使用显示控制器窗口的高效自动立体支持的制作方法
【专利摘要】公开了使用显示控制器窗口的高效自动立体支持。提供了用于通过使用控制显示系统的显示屏的显示控制器的高效自动立体支持的方法，显示控制器包括下面的硬件部件：配置为从源接收图像数据的图像接收器，其中图像数据包括第一图像和第二图像；第一窗口控制器，其配置为从图像接收器接收第一图像以及根据显示屏的参数缩放第一图像以生成经缩放的第一图像；第二窗口控制器，其配置为从图像接收器接收第二图像以及根据显示屏的参数缩放第二图像以生成经缩放的第二图像；以及混合器部件，其配置为将经缩放的第一图像与经缩放的第二图像交错以生成立体合成图像。
【专利说明】使用显示控制器窗口的高效自动立体支持
【技术领域】
[0001]本发明总地涉及显示系统，并且更具体地，涉及使用显示控制器窗口的高效自动立体(autostereoscopic)支持。
【背景技术】
[0002]自动立体是在不对观看者的部位使用特殊头盔或眼镜的情况下显示立体图像(例如添加三维(3D)深度的双眼知觉)的方法。单一通道图像被观看者感知为是二维(2D)的。因为不要去头盔，所以自动立体也被叫做“免除眼镜的3D”或“无眼镜3D”。存在当前用来调节运动视差和较宽观看角度的两个宽泛的方法:(1)眼睛跟踪以及(2)使得显示器不需要感测观看者眼睛位于哪里的多个视图。
[0003]自动立体显示器技术的示例包括柱状透镜、视差屏障、体积显示、全息以及光场显示器。最平板的解决方案采用将影像重定向到数个观看区域的视差屏障或柱状透镜。当观看者的头处于某个位置时，每个眼睛看到不同的图像，给予了令人信服的3D错觉。这类显示器可以具有多个观看区域，从而允许多个用户同时观看图像。
[0004]自动立体可以通过对要显示的图像实施交错的操作来达到3D效果。自动立体图像(也叫做“无眼镜立体图像”或“无眼镜3D图像”)可通过使用各种格式来进行交错。用于交错自动立体图像的示范性格式包括行交错、列交错、棋盘格交错以及子像素交错。针对这类交错格式，软件指导渲染引擎分开地渲染图像用于左帧(例如用于左眼的帧)和右帧(例如用于右眼的帧)。软件然后指导渲染引擎将分开的帧发送到存储器中的不同存储器表面。
[0005]在常规系统中，软件使用可替代引擎(例如3D引擎、2D引擎等)来从存储器获取左帧和右帧表面以将所获取的帧打包成相应的自动立体图像格式，并且然后将所获取的帧写回到存储器。例如，在行交错自动立体中，软件使最后的自动立体图像中的交替的左/右行被写到存储器中。最终，显示器从存储器获取所生成的自动立体图像并且然后将自动立体图像扫描输出到显示屏(例如显示面板)上用于观看。
[0006]不幸地是，因为软件指导自动立体图像的生成由不同于原始渲染引擎的单元所处置，所以自动立体图像的扫描要求附加的存储器递送(例如来自存储器的附加的读和到存储器的附加的写二者)。附加的存储器递送根据存储器带宽或存储器输入/输出(I/o)功率开销而使系统减速。例如，以60帧/秒以4位每像素的1920像素X 1200像素显示器X2个指令(读和写)=1.105吉比特像素/秒或大约99毫瓦的存储器I/O功率开销(假定IlOmW/GBps)。因此，由软件所管理的显示系统所要求的附加的读和写添加大量的操作延时。
[0007]因此，需要的是用于以更高效的方式实行自动立体操作的方法。
【发明内容】
[0008]本方法的一个实现方案包括用于控制显示系统的显示屏的显示控制器。在一个示例中，显示控制器包括下面的硬件部件:图像接收器，其配置为从源接收图像数据，其中图像数据包括第一图像和第二图像；第一窗口控制器，其耦连到图像接收器并且配置为从图像接收器接收第一图像以及根据显示屏的参数缩放第一图像以生成经缩放的第一图像；第二窗口控制器，其耦连到图像接收器并且配置为从图像接收器接收第二图像以及根据显示屏的参数缩放第二图像以生成经缩放的第二图像；以及混合器部件，其耦连到第一和第二窗口控制器并且配置为将经缩放的第一图像与经缩放的第二图像交错以生成立体合成图像，其中混合器部件进一步配置为将立体合成图像扫描输出到显示屏而不访问存储与立体合成图像相关联的附加的数据的存储器。
[0009]因为显示系统配置有使显示系统免于不得不在将合成图像扫描到显示屏之前实施附加的存储器递送的硬件部件，所以本方法提供优势。因此，显示系统减少了常规系统所遭受的相应存储器带宽问题和/或存储器输入/输出(I/o)功率开销问题。并且，因为显示系统实施较少递送到存储器，所以显示系统消耗较低功率。因此，在显示系统由电池所供电的情况下，显示系统拉较少电池电力并且从而使电池充电周期能够被延长。通过使用硬件部件，显示控制器本机地支持将两个硬件窗口控制器的图像交错以生成立体合成图像。显示控制器还支持将立体合成图像与单一通道图像和/或预合成图像混合。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]因此，可以详细地理解本发明的上述特征，并且可以参考实施例得到对如上面所简要概括的本发明更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，本发明可以具有其他等效的实施例。
[0011]图1是示出了配置为实现本发明的一个或多个方面的显示系统的框图；
[0012]图2是根据本发明的一个实施例的、示出并行处理子系统的框图；
[0013]图3是根据本发明的一个实施例的、示范性显示系统的框图；
[0014]图4是根据本发明的一个实施例的、示出来自预分样(pre-decimated)源的立体像素交错的示意图；
[0015]图5是根据本发明的一个实施例的、示出来自非预分样源的立体像素交错的示意图；
[0016]图6是根据本发明的一个实施例的、示出立体子像素交错的示意图。
[0017]图7A是根据本发明的一个实施例的、示出扫描输出在立体窗口之上的单一通道窗口的示意图。
[0018]图7B是根据本发明的一个实施例的、示出扫描输出在单一通道窗口之上的立体窗口的示意图。
【具体实施方式】
[0019]在下面的描述中，将阐述大量的具体细节以提供对本发明更透彻的理解。然而，本领域的技术人员应该清楚，本发明可以在没有一个或多个这些具体细节的情况下得以实践。在其他实例中，未描述公知特征以避免对本发明造成混淆。
[0020]除了其他方面，本发明的实施例涉及用于控制显示系统的显示屏的显示控制器。显示控制器包括配置为从源接收图像数据的图像接收器，其中图像数据包括第一图像和第二图像。显示控制器包括第一窗口控制器，其耦连到图像接收器并且配置为从图像接收器接收第一图像以及根据显示屏的参数缩放第一图像以生成经缩放的第一图像。显示控制器包括第二窗口控制器，其耦连到图像接收器并且配置为从图像接收器接收第二图形以及根据显示屏的参数缩放第二图像以生成经缩放的第二图像。显示控制器包括混合器部件，其耦连到第一和第二窗口控制器并且配置为将经缩放的第一图像与经缩放的第二图像交错以生成立体合成图像。混合器部件进一步配置为在获得与图像数据相关联的附加的数据之前将立体合成图像扫描输出到显示屏。
[0021]硬件概述
[0022]图1为示出了配置为实现本发明的一个或多个方面的显示系统100的框图。图1决不限制或旨在限制本发明的的范围。系统100可以是电子视觉显示器、平板计算机、膝上型计算机、智能电话、移动电话、个人数字助理、个人计算机或适合于实践本发明的一个或多个实施例的任何其他设备。设备是硬件或硬件和软件的组合。部件典型地是设备的一部分并且是硬件或硬件和软件的组合。
[0023]显示系统100包括中央处理单元(CPU) 102和包括设备驱动程序103的系统存储器104。CPU102和系统存储器104经由可以包括存储器桥105的互连路径通信。存储器桥105可以是例如北桥芯片，经由总线或其他通信路径106 (例如超传输(HyperTransport)链路等)连接到输入/输出(I/O)桥107。I/O桥107，其可以是例如南桥芯片，从一个或多个用户输入设备108(例如触摸屏、光标小键盘、键盘、鼠标等)接收用户输入并且经由路径106和存储器桥105将该输入转发到CPU102。并行处理子系统112经由总线或其他通信路径113 (例如外围部件互连(PCI) Express、加速图形端口(AGP)和/或超传输链路等)耦连到存储器桥105 ;在一个实现方案中，并行处理子系统112是将像素传递到显示屏111 (例如常规的基于阴极射线管(CRT)和/或液晶显示器(LCD)的监视器等)的图形子系统。系统盘114也连接到I/O桥107。交换器116提供I/O桥107与诸如网络适配器118以及各种插卡120和121的其他部件之间的连接。其他部件(未明确示出)，包括通用串行总线(USB)和/或其他端口连接、压缩光盘(CD)驱动器、数字视频光盘(DVD)驱动器、胶片录制设备及类似部件，也可以连接到I/O桥107。图1所示的将各种部件互连的通信路径可以使用任何适合的协议实现，诸如PC1、PC1-Express (PCIe), AGP、超传输和/或任何其他总线或点到点通信协议，并且如本领域已知的，不同设备间的连接可使用不同协议。
[0024]如下文参考图2所进一步描述的，并行处理子系统112包括并行处理单元(PTO)，其配置为通过使用使能显示屏的控制的电路来执行软件应用(例如设备驱动程序103)。那些包类型由通信路径113使用的通信协议来指定。在新包类型被引入通信协议(例如由于对通信协议的增强)的情况下，并行处理子系统112可配置为基于新包类型生成包以及使用新包类型跨通信路径113与CPU102 (或其他处理单元)交换数据。
[0025]在一个实现方案中，并行处理子系统112包含经优化用于图形和视频处理的电路，包括例如视频输出电路，并且构成图形处理单元(GPU)。在另一个实现方案中，并行处理子系统112包含经优化用于通用处理的电路，同时保留底层(underlying)的计算架构，本文将更详细地进行描述。在又一个实现方案中，并行处理子系统112可以与一个或多个其他系统元件集成以形成片上系统(SoC)，所述系统元件诸如存储器桥105、CPU102以及I/O桥 107。
[0026]应该理解，本文所示系统是示例性的，并且变化和修改都是可能的。连接拓扑，包括桥的数目和布置、CPU102的数目以及并行处理子系统112的数目，可根据需要修改。例如，在一些实现方案中，系统存储器104直接连接到CPU102而不是通过桥，并且其他设备经由存储器桥105和CPU102与系统存储器104通信。在其他替代性拓扑中，并行处理子系统112连接到I/O桥107或直接连接到CPU102，而不是连接到存储器桥105。而在其他实现方案中，I/O桥107和存储器桥105可能被集成到单个芯片上。大型实现方案可以包括两个或更多个CPU102以及两个或更多个并行处理系统112。本文所示的特定部件是可选的；例如，任何数目的插卡或外围设备都可能得到支持。在一些实现方案中，交换器116被去掉，网络适配器118和插卡120、121直接连接到I/O桥107。
[0027]图2是示出了根据本发明的一个实施例的并行处理子系统112的框图。如所示的，并行处理子系统112包括一个或多个并行处理单元(PI3U) 202，每个并行处理单元202都耦连到本地并行处理(PP)存储器204。通常，并行处理子系统包括U个PPU，其中U > I。(本文中，类似对象的多个实例需要时以标识对象的参考数字和标识实例的括号中的数字来表示。)PPU202和并行处理存储器204可使用一个或多个集成电路设备来实现，诸如可编程处理器、专用集成电路(ASIC)或存储器设备，或者以任何其他技术可行的方式来实现。
[0028]再参考图1，在一些实现方案中，并行处理子系统112中的一些或所有PPU202是具有渲染管线的图形处理器，其可以配置为实施与下述相关的各种任务:经由存储器桥105和总线113从CPU102和/或系统存储器104所供应的图形数据生成像素数据，与本地并行处理存储器204 (可被用作图形存储器，包括例如常规帧缓冲区(buffer))交互以存储和更新像素数据，传递像素数据到显示屏111等等。在一些实现方案中，并行处理子系统112可包括一个或多个作为图形处理器而操作的PPU202以及一个或多个用于通用计算的其他PPU202。这些PTO可以是同样的或不同的，并且每个PTO可具有它自己的专用并行处理存储器设备或不具有专用并行处理存储器设备。一个或多个PPU202可输出数据到显示屏111，或者每个PPU202可输出数据到一个或多个显示屏111。
[0029]在操作中，CPU102是显示系统100的主处理器，控制和协调其他系统部件的操作。具体地，CPU102发出控制PPU202的操作的命令。在一些实现方案中，CPU102写入用于每个PPU202的命令流到入栈缓冲区(pushbuffer)中(在图1或图2中未明确示出)，该入栈缓冲区可位于系统存储器104、并行处理存储器204、或CPU102和PPU202都可访问的其他存储位置中。PPU202从入栈缓冲区读取命令流，然后相对于CPU102的操作异步地执行命令。
[0030]现在返回参考图2，每个PPU202包括经由连接到存储器桥105 (或者，在一个替代性实现方案中，直接连接到CPU102)的通信路径113与显示系统100的其余部分通信的I/O单元205。PPU202到计算机系统100的其余部分的连接也可以变化。在一些实现方案中，并行处理子系统112可实现为可插入到显示系统100的扩展槽中的插卡。在其他实现方案中，PPU202可以和诸如存储器桥105或I/O桥107的总线桥集成在单个芯片上。而在其他实现方案中，PTO202的一些或所有元件可以和CPU102集成在单个芯片上。
[0031]在一个实现方案中，通信路径113是PCIe链路，如本领域所知的，其中专用通道被分配到每个PPU202。也可以使用其他通信路径。如上所述，逆流(contraflow)互连也可以用来实现通信路径113以及显示系统100、CPU102或PPU202内的任何其他通信路径。I/O单元205生成用于在通信路径113上传送的包(或其他信号)，并且还从通信路径113接收所有传入的包(或其他信号)，将传入的包引导到PPU202的适当部件。例如，可将与处理任务相关的命令引导到主机接口 206，而将与存储器操作相关的命令(例如，对并行处理存储器204的读取或写入)引导到存储器交叉开关单元210。主机接口 206读取每个入栈缓冲区，并且将由入栈缓冲区所指定的工作输出到前端212。
[0032]有利地，每个PPU202都实现高度并行处理架构。如详细示出的，PPU202 (O)包括算术子系统230，该子系统230包括C个通用处理集群(GPC)208，其中C ≥I。每个GPC208能够并发执行大量的(例如，几百或几千)线程，其中每个线程是程序的实例(instance)。在各种应用中，可分配不同的GPC208用于处理不同类型的程序或用于实施不同类型的计算。GPC208的分配可以取决于因每种类型的程序或计算所产生的工作量而变化。
[0033]GPC208经由工作分布单元200接收所要执行的处理任务，该工作分布单元200从前端单元212接收定义处理任务的命令。前端212确保在入栈缓冲区所指定的处理发起前，将GPC208配置为有效状态。
[0034]当PPU202用于图形处理时，例如，用于操作的处理工作量可以分成接近相等大小的任务以使操作能够分布到多个GPC208。工作分布单元200可配置为以能够将任务提供到多个GPC208用于处理的频率来产生任务。在一个实现方案中，工作分布单元200可以快速产生任务足以同时维持繁忙的多个GPC208。相比之下，在常规系统中，处理典型地由单个处理引擎来实施，而其他处理引擎在开始他们的处理任务之前保持空闲，等待单个处理引擎完成任务。在本发明的一些实现方案中，GPU208的各部分配置为实施不同类型的处理。例如，第一部分可配置为实施顶点着色和拓扑生成。第二部分可配置为实施曲面细分(tessellat1n)和几何着色。第三部分可配置为实施屏幕空间中的像素着色以产生经渲染的图像。由GPC208 所产生的中间数据可以存储在缓冲区中以使中间数据能够在GPC208之间进行传送用于进一步处理。
[0035]存储器接口 214包括D个分区单元215，每个分区单元215直接耦连到并行处理存储器204的一部分，其中D≥I。如所示的，分区单元215的数目一般等于DRAM220的数目。在其他实现方案中，分区单元215的数目也可以不等于存储器设备的数目。DRAM220可以用其他合适的存储设备来替代并且可以是一般常规的设计。诸如帧缓冲区或纹理映射图的渲染目标可以跨DRAM220加以存储，这使分区单元215能够并行写入每个渲染目标的各部分以有效地使用并行处理存储器204的可用带宽。
[0036]任何一个GPC208都可以处理要被写到并行处理存储器204内的任何DRAM220的数据。交叉开关单元210配置为路由每个GPC208的输出到任何分区单元215的输入或到另一个GPC208用于进一步处理。GPC208通过交叉开关单元210与存储器接口 214通信，以对各种外部存储器设备进行读取或写入。在一个实现方案中，交叉开关单元210具有到存储器接口 214的连接以和I/O单元205通信，以及到本地并行处理存储器204的连接，从而使得在不同GPC208内的处理内核能够与系统存储器104或对于PPU202而言非本地的其他存储器通信。在图2所示的实现方案中，交叉开关单元210直接与I/O单元205连接。交叉开关单元210可使用虚拟信道来分开GPC208与分区单元215之间的业务流。
[0037]另外，GPC208可被编程以执行与种类繁多的应用相关的处理任务，包括但不限于，线性和非线性数据变换、视频和/或音频数据过滤、建模操作(例如，应用物理定律以确定对象的位置、速率和其他属性)、图像渲染操作(例如，曲面细分着色器、顶点着色器、几何着色器、和/或像素着色器程序)等等。PPU202可将数据从系统存储器104和/或本地并行处理存储器204转移到内部(片上)存储器中，处理该数据，并且将结果数据写回到系统存储器104和/或本地并行处理存储器204，其中这样的数据可以由其他系统部件访问，所述其他系统部件包括CPU102或另一个并行处理子系统112。
[0038]PPU202可配备有任何容量(amount)的本地并行处理存储器204，包括没有本地存储器，并且可以以任何组合方式使用本地存储器和系统存储器。例如，在统一存储器架构(UMA)实现方案中，PPU202可以是图形处理器。在这样的实现方案中，将不提供或几乎不提供专用的图形(并行处理)存储器，并且PPU202会以排他或几乎排他的方式使用系统存储器。在UMA实现方案中，PPU202可集成到桥式芯片中或处理器芯片中，或作为具有高速链路(例如，PCIe)的分立芯片提供，所述高速链路经由桥式芯片或其他通信手段将PPU202连接到系统存储器。
[0039]如上所示，在并行处理子系统112中可以包括任何数目的PPU202。例如，可在单个插卡上提供多个PPU202、或可将多个插卡连接到通信路径113、或可将一个或多个PPU202集成到桥式芯片中。在多PPU系统中的PPU202可以彼此同样或不同。例如，不同的PPU202可能具有不同数目的处理内核、不同容量的本地并行处理存储器等等。在存在多个PPU202的情况下，可并行操作那些PI3U从而以高于单个PPU202所可能达到的吞吐量来处理数据。包含一个或多个PPU202的系统可以以各种配置和形式因素来实现，包括台式电脑、笔记本电脑或手持式个人计算机、服务器、工作站、游戏控制台、嵌入式系统等等。
[0040]显示系统的示范性架构
[0041]图3是根据本发明的一个实施例的示范性显示系统300的框图。显示系统300包括耦连的硬件部件，包括但不限于显示控制器305和显示屏111 (例如显示面板)。显示控制器305包括图像接收器310、第一窗口控制器315、第二窗口控制器320、第三窗口控制器322、第四窗口控制器324以及混合器部件325。图像接收器310耦连到第一窗口控制器315、第二窗口控制器320、第三窗口控制器322以及第四窗口控制器324，所述第一、第二、第三和第四窗口控制器耦连到混合器部件325，所述混合器部件325耦连到显示屏111。
[0042]显示控制器305是图1和2的并行处理子系统112的一个实现方案。显示控制器305可以是图1的显示系统100的片上系统(SoC)的一部分。在一个实现方案中，显示控制器305不包括软件。
[0043]图3的图像接收器310配置为从源302 (例如媒体播放器、DVD播放器、计算机、平板计算机、智能电话等的存储器)获取(例如接收、检索等)。图像数据包括第一图像(例如将由左眼观看的像素)、第二图像(例如将由右眼观看的像素)、第三图像(例如单一通道图像)和/或第四图像(例如既不接收立体处理也不接收单一通道处理的图像)。图像接收器310配置为将第一图像发送到第一窗口控制器315。图像接收器310配置为将第二图像发送到第二窗口控制器320。图像接收器310配置为将第三图形发送到第三窗口控制器322。图像接收器310配置为将第四图像发送到第四窗口控制器324。时钟CLK将显示控制器305配置为与源302同步操作和/或同步显示控制器305的各部件之中的操作。
[0044]“立体”(立体(stereo))图像包括在不对观看者的部分使用特殊头盔或眼镜的情况下具有三维(3D)深度的双眼知觉的图像。当观看者正常地看现实生活中的物体(不在显示屏上)时，因为两个眼睛位于不同的视点，所以观看者的两眼看到稍微不同的图像。观看者的大脑将图像放在一起来生成立体视点。同样地，显示屏上的立体图像是基于两个独立信道的，例如，例如混合器部件325的左输入区(left input field)和右输入区(rightinput field)。为了达到3D深度知觉，左图像和右图像分别反馈到类似但不精确地相同的混合器部件325的左输入区和右输入区中。混合器部件325使用两个输入区来接收两个稍微不同的图像以及扫描输出对观看者提供深度的视觉的立体图像。
[0045]相反，“单一通道”(mono)图像包括被观看者感知为二维(2D)的图像。单一通道图像具有同样或至少旨在同样的两个相关的信道。为了达到2D深度知觉，反馈到混合器部件325的左图像和右图像相同或至少旨在相同。混合器部件325使用两个区来接收两个相同图像以不给予观看者深度的视觉。因此，单一通道图像不存在深度的感觉。当生成用于显示屏111的单一通道图像时，单一通道图像的默认计算基于以下假定:存在集中在两个眼睛将集中的地方之间的一个眼睛。结果是单一通道图像，其不像立体图像具有深度那样具有深度。
[0046]第一窗口控制器315将第一图像(例如左眼图像)缩放到显示屏111的适当缩放参数。第二窗口控制器320将第二图像(例如右眼图像)缩放到显示屏111的适当缩放参数。第三窗口控制器322将单一通道图像缩放到显示屏111的适当缩放参数。第四窗口控制器324配置为从显示控制器305外部的软件模块(未示出)接收预合成的图像。第一窗口控制器315、第二窗口控制器320、第三窗口控制器322和/或第四窗口控制器324每个将各自经缩放的图像发送到混合器部件325。
[0047]在一个实现方案中，混合器部件325是多路复用器(mux)。除了其他方面，混合器部件325配置为将第一和第二图像交错(例如合成、混合等)成相应的交错格式(例如行交错、列交错、棋盘格交错或子像素交错等)，下文参考图4-6对其进行讨论。如果显示控制器305不能根据交错格式选择器330和/或混合格式选择器322适当地对图像数据进行处理，那么软件模块(未示出)管理用于交错和/或混合格式的处理操作。
[0048]混合器部件325可以根据混合格式选择器322 (例如立体、单一通道和/或正常等)的一个或多个选择将窗口的组合扫描输出到显示屏111，下文参考图7A和7B对其进行讨论。显示屏111是自动立体的(例如能够显示免除3D的合成图像)。混合器部件325将合成图像实时地扫描输出到显示屏111而不访问(例如不进行另一个存储器递送到)存储与立体合成图像相关联的附加的数据的存储器。例如，混合器部件325将合成图像扫描输出到显示屏111而不访问源302的存储器和/或显示系统300的存储器。作为另一个示例，混合器部件325将合成图像实时地扫描输出到显示屏111而不对源302和/或显示系统300处的本地存储器实施另一个读操作和/或写操作。在一个实现方案中，显示控制器305以与时钟CLK同步的“准时(just-1n-time)”方式扫描输出合成图像。在这类情况下,显示控制器305的硬件部件不挂起等待其他过程像软件程序旨在进行的那样完成。
[0049]有利地，因为显示系统300的硬件部件在将合成图像扫描到显示屏111之前不需要实施附加的存储器递送，所以显示系统300大致消除了常规系统所遭受的存储器输入/输出(I/O)功率开销问题和/或相应的存储器带宽问题。通过使用硬件部件，显示控制器305本机地支持两个硬件窗口控制器的交错图像以生成合成图像。并且，因为显示系统300实施较少递送到存储器，所以显示系统300消耗较少功率。因此，在显示系统300由电池来供电的情况下，显示系统300拉较少电池电力，从而延长电池充电持续时间。显示控制器305也支持将合成图像与单一通道图像和/或与预合成图像混合。显示系统300还支持交错格式选择器330的各选择、混合格式选择器332的各选择和/或根据时钟CLK的时序编程以扫描输出适当的图像到显示屏111。
[0050]除其他平台之外，显示系统300可以实现在专用电子视觉显示器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机和/或移动电话上。下文参考图4-6讨论了显示系统300中的各种交错格式的实现方案。
[0051]交错格式
[0052]再参考图3，在一个实现方案中，自动立体要求像素在第一图像、第二图像、第一图像、第二图像等等之间交替。像素以其交替的方式取决于交错格式(例如列交错、行交错、棋盘格交错和/或子像素交错等)。例如，如果交错格式设定到列交错，那么显示控制器305发送输出到显示屏111的最后的合成图像包括来自第一图像和第二图像的交错的像素列。
[0053]显示控制器305或者可预分样用于自动立体面板的内容，或者可以以全分辨率将图像传递到显示屏111，如下文参考图4和5所示出的。显示系统配置为既接受内容的类型又产生与所期望输出分辨率一样宽的图像，同时还使第一图像和第二图像交错。
[0054]如上文所描述的，显示系统300利用第一窗口控制器(例如用于处理第一图像)和第二窗口控制器(例如用于处理第二图像)以及显示控制器305中的混合器部件325 (例如智能mux)来实现交错立体支持。两个窗口(例如第一图像和第二图像)被视为来源于相同图像并且具有共同深度。显示控制器305使用两个窗口来生成合成立体图像。混合器部件325配置为以被要求支持下面的交错格式中的至少一个的方式从两个经后缩放(post-scaled)窗口接收像素:行交错、列交错、棋盘格交错或子像素交错。
[0055]图4-6描述各交错格式的特性。关于图像内容，第一图像和第二图像存储在分开的存储器块中。窗口可以是预分样或非预分样的。预分样窗口典型地是半屏幕宽或高。非预分样窗口典型地是全屏幕宽或高。混合器部件325在第一窗口控制器315和第二窗口控制器320实施缩放操作之后实施交错。
[0056]图4是根据本发明的一个实施例的、示出来自预分样源的立体像素交错的示意图。该示例示出列交错。显示控制器典型地当显示系统设定到景观模式时实施列交错，所述景观模式描述图像以其被定向用于屏幕上的正常观看的方式。景观模式是共同图像显示定向。示范性景观比(宽X高)包括4:3景观比以及16:9宽屏景观比。显示控制器典型地以逐像素为基础实施交错。如果显示控制器配置有并行处理能力，那么显示控制器可以同时多像素地进行交错。
[0057]预分样意指窗口(415，420)在显示控制器接收窗口(415，420)之前被过滤下降到屏幕分辨率的一半(或者图像要显示在其中的窗口的分辨率的一半)。例如，如果屏幕具有1920像素(宽)X 1200像素(高)的分辨率，那么第一图像415包括960个像素列，以及第二图像420包括960个像素列；每个窗口的每个列具有1200个像素，其是屏幕的高。在另一个示例中，如果是屏幕的子集的窗口具有800像素(宽)X 600像素(高)的分辨率，那么第一图像415包括400个像素列，以及第二图像420包括400个像素列；每个窗口的每个列具有600个像素，其是窗口的高。
[0058]出于解释的目的，仅示出图像(415，420)以及合成图像425的部分。图4示出了第一图像415的12个列和第二图像420的12个列。每个图像(415，420)的每个列包括单个像素列。
[0059]对于预分样图像，如图4所示，显示控制器将来自每个图像(415，420)的所有(或大致所有)像素进行交错。显示控制器可将第一图像415的列视为奇数列用于合成图像425，并且将第二图像420的列视为偶数列用于合成图像425，反之亦然。列指派的其他组合也在本技术的范围内。显示控制器然后生成合成图像425并且将合成图像425扫描到显示屏上用于观看。
[0060]图5是根据本发明的一个实施例的、示出来自非预分样源的立体像素交错的示意图。像图4那样，除了该示例示出非预分样的图像之外，图5也示出了列交错。上文参考图4描述了列交错的通用特征。
[0061]非预分样意指图像(515，520)在显示控制器接收图像(515，520)之前是以屏幕的全分辨率(和/或图像要显示在其中的窗口的全分辨率)的、未过滤的。例如，如果屏幕具有1920像素(宽)X 1200像素(高)的分辨率，那么第一图像515包括1920个像素列，以及第二图像520包括1920个像素列；每个窗口的每个列具有1200个像素，其是屏幕的高。在另一个示例中，如果是屏幕的子集的窗口具有800像素(宽)X 600像素(高)的分辨率，那么第一图像515包括800个像素列，以及第二图像520包括800个像素列；每个窗口的每个列具有600个像素，其是窗口的高。
[0062]出于解释的目的，仅示出了图像(515,520)和合成图像525的部分。图5的示例示出了第一图像515的24个列和第二图像520的24个列。每个窗口(515，520)的每个列包括单个像素列。
[0063]对于非预分样图像，如图5所示，显示控制器将来自每个窗口(515，520)的像素的一半进行交错并且丢弃另一半。例如，显示控制器将示出的第一图像515的24个列过滤(例如放弃)下降到12个列，并且将示出的第二图像520的24个列过滤下降到12个列。显示控制器可将第一图像515的奇数列视为合成图像535的奇数列，并且将第二图像520的偶数列视为合成图像525的偶数列，反之亦然。可替代地，显示控制器可将第一图像515的奇数列视为合成图像535的偶数列，并且将第二图像520的奇数列视为合成图像525的奇数列，反之亦然。列指派的其他组合也在本技术的范围内。显示控制器然后从经过滤的窗口生成合成图像525并且将合成图像525扫描到显示屏上用于观看。
[0064]在另一个实现方案中，与列交错相反，显示控制器可以实行行交错(未示出)。显示控制器典型地当显示系统设定到肖像模式时实施行交错，所述肖像模式描述图像以其被定向用于屏幕上的正常观看的方式。景观模式是共同图像显示定向。为了实现行交错/或肖像模式，显示控制器转动(rotate)来自存储器(例如源的存储器或显示系统的存储器)的图像。用于行交错的工序与列交错大致相同，但是像素列是交错的。
[0065]在另一个实现方案中，显示控制器可以实行棋盘格交错(未示出)。棋盘格交错是列交错和/或行交错的子集。为了实现棋盘格交错，显示控制器在第一图像的像素与下一行(或列)中的第二图像的像素之间切换每个行(或列)的开始像素。例如，合成图像中的每个像素列包括第一图像的像素与第二图像的像素之间的交替像素以形成合成图像中的棋盘格图案。产生的合成图像从而类似于棋盘格图案。
[0066]图6是根据本发明的一个实施例的、示出立体子像素交错的示意图。当经设定用于子像素交错时，显示控制器配置为对第一(左)图像和第二 (右)图像的像素之间的交替和像素之中的红-绿-蓝(RGB)值之间的交替进行交错。在该示例中，显示控制器实施对第一图像615和第二图像620的子像素交错以生成合成图像625。
[0067]出于解释的目的，仅示出了子图像(615，620 )和合成图像625的部分。示出了第一图像615的像素LO和LI，每个像素具有分开的红、绿和蓝值。同样地，示出了第二图像620的RO和R1，每个像素具有分开的红、绿和蓝值。示出了合成图像625的像素PO、PU P2和P3。
[0068]例如，合成图像625的像素PO是像素PO的红值、像素RO的绿值和像素LO的蓝值的合成。像素Pl是像素RO的红值、像素LO的绿值和像素RO的蓝值的合成。合成图像625的像素P2是像素LI的红值、像素Rl的绿值和像素LI的蓝值的合成。像素P3是像素Rl的红值、像素LI的绿值和像素Rl的蓝值的合成。交错子像素的其他组合也在本技术的范围内。显示控制器然后基于合成像素生成合成图像625并且将合成图像625扫描到显示屏上用于观看。
[0069]显示具有单一通道窗口的立体窗口
[0070]再参考图3，在一些实现方案中，混合器部件324可将单一通道窗口(例如窗口 C)扫描到显示屏111。混合器部件324配置为将单一通道窗口放置在合成立体窗口(例如第一和第二窗口)之上(例如以上、上面、前面)或之下(以下、后面)。因此，第三窗口控制器将可编程支持提供为单一通道窗口。例如，程序员可利用第三窗口控制器322将单一通道图像显示在单一通道窗口上。第三窗口控制器322可将单一通道图像输入到混合器部件325的左输入区和右输入区二者，其可然后生成单一通道图像并且将单一通道图像扫描到显示屏111。显示系统300还可以禁用单一通道窗口特征。
[0071]图7A是根据本发明的一个实施例的、示出被扫描输出在立体窗口 702之上的单一通道窗口 704的示意图。参考图3，混合器部件将立体图像与单一通道混合以生成经混合的图像，其进而可以以“准时”的方式直接扫描到显示屏111。显示系统300将单一通道窗口704扫描输出到显示屏111，使得单一通道窗口 704似乎在立体窗口 702的前面。立体窗口702是显示控制器将第一和第二窗口交错的结果。上文参考图3-6描述了立体交错操作。单一通道窗口 704是将窗口 C的数据复制到显示控制器的混合器部件的两侧中的结果。例如，如上文参考图3所描述的，显示控制器305可通过经由第三窗口控制器将单一通道图像数据复制到混合器部件325的两侧来将单一通道图像提供到显示屏111。
[0072]图7B是根据本发明的一个实施例的、示出被扫描输出在单一通道窗口 706之上的立体窗口 708的示意图。除图7B单一通道窗口 706在立体窗口 708后面外，图7B与图7A类似。例如，显示系统300将单一通道窗口 706扫描输出到显示屏111，使得单一通道窗口706似乎在立体窗口 706后面。
[0073]软件模块(未示出)典型地管理对图7A和7B的显示屏111的窗口进行对齐。例如，软件模块提供单一通道窗口和/或立体窗口扫描到显示屏111的坐标。
[0074]参考回到图3，在另一个实施例中，显示控制器305可以包括N个立体窗口控制器对，其中N是正整数；以及M个单一通道窗口控制器，其中M是整数。混合器进一步配置为以分层(layered)方式将N个立体窗口控制器对的图像与M个单一通道窗口控制器的图像进行合成。例如，图7A和7B示出的混合可以从将一个立体图像702与一个单一通道图像704合成到以任何组合将多个立体图像与多个单一通道图像合成而增加。
[0075]在可替代实施例中，显示系统300可以扫描输出具有正常窗口的立体窗口。如上文参考图3所描述的，正常窗口是不从显示控制器305接收立体处理和单一通道处理二者的窗口。例如，第四窗口控制器324可以从显示控制器305外部的软件模块(未示出)接收预合成的图像。显示系统300可以将预合成的图像数据连同立体窗口(例如通过使用第一和第二窗口控制器)和/或单一通道窗口(例如通过使用第三窗口控制器)扫描输出到显示屏111 (例如通过使用第四窗口控制器324)。
[0076]因此，第四窗口控制器324的实现方案将显示控制器配置为扫描输出多个立体窗口到显示屏111。例如，软件模块(未示出)管理第二立体图像的合成并且使用第四窗口控制器324来显示第二立体窗口。显示控制器305可以扫描输出显示控制器305通过使用混合器部件325以硬件对其进行合成的第一立体窗口以及第二立体窗口。因此，混合器部件325配置为混合正常、立体和/或单一通道窗口。
[0077]混合器部件325的操作参数根据交错格式选择器330和/或混合格式选择器332来设定。特定交错格式选择器330的设定确定特定图像数据是否将接收列交错、行交错、棋盘格交错和/或子像素交错等等其他类型的交错。特定混合格式选择器332的设定确定混合器部件325是否将把特定图像数据视为立体、单一通道或正常。
[0078]在一个实现方案中，混合器部件325包括多路复用器(mux)，其包括用于根据交错格式选择器330和/或混合格式选择器332的各选择进行处理的电路。电路可以包括硬件门(例如OR门、NOR门、XOR门、AND门和/或NAND门等)的排列，所述硬件门将混合器部件325配置为将从第一窗口控制器315、第二窗口控制器320和/或第三窗口控制器322所接收的两个或更多个数据流进行交错。混合器部件325的电路也可以包括电子开关的排列用于将电路设定为根据交错格式选择器330 (例如列、行、棋盘格、子像素等)和/或混合格式选择器332 (例如立体、单一通道、正常等)来处理图像数据。根据上文参考图3-7的描述，用于混合器部件325的适当电路排列和/或显示控制器305的其他电路将对本领域技术人员是显而易见的。
[0079]以上已参照具体实施例对本发明进行了描述，并且阐述了大量具体细节以提供对本发明更透彻的理解。然而，本领域普通技术人员将理解的是，可对此做出各种修改和变化而不脱离本发明的较宽精神和范围。因此，前面的描述以及附图应被视为是例示性而非限制性的意义。
【权利要求】
1.一种用于控制显示系统的显示屏的显示控制器，所述显示控制器包括: 图像接收器，其配置为从包括第一图像和第二图像的源接收图像数据； 第一窗口控制器，其耦连到所述图像接收器并且配置为从所述图像接收器接收所述第一图像以及根据显示屏的参数缩放所述第一图像以生成经缩放的第一图像； 第二窗口控制器，其耦连到所述图像接收器并且配置为从所述图像接收器接收所述第二图像以及根据所述显示屏的所述参数缩放所述第二图像以生成经缩放的第二图像；以及 混合器部件，其耦连到所述第一窗口控制器和所述第二窗口控制器并且配置为将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像交错以生成立体合成图像。
2.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件进一步配置为将所述立体合成图像扫描输出到所述显示屏而不访问存储与所述立体合成图像相关联的附加的数据的存储器。
3.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件包括将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像交错的硬件电路。
4.根据权利要求1所述的显示控制器，进一步包括配置为将所述混合器部件设定为将所述经缩放的第一图像和所述经缩放的第二图像根据交错格式进行交错的一个或多个交错格式选择器，所述交错格式包括以下各项中的至少一个:列交错、行交错、棋盘格交错或子像素交错。
5.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件进一步配置为将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像根据所述经缩放的第一图像的像素列与所述经缩放的第二图像的像素列通过其进行交错的列交错格式进行交错。
6.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件进一步配置为将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像根据所述第一图像的像素行与所述第二图像的像素行通过其进行交错的行交错格式进行交错。
7.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件进一步配置为将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像根据棋盘格交错格式进行交错，其中针对所述合成图像的每个像素列，所述混合器部件配置为在所述第一图像的像素和所述第二图像的像素之间交替像素以形成所述立体合成图像中的棋盘格图案。
8.根据权利要求1所述的显示控制器，其中所述混合器部件进一步配置为将所述经缩放的第一图像与所述经缩放的第二图像根据子像素交错格式进行交错，其中针对所述立体合成图像的每个像素，所述混合器部件配置为交替来自所述经缩放的第一图像和所述经缩放的第二图像的交替像素之中的红-绿-蓝(RGB)值。
9.根据权利要求1所述的显示控制器，进一步包括耦连到所述图像接收器的第三窗口控制器，其中所述混合器部件包括耦连到所述第三窗口控制器的左输入区和耦连到所述第三窗口控制器的右输入区，并且其中所述混合器部件进一步配置为基于从所述第三窗口控制器所接收的输入将单通道图像扫描输出到所述显示屏。
10.根据权利要求1所述的显示控制器，进一步包括耦连到所述图像接收器和所述混合器部件的第四窗口，并且其中所述混合器部件进一步配置为基于从所述第四窗口控制器所接收的输入将预合成的图像扫描输出到所述显示屏，并且其中所述预合成的图像在被接收于所述显示控制器的所述图像接收器之前被合成并且包括根据立体交错格式进行交错的图像 的合成。
【文档编号】H04N13/04GK104052983SQ201310753279
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】卡兰·古普塔, 马克·欧内斯特·范·诺斯特兰, 徐立章 申请人:辉达公司