VSync的起源

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

這個問題最初是在PC上被重視和解決的，GPU廠商開發出了一種防止屏幕被撕裂的技術方案，全稱Vertical Synchronization（中文名垂直同步，簡稱VSync）。基本思路就是在屏幕刷新之前向外提供一個信號，主機端根據此信號選擇合適的策略完成畫面的刷新，避免數據刷新和屏幕掃描不匹配（撕裂）的情況發生。所以VSync信號也叫做TE信號或VBlank信號。

下圖展示了開啟與關閉Vsync的狀態下，屏幕畫面的不同顯示情況。這里需要先說明一下傳統的顯示架構，主要有三部分組成，第一部分負責渲染，包含CPU，GPU及一些系統模塊；第二部分叫做幀緩沖，實質上是一塊內存塊，渲染完的數據會被保存在這塊內存中；第三部分是屏幕，用來繪制幀緩沖上的數據。一般來說幀緩沖會有兩塊，一塊叫做backbuffer，用來寫入渲染數據，一塊叫做frontbuffer，用來把渲染數據送給屏幕。這兩塊buffer的狀態是不斷變化的，也就是說當backbuffer被寫入完數據等待顯示時，它就變成了frontbuffer，而當frontbuffer的數據被顯示完畢之后，它就變成了backbuffer。

VSync off：

VSync on：

具體來說，硬件視角中的VSync其實就是一個電平信號，Panel上有一個單獨的引腳，主機端需要有一個單獨的GPIO與之相連，獲取其信號變化；軟件視角中的VSync其實就是一個GPIO的中斷，一般是上升沿的中斷，軟件根據此中斷完成相應的顯示邏輯。