用于作为显示持续估计的函数修改像素值的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供用于作为显示持续估计的函数修改像素值的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，标识要被显示在显示设备的显示屏上的图像帧的像素的值，其中显示设备能够处理在不可预测的时间的更新。此外，作为直到包括像素的下一个更新将被显示在显示屏上的所估计的持续时间的函数来修改像素的值。进一步地，将像素的经修改的值传送到显示屏用于其显示。

【技术实现步骤摘要】
用于作为显示持续估计的函数修改像素值的系统和方法相关申请本申请要求享有于2012年10月2日提交的、题目为“GPUAndDisplayArchitectureToMinimizeGamingLatency”的、申请号为61/709,085的美国临时专利申请的优先权，其通过援引整体并入本文。
本专利技术涉及像素，并且更具体地涉及像素的显示。
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）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增大的GPU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。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
提供用于作为显示持续估计的函数修改像素值的系统、方法和计算机程序产品。在使用中，标识要被显示在显示设备的显示屏上的图像帧的像素的值，其中显示设备能够处理在不可预测的时间的更新。此外，作为直到包括像素的下一个更新将被显示在显示屏上的所估计的持续时间的函数来修改像素的值。进一步地，将像素的经修改的值传送到显示屏用于其显示。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自动进行，该显示设备能够中断重复图像帧的显示以在显示设备的显示屏的第一扫描行处开始显示下一个图像帧。图13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，其中图像重复由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：标识要被显示在显示设备的显示屏上的图像帧的像素的值，所述显示设备能够处理在不可预测的时间的更新；作为直到包括所述像素的下一个更新将被显示在所述显示屏上的所估计的持续时间的函数来修改所述像素的所述值；以及将所述像素的经修改的值传送到所述显示屏用于其显示。

【技术特征摘要】
2012.10.02 US 61/709,085;2013.03.14 US 13/830,8471.一种修改像素值的方法，包括：标识要被显示在显示设备的显示屏上的图像帧的像素的值，所述显示设备能够处理作为对所述显示设备的动态刷新的结果的、在不可预测的时间的对图像帧的更新；估计包括所述像素的部分所述图像帧将被显示的持续时间，所估计的持续时间包括在显示部分所述图像帧和对所述图像帧的经显示部分所做出的下一更新之间的所估计的时段；作为所估计的持续时间的函数来修改所述图像帧的所述像素的所述值；以及将具有所述像素的经修改的值的部分所述图像帧传送到所述显示屏用于其显示。2.如权利要求1所述的方法，其中从图形处理单元标识所述像素的所述值。3.如权利要求1所述的方法，其中所述所估计的持续时间基于先前图像帧被显示的持续时间来确定。4.如权利要求3所述的方法，其中所述所估计的持续时间被确定为所述先前图像帧被显示的所述持续时间。5.如权利要求3所述的方法，其中所述先前图像帧紧邻在所述要被显示的图像帧之前。6.如权利要求1所述的方法，其中利用算法修改所述像素的所述值，所述算法包括：Pixel_sent(i,j,t)＝f(pixel_in(i,j,t),pixel_in(i,j,t-1),estimated_frame_duration(t))，其中Pixel_sent(i,j,t)是发送至屏幕位置i,j处的像素的值，pixel_in(i,j,t)是在屏幕位置i,j处的像素的经标识值，pixel_in(i,j,t-1)是在屏幕位置i,j处的、包括在由所述显示屏所显示的先前图像帧中的像素的先前值，以及estimated_frame_duration(t)是直到包括所述像素的所述下一个更新将被显示的所述所估计的...

【专利技术属性】
技术研发人员：格里特·A·斯拉文博格，汤姆·韦伯，罗伯特·简·许滕，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US