LCD顯示異常分析——撕裂(tear effect)【轉】
轉自:LCD顯示異常分析——撕裂(tear effect)
概述
在上一篇《LCD顯示異常分析——開機閃現花屏》中，我們一起分析了開機花屏的問題，在這一篇中，我將對LCD撕裂(tear effect)問題進行詳細分析，以及給出這類問題的常用解決方法。
本文適用範圍：
- 對象：LCD驅動調試人員
- 硬件：帶GRAM的LCD （如SPI/MCU/DSI CMD屏）
- 軟件：所有嵌入式操作系統
現象
首先貼一張動態圖，讓大家能直觀的感受撕裂形成的過程：
分析
從上面的動態圖我們可以看到，在第二幀出現了新舊畫面各顯示一部分的現象，該現象即為撕裂，英文又叫tear effect。tear effect的根本原因是對GRAM的讀、寫速度不一致，導致在一幀之內，GRAM的讀指針(R)與寫指針(W)發生了重疊導致。
這個現象其實包含2個信息：
- W和R指針重疊了
- 指針重疊後的畫面在屏上靜止不動保持了整整1幀的時間（60fps的話就是16.7ms），這個時間是足以被人眼察覺到的
有經驗的開發人員都知道，出現這類問題往往都是因為有個2倍關系沒有調整好。何為“2倍關系”？即必須保證W:R > 1:2（這裏的W、R都指的是速率），否則勢必會出現撕裂的現象（如上面的W:R=1:3）。
理想情況
為什麽是2倍？請看下圖（W:R=1:2）：
因為W < R，所以R指針跑在前面，因此讀出來的數據都是舊數據，屏幕第1幀顯示的還是上一幀的圖像，直到第2幀才將GRAM中的圖像完整的顯示出來。如果R再稍微快那麽一點，那麽在第2幀R指針就又會趕上W指針，這樣就會再次出現tear effect現象。所以W:R=1:2是撕裂發生的臨界值。
同理，那如果對於W > R的情況，是否也存在這個2倍關系？
回答這個問題前，我們先來看看下面這兩幅圖：
圖1 （W:R=3:1）
圖2 （W:R=2:1）
從上面的圖中我們可以看到，對於W > R這中情況，確實也存在2倍關系。但是這種由於W > R而造成的撕裂現象一般是不可能發生的，因為大部分顯示驅動都是等到TE信號到來時才開始刷圖的，所以只要R指針還沒有掃描完當前幀的畫面，W指針是不可能立即去GRAM中刷畫面“B”的，一定會等到畫面“A”徹底顯示完畢後才開始繪制，所以上面的圖1、圖2兩種情況都不會發生。
因此為了防止撕裂的發生，只需要保證W > R/2 (這裏指速率)即可。
實際情況
前面分析的現象都是基於一個前提條件的，那就是：
指針W和R都是基於同一個時間點、同一個GRAM起始位置開始掃描的
只要上面的2點有一個不滿足，那麽2倍關系就不成立了。
因為對於這類帶GRAM的LCD ，驅動軟件或LCD Controller硬件都會做成等待TE信號到來時才會開始刷圖，所以對於第1點這裏不做詳細描述，只針對第2點進行講解。在LCD的實際顯示過程中，其實是有消隱區的(即Porch區域)，而且一般屏廠會將TE信號默認放在內部DriverIC的VSYNC階段送出，這就導致了指針W無法滿足和R從同一GRAM起始位置開始掃描，具體過程如下圖：
從上圖我們可以看到，雖然W:R=2:3，滿足W > R/2的條件，但是由於它們不是從GRAM的同一起始位置開始掃描，所以仍然會出現W和R指針碰頭的情況，最終導致撕裂的現象。
那麽對於上述這種情況，有什麽方法可以解決嗎？是時候召喚出TE Output Line了！
TE Output Line
LCD DriverIC廠商還是很貼心的，為了解決上述問題，工程師們專門預留了一個TE Output Line寄存器，該寄存器的作用就是用來調節TE信號（又叫FMARK信號）的輸出位置。默認情況下，該寄存器的值為0，即DriverIC內部刷新時的VSYNC期間。那麽對於上述情況，我們只需要將TE Output Line的值設置為VSYNC+VBP的值即可。
- 對於主控端，Vporch往往由VSYNC+VBP+VFP構成；
- 對於LCD DriverIC廠商，他們定義的VBP其實往往是包含VSYNC的；
如下圖：
結論
撕裂的本質：
- 在1幀時間內，W和R重疊了
- 撕裂的畫面停留了1幀的時間，被人眼所覺察
解決方法：
- W > R/2 （這裏指速率）
- 開啟TE同步信號
- 調整TE Output Line
LCD顯示異常分析——撕裂(tear effect)【轉】