DVI & VGA

Spring til

Kommentarer

Introduktion

• DVI (Digital Video Interface) er en digital (og analog) tilslutningsform. For at bruge den digitale DVI kræver det, at både dit grafikkort har en DVI udgang og at din fladskærm har en DVI indgang.
• VGA (selve stikket hedder D-SUB) er den analoge forbindelse, som du altid har været vant til fra de gamle CRT (kasse) skærme.

Her ses henholdsvis et VGA og DVI-I stik:

En DVI forbindelse giver typisk et bedre billede da den overføres uden konvertering af signalet og uden støj udefra, hvilket den analoge VGA er let modtagelig overfor.

Teknisk tilgang

DVI kontra D-SUB kvaliteten varierer fra skærm til skærm, men der er nogle meget centrale punkter i det, som belyses herunder: DVI blev i sin tid udviklet til både at kunne håndtere analoge og digitale signaler og derfor kan du falde over forskellige DVI kabler:

DVI-A er til de analoge. DVI-D er til de digitale. DVI-I er en kombination af disse to i samme stik.

Mange grafikkort og skærme nu til dags kommer med DVI-I stik, hvilket giver dem mulighed for også at sende analoge signaler hvis det skulle blive nødvendigt af en eller anden årsag. Dog vælger nogle producenter kun at smide en DVI-D udgang på deres grafikkort af omkostningsmæssige grunde.

VGA opbygningen

I de gode gamle dage fandtes der kun analoge forbindelser mellem computer og skærm og standarden indenfor analog transmission mellem grafikkort og skærm kaldes VGA (Video Graphics Array). Grafikkortet behandler alle data digitalt hvorefter en DAC (Digital to Analog Converter) konverterer det parallelle digitale signal fra grafikprocessoren til et analogt signal, der herefter sendes fra VGA udgangen i grafikkortet til VGA indgangen i skærmen. Idet en CRT skærm alligevel er analog, var dette ikke noget problem før fladskærmene kom på markedet. En fladskærm behandler alle signaler digitalt, så derfor skal man i skærmen igen omdanne det indkomne analoge signal til et digitalt signal i en ADC (Analog to Digital Converter) hvorefter skærm-controlleren kan opdatere billedet på skærmen (se figuren herunder).

At konvertere et signal 2 gange for at opnå noget skærmen kan behandle er en oplagt kilde til støj og idet analoge signaler i forvejen er tilbøjelige til at opsamle støj fra f.eks. el-ledninger er dette altså en dårlig løsning på problemet. Der er nogle andre ulemper ved VGA tilslutninge i forbindelse med fladskærme, hvilke er opsummeret herunder:

• Forbindelsen kan let påvirkes af udefrakommende kilder og ligger kablet ved siden af et fjernsyn, højttalere, andre kabler etc. så kan de altså medvirke i artifacts, pixel jitter og lignende. Noget af det kvalitetestab, som kan ske ved analog skyldes fejlkonverteringer allerede når signalet forlader grafikkortet, men også når det modtages i den anden ende.
• Specielt vigtigt er det, at de ikke må løbe parallelt med et strømkabel eller være i kontakt med for meget metal. Et VGA kabel påvirkes nemlig let både af harmonisk forstyrrelse såvel som spontan.
• Signalet er ikke synkroniseret og der kan derfor forekomme ghosting, som er fænomenet hvor der nærmest forekommer en skygge ved siden af det oprindelige billede.
• Et typisk fænomen som også kan forekomme ved en analog forbindelse kaldes pixel jitter og forekommer når signalet ikke er fuldstændig synkroniseret fra grafikkortet til skærmen. Mere præcist når"clock" og"phase" ikke er 100 % synkroniseret. Det medfører at pixels kan optræde forkerte steder, som om de flyder rundt.

Der er stor forskel på kvaliteten af VGA kabler og hvis du har nogen liggende kan du evt. prøve at tage et kig. Flere af dem er langt tykkere end andre og det gør dem naturligvis mindre modtagelige overfor støj. Det kan heller ikke anbefales at bruge lange VGA kabler, da det let kan påvirke slutresultatet. En tommefingerregel er, at de helst ikke må være længere end 2 meter.

Her ses to VGA kabler, som i praksis giver forskellig billedkvalitet (det øverste giver bedst) og forskellen mellem to VGA kabler kan let være meget større.

DVI opbygningen

For at eleminere de forstyrrende mellemled med en DAC og ADC komponent, blev DVI 1.0 standarden indført i 1999. Her er benytter man ikke DAC'en på grafikkortet, men i stedet sendes dataene via en TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) transmitter, som omdanner det parallelle digitale signal til et serielt signal, der herefter sendes via DVI stikket på grafikkortet til en TMDS reciever i skærmen, hvor det igen omdannes til et parallelt signal (se figuren nedenunder).

Denne konvertering er nødvendig idet et serielt signal er mindre følsomt overfor støj end et parallelt - især over større afstande. De 24 bit som grafikkortet har produceret bliver således omdannet til 10 bit per farvekomponent (3x8 bit plus 2 bits per farve til styring signalet) og sendt med en hastighed af 1.65 GB/s ved en frekvens på 165 MHz - denne frekvens bliver vigtig senere.

Hvis man ønsker at sende data til et UXGA (1600x1200 punkter) signal ved 60 Hz har man brug for 115 MHz båndbredde, men for en CRT skærm er ca. 25% af alle data udgjort af noget der hedder"Blanking Data" som sørger for at slukke for elektronstrålen. Så selvom der reelt er båndbredde til rådighed ud over de 115 MHz så er de altså oprindeligt tiltænkt"Blanking Data" og derfor er DVI reelt set begrænset til at køre i 1600x1200 punkters opløsning. Hvis man derfor"dropper" disse data, kan man altså godt presse en fladskærm til at køre i højere opløsninger på DVI porten ved at benytte det der hedder"Reduced Blanking". Det er dog ikke noget man selv skal bekymre sig om, idet grafikkortet selv sørger for dette hvis det lader sig gøre. Det er dog her at der kan opstå støj på signalet, hvis citronen presses for hårdt. På det seneste er det blevet et virkeligt problem idet de nye 30" skærme har så høje opløsninger (2048x1536 punkter), at de simpelthen ikke kan drives af et enkelt DVI stik uanset om det kører med"reduced blanking" eller ej og derfor er mange producenter nu begyndt at implementere to TMDS transmittere i grafikprocessoren, således at båndbredden fordobles til 330 MHz - dette hedder Dual-Link og må på ingen måde forveksles med 2 DVI udgange!

Herunder opsummeres de essentielle karakteristika for DVI tilslutningen:

• Ingen konvertering af signalet. Når man bruger sin VGA udgang på grafikkortet og indgangen i skærmen, vil signalet blive konverteret til et analogt før det sendes ud gennem grafikkortet (grafikkortet behandler naturligvis sine informationer digitalt), derefter bliver det igen konverteret til digitalt når skærmen modtager det. Enhver DA og AD konvertering medfører mere eller mindre kvalitetstab.
• DVI-D autojusterer skærmen, så man slipper for flere forskellige indstillinger. Bemærk dog, at farveindstilling stadig er nødvendigy da lys fra rum til rum er forskelligt og oplevelsen af en skærm er subjektivt.
• DVI forbindelsen er dog ikke fuldstændig immun overfor forstyrrelser - for lange kabler eller for høje opløsninger er eksempler på scenarier, hvor der kan forekomme problemer.

Mange vil påstå at DVI hæmmer indstillingsmulighederne i OSD panelet på skærmen. Dette er ikke korrekt, men hænger dels sammen med autojustering af billedet, dels at DVI giver det billede, som er tiltænkt af grafikkortet. Hvis man ønsker at indstille yderligere kan man også vælge at gøre det direkte fra computeren ved at ændre værdier for grafikkortet.

Afsnittet er også tilføjet til sektionen monitor begreber her: http://www.flatpanels.dk/monitorbegreber.php#2