4k 60

Was ist 4K?>Was ist 4K?

Das hochauflösende digitale Bildformat mit einer Gesamtauflösung von 4096 2160 Pixeln ist etwa vier Mal so groß wie Full HR. Welcher Zusatznutzen und welche Herausforderung stellt eine hohe Bildschirmauflösung dar? Gegenüber Full HDMI ist die Anzahl der Punkte um das Vierfache gestiegen. Mit den so erzielten 8.800.000 Pixeln wird eine noch bessere Bildschirmauflösung als mit der feinkörnigen und fotografischen Dispersion des Kleinbildfilmmaterials erzielt.

Hinsichtlich der Lösung kann zunächst einmal zusammengefasst werden: Die Seitenverhältnisse sind hier 16:9. Beide Standards "funktionieren" mit je 160 Zügen. Eine weitere wichtige Größe bei einer Bildauflösung von 4K ist die Erhöhung der Bildrate bzw. Bildrate. Neben der wesentlich höheren Anzahl von Pixeln kommt es auch durch die Bildrate zu mehr Datenanhäufungen.

Mit der höheren Bildrate lassen sich Bewegungsabläufe wesentlich besser darstellen. Bei einigen 4K-Anwendern scheint dieser Gesichtspunkt weitaus bedeutender zu sein als die hohe Pixelauflösung, da die Aufnahmen fließender und lebhafter sind. Der dritte relevante Punkt: 4 K liefert verschiedene Abtastfrequenzverhältnisse für die AD-Wandlung des Leuchtdichtesignals (mit 13,5 MHz) und der beiden Farbunterscheidungssignale (je 6,75 MHz) in ein digitales Teilesignal.

Dadurch ergibt sich auch eine wesentlich bessere Wiedergabequalität: 256 graustufige Bilder (28) können mit 8 Bits oder einer Farbpalette von 256 Farbtönen wiedergegeben werden. Mit der höheren Quantifizierung ergibt sich eine bessere Abbildungsqualität und ein breiteres Farbenspektrum. Für die Übermittlung eines 4k-Signals ist also eine physikalische Schicht erforderlich, deren Breite groß genug ist, um die Bildrate, die Farbintensität und die entsprechenden Abtastfrequenzverhältnisse bei der A/D-Wandlung zu bearbeiten.

Auffallend ist, dass die Bildwechselfrequenz 100 Hertz nicht vorhanden ist, aber in den Ausschüssen besprochen wird. In den Komitees wird auch ein stark vergrößerter Farbbereich erörtert ( "Erweiterter Farbraum", vgl. BT.2020). Neben dem vorgesehenen 10 oder 12 Bit großen Farbbereich führt die gesteigerte Framerate und hohe Bildauflösung bereits zu einem signifikant größeren Datenvolumen.

Ein Hindernis ist daher zur Zeit noch die problemlose Übermittlung von Datenströmen. Mit folgenden Faktoren: Referenztaktsignal Bittiefe + (2 Byte (8b/10b ANSI-Mapping) 3 (RGB) kann dann die erforderliche Übertragungsrate für 4K-Signale berechnet werden: und bei 8 Byte 60 Hertz 16. 701GB/s.

Die Norm für die Datenübertragung über das Internet hat bereits im Jahr 2009 eine maximale Übertragungsrate von 4.096 2.160 bzw. 3.840 2.160 Pixel bei einer Bildrate von 30 Hertz mit einem Referenztaktsignal von 340MHz und einer maximalen Datenübertragungsrate von 10,2 GB/s versprochen. Würde man jedoch eine Bildrate von 60 Hertz verwenden, wären bereits 556,7 Megahertz (s. o.) erforderlich.

Damit reicht für 4K und Bildwiederholraten bis 24/30 Hertz und einen 8-Bit-Farbraum. Das Gerät verfügt bereits über eine Übertragungsrate von bis zu 18 GB/s und ermöglicht eine 4K- und UHD-1-Auflösung bei Bildwiederholraten von bis zu 50/60 Hertz entsprechend der Spezifikationen. Benötigt man jedoch eine Farbtiefe von 10 Bit bei einer Bildrate von 60 statt 8 Bit, so erhöht sich das Datenvolumen von 16,7 GB/s auf 20,4GB/s.

Bei einer Bildrate von 30 Hertz und 8 Bits Farbtiefe werden nur 8,35 GB/s benötigt. Damit dient 4K mit p24, p30, p60 und 8 Bits. Der von der VESA Standardisierungsvereinigung VESA Video Electronics Standards Association standardisierte Verbindungsstandard DISPLIPORT ermöglicht nun in der Variante 1.2 eine Übertragungsrate von maximal 21,6 GB/s, die über vier Linien mit je 5,4 GB/s erfolgt.

Im Display-Port sind ebenfalls 20% Overhead-Kapazität mit 8-bit/10-bit ANSI-Mapping vorhanden. Für die Übermittlung der Anzeigedaten verbleiben 17,28GB/s. AnzeigePort 2 ist daher ausreichend für die Verarbeitung von 4K/60p mit 10 Bits. VESA hat im Herbsten 2014 die Publikation des Standard DisplaysPort 1.3 angekündigt. Die aktuelle Variante erweitert die Bandbreiten auf bis zu 32,4GB/s.

An jeder der vier Zeilen sind dann 8,1 GB/s möglich. Nach Abzug der zum Lesen erforderlichen Werte, d.h. eines Overheads von 20%, ergibt sich eine Speicherkapazität von 25,93 GB/s für nicht kompr. Bei der Verwendung von AnzeigePort 1.3 sollten zwei 4K UHD Monitore mit einer Auflösung von je 3.840 2.160 über eine einzelne Leitung unter Beachtung von VESA Parametern (z.B. Coordinated Video Timing) gesteuert werden können.

MonitorPort 1.3 unterstützt die Videokonvertierung nach VGA, DVI und HDCP 2.2 und HDCP2. In Verbindung mit AnzeigePort 1.3 soll der neue Verbindungs-/Leitungsstandard High Bit Rate 3 (HBR3) vorgestellt werden. Konformitätstests sind bis zur Jahresmitte 2015 bekannt gegeben worden - marktreife Geräte erst ab 2016 Allerdings sollte man berücksichtigen, dass nur die ersten erschwinglichen Chipsets für AnzeigePort 1.2 auf den Markt kommen werden.