JPH11231854A - 画像表示方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 描画する画像の描画処理性能にあわせて、デ
ィスプレイのリフレッシュレート値が最適な値に自動的
に設定されるようにする。 【解決手段】 グラフィックス制御部１２６でフレーム
メモリ１２４への書き込みに要した時間（描画処理時
間）を算出する。この結果をリフレッシュレート修正要
否の判定に用いる。リフレッシュレート処理部１２７で
リフレッシュレートの変更が必要な状態を複数回検出し
たか否かを判定する。検出した場合、リフレッシュレー
ト処理部１２７ではリフレッシュレートを下方修正また
は上方修正する。これにより、ディスプレイ描画性能が
最適になるようにリフレッシュレートが設定されるの
で、ディスプレイ１３１の描画性能の劣化が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示方法及び
装置に関し、特に、リフレッシュレートの変更が可能な
ラスタスキャン形ディスプレイに画像表示を行うための
画像表示方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータのラスタスキャン形ディス
プレイ端末（ディスプレイ部。以下、単にディスプレイ
と称す）においては、画面のちらつきを防止する手段と
して主にノンインターレース方式が用いられ、１秒間に
数十回の単位で画面の書き換え（リフレッシュ）が行わ
れる。リフレッシュの頻度（リフレッシュレート）は、
ヘルツ（Ｈｚ）で表され、数値が高いほど目にちらつき
を感じさせない。リフレッシュレートは、ディスプレイ
（ＣＲＴ等）の性能やコンピュータに搭載されているビ
デオチップの性能と密接な関係がある。このリフレッシ
ュレートの変更は、コンピュータのディスプレイドライ
バのユーティリティ・プログラムによって設定（変更）
することができる。

【０００３】従来、リフレッシュレートの設定は、コン
ピュータのＯＳ（オペレーティング・システム）が、例
えば、マイクロソフト社の「Windows NT」（登録商標）
の場合、ユーザーがコントロールパネルを開き、“画
面”アイコンから設定メニューを起動し、表示されたリ
フレッシュレートの一覧（例えば、６０Ｈｚ、７０Ｈ
ｚ、７５Ｈｚ等）の中から任意の値を選択するという手
順で行われていた。ディスプレイに画像を表示する場
合、画像データをフレームメモリの表面及び裏面に順番
に書き込みを行い、このフレームメモリから画像データ
を順番に読み出してディスプレイに転送する。フレーム
メモリの表面と裏面の切替は、その裏面にデータ書き込
みが終了したあと、フレームメモリの表面のデータをデ
ィスプレイに送信し終わったタイミングで同期をとって
行われる。例えば、ディスプレイのリフレッシュレート
を７０Ｈｚに設定し、７０Ｈｚ未満、すなわち１／７０
秒未満の間隔で表示画像のフレームメモリへの書き込み
が完了する程度のデータを描画する場合、画像表示は７
０Ｈｚの性能で行われる。

【０００４】従来の画像表示方式として、特開昭５９−
７３９６号公報があり、ストローク情報を表示するのに
要する時間が最小リフレッシュ時間々隔を越えるとき、
ストローク情報に対する最小リフレッシュ時間々隔を延
長し、ストロークベクトルディスプレイのリフレッシュ
レートを可変し、ディスプレイ表示の欠落を防止してい
る。また、他の従来の画像表示方式として、特開平５−
１２２６８３号公報があり、符号化器での情報発生量に
より、蓄積媒体への書き込み速度に応じた情報発生量を
得、これを周期リフレッシュ制御部にフィードバック
し、周期リフレッシュの周期を可変にし、可変長符号化
器における情報発生量を平均化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
において、表示する画像によっては、ユーザー設定値が
表示性能に悪影響を及ぼす場合がある。つまり、複雑な
３次元画像など、描画に際して多数の演算処理を必要と
するデータの表示の場合、１画面分のデータ生成には相
応の時間がかかる。このため、フレームメモリへの書き
込みが完了するまでの時間が１／７０秒を若干超えるデ
ータの場合、フレームメモリのデータ送信終了のタイミ
ングでは裏面の書き込みが終了しておらず、切替ができ
ないという現象が２回に１度の割合で発生する。このた
め、実際には７０Ｈｚ弱の描画性能を出せるにもかかわ
らず、ディスプレイへ同じフレームメモリの内容を２回
表示してから切替が行われるため、見かけ上の表示性能
が７０Ｈｚの半分の３５Ｈｚになる。このような現象
は、リアルタイムで３次元画像表示を行う場合、描画性
能の劣化という形で現れるが、従来、コンピュータ側及
びディスプレイにおける有効な解決策は存在しなかっ
た。このため、ユーザーが、動作させるアプリケーショ
ン毎に最適なリフレッシュレートを探し出して設定する
という方法で対処していた。なお、特開昭５９−７３９
６号公報は、ストロークベクトルディスプレイを対象に
しており、ラスタースキャンには適用できない。また、
特開平５−１２２６８３号公報は、符号化のためのリフ
レッシュ通信量を少なくすることを目的としており、画
像表示を対象にしたものではない。

【０００６】本発明は、上記した従来の問題を解決する
もので、画像の表示性能を常に最適な値に保つことので
きる画像表示方法及び装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定のリフレ
ッシュレート値により表示動作を行うラスタスキャン形
ディスプレイの画像表示方法において、出力中の画像の
描画処理時間と、リフレッシュレート値から算出した１
画面の出力時間とに基づいて前記リフレッシュレート値
を修正することを特徴とする画像表示方法を開示する。

【０００８】更に本発明は、前記修正が、下方修正か上
方修正かのいずれかとし、前記描画処理時間が前記１画
面の出力時間を越えるときに下方修正を行い、前記１画
面の出力時間が前記描画処理時間以上のときに上方修正
を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示方法を
開示する。

【０００９】更に本発明は、所定のリフレッシュレート
値により表示動作を行うラスタスキャン形ディスプレイ
部と、出力中の画像の描画処理時間とリフレッシュレー
ト値に基づいて算出した１画面の出力時間とに基づいて
前記ディスプレイ装置リフレッシュレート値を下方修正
または上方修正する処理手段を有することを特徴とする
画像表示装置を開示する。

【００１０】更に本発明は、前記描画処理時間が前記１
画面の出力時間を超えるときに下方修正を行い、前記１
画面の出力時間が前記描画処理時間以上のときに上方修
正を行う上記処理手段を備えたことを特徴とする請求項
３記載の画像表示装置を開示する。

【００１１】更に本発明は、前記描画処理時間が複数回
の判定にわたって連続して減少或いは増加したことをも
って前記リフレッシュレートの修正を開始する前記処理
手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像表示
装置を開示する。

【００１２】更に本発明は、前記描画処理時間の増加傾
向の判定は、前記減少傾向の判定よりも判定回数を多く
することを特徴とする請求項５記載の画像表示装置を開
示する。

【００１３】この構成によれば、リフレッシュレートの
変更の要否が、出力中の画像の描画処理時間とリフレッ
シュレート値から算出した１画面の出力時間を比較した
結果に基づいてディスプレイの描画性能が最良にするリ
フレッシュレートが自動的に設定される。この結果、画
像の表示性能を常に最適な値に保つことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る画像表示方式
の構成を示すブロック図である。図１において、１０１
はＣＰＵ、１１１はＣＰＵ１０１に接続された主メモ
リ、１２１はシステムバス１６１を介してＣＰＵ１０１
に接続されたグラフィックス処理部、１４１はシステム
バス１６１に接続されたハードディスク装置や光磁気デ
ィスク（ＭＯ）装置等を用いた外部記憶装置、１５１は
システムバス１６１に接続された入力コントローラであ
る。グラフィックス処理部１２１にはラスタスキャン形
ディスプレイ１３１が接続され、入力コントローラ１５
１にはキーボード１５２及びマウス１５３が接続されて
いる。グラフィックス処理部１２１は、大別して、描画
処理部１２２と、表示処理部１２８から構成される。描
画処理部１２２は、制御回路１２３、フレームメモリ１
２４、プライベートメモリ１２５、グラフィックス制御
部１２６、及びリフレッシュレート処理部１２７を備え
て構成されている。また、表示処理部１２８はレジスタ
１２９を備えている。

【００１５】ＣＰＵ１０１は、主メモリ１１１に格納さ
れているアプリケーション１１２を実行する。アプリケ
ーション１１２は、ＣＰＵ１０１に描画処理要求を出す
ことにより、グラフィックス処理部１２１に画像表示を
指示することができる。グラフィックス処理部１２１の
制御回路１２３は、プライベートメモリ１２５に格納さ
れたプログラムを起動させ、グラフィックス制御部１２
６およびリフレッシュレート処理部１２７を実行させ
る。制御回路１２３はアプリケーション１１２からの画
像表示要求に応じて描画処理を実行し、その結果をフレ
ームメモリ１２４に書き込む。ディスプレイ１３１で表
示を行うとき、画像データはフレームメモリ１２４から
読み出され、表示処理部１２８でＤ／Ａ変換された後、
ディスプレイ１３１に出力される。

【００１６】図２は本発明の画像表示における画像表示
処理を示す機能ブロック図である。アプリケーション１
１２が描画要求２０１を発行すると、この描画要求２０
１はグラフィックス処理部１２１に送られる。グラフィ
ックス処理部１２１の制御回路１２３は、描画する画像
の座標変換、シェーディング処理、テクスチャ処理等の
演算処理２１１を実行する。その後、処理結果をフレー
ムメモリ１２４に書き込む書込み処理２１２を実行し、
アプリケーション１１２に制御の実行を戻す。ついで、
アプリケーション１１２が出力要求２０２を発行する
と、描画処理部１２２によるフレームメモリ１２４の表
／裏を切り替えるためのフレームメモリ表／裏切替処理
２１３が行われ、ディスプレイタイミングと同期をとり
ながら、描画したフレームメモリ１２４を表側にする設
定が行われる。このフレームメモリ１２４の表側から、
表示処理部１２８により画像データが取り出される。表
示処理部１２８はＤ／Ａ変換処理２２１を実行し、変換
して得たアナログ画像データをディスプレイ１３１へ送
信する。アナログ画像データを受信したディスプレイ１
３１は、表示を実行する。

【００１７】図３は表示処理部１２８のレジスタ１２９
に格納された設定情報のテーブル内容を示す。レジスタ
１２９には、グラフィックス処理部１２１で設定可能な
解像度３０１、リフレッシュレート３０２からなる一
覧、および、現在の設定値３０３が格納されている（図
中の６４０×４８０〜１２００×１６００は、解像度を
示す縦×横のドット数である）。解像度を決定すること
により、設定可能なリフレッシュレートの範囲が決定
し、その範囲でリフレッシュレートの変更を行うことが
できる。例えば、図３の例では、解像度「１０２４×７
６８」が決定されたことにより、６０Ｈｚ〜１００Ｈｚ
の９種類の中からリフレッシュレートを選ぶことができ
る。ちなみに、解像度「１２００×１６００」が選択さ
れた場合、リフレッシュレートは６０Ｈｚのみとなる。

【００１８】図４はリフレッシュレートの修正処理の基
本を示す機能ブロック図である。グラフィックス制御部
１２６の演算処理２１１の実行前に開始時間設定処理４
０１を実施し、また、書き込み関数２１２の実行後に終
了時間設定処理４０２を実施する。そして、両処理の結
果をもとに描画処理時間算出処理４０３を行い、この算
出結果をリフレッシュレート処理部１２７へ出力する。
リフレッシュレート処理部１２７は、受け取った描画処
理時間からカウント処理４０４によりリフレッシュレー
ト変更要否の判定を行う。この判定で変更要が判定され
た場合、リフレッシュレート下方修正処理４０５または
リフレッシュレート上方修正処理４０６が実施され、表
示処理部１２８のレジスタ１２９に設定変更が行われ
る。

【００１９】図５はカウント処理部４０４の実行手順を
示すフローチャートである。本例では、〔現在のリフレ
ッシュレート値から算出された１画面の出力時間＜描画
処理時間〕、という事象が２回連続して発生した場合に
は、リフレッシュレートの下方修正を行う。また、〔現
在値より１段階上のリフレッシュレート値から算出され
た１画面の出力時間＞描画処理時間〕、という事象が４
回連続して発生した場合には、リフレッシュレートの上
方修正を行う。ここでは、上記判定のため、下方修正用
カウンタフラグＦＬＡＧ（フラグ）１、上方修正用カウ
ンタフラグＦＬＡＧ２、下方修正用描画時間カウンタＴ
ＩＭＥ１、上方修正用描画時間カウンタＴＩＭＥ２を設
定する。ＦＬＡＧ１、ＦＬＡＧ２、ＴＩＭＥ１、ＴＩＭ
Ｅ２は、それぞれ処理開始時点で初期値“０”が設定さ
れるものとする。まず、テーブル（Ｔ）に描画処理時間
算出処理がセットされ、テーブル（ＲＡＴＥ）に現在の
１画面表示時間がセットされる（ステップ５０１）。描
画処理時間算出処理によって算出された描画処理時間と
現在設定された１画面の出力に要する時間とが比較（Ｔ
＞ＲＡＴＥ）される（ステップ５０２）。描画処理時間
の方が大きい（Ｔ＞ＲＡＴＥ）場合、図４の下方修正処
理４０５のためのカウントが開始される。初回は、フラ
グに初期値を設定（ＦＬＡＧ１＝１）し（ステップ５１
１，５１５）、次回の測定結果で描画処理時間の方が大
きかった場合に下方修正処理４０５を行う。２回連続で
描画処理時間の方が１画面出力時間より大きかった場合
は、２回分の描画処理時間のうち、大きい方の値を基に
（ステップ５１２，５１３）リフレッシュレートの下方
修正処理４０５を行い（ステップ５１４）、フラグをリ
セット（ＦＬＡＧ１＝０、ＴＩＭＥ１＝０）する（ステ
ップ５１４）。

【００２０】ステップ５０２で１画面表示時間より描画
処理時間の方が小さいこと（ＲＡＴＥ＞Ｔ）が判定され
た場合、図４の上方修正処理４０６のためのカウントを
開始する。ついで、リフレッシュレートを現在の設定値
より上げることがハードウェア的に可能か否かを判定す
る（ステップ５２１）。可能である場合、リフレッシュ
レートを現在の設定値より１段階上げたときの１画面出
力時間をセットし（ステップ５２２、５２３）、描画処
理時間との比較（Ｔ＜ＲＡＴＥ Ｈ）を行う（ステップ
５２４）。リフレッシュレートを上げたときの出力時間
よりも描画処理時間の方が大きかった場合（ＲＡＴＥ
Ｈ＜Ｔ）、フラグをリセット（ＦＬＡＧ２＝０、ＴＩＭ
Ｅ２＝０、ＦＬＡＧ１＝０、ＴＩＭＥ１＝０）して終了
する（ステップ５３０）。描画処理時間の方が小さかっ
た場合（Ｔ＜ＲＡＴＥ Ｈ）は、初回はフラグに初期値
を設定してＦＬＡＧ２＝１、ＴＩＭＥ２＝Ｔ、ＦＬＡＧ
１＝０、ＴＩＭＥ１＝０とする（ステップ５２５、５３
１）。そして、複数回の描画処理で同一条件が連続した
場合（ＦＬＡＧ２＞１）、フラグのカウントアップ（Ｆ
ＬＡＧ２＋１）を行う（ステップ５２６）。また、描画
処理時間にはカウントしている中での最大値を設定する
（ステップ５２７，５２８）。４回連続で描画処理時間
の方が小さかった場合（ステップ５２９）、リフレッシ
ュレート上方修正処理４０６を行い、フラグをリセット
（ＦＬＡＧ２＝０、ＴＩＭＥ２＝０）する（ステップ５
３２）。

【００２１】図６はリフレッシュレート下方修正処理４
０５の実行手順を示すフローチャートである。まず、図
３の設定テーブル３０１から、現在の解像度で設定可能
なリフレッシュレートの値を取り出し、現在のリフレッ
シュレート値よりも低い値を設定可能か否かを判定する
（ステップ６０１）。既に最低値に設定されている場合
は、処理を終了する。現在のリフレッシュレートよりも
低い値を設定可能な場合は、設定テーブル３０１から現
在設定値の１段階低い値を取り出し（ステップ６０
２）、１画面の出力時間と現在の描画処理時間を比較
（ＲＡＴＥ Ｌ＞ＴＩＭＥ１）する（ステップ６０３，
６０４）。１画面の出力時間の方が大きければ、そのリ
フレッシュレート値を設定する（ステップ６０８）。ス
テップ６０４で（ＴＩＭＥ１＞ＲＡＴＥ Ｌ）が判定さ
れた場合（描画処理時間の方が大きい場合）、条件に合
うまでリフレッシュレートの値を下げられるか否かを判
定する。下げることが可能な場合、リフレッシュレート
の参照先を移動した後（ステップ６０６）、一画面の出
力時間をＲＡＴＥ Ｌに設定する（ステップ６０７）。
この後、ステップ６０４へリターンする。なお、ステッ
プ６０５で条件に合うリフレッシュレートが存在しなか
った時、そのまま処理を終了する。

【００２２】図７はリフレッシュレート上方修正処理４
０６の実行手順を示すフローチャートである。まず、描
画処理時間より１画面の出力時間の方が小さくなるリフ
レッシュレート（ＲＡＴＥ Ｈ＜ＴＩＭＥ２）を検出す
る（ステップ７０１）。（ＲＡＴＥ Ｈ＞ＴＩＭＥ２）が
検出された場合、リフレッシュレートの値を上げられる
か否かを判定する（ステップ７０２）。上げられる場
合、リフレッシュレートの参照先を移動した後（ステッ
プ７０３）、一画面の出力時間をＲＡＴＥ Ｈにセット
する（ステップ７０４）。この後、ステップ７０１へリ
ターンする。一方、ステップ７０１で（ＲＡＴＥ Ｈ＜
ＴＩＭＥ２）が判定された場合、リフレッシュレートの
参照先を移動した後（ステップ７０５）、一画面の出力
時間をＲＡＴＥ Ｈにセットする（ステップ７０６）。
更に、ステップ７０６またはステップ７０２の処理の
後、ステップ７０１の条件を満たすリフレッシュレート
値より１段階大きな値をリフレッシュレートとして設定
（ステップ７０７）し、処理を終了する。なお、ステッ
プ７０１の条件を満たさない場合でも、図５のステップ
５２３の条件は満たしているため、現在設定値より１段
階高いリフレッシュレート値を設定する（ステップ７０
７）。

【００２３】図８はリフレッシュレート下方修正処理の
効果を示す説明図である。図８において、８０１はアプ
リケーション描画処理時間（ｔ１）、８０２はアプリケ
ーション１１２がフレームメモリ１２４を専有する時
間、８０３はリフレッシュレート値によって定まる１画
面の出力時間（ｔ２）、８０４はリフレッシュレート下
方修正処理４０５によるリフレッシュレート切替発生
点、８０５はリフレッシュレート変更後の１画面の出力
時間（ｔ３）、８０６はリフレッシュレート切替前の１
画面の出力時間である。アプリケーションの描画処理時
間（ｔ１）と１画面の出力時間（ｔ２）の関係が、ｔ１
＞ｔ２のとき、見かけ上の１画面の出力時間が実際の１
画面の出力時間（ｔ１）の２倍になる。この現象を２回
検出した後、リフレッシュレート切替発生点８０４のタ
イミングでリフレッシュレートが修正され、 アプリケーション１１２の描画処理時間（ｔ１）＜１画
面の出力時間（ｔ３）＜１画面の出力時間（ｔ２）×２ となり、描画性能は自動的に向上する。

【００２４】図９はリフレッシュレート上方修正処理の
効果を示す説明図である。図９において、９０１はアプ
リケーション描画処理時間（ｔ４）、９０２はアプリケ
ーション１１２がフレームメモリ１２４を専有する時
間、９０３はリフレッシュレートによって定まる１画面
の出力時間（ｔ５）、９０４はリフレッシュレート上方
修正処理４０６によるリフレッシュレート切替発生点、
９０５はリフレッシュレート変更後の１画面の出力時間
（ｔ６）である。アプリケーション１１２の描画処理時
間（ｔ４）＜１画面の出力時間（ｔ５）であり、１画面
の出力時間（ｔ５）−アプリケーションの描画処理時間
（ｔ４）の出力同期待ちが発生している。リフレッシュ
レートを現在設定値より上げたと仮定し、１画面の出力
時間（ｔ５）−アプリケーションの描画処理時間（ｔ
４）＞リフレッシュレート変更後の１画面の出力時間
（ｔ６）−アプリケーション描画処理時間（ｔ４）＞０
となる判定が４回連続した時（図５のステップ５２１〜
５２９）、リフレッショレート切替発生点９０４のタイ
ミングでリフレッシュレートを修正する。この場合アプ
リケーションの描画処理時間（ｔ４）に最も近い周期で
出力処理が行われるため、描画性能を自動的に向上させ
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の画像表示方
式によれば、出力中の画像の描画処理時間と１画面の出
力時間との比較結果及びグラフィックス処理部で設定可
能なリフレッシュレート値に基づいて、ディスプレイの
描画性能が最良になるリフレッシュレート値が自動的に
設定されるので、画像の表示性能を常に最適な値に保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の画像表示方式における画像表示処理を
示す機能ブロック図である。

【図３】表示処理部のレジスタに格納された設定情報の
テーブル内容を示す説明図である。

【図４】リフレッシュレートの修正処理の基本を示す機
能ブロック図である。

【図５】図１のカウント処理部の実行手順を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明に係るリフレッシュレート下方修正処理
の実行手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明に係るリフレッシュレート上方修正処理
の実行手順を示すフローチャートである。

【図８】図６のリフレッシュレート下方修正処理の効果
を示す説明図である。

【図９】図７のリフレッシュレート上方修正処理の効果
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１ ＣＰＵ １１２ アプリケーション １２１ グラフィックス処理部 １２３ 制御回路 １２４ フレームメモリ １２５ プライベートメモリ １２６ グラフィックス制御部 １２７ リフレッシュレート処理部 １３１ ディスプレイ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のリフレッシュレート値により表示
   動作を行うラスタスキャン形ディスプレイの画像表示方
   法において、出力中の画像の描画処理時間とリフレッシ
   ュレート値に基づいて算出した１画面の出力時間とに基
   づいて前記リフレッシュレート値を修正することを特徴
   とする画像表示方法。
2. 【請求項２】 前記修正は、下方修正か上方修正かのい
   ずれかとし、前記描画処理時間が前記１画面の出力時間
   を超えるときに下方修正を行い、前記１画面の出力時間
   が前記描画処理時間以上のときに上方修正を行うことを
   特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
3. 【請求項３】 所定のリフレッシュレート値により表示
   動作を行うラスタスキャン形ディスプレイ部と、出力中
   の画像の描画処理時間とリフレッシュレート値に基づい
   て算出した１画面の出力時間とに基づいて前記ディスプ
   レイ装置リフレッシュレート値を下方修正または上方修
   正する処理手段を有することを特徴とする画像表示装
   置。
4. 【請求項４】 上記処理手段は、前記描画処理時間が前
   記１画面の出力時間を超えるときに下方修正を行い、前
   記１画面の出力時間が前記描画処理時間以上のときに上
   方修正を行う手段を備えたことを特徴とする請求項３記
   載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記処理手段は、前記描画処理時間が複
   数回の判定にわたって連続して減少或いは増加したこと
   をもって前記リフレッシュレートの修正を開始すること
   を特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記描画処理時間の増加傾向の判定回数
   より、前記減少傾向の判定回数を多くすることを特徴と
   する請求項５記載の画像表示装置。