CN111954901B - 包括用于选择列像素数据的开关的显示设备 - Google Patents

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Abstract

显示设备包括多个像素、串并转换器(SPC)、多个数模转换器(DAC)、多个开关以及控制器。像素以行和列排列。列包括第一列和相邻的第二列。SPC基于由图形控制器发送的串行像素数据而生成并行像素数据。DAC耦接到SPC并且包括与第一列相对应的第一DAC和与第二列相对应的第二DAC。开关包括第一开关，第一开关包括：直接耦接到SPC的输出端的第一输入端、耦接到第一列的输入端的第二输入端以及耦接到第二列的输入端的输出端。控制器选择第一输入端和第二输入端中的一个上的像素数据以由第一开关输出。

Description

包括用于选择列像素数据的开关的显示设备
背景技术
包括使用头戴式显示器(VR HMD)的虚拟现实(VR)应用的许多显示应用，从远程图形控制器获得像素数据。远程图形控制器以多个分组发送用于显示的信息，其中，每个分组包括用于显示设备的一个像素的显示数据(例如，红色、绿色和蓝色显示等级)。
附图说明
图1描绘本公开的示例显示设备的高级框图；
图2图示可以由远程图形控制器发送到显示设备的示例信号；
图3是图示用于渲染显示设备上的图像的示例方法的流程图；并且
图4图示装置的示例。
具体实施方式
本公开概括地描述了用于使用显示设备中的开关来选择列像素数据的装置、方法以及非瞬态计算机可读介质。如上所述，包括使用头戴式显示器(VR HMD)的虚拟现实(VR)应用的许多显示应用，从远程图形控制器获得像素数据。远程图形控制器以多个分组发送用于显示的信息，其中，每个分组包括用于显示设备的一个像素的显示数据(例如，红色、绿色和蓝色显示等级)。每个分组通过远程图形控制器和显示设备之间的链路(例如，有线线缆或无线网络连接)传送。由分组传送所消耗的链路带宽量是像素计数、颜色深度以及像素数据的帧速率的函数。作为示例，通过将像素数据传送到HMD所消耗的带宽可接近每秒二十吉比特(gigabit)。由于所消耗的链路带宽量接近总可用链路带宽，所以远程图形控制器和显示设备之间的显示数据传送可能被放慢，从而导致图像保真度降低。
本公开的示例通过允许单一的像素数据集由显示设备的多个像素使用而降低当将像素数据从远程图形控制器传送到显示设备时所消耗的链路带宽。在一个示例中，显示设备中的像素列包括允许选择新像素数据或从相邻列选择像素数据的开关。包括在由远程图形控制器传送的像素数据中的命令可以控制开关对合适的像素数据的选择。因此，跨行的多个像素可以共享同一像素数据。如此，与为组中的像素中的每个像素发送单独的像素数据相反，共享的像素数据可以为共享该像素数据的整个组的像素发送一次。这可以降低显示图像的其中共享像素数据的区域中的空间分辨率，然而，空间分辨率的降低可以被限制于显示图像的定位在观察者的视线外围上的区域。
如此，本公开的示例可能非常适合采用偏心渲染技术(即，追踪观察者的视线且以较低的保真度渲染视线中心外部的图像部分以降低功率消耗和改进性能的技术)的显示应用。例如，本公开的示例可以用于渲染头戴式显示器上的图像。本公开的示例还可以用于渲染非VR显示器(包括显示设备和远程图像源之间的链路带宽可能受到限制的电视、电脑监视器以及其他显示设备)上的图像。
图1描绘本公开的示例显示设备100的高级框图。在一个示例中，显示设备100包括多个像素1021-102n(在下文中，单独称为“像素102”或统称为“像素102”)。多个像素102至少包括第一像素1021和第二像素1022。在一个示例中，每个像素102是可控的以显示不同颜色，其中，由像素102显示的颜色可通过多个分量强度表示，例如，红色、绿色和蓝色(RGB)分量强度或青色、洋红色、黄色和黑色(CMYK)分量强度。
多个像素以多个行1041-104m(在下文中，单独称为“行104”或统称为“行104”)和多个列1061-106k(在下文中，单独称为“列106”或统称为“列106”)排列。多个行104至少包括第一行1041和第二行1042，而多个列106至少包括第一列1061和第二列1062。取决于显示设备，行104的数量可以等于或可以不等于列106的数量。例如，对于HMD，显示器通常包括比列少的行。在一个示例中，多个像素中的一个像素位于行104和列106的每个交叉点处。
显示设备100进一步包括串并转换器(SPC)108和耦接到SPC 108的多个数模转换器1101-110k(在下文中，单独称为“DAC 110”或统称为“DAC 110”)。在一个示例中，每个DAC110与多个列106中的一个列106相对应；因此，多个DAC 110至少包括与第一列1061相对应的第一DAC 1101和与第二列1062相对应的第二DAC 1102。SPC 108被配置为从由远程图形控制器发送的信号114中提取串行像素数据，并且将串行像素数据数字地转换为并行像素数据，并行像素数据随后由DAC 110转换为用于显示设备100的每个列106的模拟值1161-116p(在下文中，单独称为“模拟值116”或统称为“模拟值116”)。
在一个示例中，显示设备100进一步包括多个开关1121-112k-1(在下文中，单独称为“开关112”或统称为“开关112”)。每个开关112与多个列106中的一个列106相对应。在一个示例中，显示设备中开关112的数量比列106的数量少一。例如，示例显示设备100的第一列1061可以不具有对应的开关112。因此，多个开关112中的第一开关1121可以与多个列106中的第二列1062相对应。在一个示例中，开关112中的至少一个可包括多路复用器。
在一个示例中，每个开关112被耦接在DAC 110中的一个DAC 110和SPC 108之间。以第一开关1121为例，每个开关112包括直接耦接到相邻列106的输入端的第一输入端120和直接耦接到SPC 108的输出端的第二输入端122。在一个示例中，相邻列106为紧靠左边的列。因此，第一开关1121的第一输入端120耦接到第一列1061的输入端(即，第一DAC 1101的输入端)。每个开关112进一步包括耦接到对应的列106的输入端(即，对应的DAC 110的输入端)的输出端124。因此，第一开关1121的输出端124耦接到第二列1062的输入端(即，第二DAC1102的输入端)。
控制器118被配置为从由远程图形控制器发送的信号114中提取命令。响应于该命令，控制器118指示每个开关112选择像素数据以输出到其对应的DAC110。例如，控制器118将指示第一开关1121选择其第一输入端120上的像素数据或者其第二输入端122上的像素数据以输出到第二DAC 1102。因此，第一开关1121针对多个像素的位于第二列1062中的子集选择像素数据。
为了易于说明，显示设备100已被简化。本领域技术人员将理解的是，显示设备100可以包括未图示的额外部件(诸如驱动器、晶体管以及电容器)。
在操作中，图像可以在显示设备100上以“垂直同步”开始渲染。像素数据(例如，像素的分量强度)被传输到定位在第一行1041和第一列1061的交叉点处的第一(例如，最上面、最左边)像素1021。像素数据传输沿第一行1041继续(例如，从左移到右)以将像素数据传输到第一行1041中的剩余像素102，直到到达第一行1041和最后一列106k的交叉点处的像素为止。“水平同步”命令可以接着将列重置为第一列1061并且将行增量到下一行(即，第二行1042)。像素数据可以以第二行1042的定位在第二行1042和第一列1061的交叉点处的第一(例如，最左边)像素重新开始。像素数据传输沿第二行1042继续(例如，从左移到右)以将像素数据传输到第二行1042中的剩余像素102，直到到达第二行1042和最后一列106k的交叉点处的像素为止。像素数据传输可以以这种逐行的方式继续，直到像素数据被传输到定位在最后一行104m和最后一列106k的交叉点处的最后一个(例如，最下面、最右边)像素102n为止。随着像素数据以这种方式被传输，每个像素102的像素数据由像素102所在的列106的开关112选择。
在一个示例中，在图像渲染期间，控制器118可以与SPC 108通信以修改SPC的列索引操作。例如，在存在像素数据分组和列之间的1:1对应的情况下，SPC 108在接收到分组时将跨列索引。然而，根据本公开的示例，控制器118可以指示SPC108以跳过未接收到像素数据的唯一分组的一个或多个列(即，重用来自前一列的像素数据的列)的索引。
图2图示可以由远程图形控制器发送到显示设备的示例信号200。信号200可与图1中图示的信号114类似。如图2中所图示，信号200可以包括多个分组2021至202q(在下文中，单独称为“分组202”或统称为“分组202”)。多个分组202至少包括第一分组2021和第二分组2022。
在图2中所示的示例中，信号200的第一分组2021包括第一命令，即，“分辨率x[倍数]Y”。第一命令表示包括在紧随其后的分组中的串行像素数据的子集将由显示设备的Y个连续像素的序列共享(其中，“连续”表示像素渲染的顺序，例如，从左移到右和从上移到下)。
第二分组2022和第三分组2023在第一分组2021之后，并且包括要由Y个连续像素的两个单独序列共享的像素数据。例如，第二分组2022包括用于像素1至像素Y的像素数据，而第三分组2023包括用于像素(Y+1)至像素2Y的像素数据。
第四分组2024包括第二命令，即，“分辨率x1”。该第二命令表示包括在紧随其后的分组中的串行像素数据的子集将由显示设备的一个像素使用。第五分组2025包括要由一个像素(2Y+1)使用的串行像素数据的子集。
因此，根据示例信号200，图像的渲染以共享串行像素数据的子集的Y个连续像素的组开始。也就是说，像素数据将每隔Y个像素改变。例如，像素1至像素Y共享像素数据的第一分组(即，分组2022)，像素(Y+1)至像素2Y共享像素数据的第二分组(即，分组2023)，以此类推，直到接收到改变共享像素数据的像素的数量的新命令。在图2的示例中，该新命令在分组2024中被接收，并且表示每个像素将使用唯一的(未共享的)像素数据进行渲染，直到接收到另一个新命令为止。
因此，相比于像素(2Y+1)的空间分辨率(由于像素数据是唯一的或未共享的)，像素1至像素2Y的空间分辨率是相对低的(由于像素数据是共享的)。以此方式，单一像素的空间分辨率可以以支持图像的偏心渲染的方式变化。
而且，与为组中的像素中的每个像素发送单独的像素数据相反，通过为共享该像素数据的整个组的像素发送一次像素数据(例如，如在每个分组由四个像素共享的分组2022和分组2023的情况下)，可以降低通过图像源(例如，图形控制器)和显示设备之间的链路发送的数据量。如此，可以节省宝贵的链路带宽，从而允许改进的图像保真度和更快的图像渲染。
尽管图1和图2图示显示设备和其中的像素数据跨显示设备的列被重用的信号配置，但是在其他示例中，与跨列相反或除了跨列之外，像素数据可以沿行被重用。在此情况下，信号可以包括表示指定分组中的像素数据要被重用于显示设备的一个或多个后续行的命令。
图3是图示用于渲染显示设备上的图像的示例方法300的流程图。方法300可以例如由图1的显示设备100的控制器118或由如图4中所图示的设备执行。如此，在方法300的讨论中可以做出对显示设备100的各个部件的参照。然而，参照为了示例的目的而做出，并且不限制方法300可以被实现的手段。
方法300开始于框302。在框304中，从由远程图形控制器发送的信号中提取命令。信号可以从远程图形控制器经由有线线缆和/或无线网络连接传送。在一个示例中，命令识别显示设备的行中要共享像素数据(例如，描述像素的分量强度的模拟值)的像素的数量。
例如，返回参照图2，信号200的第一分组2021包括第一命令，即，“分辨率xY”。该命令表示包括在随后的分组中的像素数据将由显示设备的Y个连续像素的序列共享，直到接收到改变空间分辨率的第二命令。在信号200的第四分组2024中接收到的该第二命令，表示包括在随后的分组中的像素数据将被应用于显示设备的单一像素，直到接收到再次改变空间分辨率的第三命令，以此类推。
返回参照图3，在框306中且响应于框304中所提取的命令，指令被发送到与显示设备的列相关联的开关，其中，该列包含受命令影响的像素。指令指示与列相关联的开关针对像素从相邻(例如，紧邻在前的或紧靠左边的)列的输入端选择像素数据。在此情况下，像素与连续序列中在其行中的至少一个其他像素(例如，与相邻列中的另一个像素)共享像素数据。
方法300结束于框308。
方法300可以随着像素数据被传输到显示器的额外像素且随着从信号中提取额外命令而重复。例如，如上所述，信号可包括沿行改变空间分辨率(例如，从共享一组像素数据的多个像素改变为使用唯一的像素数据的单一像素，反之亦然)的命令。
应该指出的是，尽管没有明确指明，但是上述方法300的框、功能或操作中的一些可以包括用于特定应用的存储、显示和/或输出。换言之，方法300中所论述的任何数据、记录、领域和/或中间结果可以被存储、显示和/或输出到取决于特定应用的另一设备。此外，图3中的记载了确定操作或涉及判定的框、功能或操作，不一定暗示确定操作的两个分支均要被实施。
图4图示装置400的示例。在一个示例中，装置400可以是图1的控制器118。在一个示例中，装置400可以包括处理器402和非瞬态机器可读存储介质404。非瞬态机器可读存储介质404可以包括指令406和指令408，指令在由处理器402执行时，使得处理器402执行各种功能。
指令406可以包括从由远程图形控制器发送的信号中提取命令的指令。命令可以识别显示设备的行中要共享像素数据(例如，描述像素的分量强度的模拟值)的像素的数量。指令408可以包括响应于命令而将指令发送到与显示设备的列相关联的开关的指令，其中，列包含受命令影响的第一像素(应该指出的是，在上下文中，术语“第一像素”用于区分一个像素与另一像素，并且不一定指的是图1的第一像素1021)。指令可以指示与列相关联的开关针对第一像素从相邻(例如，紧邻在前的或紧靠左边的)列的输入端选择像素数据。在此情况下，第一像素与连续序列中的至少一个其他像素共享像素数据。
将理解的是，以上公开的变型和其他特征和功能、或其可替代方案可以被组合到许多其他不同的系统和应用中。随后可以在其中做出各种目前未预见到的或未预料到的可替代方案、修改或变型，这些可替代方案、修改或变型也意在由随附的权利要求包含。

Claims (11)

1.一种显示设备，包括：
以多个行和多个列排列的多个像素；
串并转换器，所述串并转换器基于由图形控制器发送的串行像素数据而生成并行像素数据，其中，所述串行像素数据包括：第一分组，包括识别所述多个像素中的像素的数量的命令；以及在所述第一分组之后的第二分组，包括将由所述数量的像素共享的串行像素数据；
耦接到所述串并转换器的多个数模转换器，其中，所述多个数模转换器包括与每个列相对应的数模转换器；
多个开关，其中，所述多个开关包括与所述多个列中的列相对应的开关，分别包括：
直接耦接到相邻列的输入端的第一输入端；
耦接到所述串并转换器的输出端的第二输入端；以及
耦接到对应的列的输入端的输出端；以及
控制器，所述控制器响应于所述命令选择所述第一输入端和所述第二输入端中的一个上的像素数据以由所述开关输出，使得所述像素数据由所述数量的像素共享，其中，所述数量的像素位于所述相邻列中。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述显示设备是头戴式显示器。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个开关中的开关的数量比所述多个列中的列的数量少一。
4.一种方法，包括：
由显示设备的控制器从由远程图形控制器发送的信号中提取命令，其中，所述信号包括：第一分组，包括识别所述显示设备中的一行中的像素的数量的命令；以及在所述第一分组之后的第二分组，包括将由所述数量的像素共享的串行像素数据；以及
响应于所述命令，将指令发送到与所述显示设备的像素列相关联的开关，其中，所述指令指示所述开关针对位于所述列中的像素从相邻列的输入端选择像素数据，使得所述像素数据由所述数量的像素共享，其中，所述数量的像素位于所述相邻列中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述显示设备是头戴式显示器。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，位于所述列中的所述像素被定位在所述显示设备的在观察者的视线外围上的区域中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述显示设备的其他区域，所述显示设备上显示的图像的空间分辨率在所述区域中更低。
8.一种编码有指令的非瞬态机器可读存储介质，所述指令由处理器可执行，所述非瞬态机器可读存储介质包括：
从由远程图形控制器发送的信号中提取命令的指令，所述信号包括：第一分组，包括识别显示设备中的一行中的像素的数量的命令；以及在所述第一分组之后的第二分组，包括将由所述数量的像素共享的串行像素数据；以及
响应于所述命令而将指令发送到与显示设备的像素列相关联的开关的指令，其中，所述指令指示所述开关针对位于所述列中的像素从相邻列的输入端选择像素数据，使得所述像素数据由所述数量的像素共享，其中，所述数量的像素位于所述相邻列中。
9.根据权利要求8所述的非瞬态机器可读存储介质，其中，所述显示设备是头戴式显示器。
10.根据权利要求8所述的非瞬态机器可读存储介质，其中，位于所述列中的所述像素被定位在所述显示设备的在观察者的视线外围上的区域中。
11.根据权利要求10所述的非瞬态机器可读存储介质，其中，相对于所述显示设备的区域，所述显示设备上显示的图像的空间分辨率在所述区域中更低。
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