HDMI 1.4: Mit Nvidia-Treiber zu 4k/UHD bei 60 Hertz: Stein der Weisen oder Trick 17?
Die aktuellen Geforce-Treiber erlauben es, 4k/UHD-Material mit voller Auflösung und 60 Hertz trotz HDMI 1.4 an den Monitor zu schicken. Geht nicht? Geht doch, ist aber ein Kompromiss. Wenn man den eingehen will, hat man bei Nvidia die Option dazu. Die Kalifornier lösen das Problem, indem sie Bandbreite bei der Farbe sparen.
Mit HDMI 1.4 ist bei Auflösungen in 4k/UHD keine Bildwiederholrate von 60 Hertz möglich. So steht es in den Spezifikationen und der Standard gibt auch nicht mehr her, da ihm schlichtweg die Bandbreite fehlt. Erst HDMI 2.0 wird dieses Problem sauber lösen, doch noch sind bei den meisten Geräten 1.4-Anschlüsse verbaut. Nvidia hat es nun Berichten zufolge aber geschafft, mit dem Treiber Geforce 340.43 Beta diese Beschränkung auszuhebeln. Wie geht das, wo es doch an Bandbreite fehlt?
Den Kaliforniern war das Thema nicht einmal wichtig genug, um groß dafür in Changelogs zu werben. Es funktioniert aber grundsätzlich. Mit Nvidia-Karten und HDMI-1.4-Anschlüssen lassen sich 4k/UHD-Displays an ausgewählten Geräten in voller Auflösung und 60 Hertz fahren. Dazu braucht es eine Kepler-GPU und einen Kniff. Da die physische Grenze der Bandbreite wie physikalische Gesetze nicht einfach überwunden werden kann, wendet man softwareseitig sogenanntes Chroma-Subsampling an. Basiswissen über die auf Deutsch Farbunterabtastung genannte Technik kann man sich auf Wikipedia aneignen.
Wichtig ist der Punkt 2.3, denn hier wird das Schema 4:2:0 erläutert, welches Nvidia und eben auch der eine oder andere Monitor/Fernseher verwenden kann (üblich ist 4:4:4). Wir zitieren: "Das Format 4:2:0 wird bei digitalen Bildern im Standard JPEG oder digitalen Videomaterial im Standard MPEG verwendet und weist in beiden Raumrichtungen eine identische Abtastung auf. Dabei kommen, leicht versetzte Abtastpunkte des Farbsignals vor: Bei JPEG wird zentrisch abgetastet, bei MPEG in gleicher vertikaler Ausrichtung wie das Helligkeitssignal." In beiden Fällen ist es das Ziel, Daten zu reduzieren (und damit letztlich Bandbreite/Volumen zu sparen). Das Gleiche geschieht auch bei Nvidia. Die gesparte Bandbreite bei der Farbinformation (3/4 zu 4:4:4) verwendet man dann, um eine 60-Hertz-Wiedergabe zu ermöglichen. Da 4:2:0 aber nicht in den HDMI-Standards verankert ist, geht das nur mit Geräten, die dieses Chroma-Subsampling unterstützen (insbesondere bei Fernsehern).
Allerdings hat die Maßnahme, wie alle Kompromisse, eine Schattenseite: Artefakte. Die können unterschiedlich stark ausfallen, wie man es auch von der JPEG-Komprimierung kennt. Es muss aber nicht zwingend ein Nachteil entstehen. Gut zu vergleichen ist das beim Downsampling mittels Nvidia-Treiber, der jenseits von 1600p ebenfalls 4:2:0 anwendet. Bei bewegtem Bild aus einem Spiel oder einem Film kann man möglicherweise mit der verlorenen Farbinformation leben, einen Kompromiss muss man eben immer eingehen. Manchmal liegt das Ausgangsmaterial gar nur in 4:2:0 vor. Nicht eignen wird sich die Maßnahme aber im regulären Desktopbetrieb mit Standbildern, wo das Bild dann qualitativ zu deutlich verliert. Wer keine Kompromisse eingehen will, dem bleibt nur das Warten auf den Standard HDMI 2.0 mit passenden Geräten oder man sucht sich Equipment, das Displayport 1.2 unterstützt.
Quelle: Anandtech
MfG,
Raff
Hi Raff,
in dem Video sagst du, ihr hättet "mit Downsampling" 50Hz in UHD erreicht. Das kann ja aber offenbar mit HDMI 1.4 nicht stimmen. Kannst du dazu bitte was sagen, insb. welche Art von Downsampling ihr eingesetzt habt?
Grundsätzlich habt ihr drei Möglichkeiten, "Downsampling" einzusetzen, bzw. den Begriff zu interpretieren
1) das Bild in höherer Auflösung als der native-Auflösung erstellen, es in dieser höheren Auflösung an den Monitor zu schicken, und dann vom Monitor runterrechnen zu lassen. Diese Variante werdet ihr aber sicherlich nicht meinen, denn das hieße, das Bild in deutlich HÖHERER Auflösung als UHD zu erzeugen+übertragen...d.h. die Bandbreite würde noch ERHÖHT, nicht verringert.
2) das Bild in höherer Auflösung als der native-Auflösung erstellen, es von der GraKa auf UHD runterrechnen zu lassen, und dann UHD zum Monitor schicken. Das ändert aber dann nichts an der erforderlichen 60Hz-UHD-Bandbreite, die mit HDMI 1.4 nicht geht.
3) das Bild in UHD-Auflösung erstellen , aber dann von der Grafikkarte downsamplen und nur 1080p o.ä. zu übertragen. Das verringert natürlich die Bandbreite (und erlaubt daher >30Hz) - aber natürlich ist die Anzeige aufgrund der geringeren Auflösung dann unscharf (sprich, für eine textintensive Anwendung nutzlos).
Ansonsten ist es eben NICHT möglich, bei voller Farbtiefe ein UHD-Signal per HDMI 1.4 (oder gar Dual-Link DVI) mit 60Hz zu übertragen, das geht nur mit HDMI 2.0, mit DP 1.2, oder eben durch Reduktion der Farbtiefe auf 4:2:0.
Wie genau habt ihr also die erwähnten 50Hz erreicht?
Vielen Dank,
Wolfram
MfG,
Raff
Ich nicht, aber das ist wohl Euer Versäumnis, denn ich habe die letzten Jahre über so ziemlich jeden Eurer Artikel zum Thema Downsampling gelesen, und noch nie etwas davon gehört dass es dabei zu Chr.-Subsampling kommt.
Ich nutze meist 2880x1800 auf meinem Asus VW-266h (nativ 1920x1200).
Allerdings sind mir kompressions-ähnliche Artefakte dabei noch nie aufgefallen, auch nicht auf dem Desktop.
Wo gibts denn nähere Infos dazu? Wo kann man genauer nachlesen, wann/wie das beim Downsampling zum Einsatz kommt?
Ein gesonderter Artikel dazu wäre sicher sehr gut.
PS
Jedenfalls kotzt mich diese künstliche Bandbreiten-Limitierung, die nur dazu dient dass der User alle Nase lang die komplette Gerätekette (BR-Player, Fernseher/Monitor, Grafikkarten, AV-Receiver, Projektoren usw.) neu kaufen muss, langsam ziemlich an.
Das war mit der ganzen HDMI 1.3 Verisionitis auch so, Beispiel: 3D mit 60 Bildern pro Auge war auch nur in 720p möglich, für mehr reichte die Bandbreite nicht.
Jetzt reicht sie nicht für 60fps in UHD.
Mich würds gar nicht wundern wenn beim HDMI 2.0-Standard 3D in UHD auch wieder nur mit max. 30fps pro Auge laufen würde...
Man könnte die Bandbreite natürlich einfach von vornherein zukunftssicherer auslegen, das würde auch nicht mehr Materialkosten verursachen, aber dann könnte man ja auch nicht immer wieder neue Geräte verkaufen, siehe oben...