专利名称：低功耗显示图形对象的设备和方法
技术领域：
根据本发明的设备和方法涉及低功耗显示图形对象，更具体地讲，涉及通过调整显示的图形对象的复杂度和表面属性以及增加从液晶显示装置的光源发射的光的透光率来降低功耗的低功耗显示图形对象。
背景技术：
随着Windows的发展和互联网的到来，对图形用户界面(以下，简称为“GUI”)的研发已经取得了快速进展。已经研发和使用了在各种环境下提供用户友好和直观信息的GUI。
使用GUI以实现对计算机的方便使用以及快速和直观的信息传输。用户通过使用鼠标移动鼠标指针，并点击或双击鼠标指针指示的图标，以向计算机指示用户期望的操作。此外，使用GUI来显示信息，例如，文件或其他类型的数据。在这种情况下，可通过单独的对话窗口、旁注说明等来显示所述信息。
同时，随着集成技术的发展，出现了各种便携式终端。开始于诸如最近的磁带播放器和CD播放器的声学播放器，出现了寻呼机。目前，蜂窝电话和MP3播放器已经变得普及，并出现了便携式游戏机。
此外，希望数字多媒体广播(DMB)服务的出现刺激对提供DMB服务的便携式终端的需求。当随后出现AirTV服务时，期望便携式终端的速度进一步增大。
同样地，随着便携式终端的发展，将被显示的GUI吸引用户的注意。因此，研发并提供了各种GUI。
图形处理单元是单个芯片形成的处理器，最初用于三维应用程序。图形处理单元创建每时都被绘制的3D场景，例如，光源效果和对象变换。3D场景的创建和显示是精深的数学运算工作，在不用图形处理单元的情况下，可增加中央处理单元的负担。图形处理单元解除了中央处理单元的负担，并允许中央处理单元的运转用于其他工作。
图形处理单元使用被称为着色引擎(shader)的技术，以便在二维计算机屏幕上实现三维对象。
着色引擎是一种对比根据现有技术的通过增加多边形的数量来实现三维对象的方法而开发的三维图形技术。将着色引擎划分成顶点着色引擎和像素着色引擎。
顶点着色引擎通过使用多种信息(例如，坐标、颜色和反射值)来实现三维图形对象。此外，顶点着色引擎是关于大量数据(例如，根据顶点位置的改变而变化的坐标、矩阵、光源值、和纹理)处理复杂操作过程的技术。
同时，像素着色引擎是通过使用像素实现三维图形对象的技术。以像素为单位表现可通过顶点着色引擎实现的纹理，以便实现更真实的三维图形对象。
图1是示出根据现有技术的显示三维对象的设备的方框图。根据现有技术的显示三维对象的设备(以下，简称为“显示设备”)10包括；模型优化单元11、图形操作单元12、图形处理单元13、和显示单元14。
模块优化单元11对于输入的三维多边形模型创建最优化的多边形模型。将创建的多边形模型发送到图形操作单元12。图形操作单元12根据发送的多边形模型对三角形顶点的坐标和颜色执行操作。图形处理单元13对于三角形的坐标和颜色产生关于三角形内部的像素的信息。通过显示单元14显示创建的三维图形对象。
同样的，由于创建三维图形对象需要大量操作，所以功耗相应增加。因此，当显示设备10是使用电池作为主要电源的移动终端时，用户不能使用显示设备10用户期望长的时间。换句话讲，当显示设备10中还有大约20分钟的剩余电量时，期望使用显示设备10大约30分钟的用户有大约10分钟不能执行用户的工作。
第2005-015861号韩国未审查专利公开了一种当在具有三维引擎的移动通信终端中操作三维应用程序时将需要高功耗的纹理映射模式切换到需要低功耗的线框(wire frame)模式来省电的方法。
然而，由于该专利仅提出了一种降低功耗方法，所以可降低功耗，但是没有提出一种将设备的操作保持用户期望长的时间的方法。因此，需要研发一种改变图形对象的属性以将设备的操作保持用户期望长的时间的方法。
发明内容
本发明的目的在于考虑供电单元的剩余电量调整显示的图形对象的复杂度和表面属性，以及增加来自液晶显示器的光源的光的透光率。
本发明的目的不限于上面提到的那些目的，通过下面的描述本领域的技术人员将清楚地理解本发明的其他目的。
根据本发明的一方面，提供了一种低功耗显示图形对象的设备，所述设备包括剩余电量检查单元，检查供应的电的剩余电量；图形管理单元，基于剩余电量转换图形对象的属性；光源管理单元，基于剩余电量调整从光源发射的光的强度；和显示单元，用从光源发射的调整强度的光显示具有转换的属性的图形对象。
根据本发明的另一方面，提供了一种低功耗显示图形对象的方法，所述方法包括检查供应的电的剩余电量；基于剩余电量转换图形对象的属性；基于剩余电量调整从光源发射的光的强度；和用从光源发射的调整强度光的显示具有转换的属性的图形对象。
通过参考附图对本发明示例性实施例的详细描述，本发明的以上和其他特征以及优点将变得更清楚，其中图1是示出根据现有技术的显示三维对象的设备的方框图；图2是示出根据本发明示例性实施例的低功耗显示图形对象的设备的方框图；图3是示出根据本发明示例性实施例的图形管理单元的方框图；图4是示出根据本发明示例性实施例的控制码的示图；图5是示出根据本发明示例性实施例的边折叠的示图；图6是示出根据本发明示例性实施例的参考像素信息映射确定图形对象的像素属性的示图；图7是根据本发明示例性实施例的液晶显示器的分解透视图；和图8是示出根据本发明的一例性实施例的低功耗显示图形对象的处理的示图。
具体实施例方式
通过参考下面对本发明示例性实施例的详细描述和附图，本发明的优点和特点及其实现方法可更容易地被理解。然而，本发明可以以许多不同的形式被实现，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。此外，提供这些示例性实施例以使本公开是彻底的和完整的，并将本发明的发明构思完全传达给本领域的技术人员，本发明仅由权利要求限定。在整个说明书中，相同的标号表示相同的部件。
现在将参考附图更全面地描述本发明，本发明的示例性实施例显示在附图中。
图2是示出根据本发明示例性实施例的低功耗显示图形对象的设备的方框图。根据本发明示例性实施例的低功耗显示图形对象的设备(以下，简称为“显示设备”)200包括输入单元210、剩余电量检查单元220、控制单元230、存储单元240、图形管理单元250、光源管理单元260、模型优化单元270、图形操作单元280、图形处理单元290和显示单元300。
剩余电量检查单元220检查供应的电的剩余电量。在检查剩余电量之前，剩余电量检查单元220检查供应的电是商业电还是电池的电。当供应的电是商业电时，剩余电量检查单元220可以不检查剩余电量。
另一方面，当从电池供应电时，剩余电量检查单元220检查可从电池供应的剩余电量，这可通过使用电池的电压来进行检查。
即使在显示图形对象时，剩余电量检查单元220也继续检查剩余电量，并将检查的剩余电量发送到控制单元230。
输入单元210从用户接收显示设备的持续所需的时间。所述持续所需的时间是用户显示用户所期望的图形对象所必需的时间。这里，用户可以以小时或分钟为单位输入所述持续所需的时间。为了从用户接收所述持续所需的时间，输入单元210可包括按钮、滚轮、键区或触摸板。
控制单元230操作图形管理单元250和光源管理单元260中的至少一个，以便可通过使用剩余电量在用户请求的持续时间期间显示图形对象。例如，当供应商业电时，控制单元230控制图形管理单元250显示具有最高图像质量的图形对象，并控制光源管理单元260从光源发射强光。另一方面，当从电池供电时，控制单元230控制图形管理单元250变换多边形模型，减少操作量，转换像素信息，并控制光源管理单元260从光源发射弱光。
控制单元230可操作图形管理单元250和光源管理单元260之一，或者可操作图形管理单元250和光源管理单元260二者。这里，当显示图形对象时，剩余电量改变。控制单元230可通过参考实时供应的电的剩余电量来选择将被操作的单元。即，当剩余电量高时控制单元230仅操作图形管理单元250，或者当剩余电量低时仅操作光源管理单元260。当剩余电量严重不足时，控制单元230可操作图形管理单元250和光源管理单元260二者。
控制单元230通过将控制码发送到图形管理单元250和光源管理单元260来控制图形管理单元250和光源管理单元260。所述控制码包括指示相应操作的操作码410以及指示电量减小率的电量码(power code)420。下面将参考图4来详细描述控制码。
此外，控制单元230控制输入单元210、剩余电量检查单元220、存储单元240、图形管理单元250、光源管理单元260、模型优化单元270、图形操作单元280、图形处理单元290、显示单元300和显示设备200。
存储单元240存储像素信息映射。像素信息映射是表示构成图形对象的三角形的材质的信息。尽管材质相同，也可包括低分辨率和高分辨率的像素信息。因此，当供应的电充足时，提取高分辨率的像素信息，当供应的电不足时，提取低分辨率的像素信息。
存储单元240是允许信息的输入和输出的模块，例如，硬盘、闪存、紧凑闪存(CF)卡、安全数字(SD)卡、智能媒体(SM)卡、多媒体卡(MMC)或存储棒。此外，存储单元240可设置在显示设备200中，或者可设置在单独的设备中。
图形管理单元250参考剩余电量转换图形对象的属性。这里，图形对象的属性包括多边形模型、操作量和像素信息中的至少一个。图形管理单元250可参考存储单元240中存储的像素信息映射来转换图形对象的属性。下面将参考图3详细描述图形管理单元250。
光源管理单元260参考剩余电量调整光源发射的光的强度。这里，假设显示单元300是液晶显示器。即，光源管理单元260调整从液晶显示器的背光发射的光的强度。当供应的电低时，光源管理单元260降低从背光发射的光的强度，并调整显示单元300中包括的液晶的排列，从而增加光的透光率。
模型优化单元270关于输入的三维多边形模型创建最优化的多边形模型。即，为了将三维多边形模型表示为三角形的多边形网格，模型优化单元270确定与视点相应的顶点的位置、颜色、表面材质和标准的方向向量。这里，模型优化单元270可创建顶点的数量或边的数量被减少的简单化的多边形，来表示复杂的三维多边形模型。
图形操作单元280根据模型优化单元270创建的多边形模型计算三角形顶点的坐标和颜色。即，图形操作单元280计算通过显示单元300显示的三角形顶点的坐标和颜色。图形操作单元280删除不可见的表面或顶点，并重构屏幕丢失的三角形的边。另外，当将光源用于图形对象时，图形操作单元280通过关于表面标准方向向量计算光源的效果来计算顶点的颜色。
图形处理单元290对于三角形顶点的坐标和颜色产生关于三角形内部的像素的信息。即，图形处理单元290通过使用屏幕上的三角形顶点的坐标和颜色来计算与实际图像相应的屏幕像素的颜色，并且图形处理单元290将计算的颜色存储在像素缓冲器中。图形处理单元290对输出到屏幕的所有像素至少执行一次计算。这里，当图形对象覆盖整个屏幕并且在图形对象的背后不存在表面时，计算整个屏幕所需的时间是通过将计算一个像素所花费的时间乘以整个屏幕的大小而获得的时间。
显示单元300用光源管理单元260调整的来自光源的光的强度，显示属性被图形管理单元250转换的图形对象。如上所述，假设作为液晶显示器的显示单元300显示图形对象。在这种情况下，当光源管理单元260减小来自背光的光的强度时，液晶分子被重新排列以增加光的透光率。
图3是示出根据本发明示例性实施例的图形管理单元的方框图。图形管理单元250包括模型转换单元251、操作量管理单元252、和像素信息转换单元253。
模型转换单元251转换图形对象的多边形模型。即，模型转换单元251调整响应于视点显示的多边形的数量。因此，可调整顶点位置、颜色、表面材质、标准方向向量等。模型转换单元251参考剩余电量转换多边形模型。剩余电量越少，模型转换单元251删除的多边形的数量就越多。当剩余电量充足时，模型转换单元251可不删除多边形。可通过应用边折叠(edge collapse)来进行多边形的删除。下面将参考图5来详细描述边折叠。
模型优化单元270创建与模型转换单元251转换的多边形模型相应的多边形模型。
操作量管理单元252调整对多边形模型的顶点的坐标和颜色的操作量。为此，操作量管理单元252可调整提供给图形操作单元280的电压和频率。即，为了使图形操作单元280执行大量操作，操作量管理单元252可向图形操作单元280提供高电压和高频率。另一方面，为了使图形操作单元280执行少量操作，操作量管理单元252可向图形操作单元280提供低电压和低频率。
操作量管理单元252还根据剩余电量进行操作。当剩余电量不足时，操作量管理单元252向图形操作单元280提供低电压和低频率。另一方面，当剩余电量充足时，操作量管理单元252向图形操作单元280提供高电压和高频率。
像素信息转换单元253转换像素信息，所述像素信息被应用于根据顶点的坐标和颜色所确定的图形对象的预定区域。即，像素信息转换单元253转换应用于图形对象的预定区域的像素信息的分辨率。像素信息转换单元253可参考先前创建的像素信息映射来转换像素信息。
像素信息映射包括根据分辨率的关于特定材质的像素信息。当剩余电量不足时，提取低分辨率的像素信息，当剩余电量充足时，提取高分辨率的像素信息。通过图形处理单元290将提取的低或高分辨率的像素信息应用于图形对象的区域。
图4是示出根据本发明示例性实施例的控制码的示图。控制码400包括操作码410和电量码420。
操作码410指示相应的操作。所述相应操作包括模型转换、操作量调整、像素信息转换和光源控制。标记1、2、3和4可对应于操作的代码。
另外，电量码420是参考剩余电量由控制单元230给定的代码。标记1到10可对应于电量码420。即，当剩余电量充足时插入标记0，当剩余电量不足时插入标记10。结果，控制单元230可控制图形管理单元250和光源管理单元260所消耗的电量。
例如，当将具有插入到操作码410中的标记1和插入到电量码420中的标记5的控制码400发送到图形管理单元250时，图形管理单元250转换多边形模型，以便电量消耗至中间程度。另外，当将具有插入到操作码410中的标记4和插入到电量码420中的标记10的控制码400发送到光源管理单元260时，光源管理单元260控制光源，以便消耗最少的电量。
图5是示出根据本发明示例性实施例的边折叠的示图。如上所述，模型转换单元251可执行边折叠以减少多边形的数量。这里，优选地，但非必须，将折叠的边是位于向上的边。
在图5中，标号510示出由多个三角形组成的图形对象，v1(511)和v2(512)之间的字母“e”指示顶部的边。这里，当剩余电量不足时，模型转换单元251删除“e”(525)，从而v1(511)和v2(512)合并为标号520示出的v3(521)。
根据剩余电量来执行边折叠。当剩余电量不足时，可折叠大量的边。结果，三角形网格的数量减少，导致功耗减少。
图6是示出根据本发明示例性实施例的参考像素信息映射确定图形对象的像素属性的示图。
将像素信息映射存储在存储单元240中。像素信息映射包括用于表示图形对象的表面材质的各种类型的像素信息。另外，根据本发明示例性实施例的像素信息映射包括根据表示相同类型的材质的分辨率的像素信息。当剩余电量充足时，提取高分辨率的像素信息，当剩余电量不足时，提取低分辨率的像素信息。将提取的高或低分辨率的像素信息应用于图形对象的区域。
图6示出2×2像素信息610、4×4像素信息620、和8×8像素信息630。当剩余电量充足时，将8×8像素信息630应用于图形对象的区域600。当剩余电量不足时，将2×2像素信息610应用于图形对象的区域600。
另外，当剩余电量严重不足时，可以不将像素信息应用于图形对象的区域600。
图7是根据本发明示例性实施例的液晶显示器的分解透视图。液晶显示器700包括液晶面板组件7001、背光单元7002、上容纳容器750和下容纳容器790。
液晶面板组件7001包括液晶面板730、液晶(未示出)、驱动集成电路(IC)710和柔性印刷电路板720，所述液晶面板730包括薄膜晶体管阵列面板731和共电极面板732。
液晶面板730是通过根据施加的电压电平来调整通过液晶层(未示出)的光的透光率来显示图形信息(例如，文本，图形和任意图标)的装置。液晶面板730包括在其上形成有薄膜晶体管的薄膜晶体管阵列面板731和在其上形成有颜色滤波器的共电极面板732，在薄膜晶体管阵列面板731和共电极面板732之间插入液晶层(未示出)。
薄膜晶体管阵列面板731包括多个栅极线、多个数据线和像素电极。栅极线在行方向上延伸以发送栅极信号，数据线在列方向上延伸以发送数据信号。像素被连接到栅极线和数据线，并包括开关部件和存储电容器。
共电极面板732位于薄膜晶体管阵列面板731上，并包括在与像素电极相应的区域中形成的红、绿、蓝色滤波器，以显示像素的颜色。这里，颜色滤波器可在像素电极之上或之下形成。此外，在颜色滤波器上形成由透明导电材料(例如，ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物))形成的共电极。
在共电极面板732和薄膜晶体管阵列面板731之间插入液晶层(未示出)，并且液晶层具有介电各向异性。液晶层(未示出)具有大约5μm的厚度，并且是TN(扭曲向列)液晶层。通过从外部施加的电压来改变液晶层中的液晶分子的取向，从而调整通过液晶层的光的透光率。
背光单元7002包括光学片740、灯组件760、导光件770、反射片780。这里，导光件770引导从灯组件760发射的光。导光件770是由诸如丙烯醛基的塑料基透明材料形成的面板。导光件770引导从灯组件760发射的光，以便所述光向位于导光件770之上的液晶面板730传播。因此，导光件770的后表面可印有将入射到导光件770的内部的光的传播方向改变为向着液晶面板730的各种图案。
将灯组件760插入到上容纳容器750内部的导光件770的一侧。例如，可将LED(发光二极管)、CCFL(冷阴极荧光灯)或EEFL(外部电极荧光灯)用作在灯组件760中使用的灯。
根据本发明示例性实施例的光源管理单元260减小从灯组件760发射的光的强度，并增加通过液晶层的光的透光率。结果，不减小图形对象的亮度就可显示图形对象。同时，当剩余电量严重不足时，光源管理单元260可以不增加通过液晶层的光的透光率。
图8是示出根据本发明的一个示例性实施例的低功耗显示图形对象的处理的示图。
为了低功耗显示图形对象，首先，显示设备200的输入单元210从用户接收显示设备200的持续所需的时间(S810)。用户可通过具有按钮、滚轮、键区或触摸板的输入单元210以小时或分钟为单位输入持续所需的时间。当用户没有输入持续所需的时间时，显示设备200可停止操作。
当输入持续所需的时间时，剩余电量检查单元220检查供应的电的剩余电量(S820)。剩余电量检查单元220使用在显示设备200中设置的电池的电压来检查剩余电量。因此，当供应的电是商业电时，剩余电量检查单元220可不检查剩余电量。
将输入的持续所需的时间和检查的剩余电量发送到控制单元230。控制单元230操作图形管理单元250和光源管理单元260中的至少一个，以便可通过使用剩余电量在持续所需的时间内显示图形对象。
在控制单元230的控制下，图形管理单元250参考剩余电量转换图形对象的属性(S830)。即，图形管理单元250转换图形对象的多边形模型，调整对多边形模型的顶点的坐标和颜色的操作量，或转换应用于根据多边形模型的顶点的坐标和颜色确定的图形对象的预定区域的像素信息。
控制单元230可通过将上述控制码400发送到图形管理单元250和光源管理单元260来控制功耗。接收到控制码400的图形管理单元250参考剩余电量转换图形对象的属性。即，图形管理单元250参考控制码400中包括的操作码410和电量码420执行转换多边形模型、调整操作量、转换像素信息中的至少一个操作。当转换像素信息时，图形管理单元250可参考存储单元240中存储的像素信息映射。
另外，接收到控制码400的光源管理单元260参考剩余电量调整来自光源的光的强度(S840)。
模型优化单元270根据图形管理单元250转换的属性关于三维多边形模型创建最优化的多边形模型(S850)。将创建的多边形模型发送到图形操作单元280，图形操作单元280根据发送的多边形模型计算三角形顶点的坐标和颜色(S860)。此时，由于图形操作单元280基于图形管理单元250控制的电压和频率执行操作，所以可控制图形操作单元280的操作量。
此外，图形处理单元290对三角形顶点的坐标和颜色产生关于三角形内部的像素的信息(S870)。所述信息可以是图形管理单元250转换的像素信息，此时，存储在存储单元240中的像素信息映射可被参考。
将创建的图形对象发送到显示单元300，显示单元300用光源管理单元260调整的来自光源的光的强度显示具有转换的属性的图形对象(S800)。
尽管结合本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对其进行各种修改和改变。因此，应该理解，上述示例性实施例在所有方面不是限制性的，而是说明性的。
根据低功耗显示图形对象的设备和方法，可获得以下效果。
首先，可通过调整显示的图形对象的复杂度和表面属性并增加从液晶显示器的光源发射的光的透光率来降低功耗。
其次，因为考虑供电单元的剩余电量来显示图形对象，所以可将设备的操作保持用户期望长的时间。
权利要求
1.一种低功耗显示图形对象的设备，所述设备包括剩余电量检查单元，检查供应的电的剩余电量；图形管理单元，基于剩余电量转换图形对象的属性；光源管理单元，基于剩余电量调整从光源发射的光的强度；和显示单元，用从光源发射的调整强度的光显示具有转换的属性的图形对象。
2.如权利要求1所述的设备，其中，图形管理单元包括模型转换单元，转换图形对象的多边形模型；操作量管理单元，调整对多边形模型的顶点的坐标和多边形模型的顶点的颜色的操作量；和像素信息转换单元，转换应用于根据多边形模型的顶点的坐标和颜色确定的图形对象的预定区域的像素信息。
3.如权利要求2所述的设备，还包括模型优化单元，根据转换的多边形模型关于三维多边形模型产生最优化的多边形模型；图形操作单元，根据调整的操作量对多边形模型的顶点的坐标和颜色执行操作；和图形处理单元，将转换的像素信息应用于所述预定区域。
4.如权利要求2所述的设备，其中，像素信息转换单元通过参考先前创建的像素信息映射转换像素信息。
5.如权利要求4所述的设备，还包括存储单元，存储像素信息映射。
6.如权利要求1所述的设备，其中，光源包括液晶显示器的背光。
7.如权利要求1所述的设备，还包括控制单元，操作图形管理单元和光源管理单元中的至少一个，以便通过使用剩余电量在用户请求的持续时间期间显示图形对象。
8.一种低功耗显示图形对象的方法，所述方法包括检查供应的电的剩余电量；基于剩余电量转换图形对象的属性；基于剩余电量调整从光源发射的光的强度；和用从光源发射的调整强度的光显示具有转换的属性的图形对象。
9.如权利要求8所述方法，其中，基于剩余电量转换图形对象的属性的步骤包括转换图形对象的多边形模型；调整对多边形模型的顶点的坐标和多边形模型的顶点的颜色的操作量；和转换应用于根据多边形模型的顶点的坐标和颜色确定的图形对象的预定区域的像素信息。
10.如权利要求9所述方法，还包括根据转换的多边形模型关于三维多边形模型产生最优化的多边形模型；根据调整的操作量对多边形模型的顶点的坐标和颜色执行操作；和将转换的像素信息应用于所述区域。
11.如权利要求9所述方法，其中，转换像素信息的步骤包括参考先前创建的像素信息映射转换像素信息。
12.如权利要求11所述方法，还包括存储像素信息映射。
13.如权利要求8所述方法，其中，光源包括液晶显示器的背光。
14.如权利要求8所述方法，还包括执行转换图形对象的属性和调整从光源发射的光的强度中的至少一个步骤，以便通过使用剩余电量在用户请求的持续时间期间显示图形对象。
全文摘要
提供一种低功耗显示图形对象的设备和方法，更具体地讲，提供一种通过调整显示的图形对象的复杂度和表面属性以及增加液晶显示装置的光源发射的光的透光率来降低功耗的低功耗显示图形对象的设备和方法。所述设备包括剩余电量检查单元，检查供应的电的剩余电量；图形管理单元，基于剩余电量转换图形对象的属性；光源管理单元，基于剩余电量调整从光源发射的光的强度；和显示单元，用从光源发射的调整强度的光显示具有转换的属性的图形对象。
文档编号G02F1/133GK101017659SQ20071000550
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月9日 优先权日2006年2月10日
发明者黄珠荣, 张闵盛, 裴在庆, 金河英, 科纳索夫·亚历山大 申请人:三星电子株式会社