[发明专利]可变刷新率系统中的动态帧重复

说明书

公开了用于调整显示设备的动态刷新频率的方法、计算机程序产品和系统。该方法包括以下步骤，获取与第一图像相关联的当前帧的持续时间，基于当前帧的持续时间来选择用于第二图像的重复值，以及基于重复值在显示设备上重复呈现第二图像。用于实施该方法的逻辑可以包括在图形处理单元或显示设备本身内。

本申请要求享有2014年05月30日提交的序列号为62/005,928的、题为“DynamicFrame Repetition in a Variable Refresh Rate System”的美国临时申请的优先权，其全部内容通过援引整体并入本文。

技术领域

本发明涉及显示系统，更具体地，涉及可变刷新率显示器。

背景技术

传统的显示设备(例如，阴极射线管(CRT)显示设备、液晶显示设备(LCD)、发光二极管(LED)显示设备、有机发光二极管(OLED)显示设备、有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)显示设备等)在固定刷新率例如60Hz、85Hz、或120Hz下操作。换句话说，显示设备配置为在特定频率下刷新屏幕的每个像素。在传统的系统中，传输到显示设备的视频信号必须与显示设备的刷新率的固定频率匹配。一些显示设备能够基于显示设备的配置设置而改变固定频率的刷新率，但是一旦该设置被改变，由显示设备接收到每个帧在固定频率下绘制到屏幕。然而，图形处理单元(GPU)在可变渲染速率下可以生成像素数据的帧，可变渲染速率异步于显示装置的固定刷新率。

例如，当显示设备以60Hz运行时，每16.6ms显示器的像素进行刷新。然而，每个帧需要占用不同的时间通过GPU进行渲染，因此当一帧可能需要12ms的时间来渲染，具有更加复杂的几何结构的另一帧可能需要30ms的时间来渲染。因此，当下一帧需要经由视频接口输出到显示设备时，完全渲染的帧可能在帧缓冲区中还没准备好。这种情况会导致图像伪影，观众可能会察觉到不连贯的视频。例如，如果被输出到显示设备的图像通过帧而部分地切换(垂直同步关闭)，那么图像撕裂(tearing)可能发生。相反地，如果被输出到显示设备的图像仅在帧之间切换，从而导致一些帧被重复和/或造成一些帧被跳过(垂直同步开启)，那么图像残迹可能发生。

更新的显示设备利用动态刷新频率可以被配置为与GPU同步运行。例如，一些监视器可以与NVIDIA’s G-SYNC^TM技术兼容，使显示设备能够同步像素单元的刷新以显示具有可变渲染速率的GPU的帧。GPU被配置为随着帧被渲染的同时通过视频接口传递显示设备的像素数据的帧，并且显示设备被配置为响应于接收到像素数据而刷新显示设备的像素，而不是以固定频率的刷新率。换言之，显示设备的刷新频率不固定于一特定频率，而是动态地调整为从GPU接收图像数据的速率。

只要GPU以合理的快速渲染速率来渲染图像数据的帧，与传统系统相关联的图像伪影的类型就可以减少。然而，在某些情况下，由于场景的复杂性GPU可能无法在合理的时间内渲染特定的帧。例如，像素数据的特定的帧可能需要例如100ms的时间来渲染，对于该特定的帧动态刷新频率相当于10HZ。当连续帧之间有大的延迟时，监视器的有效刷新率可能会成为大问题。

例如，大多数图像显示技术(例如，LCD面板)具有上限和下限的刷新频率，在刷新频率内显示设备可以重现高质量的图像。当在固定频率刷新率下驱动显示设备时，很容易满足操作限制，因为可以在显示设备上下限之间选择固定刷新率。然而，当使用可变刷新率技术时，例如NVIDIA’s G-SYNC^TM技术，GPU可能需要可变的和不可预测的时间产生接下来的图像数据用于显示。产生用于显示的图像数据的下一帧需要的时间可能长于停留在显示所要求的最小刷新频率的可用时间。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。

发明内容