这种方案下，1个控制器同时控制2个屏幕，2个屏幕同时刷新，并不能做到先后启动，因此对图像的渲染都要提前1帧完成，不能减少到1帧以内，影响了VR的视觉体验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种双显示屏同步系统，该系统的主控制器触发从控制器启动，每帧同步一次；主、从控制器的启动时差，使两个显示屏的刷新错开，使得主、从画面渲染好后就马上刷新到显示屏上，解决了现有的双屏同步系统采用1个控制器同时控制2个屏幕时，需等待主、从画面都渲染好了再刷新显示屏，导致渲染的提前时间长，影响视觉体验的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种双显示屏同步系统，包括主控制器、从控制器。主控制器每输出一帧图像信号，向从控制器发送一触发启动信号。主控制器开始向第一显示屏输出一帧图像信号，经过延时，主控制器向从控制器发送触发启动信号。从控制器接收到触发启动信号后，开始向第二显示屏输出一帧图像信号。

进一步地，在从控制器的每帧图像信号输出至下边界时，从控制器提前若干时间结束输出，进入等待触发启动信号的状态。

进一步地，主控制器还为从控制器提供工作时钟。

进一步地，还包括原图像存储模块、图形处理器、主渲染图像缓存器、从渲染图像缓存器。原图像存储模块用于存储未经渲染的等待第一显示屏或第二显示屏显示的原图像。图形处理器从原图像存储模块获取所述原图像，并对获取的原图像进行渲染，然后将渲染后得到的图像信号存储到主渲染图像缓存器或从渲染图像缓存器中。主渲染图像缓存器用于存储等待第一显示屏显示的图像信号。从渲染图像缓存器用于存储等待第二显示屏显示的图像信号。主控制器从主渲染图像缓存器中获取图像信号；从控制器从从渲染图像缓存器中获取图像信号。

进一步地，图形处理器采用分时复用的方式对等待第一显示屏和第二显示屏显示的每帧原图像分别进行渲染。

进一步地，第一显示屏、第二显示屏分别为LCD显示屏。

进一步地，原图像存储模块、主渲染图像缓存器、从渲染图像缓存器分别为动态随机存取存储器。

进一步地，触发启动信号的输出时间点精确到像素，且触发启动信号的输出时间点可配置。

进一步地，从控制器的图像信号输出提前结束的时间点精确到像素且可配置。

本发明的有益效果：

(1)该系统的主控制器触发从控制器启动，每帧同步一次。主、从控制器的启动时差，使两个显示屏的刷新错开。刷新错开后，使得主、从画面渲染好后就马上刷新到显示屏上，无需等待主、从画面都渲染好了再刷新显示屏。这样，减少了主、从画面的渲染提前量，提高了VR视觉体验。并且，同步触发每一帧都是一个独立的过程，在同步错误发生错误时，硬件可自恢复，无需软件干预，保证了VR体验的稳定性并缩短错误恢复所需时间。

(2)从控制器在每帧图像信号输出至下边界的最后一行时，提前若干时间结束输出，进入等待所述触发启动信号的状态,避免了主控制器发出触发启动信号时，从控制器还未完成一帧图像的输出，出现错误状态的情况，提高了系统的可靠性。

(3)通过同一图形处理器采用分时复用的方式对两个显示屏的每帧原图像分别进行渲染，节省了系统资源。

附图说明

图1为本发明的电路逻辑方框图。

图2为主、从图像从渲染到刷新的时序示意图。

图3为主控制器触发从控制器的时序示意图。

图4为从控制器提前停止一帧图像刷新的示意图。

图5为主控制器精准延时触发从控制器的示意图。

其中，图1至图5的附图标记为：主控制器1、从控制器2、原图像存储模块3、图形处理器4、主渲染图像缓存器5、从渲染图像缓存器6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种双显示屏同步系统，包括主控制器(Master Controller)1、从控制器(Slave Controller)2、原图像存储模块3、图形处理器(Graphics Processing Unit，缩写：GPU)4、主渲染图像缓存器5、从渲染图像缓存器6。

原图像存储模块3用于存储未经渲染的等待第一显示屏或第二显示屏显示的原图像。

图形处理器4从原图像存储模块3获取所述原图像，并对获取的原图像进行渲染，然后将渲染后得到的图像信号存储到主渲染图像缓存器5或从渲染图像缓存器6中。

主渲染图像缓存器5用于存储等待第一显示屏显示的图像信号；从渲染图像缓存器6用于存储等待第二显示屏显示的图像信号。主控制器1从主渲染图像缓存器5中获取图像信号；从控制器2从从渲染图像缓存器6中获取图像信号。

主控制器1、从控制器2分别对第一显示屏、第二显示屏的显示图像一一进行刷新。主控制器1为从控制器2提供工作时钟(Clock)及触发启动(Trigger)信号。主控制器1每输出一帧图像信号，向从控制器2发送一触发启动信号。主控制器1开始向第一显示屏输出一帧图像信号，经过延时，主控制器1向从控制器2发送所述触发启动信号。从控制器2接收到所述触发启动信号后，开始向第二显示屏输出一帧图像信号。

主控制器1每一帧图像都会发送一次触发启动信号。从控制器2每一帧都检测一次触发启动信号作为启动刷新的触发事件，当检测到主控制器1发送过来的触发启动信号时，立即开始工作，向第二显示屏输出图像信号。

渲染一帧图像所用的时间T1远小于刷新一帧图像的时间T2，一帧图像的渲染时间T1一般会短于刷新时间T2的1/2甚至更短。在这种条件下，只需使用同一个图形处理器4采用分时复用的方式，就可以先后完成第一显示屏和第二显示屏的图像渲染工作。以图形处理器4渲染一帧图像所需要时间T1为刷新时间T2的1/2为例，如图2所示，为主、从图像从渲染到刷新的时序示意图。利用主控制器1、从控制器2先后启动的特性，在刷新一帧图像的图像的同时，渲染下一帧的图像，在下一帧图像开始刷新前，完成渲染。这样，可以马上进行图像刷新，如此循环。目的是为了减少图像渲染的提前量。图形处理器4的渲染工作由上层应用软件来控制，上层应用软件会保证图像渲染与图像刷新的节奏相匹配。

如图3所示，主控制器1触发从控制器2启动，每帧同步一次。主、从控制器2的启动时差，使两个显示屏的刷新错开。刷新错开后，使得左、右眼的画面渲染好后就马上刷新到显示屏上，无需等左、右两眼的画面都渲染好了再刷新显示屏。这样，减少了一半的渲染提前量，在渲染性能足够好的条件下，图像渲染能减少到1帧以内，提高VR视觉体验。

由于第一显示屏、第二显示屏每帧图像的刷新都进行同步操作，每一帧都是一个独立的过程，即使上一帧出现了同步错误，只要到达下一帧的同步，就可以恢复正常。也就是说，同步错误后硬件可自恢复，无需软件干预，保证VR体验的稳定性并缩短错误恢复所需时间。

具体地，原图像存储模块3、主渲染图像缓存器5、从渲染图像缓存器6分别采用动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，简称：DRAM)。

具体地，第一显示屏、第二显示屏分别为LCD显示屏。

如图4所示，示意了一帧图像信号的区域分布。Active Area为图像信号的显示区，显示屏只会显示Active Area内的数据。左边界HBP、右边界HFP、上边界VBP、下边界VFP为图像信号的消影区。

为避免主控制器1发出触发启动信号时，从控制器2还未完成1帧图像的输出，出现错误状态。出现这种错误状态的时候，理论上一般只会差几个像素周期(pixel cycle)的时间。为此，本实施例中，从控制器2在每帧图像信号输出至下边界的最后一行时，提前若干时间结束输出，进入等待触发启动信号的状态。提前结束输出的单位为像素且可配置。

如图5所示，主控制器1可经过精确延时后，再触发从控制器2启动，实现两个图像输出有固定且精确的时差的功能。延时可以精确到pixel，即在主控制器1输出的本帧图像的第n行的第m个pixel作为从控制器2的触发启动点。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双显示屏同步系统，其特征在于：

包括主控制器(1)、从控制器(2)；

所述主控制器(1)每输出一帧图像信号，向从控制器(2)发送一触发启动信号；

所述主控制器(1)开始向第一显示屏输出一帧图像信号，经过延时，主控制器(1)向从控制器(2)发送所述触发启动信号；

所述从控制器(2)接收到所述触发启动信号后，开始向第二显示屏输出一帧图像信号；

原图像存储模块(3)、图形处理器(4)、主渲染图像缓存器(5)、从渲染图像缓存器(6)；

所述原图像存储模块(3)用于存储未经渲染的等待第一显示屏或第二显示屏显示的原图像；

所述图形处理器(4)从原图像存储模块(3)获取所述原图像，并对获取的所述原图像进行渲染，然后将渲染后得到的图像信号存储到主渲染图像缓存器(5)或从渲染图像缓存器(6)中；

所述主渲染图像缓存器(5)用于存储等待第一显示屏显示的图像信号；

所述从渲染图像缓存器(6)用于存储等待第二显示屏显示的图像信号；

所述主控制器(1)从主渲染图像缓存器(5)中获取图像信号；从控制器(2)从从渲染图像缓存器(6)中获取图像信号。

2.根据权利要求1所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述从控制器(2)在每帧图像信号输出至下边界时，提前若干时间结束输出，进入等待所述触发启动信号的状态。

3.根据权利要求1所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述主控制器(1)还为从控制器(2)提供工作时钟。

4.根据权利要求1、2或3所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述图形处理器(4)采用分时复用的方式对等待第一显示屏和第二显示屏显示的每帧所述原图像分别进行渲染。

5.根据权利要求1所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述第一显示屏、第二显示屏分别为LCD显示屏。

6.根据权利要求4所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述原图像存储模块(3)、主渲染图像缓存器(5)、从渲染图像缓存器(6)分别为动态随机存取存储器。

7.根据权利要求1、2或3所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述触发启动信号的输出时间点精确到像素，且所述触发启动信号的输出时间点可配置。

8.根据权利要求2所述的双显示屏同步系统，其特征在于：

所述从控制器(2)的图像信号输出提前结束的时间点精确到像素且可配置。

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