CN111988554B - 一种显示设备多分区数据的采样方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示设备多分区数据的采样方法及终端，将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据；先将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区，在进行实际渲染时，以包含预设个数的像素点的像素单元作为单位对屏幕上的坐标进行排序，根据所述像素单元的预设特性从离屏缓存区采样对应的纹理数据，通过软件方式得到电视所需的多分区信号，节省了一颗多分区处理芯片，降低了硬件成本。

Description

一种显示设备多分区数据的采样方法及终端

技术领域

本发明涉及数据采样领域，尤其涉及一种显示设备多分区数据的采样方法及终端。

背景技术

4k电视是屏幕物理分辨率达到3840*2160像素的电视机产品，其分辨率是2k电视的4倍，因此，通过4k电视观众能看清画面中的每一个细节，每一个特写，拥有身临其境的观感体验。

4k电视采用双分区刷新机制，总共有8个Lane取数，则第一次Lane_0、Lane_1、Lane_2、Lane_3分别取Pixel_1、Pixel_2、Pixel_3、Pixel_4，Lane_4、Lane_5、Lane_6、Lane_7分别取Pixel_1921、Pixel_1922、Pixel_1923、Pixel_1924；第二次Lane_0、Lane_1、Lane_2、Lane_3分别取Pixel_5 Pixel_6 Pixel_7 Pixel_8，Lane_4、Lane_5、Lane_6、Lane_7分别取Pixel_1925、Pixel_1926、Pixel_1927Pixel_1928；以此类推直到一行3840个像素点都取完，其具体示意图如图1所示。

现有技术中为了实现与4k电视的点对点显示，需要对数据信号进行处理，得到4k电视所需的双分区信号，常用的方法是增加一片数据混合IC将数据信号处理成双分区信号，但是这种方式硬件成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种显示设备多分区数据的采样方法及终端，节省一颗双分区处理芯片，低成本地得到电视所需双分区信号。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种显示设备多分区数据的采样方法，包括步骤：

S1、将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

S2、以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

S3、根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据。

进一步的，所述步骤S1包括：

将当前渲染模式切换到离屏渲染模式，构建离屏缓存区，将待显示的图层合成到所述离屏缓存区，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

将当前渲染模式切换到普通渲染模式，并将离屏缓存区中的纹理数据绑定到采样器。

进一步的，所述步骤S2包括：

以4个像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上的x轴坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

所述步骤S3包括：

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为偶数，则采样所述离屏缓存区中左半边的纹理数据；

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为奇数，则采样所述离屏缓存区中右半边的纹理数据。

进一步的，所述步骤S3包括：

根据当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x确定其对应的像素单元起始点相对离屏缓存区的偏移BaseOffset和其相对于其对应的像素单元的偏移BePixelOffset；

根据所述BaseOffset、所述BePixelOffset以及所述当前扫描的像素点坐标对应的像素单元的排列序号的奇偶确定当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x对应的映射纹理坐标；

根据所述映射纹理坐标采样对应的纹理数据。

进一步的，所述步骤S3中：

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为偶数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth,texCoords.y))；

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为奇数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth+0.5-2.0/TextureWidth,texCoords.y))；

式中，BaseOffset＝4.0*(floor(gl_FragCoord.x/4.0))*0.5；

BePixelOffset＝mod(gl_FragCoord.x,4.0)；

gl_FragColor是shader语言的内置变量，用于写入映射纹理坐标对应的纹理数据，samplerTexture表示纹理句柄，TextureWidth表示纹理宽度，texCoords.y表示归一化后的纹理数据的Y坐标值。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种显示设备多分区数据的采样终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

S2、以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

S3、根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据。

进一步的，所述步骤S1包括：

将当前渲染模式切换到离屏渲染模式，构建离屏缓存区，将待显示的图层合成到所述离屏缓存区，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

将当前渲染模式切换到普通渲染模式，并将离屏缓存区中的纹理数据绑定到采样器。

进一步的，所述步骤S2包括：

以4个像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上的x轴坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

所述步骤S3包括：

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为偶数，则采样所述离屏缓存区中左半边的纹理数据；

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为奇数，则采样所述离屏缓存区中右半边的纹理数据。

进一步的，所述步骤S3包括：

根据当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x确定其对应的像素单元起始点相对离屏缓存区的偏移BaseOffset和其相对于其对应的像素单元的偏移BePixelOffset；

根据所述BaseOffset、所述BePixelOffset以及所述当前扫描的像素点坐标对应的像素单元的排列序号的奇偶确定当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x对应的映射纹理坐标；

根据所述映射纹理坐标采样对应的纹理数据。

进一步的，所述步骤S3中：

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为偶数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth,texCoords.y))；

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为奇数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth+0.5-2.0/TextureWidth,texCoords.y))；

式中，BaseOffset＝4.0*(floor(gl_FragCoord.x/4.0))*0.5；

BePixelOffset＝mod(gl_FragCoord.x,4.0)；

gl_FragColor是shader语言的内置变量，用于写入映射纹理坐标对应的纹理数据，samplerTexture表示纹理句柄，TextureWidth表示纹理宽度，texCoords.y表示归一化后的纹理数据的Y坐标值。

本发明的有益效果在于：先将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区，在进行实际渲染时，以包含预设个数的像素点的像素单元作为单位对屏幕上的坐标进行排序，根据所述像素单元的预设特性从离屏缓存区采样对应的纹理数据，通过软件方式得到电视所需的多分区信号，节省了一颗多分区处理芯片，降低了硬件成本。

附图说明

图1为4k电视双分区刷新机制的数据采样图；

图2为本发明实施例的一种显示设备多分区数据的采样方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例的一种显示设备多分区数据的采样终端的结构示意图；

图4(a)为采用普通数据采样方法得到的采样数据示意图；

图4(b)为本发明实施例的采用显示设备多分区数据的采样方法得到的采样数据示意图；

标号说明：

1、一种显示设备多分区数据的采样终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明的显示设备多分区数据的采样方法及终端可以用于任何需要进行多分区数据采样的应用场景中，比如广告机、电视盒子、机顶盒等。

请参照图2，一种显示设备多分区数据的采样方法，包括步骤：

S1、将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

具体的，将当前渲染模式切换到离屏渲染模式，构建离屏缓存区，将待显示的图层合成到所述离屏缓存区，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

将当前渲染模式切换到普通渲染模式，并将离屏缓存区中的纹理数据绑定到采样器；

在一个具体的实施例中，可以将Android显示合成框架SurfaceFligner绑定FBO(Frame Buffer Object)，然后将Android APP客户端所有的图层layer使用openGL ES正常合成到所述FBO，由此实现将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

在将待显示的图层进行离屏渲染后，解除绑定FBO，绑定正常渲染FB(FrameBuffer)，并将FBO中渲染后得到的数据作为纹理数据绑定到采样器；

S2、以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

在一个优选的实施例中，以4个像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上的x轴坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

具体的，编写片元着色器，获取当前显示设备屏幕上的坐标，显示设备屏幕上的坐标点按照x轴坐标排序得到各坐标点，即从水平方向获取得到一行坐标数据：(x1，y)、(x2，y)、(x3，y)、(x4，y)、(x5，y)、(x6，y)、(x7，y)、(x8，y)，……，则以四个像素点为一组数据，可以称之为V-by-One像素单元，然后以该像素单元作为基本单位对上述坐标进行排序，得到像素单元1{(x1，y)、(x2，y)、(x3，y)、(x4，y)}、像素单元2{(x5，y)、(x6，y)、(x7，y)、(x8，y)}，……，依此类推，如果一行有3840个像素点，则可以得到像素单元个数为960的像素单元序列；

在另一个可选的实施例中，像素单元包括的像素点的个数可以根据实际应用场景的需要自由设定，Y轴方向的每一行处理过程都一样。；

S3、根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据。

在一个可选的实施例中，所述预设特性指的是排序序号的奇偶性，若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为偶数，则采样所述离屏缓存区中左半边的纹理数据，即左半屏的纹理数据；

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为奇数，则采样所述离屏缓存区中右半边的纹理数据，即右半屏的纹理数据；

在FBO绑定为纹理后，即渲染后的数据当作纹理数据后，并且纹理坐标归一化后，则左半屏的纹理数据的x轴坐标的取值范围为[0,0.5)，右半屏的纹理数据的x轴坐标的取值范围为[0.5,1]；

具体的，根据像素单元在所述像素单元序列中所在的位置序号的奇偶对像素单元进行奇偶分类，若其排列序号为奇数，则为奇数像素单元，若其排列序号为偶数，则为偶数像素单元，若是偶数像素单元，则控制采样器采集左半边FBO纹理数据，若是奇数像素单元，则控制采样器采集右半边FBO纹理数据，由此就可以得到双分区信号；

在另一个可选的实施例中，可以根据具体的信号分区数目的多少来控制采样器采样的具体位置以及对应的采样时机，例如如果是三个分区，则可以根据像素单元的排列序号模3后得到数值才采样对应的FBO纹理数据，若模3后为0，则采样左三分之一的FBO纹理数据，若模3后为1，则采样中间三分之一的FBO纹理数据，若模3后为2，则采样右边三分之一的FBO纹理数据；

在另一个可选的实施例中，为了实现精确的采样，根据当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x确定其对应的像素单元起始点相对离屏缓存区FBO的偏移BaseOffset和其相对于其对应的像素单元的偏移BePixelOffset；

根据所述BaseOffset、所述BePixelOffset以及所述当前扫描的像素点坐标对应的像素单元的排列序号的奇偶确定当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x对应的映射纹理坐标；

根据所述映射纹理坐标采样对应的纹理数据；

在另一个可选的实施例中，若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为偶数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth,texCoords.y))；

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为奇数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth+0.5-2.0/TextureWidth,texCoords.y))；

式中，BaseOffset＝4.0*(floor(gl_FragCoord.x/4.0))*0.5；

BePixelOffset＝mod(gl_FragCoord.x,4.0)；

gl_FragColor是shader语言的内置变量，用于Fragment shader写fragmentcolor，通过上述等式，将gl_FragColor设置为等式右边的值相当于是写入了显存上对应的坐标的像素值，即上述的赋值过程用于写入映射纹理坐标对应的纹理数据；

samplerTexture表示纹理句柄，具体的是离屏渲染后的数据当作纹理绑定到该纹理句柄；

TextureWidth表示纹理宽度，texCoords.y表示归一化后的纹理数据的Y坐标值；

texture2D()是GPU shader语言的内置函数，该函数是采样函数，其是对某个纹理数据进行采样；

vec2()，是一个二维向量，即一个二维坐标(x,y),对应到左下角原点(0,0)，右上角坐标(1.0,1.0)的纹理数据范围，x,y的坐标取值范围[0,1]；

在实现上述方法以得到电视所需的双分区信号时，具体通过GPU shader来实现，通过GPU shader控制GPU片元着色器精确采样从而保证4k点对点显示，图4为采用普通数据采样方法得到的采样数据和采用本发明的采样方法得到的采样数据的对比图，其中，图4(a)为采用普通数据采样方法得到的采样数据示意图，图4(b)为本发明实施例的采用显示设备多分区数据的采样方法得到的采样数据示意图；

通过图4(a)和图4(b)的对比可知，通过普通数据采样方法得到的采样数据还需要再经过额外的双分区芯片处理才能得到电视所需的双分区信号，而采用本发明的多分区数据的采样方法采样后所采集到的数据是左右两边拼凑得到的点对点双分区数据，是电视所选的双分区信号的形式，不需要再经过双分区芯片的处理。

请参照图3，一种显示设备多分区数据的采样终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现上述各实施例的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种显示设备多分区数据的采样方法及终端，先将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区，在进行实际渲染时，以包含预设个数的像素点的像素单元作为单位对屏幕上的坐标进行排序，根据所述像素单元的预设特性从离屏缓存区采样对应的纹理数据，所述预设特性可以根据实际应用场景需要进行灵活选择，并通过当前扫描的像素点与离屏缓存区中的纹理数据之间的映射关系准确映射得到与当前扫描像素点对应的映射纹理坐标，实现灵活并且精确的采样，通过GPU shader实现电视所需双分区信号，控制GPU片元着色器精确采样保证4K点对点显示，使用系统自带的GPU通过软件实现得到电视所需的双分区信号，节省了一颗双分区处理芯片，降低了硬件成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种显示设备多分区数据的采样方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

S2、以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

S3、根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据。

2.根据权利要求1所述的一种显示设备多分区数据的采样方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

将当前渲染模式切换到离屏渲染模式，构建离屏缓存区，将待显示的图层合成到所述离屏缓存区，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

将当前渲染模式切换到普通渲染模式，并将离屏缓存区中的纹理数据绑定到采样器。

3.根据权利要求1或2所述的一种显示设备多分区数据的采样方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

以4个像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上的x轴坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

所述步骤S3包括：

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为偶数，则采样所述离屏缓存区中左半边的纹理数据；

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为奇数，则采样所述离屏缓存区中右半边的纹理数据。

4.根据权利要求3所述的一种显示设备多分区数据的采样方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x确定其对应的像素单元起始点相对离屏缓存区的偏移BaseOffset和其相对于其对应的像素单元的偏移BePixelOffset；

根据所述BaseOffset、所述BePixelOffset以及所述当前扫描的像素点坐标对应的像素单元的排列序号的奇偶确定当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x对应的映射纹理坐标；

根据所述映射纹理坐标采样对应的纹理数据。

5.根据权利要求4所述的一种显示设备多分区数据的采样方法，其特征在于，所述步骤S3中：

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为偶数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth,texCoords.y))；

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为奇数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth+0.5-2.0/TextureWidth,texCoords.y))；

式中，BaseOffset＝4.0*(floor(gl_FragCoord.x/4.0))*0.5；

BePixelOffset＝mod(gl_FragCoord.x,4.0)；

gl_FragColor是shader语言的内置变量，用于写入映射纹理坐标对应的纹理数据，samplerTexture表示纹理句柄，TextureWidth表示纹理宽度，texCoords.y表示归一化后的纹理数据的Y坐标值；

texture2D()是GPU shader语言的内置函数，该函数是采样函数，其是对某个纹理数据进行采样；

vec2()，是一个二维向量，即一个二维坐标(x,y)，对应到左下角原点(0.0,0.0)，右上角坐标(1.0,1.0)的纹理数据范围，x,y的坐标取值范围[0.0,1.0]。

6.一种显示设备多分区数据的采样终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、将待显示的图层进行离屏渲染，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

S2、以预设个数的像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上预设方向的坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

S3、根据所述像素单元序列中像素单元排列序号的预设特性从所述离屏缓存区中采样对应的纹理数据。

7.根据权利要求6所述的一种显示设备多分区数据的采样终端，其特征在于，所述步骤S1包括：

将当前渲染模式切换到离屏渲染模式，构建离屏缓存区，将待显示的图层合成到所述离屏缓存区，将渲染得到的纹理保存至离屏缓存区；

将当前渲染模式切换到普通渲染模式，并将离屏缓存区中的纹理数据绑定到采样器。

8.根据权利要求6或7所述的一种显示设备多分区数据的采样终端，其特征在于，所述步骤S2包括：

以4个像素点作为一像素单元将显示设备屏幕上的x轴坐标以所述像素单元为基本单位排序，得到像素单元序列；

所述步骤S3包括：

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为偶数，则采样所述离屏缓存区中左半边的纹理数据；

若所述像素单元在所述像素单元序列中的排列序号为奇数，则采样所述离屏缓存区中右半边的纹理数据。

9.根据权利要求8所述的一种显示设备多分区数据的采样终端，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x确定其对应的像素单元起始点相对离屏缓存区的偏移BaseOffset和其相对于其对应的像素单元的偏移BePixelOffset；

根据所述BaseOffset、所述BePixelOffset以及所述当前扫描的像素点坐标对应的像素单元的排列序号的奇偶确定当前扫描的像素点坐标gl_FragCoord.x对应的映射纹理坐标；

根据所述映射纹理坐标采样对应的纹理数据。

10.根据权利要求9所述的一种显示设备多分区数据的采样终端，其特征在于，所述步骤S3中：

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为偶数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth,texCoords.y))；

若当前扫描的像素点坐标对应的像素单元为奇数像素单元，则gl_FragColor＝texture2D(samplerTexture,vec2(BaseOffset*(1.0/TextureWidth)+BePixelOffset/TextureWidth+0.5-2.0/TextureWidth,texCoords.y))；

式中，BaseOffset＝4.0*(floor(gl_FragCoord.x/4.0))*0.5；

BePixelOffset＝mod(gl_FragCoord.x,4.0)；

gl_FragColor是shader语言的内置变量，用于写入映射纹理坐标对应的纹理数据，samplerTexture表示纹理句柄，TextureWidth表示纹理宽度，texCoords.y表示归一化后的纹理数据的Y坐标值；

texture2D()是GPU shader语言的内置函数，该函数是采样函数，其是对某个纹理数据进行采样；

vec2()，是一个二维向量，即一个二维坐标(x,y)，对应到左下角原点(0.0,0.0)，右上角坐标(1.0,1.0)的纹理数据范围，x,y的坐标取值范围[0.0,1.0]。

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