Авторские права © 2020-2021 Shenzhen CDTech Electronics LTD. Все права защищены. Карта сайта. Разработано iwonder.cn
Поворот вертикально растянутого ЖК-дисплея на 90° с помощью аппаратных средств означает, что драйвер дисплея или масштабирующий модуль (Realtek/MStar и т. д.) поворачивают пиксели внутри конвейера обработки изображения, вместо использования ресурсоемкого программного поворота. Переназначая координаты пикселей и регулируя синхронизацию T-CON для вертикальной развертки, вы получаете плавный вывод в портретном режиме, стабильное масштабирование пользовательского интерфейса и нулевую дополнительную нагрузку на ЦП.
Управление сверхширокоформатными ЖК-дисплеями в виде полос
Аппаратное вращение на 90 градусов использует контроллер дисплея или микросхему драйвера для поворота буфера кадров до того, как он достигнет ЖК-дисплея, поэтому панель, физически установленная в портретном режиме, отображает контент вертикально без постобработки графическим или центральным процессором. Во многих платах на базе Realtek/MStar это реализовано в виде встроенных блоков вращения на 90/270 градусов внутри конвейера масштабирования.
На практике контроллер получает буфер кадра альбомной ориентации (например, 1920×540), записывает его во внутреннюю память, а затем считывает его в повернутом порядке для передачи контроллеру синхронизации (T-CON). Это вращение происходит на частоте тактирования пикселей, а не на уровне операционной системы, поэтому оно не потребляет процессорное время и обеспечивает очень низкую задержку.
При разработке решения CDTech для вертикального ЖК-дисплея мы обычно указываем, является ли панель «встроенной в портретный режим» или «встроенной в альбомный режим с аппаратным поворотом», чтобы разработчики программного обеспечения знали, могут ли они проектировать пользовательский интерфейс в портретном режиме или полагаться на масштабирование для прозрачного поворота.
Аппаратное вращение полностью выполняется внутри контроллера дисплея или микросхемы драйвера, в то время как вращение на уровне ОС использует графический процессор/центральный процессор для рендеринга буфера кадров в повернутой системе координат или для поворота отрендеренного изображения программным способом. Ключевое различие на вертикально растянутом ЖК-дисплее заключается в том, где оплачивается стоимость вращения и как управляется синхронизация сканирования.
Вращение на уровне ОС:
Изменяет логические координаты, поэтому (x, y) в вашем приложении соответствует повернутому экранному пространству.
Может потребоваться более высокая пропускная способность графического процессора и буферы вне экрана.
Неправильная двойная буферизация может привести к разрывам изображения или задержкам.
Вращение оборудования:
С точки зрения графического процессора, эта функция поддерживает операционную систему в альбомной ориентации, одновременно отображая контент в портретной ориентации на панели.
Использует специальную логику поворота в масштабирующих устройствах Realtek/MStar (или аналогичных), с линейными буферами, оптимизированными для углов 90/270 градусов.
Позволяет поддерживать строгую синхронизацию синхронизации T-CON с микросхемами драйверов панели.
На заводских стендах в CDTech мы часто начинаем с включения аппаратного поворота экрана, чтобы Android или Windows могли оставаться в альбомном режиме по умолчанию, а затем решаем, следует ли в конечном продукте переложить ответственность за более гибкий дизайн пользовательского интерфейса на операционную систему.
Для вертикальных полосовых экранов следует использовать аппаратное вращение, поскольку это снимает нагрузку с ЦП/ГП, уменьшает пропускную способность памяти и позволяет контролировать синхронизацию на уровне микросхем драйверов панели. На маломощных ARM-процессорах, управляющих несколькими полосовыми дисплеями, эта разница может стать решающим фактором между плавной работой пользовательского интерфейса и выпадением кадров.
С инженерной точки зрения, вращение оборудования:
Экономит ресурсы графического процессора для рендеринга анимации и видео.
Упрощает настройку ОС, особенно на Android, где многие приложения по умолчанию используют альбомную или портретную ориентацию экрана.
Повышает детерминизм: T-CON видит строго синхронизированный, предварительно повернутый кадр с предсказуемым порядком сканирования.
Программное вращение по-прежнему полезно на ранних этапах отладки или для специальных макетов, но для круглосуточной рекламы и ценников на полках я наблюдал, как оно приводит к излишнему нагреву SoC, прерывистой прокрутке или непоследовательному назначению сенсорного экрана. Вертикальные панели от CDTech обычно по умолчанию используют аппаратное вращение именно по этой причине.
При повороте строк развертки на 90 градусов отображение координат кадрового буфера на координаты панели изменяется с горизонтальной развертки по строкам на вертикальную развертку по столбцам. Концептуально, пиксель (x, y) в исходном буфере альбомной ориентации становится (y, H−1−x) или (W−1−y, x) в зависимости от того, поворачиваете ли вы на 90 или на 270 градусов.
В стандартной горизонтальной панели управления:
T-CON сканирует построчно: строка 0, строка 1, строка 2…
Каждая строка передается слева направо в порядке пикселей.
После поворота на 90 градусов:
Фактически, «строка» для вывода на панель становится столбцом исходного буфера.
Контроллер считывает данные из одного столбца сверху вниз, затем переходит к следующему столбцу.
T-CON физически не поворачивается; вместо этого масштабирующий элемент изменяет порядок считывания таким образом, чтобы драйверы затвора и истока видели данные так, как если бы стекло было расположено вертикально. Именно поэтому синхронизация T-CON и отображение микросхемы драйвера должны калиброваться вместе, особенно на сверхшироких панелях CDTech, где цепочка затворов длинная и узкая.
Микросхемы Realtek и MStar реализуют вращение с помощью внутренних буферов строк и переназначения пикселей на основе памяти, которое можно настроить через регистры в их конвейере масштабирования. На практике вы задаете направление вращения (0/90/180/270) в микропрограмме, и микросхема автоматически переупорядочивает считывание пикселей на T-CON.
Внутри компании этот процесс обычно выглядит следующим образом:
Изображение, поступающее через HDMI/DP/MIPI, захватывается в буферную память кадра.
Механизм поворота считывает кадр в одном порядке (например, по столбцам), а записывает его в другом.
Повернутый буфер подает сигнал на интерфейс LVDS/eDP в направлении T-CON.
Регистры позволяют вам управлять следующими параметрами:
Угол и направление поворота (90 против 270 градусов).
Начальное смещение кадра и обрезка.
При необходимости, для учета механических ограничений, может потребоваться зеркальное отображение или переворачивание изображения.
По моему опыту работы с ЖК-панелями CDTech, платы на базе Realtek/MStar позволяют настраивать поворот экрана для каждого входа отдельно, поэтому HDMI1 может управлять панелью в альбомной ориентации, а HDMI2 — панелью в портретной ориентации с той же материнской платы, причем каждая панель имеет свою собственную ориентацию.
При переключении на вертикальную развертку необходимо проверить параметры T-CON, такие как начальное положение затвора, время строки и инверсные шаблоны, чтобы микросхемы драйверов панели получали пиксели в правильном порядке. Хотя само стекло физически не меняется, воспринимаемое направление развертки по всей области просмотра изменяется, поэтому временные параметры становятся критически важными.
Ключевые параметры T-CON включают в себя:
Суммарные значения по горизонтали и вертикали (HTOTAL/VTOTAL) после поворота.
Начальная линия управления драйвером затвора (синхронизация GOE) и полярность.
Направление смещения источника сигнала и схема инверсии (точечная, линейная или столбчатая инверсия).
Частота кадров и время отображения строки относительно RC-нагрузки панели.
На рабочем столе я часто замечаю такие незначительные проблемы, как легкое мерцание в верхней или нижней части портретной полосы, когда время обработки строки слишком велико или время начала гейта смещено на несколько тактов. В лаборатории CDTech мы используем щупы осциллографа на GOE/STV/CKV и сравниваем их с эталонными изображениями, чтобы убедиться, что вращение не привело к непреднамеренному смещению времени гейта.
Параметры управления синхронизацией изменяются главным образом в том, как вы интерпретируете HTOTAL и VTOTAL относительно длинного края панели, а также в том, как T-CON последовательности управляет драйверами затвора и источника. После поворота длинная ось полосы становится вертикальной, поэтому то, что раньше было горизонтальной длиной линии, фактически становится высотой кадра.
Концептуально:
Исходный ландшафт: HTOTAL ≈ ширина панели + крыльцо, VTOTAL ≈ высота панели + крыльцо.
Использование в портретном режиме с аппаратным поворотом: состояние стекла панели одинаковое, но эффективная «высота дисплея» меняется от ширины к высоте.
Механизм вращения контроллера отвечает за назначение кнопок, но вам все равно необходимо:
Убедитесь, что тактовая частота пикселя остается в пределах допустимых значений для новой эффективной длины строки.
Отрегулируйте ширину интервала синхронизации и порога синхронизации таким образом, чтобы драйверы затвора имели достаточно времени для стабилизации в начале и конце нового направления сканирования.
Необходимо повторно проверить электромагнитную совместимость и энергопотребление, поскольку изменение характеристик линии может повлиять на шумы, возникающие при одновременном переключении.
Файлы синхронизации CDTech для ЖК-мониторов обычно поставляются в парных вариантах: один предназначен для горизонтальной ориентации экрана, а другой настроен для вертикальной ориентации, поэтому интеграторы могут выбрать профиль, который наилучшим образом соответствует их ориентации при установке.
Основной компромисс заключается в выборе между абсолютной точностью пикселя и гибкостью компоновки. Аппаратное вращение гарантирует оптимальное управление пикселями, но может ограничивать восприятие дисплея операционной системой и инструментами пользовательского интерфейса, в то время как чистое масштабирование пользовательского интерфейса и программное вращение обеспечивают больший контроль над компоновкой за счет производительности и четкости.
При использовании аппаратного вращения:
Операционная система часто «полагает», что управляет горизонтально растянутой панелью.
Вне зависимости от конфигурации, UI-фреймворки могут не распознать необычное соотношение сторон.
При повороте координат может потребоваться калибровка сенсорного отображения.
С масштабированием пользовательского интерфейса и программным вращением:
Дизайнеры могут работать в системе координат, "истинно портретной".
Вы можете проще интегрировать несколько дисплеев с разной ориентацией.
Нагрузка на графический процессор и пропускная способность памяти могут возрасти, особенно при работе с анимированным контентом.
Во многих проектах CDTech по созданию цифровых вывесок мы в итоге получаем гибридное решение: аппаратное вращение используется для минимизации нагрузки на SoC и обеспечения целостности T-CON, а фреймворки пользовательского интерфейса настроены на более высоком уровне для обработки дисплея в портретном режиме при расчете компоновки.
Поворот и масштабирование на уровне операционной системы должны быть настроены таким образом, чтобы логические координаты и физические пиксели соответствовали аппаратному повороту изображения. Это означает, что необходимо сообщить операционной системе эффективную ширину и высоту дисплея, даже если базовый контроллер по-прежнему работает в альбомной ориентации.
В Windows:
Вы можете оставить разрешение монитора «альбомная ориентация», но установить ориентацию дисплея на «портретную».
Для некоторых материнских плат Realtek/MStar, которые уже позволяют поворачивать контент, можно оставить Windows в альбомном режиме и вместо этого настроить расположение приложений, избегая двойного поворота.
В Linux:
Используйте xrandr или в настройках композитора Wayland, чтобы устанавливать флаги поворота только тогда, когда аппаратный поворот не активен.
Для встраиваемых систем укажите правильную геометрию и ориентацию панели в драйвере DRM или драйвере кадрового буфера.
На Android:
Поставьте ro.sf.hwrotation и соответствующие свойства для соответствия вращению оборудования.
Выровняйте ориентацию пользовательского интерфейса системы и приложения по умолчанию в соответствии с физическим направлением просмотра.
Когда компания CDTech поставляет комплектную систему, мы указываем, повернута ли панель управления аппаратно или операционной системой, и предоставляем примеры конфигураций для всех трех основных семейств ОС, чтобы избежать путаницы.
Аппаратное вращение ЖК-дисплея по вертикали наиболее эффективно используется в этикетках на полках, цифровых информационных табло, мультимедийных системах лифтов и колонных дисплеях на приборных панелях, где панель должна быть установлена в высоком и узком положении. В этих приложениях сочетание сверхширокого соотношения сторон и портретной ориентации делает вращение без использования процессора особенно ценным.
Типичные случаи использования включают в себя:
Витрины на полках повернуты вертикально для размещения товарных столбцов.
Узкие тотемы, на которых отображаются ленты социальных сетей или компактные меню.
Промышленные приборные панели, где показания множества датчиков располагаются вертикально.
Компания CDTech поставляет широкий ассортимент ЖК-модулей и комплектов, специально оптимизированных для подобных сценариев, часто с предварительно настроенными платами Realtek/MStar, которые выводят изображения в портретном режиме с углом обзора 90/270 градусов непосредственно с входов HDMI или LVDS.
Решение должно приниматься совместно инженером по аппаратному обеспечению дисплея и системным/UX-архитектором, а не только разработчиками прошивки или приложений. Это влияет как на производительность, так и на пользовательский опыт, поэтому компромисс необходимо оценивать на системном уровне.
В обязанности обычно входят:
Инженер по аппаратному обеспечению/дисплеям: оценивает возможности T-CON, микросхемы драйвера, тактового генератора пикселей и механизма поворота; предлагает безопасные варианты аппаратного поворота.
Системный архитектор: учитывает производительность SoC, тепловой бюджет и будущую гибкость пользовательского интерфейса.
Ведущий специалист по UI/UX: оценивает, как будет работать портретная ориентация, шрифты и сенсорное управление на очень высокой барной стойке.
Исходя из моего опыта работы над проектами CDTech, мы обычно начинаем с первого предложения: учитывая стекло, микросхемы драйверов и контроллер, мы рекомендуем, является ли аппаратная ротация технически предпочтительнее, а затем совместно с командой разработчиков программного обеспечения заказчика интегрируем этот выбор в поведение операционной системы и приложений.
«На сверхтонких вертикальных полосах мы редко доверяем программному повороту для конечной продукции. Мы настраиваем масштабирующие устройства Realtek или MStar для вывода изображения в портретном режиме 90/270 градусов на T-CON, а затем проверяем временные параметры строк с помощью осциллографа. Только после прогрева в условиях полной яркости мы фиксируем настройку поворота и передаем команде разработчиков ОС фиксированную карту пикселей для проектирования».
Да, можно следовать повторяемому алгоритму, ориентированному на аппаратное обеспечение: начать с технической документации на панель, настроить поворот в микросхеме драйвера или масштабаторе, а затем выровнять ориентацию ОС и масштабирование пользовательского интерфейса. Этот процесс позволяет избежать перегрузки процессора и обеспечивает целостность синхронизации для вертикально растянутого ЖК-дисплея.
Практическая последовательность действий, которую я использую на верстаке:
Подтвердите синхронизацию панели и схему подключения микросхемы драйвера по данным CDTech или техническому описанию панели.
Включите возможность поворота на 90 или 270 градусов в прошивке платы Realtek/MStar.
Проверьте вывод с помощью тестовых шаблонов (сетка, текст, стрелки) в портретной ориентации.
Проверьте синхронизацию T-CON и сигналы затвора/источника с помощью осциллографа.
Отрегулируйте ориентацию дисплея операционной системы и, при необходимости, расположение элементов пользовательского интерфейса в соответствии с физическим креплением.
Для выявления скрытых проблем со временем воспроизведения или инверсией запустите тестовый видеоролик на несколько часов.
Как только этот цикл стабилизируется, панель инструментов будет вести себя как нативное устройство в портретном режиме, при этом аппаратное вращение будет выполнять основную работу, а операционная система будет рассматривать её как высокое, узкое полотно для размещения контента.
Для корректной реализации поворота на 90 градусов для вертикально растянутых ЖК-дисплеев необходимо рассматривать поворот как часть конвейера обработки изображений, а не как дополнительную задачу на уровне операционной системы. Начните с использования аппаратного поворота в чипах Realtek/MStar или аналогичных, а затем согласуйте синхронизацию T-CON и ориентацию ОС с этой основой.
Действенные рекомендации:
Для экономии ресурсов ЦП/ГП рекомендуется использовать аппаратное вращение на моноблочных дисплеях.
Тщательно сопоставьте координаты пикселей и убедитесь, что вращение не нарушает временные параметры T-CON или схемы инверсии.
Координируйте решения между командами, отвечающими за аппаратное обеспечение, системы и пользовательский интерфейс, чтобы улучшить как пользовательский опыт, так и производительность.
Сотрудничество с таким партнером по дисплеям, как CDTech, может предоставить предварительно настроенные профили вращения, снимки T-CON и примеры конфигурации ОС, что значительно сократит цикл интеграции.
Благодаря такому подходу, ориентированному в первую очередь на аппаратное обеспечение и учитывающему временные параметры, ваши вертикальные вывески, стеллажные дисплеи и приборные панели будут работать с меньшим нагревом, выглядеть эффектнее и оставаться более стабильными при длительной круглосуточной эксплуатации.
В1: Могу ли я просто механически повернуть панель, сохранив при этом неизменными параметры синхронизации?
Если панель симметрична и контроллер выполняет аппаратное вращение, то да. Но необходимо проверить синхронизацию T-CON и шаблоны инверсии, чтобы убедиться, что механическое вращение не вызывает проблем с отображением или мерцанием.
В2: Отличается ли вращение на 180 градусов от вращения на 90 градусов для T-CON?
Да. При повороте на 180 градусов направление сканирования остается тем же, а при повороте на 90 градусов оси меняются местами. Это делает поворот на 90/270 градусов более требовательным к механизму вращения и синхронизации T-CON.
Вопрос 3: Влияет ли аппаратное вращение на сопоставление кнопок сенсорной панели на вертикальных полосах?
Это возможно. Если координаты касания отображаются в невращенном пространстве, необходимо применить то же преобразование на 90/270 градусов в контроллере сенсорного экрана или слое ввода операционной системы, чтобы обеспечить выравнивание касания и дисплея.
Вопрос 4: Может ли одна плата одновременно управлять панелями в альбомной и портретной ориентации?
Многие материнские платы на базе Realtek/MStar это позволяют. Каждый входной или выходной канал может иметь свою собственную настройку поворота, поэтому одна материнская плата может управлять основным экраном в альбомной ориентации и панелью в портретной ориентации в качестве дополнительного дисплея.
В5: Как CDTech поддерживает вращение на 90 градусов в пользовательских проектах?
Компания CDTech предлагает модули ЖК-дисплеев в виде полос с подобранными платами контроллеров, предварительно настроенными профилями поворота оборудования и эталонными настройками ОС, а также проверенными в лаборатории файлами синхронизации и измерениями T-CON для обеспечения надежной работы в портретном режиме в полевых условиях.
Специальные формы и интеграция
Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности и Условиями использования.