用于显示视频数据的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于输出图形和视频以供显示的技术。
【背景技术】
[0002]数字视频能力可并入到多种多样的装置中，包括数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、数码相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝式或卫星无线电电话、视频电话会议装置和类似者。一些应用程序可能涉及用拼接式布置发送视频数据到多个显示面板以跨越多个显示器显示单个视频输出。
[0003]—个关键难题是跨越所有面板呈现统一且同步的显示。因为温度和电压变化导致振荡器发生差值，所以相同类型的显示器硬件上的相同编程将具有不同刷新速率和不同VSYNC时序，并且可能会产生不希望的视觉假影。举例来说，如果存在百万分之500的差值(500PPM)，这大约是每I秒0.5毫秒的误差(每天?43秒)。在刷新速率为60Hz (例如每个循环16.6毫秒)的情况下，针对所述500PPM的差值，偏离几乎I个视频帧需要大约33秒。大多数显示器编程经过双重缓冲以避免撕裂，并且给显示器硬件的显示提交的设置将影响从VSYNC开始的下一帧。不同VSYNC时序会在不同面板上产生不同的时间显示更新，并且这又会跨越面板阵列产生视觉假影。
[0004]—种可能的解决方案是使所有面板具有共同的刷新时序，通常被称作“同步锁相(genlock)”。通常通过如下方式实现发布共同缓冲交换:一旦所有渲染完成就翻转图形内容时的交换屏障，或者以恒定影片回放速率(例如，24fps)显示视频时的时戳。通常使用经配置以使用主同步信号来实施刷新时序的硬件来处理共同刷新时序(例如同步锁相)。
[0005]—种可能的同步锁相同步可以涉及单个图形/显示控制器，其具有用于每一显示面板的一个转接器。虽然这种解决方案可以允许在相同图形卡中配置每一显示接口以给不同面板产生相同的显示器刷新属性以便进行同步锁相同步，但是使这种解决方案可缩放到特定的卡上的转接器的限值以上可能不太容易，例如潜在地支持高达六个显示面板，但是再多就不行了。单个图形卡中可能会出现有限的GPU能力和存储器大小限制。
[0006]另一可能的解决方案可以涉及多个显示器控制器使用专用于主同步锁相信号的硬件来驱动多个显示器。虽然这种解决方案可以利用分布并行处理能力，并且图形处理单元(GPU)能力和存储器可能不是问题，但是这种解决方案需要额外软件交换(翻转)同步机构，例如交换屏障。这种解决方案可能涉及需要硬件增强以向主要在PC中的每一显示装置提供用于显示时序的帧同步锁相主信号。添加额外显示器可能是复杂且昂贵的，因为从主显示控制器向群组中的每个“特殊”显示控制器馈送同步信号有硬件要求。
[0007]另一可能的解决方案可以涉及使用电缆将PC的并联端口连线到外部信号产生器以保持同步。虽然这种解决方案可以利用分布并行处理能力，并且GPU可缩放性、存储器和特殊硬件卡可能不是问题，但是这种解决方案仍然需要在并联端口的中断线路与用于显示时序的外部信号产生器之间固连线电缆。这种解决方案可能难以缩放面板阵列，因为存在额外的固线式连接要求，并且当前显示面板设计可能不具有任何并联端口或暴露的中断线路。
[0008]本发明的技术可以使用不需要固线式同步信号的过程来解决上文所论述的同步锁相问题，并且可以更简单而且更便宜。
【发明内容】
[0009]本发明的技术可以总体上涉及使用同步锁相在多个显示面板上显示视频输出。本发明的技术可以总体上涉及使视频数据的时序同步。
[0010]在一个实施例中，一种用于显示视频数据的设备包括:显示器，其经配置以部分地基于同步输出来显示视频数据；以及处理器，其耦合到所述显示器，所述处理器经配置以获得测量到的垂直同步(VSYNC)值和参考VSYNC值，所述参考VSYNC值和所述测量到的VSYNC值中的至少一者是基于网络时间来源；部分地基于比较参考VSYNC值与所述测量到的VSYNC值得到的比较值来产生同步输出；以及基于所述同步输出来调整所述视频数据的时序。
[0011]在另一实施例中，一种显示视频数据的方法包括:获得测量到的垂直同步(VSYNC)值和参考VSYNC值，所述参考VSYNC值和所述测量到的VSYNC值中的至少一者是基于网络时间来源；部分地基于比较参考VSYNC值与所述测量到的VSYNC值得到的比较值来产生同步输出；基于所述同步输出来调整所述视频数据的时序；以及部分地基于所述同步输出来显示视频数据。
[0012]在另一实施例中，一种非暂时性计算机可读媒体存储指令，所述指令在执行时使至少一个物理计算机处理器执行显示视频数据的方法。所述方法包括:获得测量到的垂直同步(VSYNC)值和参考VSYNC值，所述参考VSYNC值和所述测量到的VSYNC值中的至少一者是基于网络时间来源；部分地基于比较参考VSYNC值与所述测量到的VSYNC值得到的比较值来产生同步输出；基于所述同步输出来调整所述视频数据的时序；以及部分地基于所述同步输出来显示视频数据。
[0013]在又一实施例中，一种用于显示视频数据的设备包括:用于部分地基于同步输出来显示视频数据的装置；用于获得测量到的垂直同步(VSYNC)值和参考VSYNC值的装置，所述参考VSYNC值和所述测量到的VSYNC值中的至少一者是基于网络时间来源；用于部分地基于比较参考VSYNC值与所述测量到的VSYNC值得到的比较值来产生同步调整值的装置；以及用于基于所述同步调整值来调整所述视频数据的时序的装置。
【附图说明】
[0014]将在下文中结合附图和附录来描述所揭示方面，提供附图和附录是为了说明而不是限制所揭示方面，其中相同符号表示相同元件。
[0015]图1A是根据一个实施例的通过接入点发送到显示面板阵列以用于拼接式显示的视频帧数据的实例图示。
[0016]图1B是说明图1A中的显示面板阵列的图，其中有根据一个实施例的每一面板的示范性组件的列表。
[0017]图1C是说明根据一个实施例在多个显示面板上显示视频输出的实例实施方案的图。
[0018]图2说明用于拼接式显示面板上的图形渲染的帧同步实例。
[0019]图3说明示范性刷新速率缩放的时序图。
[0020]图4是说明根据本发明的实例实施方案的实施同步锁相的显示面板阵列的图。[0021 ] 图5是说明根据一个实施例的同步锁相的实施方案的图。
[0022]图6展示根据一个实施例的显示面板的显示器硬件的显示区域和时序图。
[0023]图7展示根据本发明的技术可以用于使VSYNC频率同步的同步锁相和相关联元件的另一实例图。
[0024]图8展示根据本发明的技术可以用于使VSYNC相位同步的同步锁相和相关联元件的实例图。
[0025]图9A展示说明根据本发明的技术用于使VSYNC相位和频率同步的实例过程的方面的图。
[0026]图9B展示说明根据本发明的技术的使VSYNC相位和频率同步的实例过程的方面的另一图。
[0027]图10是可以通过根据本发明的技术的装置执行的实例过程的流程图。
【具体实施方式】
[0028]本发明中描述和说明的创新可以提供同步多个显示面板上的图像刷新的可缩放解决方案，所述显示面板紧密接近地用于显示相关图像，例如，每一显示器显示多个显示面板所显示的信息或图像的一部分。具有用于在多个显示面板上显示视频输出的经同步刷新速率总体上向观看者呈现了对显示面板的总体上无缝(或几乎无缝)的对应刷新。当显示器或视频仪器以此方式经同步时，其被称为经过产生器锁定，或“同步锁相”。如本文中所使用的，“同步锁相”是一个较广义的术语，它是指使用一个来源的视频输出或特定的参考信号使多个显示面板同步的技术。
[0029]本发明的技术可以从全局集群时钟导出用于显示面板阵列中的每一显示面板的相同显示VSYNC时序。全局集群时钟可以基于网络时间来源，例如网络时间协议(NTP)、全球定位系统每秒脉冲(GPS-PPS)信号或精度时间协议(PTP)。
[0030]参考刷新频率和/或时间可以是预定的，并且基于预定参考和全局集群时钟，可以确定每一面板的刷新频率和/或时间。举例来说，60Hz的目标刷新频率可以是预定参考频率。在这个实例中，本发明的技术可以测量显示面板的平均刷新频率，并且将平均频率与目标刷新频率比较。通过调整显示器属性，本发明的技术可以将测量到的刷新频率调整成处于或接近显示面板的目标刷新频率。在另一个实例中，初始参考时间可以在预定时间点开始，例如1970年I月I日，00:00:00.000时。从初始参考时间起，可以通过加上举例来说对应于60Hz的预定目标频率的预定刷新周期的倍数来推导当前参考时间。本发明的技术可以测量显示面板的刷新时间之间的差值，并且将测量到的刷新时间与推导出的参考刷新时间比较。通过调整显示器属性，本发明的技术可以将测量到的刷新时间调整成处于或接近显示面板的推导出的参考刷新时间。
[0031]因此，本发明的技术可能不需要直接传达共同显示VSYNC时序，并且可以是灵活的且可缩放的，不需要固连线到每一显示面板的专用同步锁相硬件或共同主同步信号。
[0032]图1A说明经配置以通过接入点122发送视频帧102的数据到十二个显示(或智能)面板104的阵列106以用于分布式或拼接式显示的系统的实例实施例。每一显示面板104经配置以同步地显示视频帧102的一部分以在多个显示面板104上呈现视频帧102。下文将结合图1B进一步论述可以包含于显示面板104中或附接到显示面板104的几个特定组件。
[0033]图1B是说明图1A中的显示面板104的阵列106的图，其中有根据一个实施例的每一显示面板的示范性组件的列表。在一些实施例中，每一显示面板104可以是自含式单元，其可以包含通常包括多个像素的显示屏108、图形处理单元(GPU) 110、视频处理单元(VPU) 112、中央处理单元(CPU) 114、通信接口 116和用户接口 118 (例如，触摸面板或按钮)。在一个实施例中，显示面板104的阵列106可以组织成较高分辨率的显示器，例如视频显示墙，或虚拟环境，例如洞穴式自动虚拟环境(CAVE)。一个优点可以是将图形渲染和视频处理分布到每一显示面板104内的硬件加速器。在一个实施例中，拼接式显示面板104可以是多个移动装置。本发明的技术可以提供轻量优化平台，其支持例如OpenGL，OpenGLES1.0/1.1/2.0/3.0/3.1命令的远程渲染、多个移动显示装置的帧同步和触摸接口仿