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LCD显示异常分析——撕裂(tear effect)效应

2022-09-23 11:31 作者:信盈达  | 我要投稿

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LCD开机闪现花屏问题以前的文章中已经进行详细分析,接下来将对LCD撕裂(tear effect)效应问题进行详细分析,以及给出这类问题的常用解决方法。首先我们看一下撕裂效应的现象,贴一张动态图,让大家能直观的感受撕裂形成的过程:

从上面的动态图我们可以看到,在第二帧出现了新旧画面各显示一部分的现象,该现象即为撕裂效应,英文又叫tear effect。tear effect的根本原因是对GRAM的读、写速度不一致,导致在一帧之内,GRAM的读指针®与写指针(W)发生了重叠导致。


这个现象其实包含2个信息:

1、 W和R指针重叠了。 

2.、指针重叠后的画面在屏上静止不动保持了整整1帧的时间(60fps的话就是16.7ms),这个时间是足以被人眼察觉到的。

有经验的开发人员都知道,出现这类问题往往都是因为有个2倍关系没有调整好。何为“2倍关系”?即必须保证W:R > 1:2(这里的W、R都指的是速率),否则势必会出现撕裂的现象(如上面的W:R=1:3)。为什么是2倍?请看下图(W:R=1:2):

所以W:R=1:2是撕裂发生的临界值。

从上面的图中我们可以看到,对于W > R这中情况,确实也存在2倍关系。但是这种由于W > R而造成的撕裂现象一般是不可能发生的,因为大部分显示驱动都是等到TE信号到来时才开始刷图的,所以只要R指针还没有扫描完当前帧的画面,W指针是不可能立即去GRAM中刷画面“B”的,一定会等到画面“A”彻底显示完毕后才开始绘制,所以上面的图1、图2两种情况都不会发生。因此为了防止撕裂的发生,只需要保证W > 0.5* R (这里指速率)即可


前面分析的现象都是基于一个前提条件的,那就是:指针W和R都是基于同一个时间点、同一个GRAM起始位置开始扫描的,只要上面的2点有一个不满足,那么2倍关系就不成立了。

因为对于这类带GRAM的LCD ,驱动软件或LCD Controller硬件都会做成等待TE信号到来时才会开始刷图,所以对于第1点这里不做详细描述,只针对第2点进行讲解。在LCD的实际显示过程中,其实是有消隐区的(即Porch区域),而且一般屏厂会将TE信号默认放在内部DriverIC的VSYNC阶段送出,这就导致了指针W无法满足和R从同一GRAM起始位置开始扫描,具体过程如下图:

从上图我们可以看到,虽然W:R=2:3,满足W > 0.5* R的条件,但是由于它们不是从GRAM的同一起始位置开始扫描,所以仍然会出现W和R指针碰头的情况,最终导致撕裂的现象。那么对于上述这种情况,有什么方法可以解决吗?是时候召唤出TE Output Line了!


LCD DriverIC厂商还是很贴心的,为了解决上述问题,工程师们专门预留了一个TE Output Line寄存器,该寄存器的作用就是用来调节TE信号(又叫FMARK信号)的输出位置。默认情况下,该寄存器的值为0,即DriverIC内部刷新时的VSYNC期间。那么对于上述情况,我们只需要将TE Output Line的值设置为VSYNC+VBP的值即可。

注意:对于主控端,Vporch往往由VSYNC+VBP+VFP构成;对于LCD DriverIC厂商,他们定义的VBP其实往往是包含VSYNC的;如下图:

撕裂的本质:

1、 在1帧时间内,W和R重叠了。 

2、 撕裂的画面停留了1帧的时间,被人眼所觉察。


解决方法:

1、W > 0.5*R (这里指速率)。

2、开启TE同步信号。

3、调整TE Output Line。

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