用于提供动态显示刷新的系统、方法和计算机程序产品技术方案

本发明专利技术提供用于动态显示刷新的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，标识在其中图像帧的整体当前由显示设备所显示的显示设备的状态。响应于对状态的标识，确定是否要被显示的下一个图像帧的整体已经被渲染到存储器。当确定要被显示的下一个图像帧的整体已经被渲染到存储器时，将下一个图像帧传送到显示设备用于其显示。进一步地，当确定要被显示的下一个图像帧的整体尚未被渲染到存储器时，延迟显示设备的刷新。

【技术实现步骤摘要】
用于提供动态显示刷新的系统、方法相关申请本申请是于2013年3月14日提交的、申请号为13/830,847的美国专利申请的继续申请，要求享有于2012年10月2日提交的、申请号为61/709,085的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过援引整体并入本文。
本专利技术涉及显示图像帧，并且更具体地涉及显示刷新。
技术介绍
传统地，对图像帧进行渲染以允许由显示设备对其进行显示。例如，可以将视频游戏的3维（3D）虚拟世界渲染到2维（2D）视角正确图像帧。在任何情况下，渲染每个图像帧的时间（即每个帧的渲染速率）是可变的，由于这类渲染时间取决于由图像帧所表示的场景中的对象的数目、光源的数目、摄像机视点/方向等。不幸的是，显示设备的刷新一般独立于渲染速率，其已经导致尝试补偿在不同渲染和显示刷新速率之间的任何差异的有限的方案被引入。仅通过示例的方式，垂直同步打开（vsync-on）模式和垂直同步关闭（vsync-off）模式是已经被引入以补偿在不同渲染和显示刷新速率之间的任何差异的技术。实际上，这些模式已经被专门用于特定的应用，以及组合使用，其中所选择的特定模式可以动态地基于GPU渲染速率在显示刷新速率以上或以下。然而在任何情况下，垂直同步打开和垂直同步关闭已经展现出各种限制。图1A示出了当使能垂直同步打开模式时操作的示例。如所示的，应用（例如视频游戏）使用双重缓冲方法，其中存储器中存在两个缓冲区以接收帧，即缓冲区“A”和“B”。在本示例中，显示器以60Hz（16.6mS周期）运行。在显示器“垂直同步”（vsync）之后，GPU跨连接线将帧发送到显示器。在时间“t2”，帧“i”渲染还未完成，所以显示器还不能示出帧“i”。反而，GPU再次将帧“i-1”发送到显示器。“t2”之后不久，GPU完成对帧“i”的渲染。GPU进入等待状态，因为不存在将图像渲染进去的空闲缓冲区，即缓冲区B正在由显示器使用以对像素进行扫描输出，而缓冲区A是填满的并且正在等待被显示。就在“t3”之前，显示器完成对所有像素的扫描输出，并且缓冲区B是空闲的，GPU可以开始将帧“i+1”渲染进缓冲区B。在“t3”，GPU可以开始将帧“i”发送到显示器。注意当帧的渲染刚好在垂直同步之后完成时，这可以造成在第一次显示帧之前添加额外的15mS。这添加到应用的“延时”，特别是在诸如“鼠标点击”的用户动作和诸如来自枪的“枪口闪光”的屏幕上的可见响应之间的时间。“垂直同步开启”的进一步的劣势是如果GPU渲染恰好稍慢于60Hz，则因为每个图像被示出两次，所以有效的刷新速率将下降到30Hz。一些应用允许“三重缓冲”和“垂直同步开启”一起使用以防止该30Hz问题发生。因为在该特定的情况下，GPU从不需要等待缓冲区变得可用，所以30Hz刷新问题得以避免。然而，“新”、“重复”、“新”、“新”、“重复”的显示方式可能使运动显得不规则。此外，当GPU渲染远快于显示器时，三重缓冲实际上引起在GPU上运行的应用的增大的延时。图1B示出了当使能垂直同步关闭模式时操作的示例。如所示的，在本示例中，显示器再次以60Hz运行。在垂直同步关闭情况下，帧的渲染一完成，GPU就开始将帧的像素发送到显示器，并且放弃发送来自较早帧的像素。这立即释放正在由显示器使用的缓冲区并且GPU不需要等待就开始渲染下一个帧。垂直同步关闭的优势是较低的延时和较快的渲染（没有GPU等待）。“垂直同步关闭”的一个劣势是所谓的“撕裂（tearing）”，其中向用户所示出的屏幕包含级的“撕裂线”，在此处新得到的经渲染的帧开始被写到显示器，这归因于将较早帧的对象放置在新帧中的不同位置中的对象运动。当经渲染的场景中的对象正在移动（或场景正在被摇动）时撕裂线尤其明显并且对象的图像的一部分在撕裂线以上而对象的图像的一部分在撕裂线以下。在该情况下，对象似乎被撕裂-对象的顶部相对于对象的底部在错误的位置。在该上下文中，“撕裂”类似于单词“撕开（ripping）”而非单词“下垂（weeping）”。因此存在对于解决与现有技术相关联的这些和/或其他问题的需要。
技术实现思路
提供用于动态显示刷新的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，标识在其中图像帧的整体当前由显示设备所显示的显示设备的状态。响应于对状态的标识，确定是否要被显示的下一个图像帧的整体已经被渲染到存储器。当确定要被显示的下一个图像帧的整体已经被渲染到存储器时，将下一个图像帧传送到显示设备用于其显示。进一步地，当确定要被显示的下一个图像帧的整体尚未被渲染到存储器时，延迟显示设备的刷新。附图说明图1A示出了根据现有技术的、当使能垂直同步开启模式时与系统的操作相关的时序图。图1B示出了根据现有技术的、当使能垂直同步关闭模式时与系统的操作相关的时序图。图2示出了根据一个实施例的、提供动态显示刷新的方法。图3A示出了根据另一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图。图3B示出了根据另一个实施例的、与在其中渲染时间短于显示设备的刷新周期的系统的操作相关的时序图。图4示出了根据又一个实施例的、提供动态显示刷新系统内的图像重复的方法。图5A示出了根据另一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由图形处理单元（GPU）所控制。图5B示出了根据另一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由显示设备所控制。图6A示出了根据又一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由GPU所控制用于在重复图像帧的整体已经被显示之后显示下一个图像帧。图6B示出了根据又一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由显示设备所控制用于在重复图像帧的整体已经被显示之后显示下一个图像帧。图7A示出了根据再一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由GPU所控制用于中断重复图像帧的显示并且在显示设备的显示屏上于中断点处显示下一个图像帧。图7B示出了根据又一个实施例的、根据图7A的时序图的时序图，其附加地包括通过在显示设备的显示屏的第一扫描行处绘制所重复的下一个图像帧来自动地重复下一个图像帧的显示。图7C示出了根据又一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由显示设备所控制用于中断重复图像帧的显示并且在显示设备的显示屏上于中断点处显示下一个图像帧。图8A示出了根据另一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由GPU所控制用于中断重复图像帧的显示并且在显示设备的显示屏的第一扫描行处显示下一个图像帧。图8B示出了根据另一个实施例的、与具有动态显示刷新的系统的操作相关的时序图，其中图像重复由显示设备所控制用于中断重复图像帧的显示并且在显示设备的显示屏的第一扫描行处显示下一个图像帧。图9示出了根据另一个实施例的、用于作为显示持续估计的函数来修改像素值的方法。图10示出了根据又一个实施例的、当像素值作为显示持续估计的函数而被修改并且在该显示持续估计期间被显示时的结果照度的曲线图。图11示出了根据再一个实施例的、当像素值作为显示持续估计的函数而被修改并且长于该显示持续估计被显示时的结果照度的曲线图。图12示出了根据另一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：标识在其中图像帧的整体当前由显示设备所显示的所述显示设备的状态；响应于对所述状态的所述标识，确定是否要被显示的下一个图像帧的整体已经被渲染到存储器；当确定要被显示的所述下一个图像帧的所述整体尚未被渲染到所述存储器时，延迟所述显示设备的刷新；以及当确定要被显示的所述下一个图像帧的所述整体已经被渲染到所述存储器时，将所述下一个图像帧传送到所述显示设备用于其显示。

【技术特征摘要】
2012.10.02 US 61/709,085;2013.03.14 US 13/830,847;1.一种用于提供动态显示刷新的方法，包括：实施显示设备的第一次刷新，在此期间用图像帧逐行绘制所述显示设备的屏幕以发射光子，其中所述图像帧从存储器的第一缓冲区被传送；在所述图像帧的整体由所述显示设备的屏幕所显示时的时间点，标识所述显示设备的状态；响应于对所述状态的所述标识，确定要被显示的下一个图像帧的整体尚未被处理器渲染到所述存储器的第二缓冲区；以及响应于确定要被显示的所述下一个图像帧的整体尚未被渲染到所述第二缓冲区，当所述下一个图像帧继续被渲染到所述第二缓冲区时延迟所述显示设备的第二次刷新，其中延迟所述显示设备的第二次刷新包括阻止所述显示设备的屏幕被逐行重新绘制以发射光子。2.如权利要求1所述的方法，其中响应于正被绘制的所述显示设备的屏幕的最后扫描行的完成来标识在所述图像帧的整体由所述显示设备的屏幕所显示时的时间点所述显示设备的所述状态。3.如权利要求1所述的方法，其中响应于对所述状态的所述标识，一旦确定要被显示的所述下一个图像帧的整体已经被渲染到所述第二缓冲区，就尽可能快地将所述下一个图像帧传送到所述显示设备用于其显示。4.如权利要求1所述的方法，其中延迟所述显示设备的所述第二次刷新直到达到阈值时间量。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括，在所述第二次刷新被延迟达到所述阈值时间量以后，用所述图像帧绘制所述显示设备的屏幕。6.如权利要求5所述的方法，其中用所述图像帧绘制所述显示设备的屏幕通过所述处理器将所述图像帧从所述第一缓冲区重新传送到所述显示设备来实施。7.如权利要求5所述的方法，其中用所述图像帧绘制所述显示设备的屏幕通过所述显示设备显示来自所述显示设备内部的缓冲区的所述图像帧来实施。8.如权利要求5所述的方法，进一步包括，在将所述下一个图像帧传送到所述显示设备用于其显示之前，等待所重复的图像帧的整体由所述显示设备所显示。9.如权利要求5所述的方法，进一步包括，当在所重复的图像帧的整体由所述显示设备的屏幕所显示之前要被显示的所述下一个图像帧的整体已经被渲染到所述第二缓冲区时，将所述下一个图像帧传送到所述显示设备用于其显示，而无需标识在所重复的图像帧的整体由所述显示设备的屏幕所显示时的时间点所述显示设备的状态。10.如权利要求9所述的方法，其中一旦由所述显示设备接收到所述下一个图像帧，所述显示设备就中断用所述图像帧绘制所述显示设备的屏幕并且在中断点处开始用所述下一个图像帧绘制所述显示设备的屏幕，导致由所述显示设备的屏幕同时显示所述图像帧的一部分和所述下一个图像帧的一部分。11.如权利要求5所述的方法，其中一旦由所述显示设备接收到所述下一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆·彼得松，戴维·怀亚特，保罗·范德考恩，埃米特·M·克里加里夫，洛朗斯·哈里森，黄仁勋，托尼·塔马西，格里特·A·斯拉文博格，托马斯·F·福克斯，大卫·马修·斯蒂尔斯，罗伯特·简·许滕，罗斯·切尼夫，阿杰伊·卡迈万希，罗伯特·奥斯本，鲁斯兰·L·季米特洛夫，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US