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在高分辨率顯示器上提供可用圖像的方法和系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:2640720閱讀:211來源:國知局
專利名稱:在高分辨率顯示器上提供可用圖像的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般而言涉及顯示技術(shù),更具體而言,涉及當在一高分辨率顯示器上一起使用3D圖形窗口與2D圖形窗口時提供可用的圖像。
背景技術(shù)
由于顯示分辨率和顯示密度的改進,有可能在3D圖形窗口中表現(xiàn)繪圖對象的細節(jié)。因而,通常的顯示器分辨率是100像素每英寸,而高分辨率顯示器的分辨率高達200像素每英寸。這樣就能夠提供圖像的細微細節(jié)。例如,在高分辨率顯示器上能夠顯示光反射的細節(jié),這可以避免由高洛德著色所產(chǎn)生的幻象。另一方面,當使用高分辨率顯示器時,如果2D圖形窗口中的圖標未進行適當縮放,就會產(chǎn)生可用性的問題。為了更詳細地說明這個問題,現(xiàn)在參照圖1。圖1示出了一個CAD應(yīng)用10,其中在顯示畫面上顯示了一個汽車的藍圖12,以及一個工具條14。
在該示例中,用戶可以使用高分辨率顯示器在3D圖形窗口中觀看汽車藍圖12的細節(jié)。另一方面,工具條14上的圖標和文字卻被表現(xiàn)得太小,以至于無法操作。這是由于所用的軟件應(yīng)用程序被設(shè)計為能夠在3D圖形窗口中自由地縮放和平移,但這同一個軟件在2D圖形窗口中是以像素數(shù)來規(guī)定菜單字體的文字高度的。這樣,該軟件就使得字體的物理尺寸太小,以至于無法操作。
為了解決這個問題,該軟件不得不設(shè)計為以物理尺寸如毫米而不是以像素數(shù)來規(guī)定對象的大小。現(xiàn)今廣泛使用的Microsoft Windows或OpenGL不規(guī)定物理尺寸。這樣,該軟件的設(shè)計將不得不進行改變以規(guī)定所有與GUI相關(guān)的對象,而這并不是一個可行的或成本高效的解決方案。
因此,所需要的是一個系統(tǒng)和方法,其允許高分辨率顯示器既以其最高分辨率提供3D圖形窗口,同時又使得在同一顯示畫面上的2D圖形窗口中的圖標或字體是可操縱的,而不改變標準軟件應(yīng)用程序的設(shè)計。本發(fā)明就是要解決這種需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種用于一高分辨率顯示器的圖形管線(pipeline)。所述圖形管線包括一幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括一第一模式區(qū)域和一第二模式區(qū)域。所述圖形管線進一步包括用于從所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)獲得數(shù)據(jù)的一顯示管線。所述顯示管線包括一控制器。所述控制器將來自所述第一模式區(qū)域的像素按原樣提供給所述顯示器。最后,所述控制器擴展來自所述第二模式區(qū)域的像素,并將所述擴展后的像素提供給所述顯示器。
這樣,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決了高分辨率顯示器的GUI問題(過小的圖標和過小的菜單文字),其方法是允許3D圖形窗口顯示細密的圖像,同時能夠在2D圖形窗口中以可用的形式顯示圖像。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不依賴于繪圖對象的類型(線或面)、繪圖順序、和重疊。


圖1示出了一CAD應(yīng)用,其中在顯示畫面上顯示了一汽車的藍圖和一工具條。
圖2是一典型的過取樣抗鋸齒(super sample anti-aliasing,SSAA)圖形管線。
圖3示出了對一圖像進行過取樣的傳統(tǒng)目的。
圖4示出了在圖形管線中所使用的一幀緩沖區(qū)中的典型像素格式。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明將一SSAA幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)用于一高分辨率顯示器。
圖6清楚地顯示了一傳統(tǒng)的過取樣幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明的不足取樣(under sampling)幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)的一實施方式。
圖8示出了由顯示管線中的第一和第二CRTC掃描幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖9示出了本發(fā)明的結(jié)果。
具體實施例方式
發(fā)明一般而言涉及顯示技術(shù),更具體而言,涉及當在一高分辨率顯示器上一起使用3D圖形窗口與2D圖形窗口時提供可用的圖像。提出了以下描述,以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明,并且以下描述是在專利申請及其要求的情境下提供的。對下述優(yōu)選實施例的各種修改以及這里所描述的一般原則和特征對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員都是顯示易見的。因此,本發(fā)明并非意在限制于所給出的實施例,而是將被賦予與這里描述的原則和特征一致的最大范圍。
一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法利用了這樣的事實,即應(yīng)用軟件在3D圖形窗口中使用一種應(yīng)用編程接口(API)例如OpenGL API,而同時在2D圖形窗口中使用一種不同的API例如Microsoft Windows API來構(gòu)造圖形用戶界面例如菜單和圖標。在這種情況下,根據(jù)該應(yīng)用使用哪種圖形API,在一圖形卡上的每個窗口的幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)是不同的??梢允褂眠^取樣抗鋸齒(SSAA)圖形管線,來有利地利用本發(fā)明。
圖2是一典型的SSAA圖形管線100。圖形管線100包括一幾何形狀處理器102,該處理器接收數(shù)據(jù)并將其傳遞給一光柵處理器104。所述幾何處理器102和所述光柵處理器104創(chuàng)建一存儲數(shù)據(jù)的幀緩沖區(qū)106。一顯示管線108獲取所述幀緩沖區(qū)106的內(nèi)容。該內(nèi)容然后由所述顯示管線108中的一陰極射線管控制器(CRTC)110處理。在過取樣模式下,非過取樣的像素按原樣提供,而過取樣的像素作為平均像素提供。當處于過取樣模式下時,顯示器CRTC 110被設(shè)置到一低分辨率。
圖3示出了對一圖像進行過取樣的傳統(tǒng)目的。如圖所示,該目的是在過取樣的窗口中提供多用途抗鋸齒效果。因此,處于過取樣窗口之外的像素按原樣從幀緩沖區(qū)提供給顯示器,而來自過取樣窗口的像素則在提供給顯示器時進行平均。
圖4示出了在圖形管線100中所使用的一幀緩沖區(qū)106中的一典型像素格式??梢钥闯?,該圖顯示出在3D圖形窗口中的單個像素具有很多信息字段,其中包括用于進行“隱藏線/隱藏面消除”的Z(深度)信息,以及簡單顏色信息字段。另一方面,在2D圖形窗口中的單個像素中,系統(tǒng)只分配簡單顏色信息。為了識別像素類型的不同,通常系統(tǒng)為每個像素分配窗口ID字段,而不管像素的類型是什么。
SSAA已廣泛應(yīng)用在高端圖形卡上。這一技術(shù)(1)為一幀緩沖區(qū)中的單個可顯示像素準備多個子像素,并為這些子像素繪制對象,以及(2)讓CRTC掃描所述幀緩沖區(qū),并原樣顯示非SSAA像素,而對于SSAA像素,則顯示平均的子像素值。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中,以不同的方式使用了SSAA。這樣,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法(1)在3D圖形窗口的單個像素中分配多個子像素,(2)當CRTC創(chuàng)建2D圖形窗口中的圖像時,擴展(以便放大)2D圖形窗口像素的顏色信息,以及(3)按原樣顯示3D圖形窗口子像素的顏色信息。
這樣,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決了高分辨率顯示器的GUI問題(過小的圖標和過小的菜單文字),其方法是允許3D圖形窗口顯示細密的圖像,同時能夠在2D圖形窗口中以可用的形式顯示圖像。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不依賴于繪圖對象的類型(線或面)、繪圖順序、和重疊。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明將一SSAA幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)用于一高分辨率顯示器。在幀緩沖區(qū)中不是有一過取樣區(qū),而是有一不足取樣區(qū)。所述不足取樣區(qū)對應(yīng)于3D圖形窗口。非不足取樣區(qū)對應(yīng)于2D圖形窗口。如圖所示,在不足取樣窗口(即3D圖形窗口)中的像素將按原樣提供給顯示器,而來自非不足取樣窗口(即2D圖形窗口)中的像素則被擴展。
在一優(yōu)選實施例中,圖形管線將對CRTC編程,以配置子像素數(shù)分辨率。CRTC還可被編程,以便按原樣顯示子像素。CRTC將以每像素采用子像素的比率的擴展形式(在每單個像素4個子像素的情況下,像素將被擴展為×2(寬)和×2(高)),顯示2D圖形。圖6清楚地顯示了一傳統(tǒng)的過取樣幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明的不足取樣幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。
以下部分將描述根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一詳細實施方式,然而,本發(fā)明并不限于這種實施方式,其他實施方式也是可以利用的,并將處于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。在該實施方式中,像素分辨率是1920×1200,而利用SSAA幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)將3D圖形窗口中的子像素配置為2×2。
圖8示出了由顯示管線中的第一和第二CRTC 202和204對幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)的掃描。該實施方式假定使用偶/奇型雙通道掃描,例如DualLink DVI。每個CRTC 202和204將獲取和顯示偶數(shù)行或奇數(shù)行。CRTC 202和204都被編程為掃描同一幀緩沖區(qū)(CRTC 202和204將同時掃描1920×1200個像素),并顯示3840×1200個信號(由于劃分為偶數(shù)行和奇數(shù)行,子像素數(shù)/2)。
現(xiàn)在,首先考慮掃描像素R1、R2、R3、U1、U2、U3的情況。R1、R2、R3表示被配置為處于2D圖形窗口中的像素,而U1、U2、U3表示被配置為處于3D圖形窗口中的像素。利用圖形卡的傳統(tǒng)的縮放和平移函數(shù),對于像素R1、R2、R3,將一可設(shè)置的縮放系數(shù)設(shè)置為2×1(寬度2倍,高度不變)。當一個CRTC掃描像素R1、R2、R3時,它將產(chǎn)生的顯示信號為R1、R1、R2、R2、R3和R3?,F(xiàn)在,因為兩個CRTC 202和204掃描同一幀緩沖區(qū),幀緩沖區(qū)中的像素R1、R2、R3將產(chǎn)生如下顯示信號R1、R1、R2、R2、R3、R3(奇數(shù)行)R1、R1、R2、R2、R3、R3(偶數(shù)行),即2×2擴展的圖像。
另一方面,為了掃描3D圖形窗口中的像素,從像素中選擇子像素而不是對諸子像素進行平均(子像素選擇器)。
奇數(shù)行的CRTC 202被編程為選擇和顯示第一子像素和第二子像素,而偶數(shù)行的CRTC 204則被編程為選擇和顯示第三子像素和第四子像素。這樣,當奇數(shù)行的CRTC 202掃描U1、U2、U3時,它將顯示U1-S1、U1-S2、U2-S1、U2-S2、U3-S1、U3-S2,而當偶數(shù)行的CRTC 204掃描U1、U2、U3時,它將顯示U1-S3、U1-S4、U2-S3、U2-S4、U3-S3、和U3-S4。這種程序編程可按多種方式進行,并且它們都將處于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)果。如圖所示,現(xiàn)在圖標14’的尺寸對于操作員來說是可用的,同時仍然保持了汽車藍圖12’的分辨率。
因此,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決了高分辨率顯示的GUI問題(過小的圖標和過小的菜單文字),其方法是允許3D圖形窗口顯示細密的圖像,同時能夠在2D圖形窗口中以可用的形式顯示圖像。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不依賴于繪圖對象的類型(線或面)、繪圖順序、以及重疊。
雖然已根據(jù)所示的實施例描述了本發(fā)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很容易地認識到,對這些實施例可以進行一些改動,而這些改動將處于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。因而,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以進行很多修改,而不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于高分辨率顯示器的圖形管線,包括幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu),該幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括第一模式區(qū)域和第二模式區(qū)域;以及顯示管線,用于從所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)中獲取數(shù)據(jù),所述顯示管線包括一控制器,所述控制器用于將來自所述第一模式區(qū)域的像素按原樣提供給所述顯示器,且所述控制器還用于將來自所述第二模式區(qū)域的像素進行擴展并將擴展后的像素提供給所述顯示器。
2.權(quán)利要求1的圖形管線,其中所述控制器包括一陰極射線管控制器(CRTC)裝置。
3.權(quán)利要求1的圖形管線,其中所述第一模式區(qū)域包括一不足取樣區(qū)域,且所述第二模式區(qū)域包括一非不足取樣區(qū)域。
4.權(quán)利要求3的圖形管線,其中所述不足取樣區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的3D圖形窗口,且所述非不足取樣區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的2D圖形窗口。
5.權(quán)利要求2的圖形管線,其中所述C RTC裝置包括第一和第二CRTC。
6.權(quán)利要求1的圖形管線,其中所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括一過取樣抗鋸齒(SSAA)幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。
7.權(quán)利要求1的圖形管線,其中所述擴展的像素提供2×2擴展的圖像。
8.權(quán)利要求1的圖形管線,其中所述高分辨率顯示器包括1920×1200像素的分辨率。
9.一顯示管線,包括一控制器,用于接收來自一過取樣抗鋸齒(SSAA)幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)的像素信息所述控制器具有第一模式和第二模式,所述第一模式用于使得所述控制器在一過取樣模式下運行,且所述第二模式用于使得所述控制器在一不足取樣模式下運行。
10.權(quán)利要求9的顯示管線,其中所述不足取樣模式用于高分辨率顯示器。
11.權(quán)利要求10的顯示管線,其中在所述不足取樣模式下,所述控制器將來自所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)中的一不足取樣區(qū)域的像素按原樣提供給所述高分辨率顯示器,并且將來自所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)中的一非不足取樣區(qū)域的像素進行擴展,并將所述擴展后的像素提供給所述顯示器。
12.權(quán)利要求9的顯示管線,其中所述控制器包括一陰極射線管控制器(CRTC)裝置。
13.權(quán)利要求11的顯示管線,其中所述不足顯示區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的3D圖形窗口,且所述非不足取樣區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的2D圖形窗口。
14.權(quán)利要求12的顯示管線,其中所述CRTC裝置包括第一和第二CRTC。
15.一圖形卡,包括幾何圖形處理器;用于從所述幾何圖形處理器接收數(shù)據(jù)的光柵處理器;用于從所述光柵處理器接收數(shù)據(jù)的幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu),所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括第一模式區(qū)域和第二模式區(qū)域;以及用于從所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)的顯示管線,所述顯示管線包括一控制器,所述控制器用于將來自所述第一模式區(qū)域的像素按原樣提供給顯示器,且所述控制器還用于將來自所述第二模式區(qū)域的像素進行擴展并將所述擴展后的像素提供給所述顯示器。
16.權(quán)利要求15的圖形卡,其中所述控制器包括一陰極射線管控制器(CRTC)裝置。
17.權(quán)利要求15的圖形卡,其中所述第一模式區(qū)域包括一不足取樣區(qū)域,且所述第二模式區(qū)域包括一非不足取樣區(qū)域。
18.權(quán)利要求17的圖形卡,其中所述不足取樣區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的3D圖形窗口,且所述非不足取樣區(qū)域?qū)?yīng)于所述顯示器上的2D圖形窗口。
19.權(quán)利要求16的圖形卡,其中所述CRTC裝置包括第一和第二CRTC。
20.權(quán)利要求15的圖形卡,其中所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括一過取樣抗鋸齒(SSAA)幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。
21.權(quán)利要求15的圖形卡,其中所述擴展的像素提供2×2擴展的圖像。
22.權(quán)利要求15的圖形卡,其中所述高分辨率顯示器包括1920×1200像素的分辨率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于高分辨率顯示器的圖形管線。所述圖形管線包括一幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)包括第一模式區(qū)域和第二模式區(qū)域。所述圖形管線進一步還包括用于從所述幀緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)中獲取數(shù)據(jù)的一顯示管線。所述顯示管線包括一控制器。所述控制器把來自所述第一模式區(qū)域的數(shù)據(jù)按原樣提供給所述顯示器。最后,所述控制器把來自所述第二模式區(qū)域的數(shù)據(jù)進行擴展,并將所述擴展后的像素提供給所述顯示器。因而,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決了高分辨率顯示器的GUI問題(過小的圖標和過小的菜單文字),其方法是允許3D圖形窗口顯示細密的圖像,同時能夠在2D圖形窗口中以可用的形式顯示圖像。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不依賴于繪圖對象的類型(線或面)、繪圖順序和重疊。
文檔編號G09G5/14GK1542726SQ2004100079
公開日2004年11月3日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者小野真 申請人:國際商業(yè)機器公司
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