کابل HDMI 2.0 و پهنای باند بالاتر برای روزولوشن 4K

پورت HDMI 2.0 یکی از پورت‌های ویدیویی و صوتی است که حداکثر پهنای باند ۱۸ گیگابیت بر ثانیه دارد و علاوه بر انتقال محتوای ۴K با عمق رنگ ۸ بیت، می‌تواند ۴K با عمق رنگ ۸ بیت و  رفرش‌ریت ۶۰ هرتزی که خود به ۱۲ گیگابیت بر ثانیه پهنای باند نیاز دارد را منتقل کند. علاوه بر استریم ویدیو، استریم صدا و حتی سیگنال‌های کنترلی هم از طریق HDMI منتقل می‌شود.

برای استفاده از تمام پهنای باند این پورت جدید، به کابلی باکیفیت، اتصال به پورت مربوطه روی تلویزیون و کارت گرافیک و نه پورت‌های قدیمی‌تر HDMI 1.4 و …. و در نهایت تنظیمات درست و فرمور بروز نیاز داریم.

قبل از مطالعه‌ی توضیحات بیشتر، یادتان باشد که اگر مشکلی با HDMI 2.0 دارید، ممکن است راه حل آن به سادگی مقاله‌ی زیر باشد:

کابل HDMI 2.0 و پهنای باند بالاتر برای روزولوشن 4K.

با ۴K و رفرش ریت ۶۰ هرتز مشکل دارید؟ بایوس کارت گرافیک و فرم‌ور مشکل‌گشاست

وقتی رزولوشن ۴K باشد، پهنای باند بسیار بالایی برای انتقال سیگنال ویدیویی لازم است و از این رو ممکن است نمونه‌برداری کاملی صورت نگیرد. ۴K و رفرش ریت ۶۰ را قبلاً بررسی کردم و حالا به راه حل آن می‌پردازم.

پیش‌نیاز استفاده از ۴K بررسی پورت‌های موجود است

رزولوشن ۴K برای اصحاب طراحی گرافیک سوژه‌ی جالبی است. آنها شاید بدون یک کارت گرافیک فوق‌العاده سریع بتوانند رندرهای دو بعدی خود را با سرعتی مطلوب انجام دهند ولیکن بازی‌خورها و طراحان سه بعدی فقط به بهترین کارت گرافیک‌های موجود فکر می‌کنند چرا که می‌دانند رزولوشن ۴K حدود ۷ مگاپیکسل دقت دارد که ۳٫۵ برابر بیشتر از فول اچ‌دی فعلی است.

پیشتر در بررسی مشخصات دیسپلی‌پورت در خصوص پهنای باند نسخه‌ی ۱٫۳ این استاندارد صحبت کردم و مقایسه‌ای با HDMI داشتیم اما امروز یکی از وب‌سایت‌های تخصصی بررسی دیگری انجام داده که برای طراحان گرافیک، کسانی که ویدیو ویرایش می‌کنند و شاید عکاسان مفید باشد.

لوگوی دیسپلی‌پورت

دیسپلی پورت ۱٫۳ معرفی شد، بررسی مشخصات DisplayPort 1.3 و ویژگی‌های آن

نسخه ی ۱٫۳ استاندارد پورت دیسپلی‌پورت بالاخره معرفی شد. افزایش پهنای باند و پشتیبانی از رزولوشن‌های بالاتر دو ویژگی اصلی و در ادامه آن را به طور کامل بررسی می‌کنیم.

کارت گرافیک GTX 970 و GTX 980 هر دو دارای پورتی به نام HDMI 2.0 هستند. با این پورت می‌توان محتوای ۴K را با سرعت ۶۰ فریم بر ثانیه منتقل کرد.

وقتی نوع انتقال Lossless باشد و هیچ نوع فشرده‌سازی صورت نگیرد، پهنای باند بیشتری لازم است. همان‌طور که در مقاله‌ی مورد بحث گفته‌ام، اگر از فضای رنگ YUV با نمونه‌برداری ناقص کنیم، مقدار پهنای باندی که لازم است کاهش می‌یابد اما معمولاً رابطه‌ی کارت گرافیک و مانیتور یا تلویزیون از سه کانال رنگ قرمز، آبی و سبز یا همان فضای رنگ RGB استفاده می‌کند که بالاترین کیفیت ممکن را دارد.

پس محاسبه کنیم و ببینیم اولترا اچ‌دی با ۶۰ تصویر در ثانیه و سه کانال ۸ بیتی رنگ چه پهنای باندی نیاز دارد:

3840 x 2160 (pixels) x 60 (frames) x 3 (channels) x 8 (bits) = 11.94 Gbit/s

حدوداً ۱۲ گیگابیت در ثانیه. اگر یادتان باشد سرعت USB 3.0 فقط ۵ گیگابیت بر ثانیه بود و برای این رزولوشن کاربردی ندارد مگر آنکه چند پورت ترکیب شوند. البته نسخه‌ی ۳٫۱ آن وضعیت متفاوتی دارد و به این رقم نزدیک است.

USB 3.1 نوع C با سرعت بالاتر و ویژگی‌های جالب

در انتظار USB 3.1 نوع C با سرعت بالاتر، کابل دو طرفه و ویژگی‌های جالب باشید

نسل جدید USB یعنی USB 3.1 سرعت دو برابر دارد و دو انتهای کابل نوع C یکسان است. توان الکتریکی بالاتری را در هر دو جهت انتقال می‌دهد و خصوصیات جالبی دارد. در ادامه به بررسی بیشتر این پورت جدید می‌پردازیم.

همان مثال فوق را با سرعت کم یعنی ۳۰ فریم بر ثانیه بررسی کنید، به عدد ۵٫۹۷ گیگابیت بر ثانیه می‌رسیم که اگر کمی پایین‌تر بود، با HDMI 1.2 هم سازگاری پیدا می‌کرد.

پهنای باند مورد نیاز و سرعت پورت‌های مختلف

  • رزولوشن اولترا اچ‌دی با سرعت ۶۰ فریم در ثانیه (نمایشگر ۶۰ هرتزی): ۱۱٫۹۴ گیگابیت بر ثانیه
  • رزولوشن اولترا اچ‌دی با سرعت ۳۰ فریم در ثانیه (نمایشگر ۳۰ هرتزی): ۵٫۹۷ گیگابیت بر ثانیه
  • پهنای باند پورت HDMI 1.2: حداکثر ۴٫۹۵ گیگابیت بر ثانیه
  • پهنای باند پورت HDMI 1.4: حداکثر ۱۰٫۲ گیگابیت بر ثانیه
  • پهنای باند پورت HDMI 2.0: حداکثر ۱۸ گیگابیت بر ثانیه
  • پهنای باند پورت دیسپلی‌پورت ۱٫۲: برابر با ۱۷٫۲۸ گیگابیت بر ثانیه
  • پهنای باند پورت دیسپلی‌پورت ۱٫۳: حداکثر ۳۲٫۴ گیگابیت بر ثانیه

جدول زیر هم نکات جالبی را روشن می‌کند:

پورت DisplayPort را با دیگر پورت هایی ویدیویی مقایسه کنید

پورت DisplayPort را با دیگر پورت هایی ویدیویی مقایسه کنید

دقت کنید منظور از رنگ ۱۶ بیتی این است که دو کانال رنگ Cb و Cr روی هم رفته ۱۶ بیت رنگ را منتقل می‌کنند و کمیت سوم که Y است، روشنایی کلی تصویر را بیان می‌کند.

می‌بیتید که در معرفی HDMI ذکر شده که ۴K با سرعت ۲۴ فریم بر ثانیه و در مورد اولترا اچ‌دی که شبیه ۴K است اما رزولوشن کمی پایین‌تر دارد، سرعت ۳۰ فریم بر ثانیه ذکر شده است.

نتیجه‌گیری

روشن است که HDMI 2.0 تنها نسخه‌ی HDMI است که می‌تواند رزولوشن اولترا اچ‌دی را با سرعت ۶۰ فریم بر ثانیه منتقل کند.

دیسپلی پورت ۱٫۲ و ۱٫۳ مشکلی ندارد و حتی با نسخه‌ی ۱٫۳ می‌توان دو نمایشگر ۴K با فرکانس ۶۰ هرتز را تغذیه کرد.

نکته‌ی عجیب این است که کیفیت تصویر در نمایشگر ال‌جی مدل ۴۹ اینچی UB850V با HDMI 2.0 کمی پایین‌تر از دیسپلی‌پورت است. لذا این احتمال وجود دارد که حتی HDMI 2.0 هم ۴K را با سرعت ۶۰ هرتز و نمونه‌برداری کامل ۴:۴:۴ منتقل نکرده باشد.

در پایان باید به این مهم اشاره کرد این است که برخی نمایشگر‌های ۴K با استفاده از HDMI می‌توانند حالت ۶۰ هرتزی را پشتیبانی کنند اما نه با فضای رنگ RGB یا در واقع YCbCr با نمونه‌برداری ۴:۴:۴، لذا به صورت خودکار ممکن است به حالت ۴:۲:۰ که پنهای باند لازم را تقریباً یک دوم می‌کند.

توضیحاتی پیرامون نمونه‌برداری و روش و اثر آن

شاید کمی پیچیده باشد و در ابتدا متوجه نمونه‌برداری و مفهوم آن نشوید، لذا توصیه می‌کنم ابتدا به دانش‌نامه مراجعه کنید و ببینید منظور از فضای‌رنگ چیست و چطور پهنای باند محاسبه می‌شود:

RGB به صورت سه بعدی

دقت رنگ یا delta-E چیست و یک نمایشگر خوب چه dE دارد؟

 منظور از دقت رنگ که به صورت delta-E یا DeltaE یا به اختصار dE بیان می‌شود، اختلاف آنچه نمایشگر نشان می‌دهد با رنگ یا رنگ‌های ایده‌آل است. در ادامه پس از بررسی تعاریف مشخصه‌های یک نمایشگر خوب را بررسی می‌کنیم.

و حالا به تصویر زیر توجه کنید و توضیحات را دقیقاً مطالعه فرمایید:

مقایسه رزولوشن و میزان داده در فضای رنگ YUV420با YUV444 و RGB

مقایسه رزولوشن و میزان داده در فضای رنگ YUV420با YUV444 و RGB

در حالت وسط یعنی YUV422 برای هر یک از ۸ پیکسل، ۸ بیت روشنایی در نظر گرفته می‌شود. در مجموع ۴ رنگ برای ۸ پیکسل داریم که هر یک از ۴ رنگ به ۲ کمیت ۸ بیتی Cb و Cr نیاز دارند؛ یعنی ۸ کمیت ۸ بیتی برای ۴ رنگ. لذا مجموعاً ۸ به اضافه‌ی ۸ بسته‌ی ۸ بیتی لازم داریم و به عبارتی برای هر پیکسل به طول متوسط ۲ بسته‌ی ۸ بیتی نیاز است که معادل ۱۶ بیت می‌شود. لذا می‌گوییم YUV422 پهنای باند را دو سوم می‌کند. رزولوشن عمودی مثل حالت کامل یعنی YUV 4:4:4 است اما رزولوشن افقی نصف شده چرا که هر دو پیکسل افقی را با یک رنگ بیان کرده‌ایم که ممکن است روشنایی تنها تفاوتشان باشد.

YUV420 هم همان ۸ بسته‌ی ۸ بیتی برای روشنایی را نیاز دارد اما برای رنگ فقط ۴ بسته‌ی ۸ بیتی و در واقع ۲ رنگ لازم است. در مجموع ۱۲ بسته‌ی ۸ بیتی برای ۸ پیکسل داریم و به هر پیکسل ۱۲ بیت داده می‌رسد که ۲ برابر کمتر از حالت RGB کامل است.

در حالت ۴:۲:۰ رزولوشن اقی و عمودی رنگ‌ها نصف حالت ۲۴ بیتی کامل است. البته روشنایی همچنان رزولوشن کامل دارد ولی با توضیحاتی که دادیم روشن است که کیفیت رنگ پایین‌تر از RGB 24 bit است.

بازگشت به دانش‌نامه
1 vote, average: 5٫00 out of 51 vote, average: 5٫00 out of 51 vote, average: 5٫00 out of 51 vote, average: 5٫00 out of 51 vote, average: 5٫00 out of 5 (1 نظر، امتیاز: 5٫00 از 5)
برای نظر دادن ابتدا باید ثبت نام کنید.
Loading...
لينک کوتاه:

FacebookTwitterGoogle


دیدگاه بگذارید

اطلاع از
wpDiscuz

تبلیغات

تبلیغات

تبلیغات

×