VSync的起源

顯示屏上一幀畫面的顯示過(guò)程，是像素自上而下逐行掃描的過(guò)程，如果在上一幀的掃描還沒(méi)有結(jié)束的情況下，屏幕又開(kāi)始掃描下一幀的像素，那么就會(huì)出現(xiàn)如下圖中撕裂（tearing）的情況。

這個(gè)問(wèn)題最初是在PC上被重視和解決的，GPU廠商開(kāi)發(fā)出了一種防止屏幕被撕裂的技術(shù)方案，全稱Vertical Synchronization（中文名垂直同步，簡(jiǎn)稱VSync）。基本思路就是在屏幕刷新之前向外提供一個(gè)信號(hào)，主機(jī)端根據(jù)此信號(hào)選擇合適的策略完成畫面的刷新，避免數(shù)據(jù)刷新和屏幕掃描不匹配（撕裂）的情況發(fā)生。所以VSync信號(hào)也叫做TE信號(hào)或VBlank信號(hào)。

下圖展示了開(kāi)啟與關(guān)閉Vsync的狀態(tài)下，屏幕畫面的不同顯示情況。這里需要先說(shuō)明一下傳統(tǒng)的顯示架構(gòu)，主要有三部分組成，第一部分負(fù)責(zé)渲染，包含CPU，GPU及一些系統(tǒng)模塊；第二部分叫做幀緩沖，實(shí)質(zhì)上是一塊內(nèi)存塊，渲染完的數(shù)據(jù)會(huì)被保存在這塊內(nèi)存中；第三部分是屏幕，用來(lái)繪制幀緩沖上的數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)幀緩沖會(huì)有兩塊，一塊叫做backbuffer，用來(lái)寫入渲染數(shù)據(jù)，一塊叫做frontbuffer，用來(lái)把渲染數(shù)據(jù)送給屏幕。這兩塊buffer的狀態(tài)是不斷變化的，也就是說(shuō)當(dāng)backbuffer被寫入完數(shù)據(jù)等待顯示時(shí)，它就變成了frontbuffer，而當(dāng)frontbuffer的數(shù)據(jù)被顯示完畢之后，它就變成了backbuffer。

VSync off：

VSync on：

具體來(lái)說(shuō)，硬件視角中的VSync其實(shí)就是一個(gè)電平信號(hào)，Panel上有一個(gè)單獨(dú)的引腳，主機(jī)端需要有一個(gè)單獨(dú)的GPIO與之相連，獲取其信號(hào)變化；軟件視角中的VSync其實(shí)就是一個(gè)GPIO的中斷，一般是上升沿的中斷，軟件根據(jù)此中斷完成相應(yīng)的顯示邏輯。