Oppløysing til bry: HD, 2k, 4k, 8k, 10k

No som det var døkkfriggdag (fordi eg kan) i heile verda, nytta eg høvet til å kjøpe meg ei lang Display Port-leidning: 3 meter, godkjent for 8k-oppløysing på 60 hertz. No har eg sjølvsagt ingen 8k-skjerm, men eg har ein rimeleg rask Gigabyte M27Q. (Du kan sjå test av han hos Hardware Unboxed; han yter 1440p på 170 Hz.) Men kva tyder eigenleg 8k? Treng eg det? Og kor mykje betre er det enn 4k, 2k og full HD?

Oppløysingane

Me kan starte med det enklaste først: Kva dei ulike oppløysingane er. Me som hugsar DVD som noko nytt, har vore med på tida før full HD var standard. Den første DVD-spelaren eg hadde, var faktisk i PC-en min, og eg hugsar framleis opplevinga av å sjå The Matrix på Goldstar-skjermen min, medan onkel Einar såg på over skuldra og sa tante Elisabeth måtte kome og sjå det krystallklåre biletet. Men DVD var primært laga for analoge skjermar; med Blu-ray skulle me få full HD, og seinare også 4k-oppløysing. Som namnet tilseier, er det fire gongar høgare oppløysing enn full HD (som ein kan kalle 1k), sidan arealet veks med kvadratet av aukinga når veksten er geometrisk. Her er ein oversikt over dei standardiserte oppløysingane for fjernsyn:

Standardiserte oppløysingar for fjernsyn jamfør CTA‐861‐G

Medium	Vassrett	Loddrett	Punkt	DVD	HD	Full HD	2k	4k	8k	10k
DVD	720	480	345 600	1 x	3⁄8x	1⁄6x	3⁄32x	1⁄24x	1⁄96x	1⁄128x
HD ready	1280	720	921 600	2 2⁄3 x	1 x	4⁄9x	1⁄4x	1⁄9x	1⁄36x	1⁄48x
Full HD	1920	1080	2 073 600	6 x	2 1⁄4 x	1 x	9⁄16x	1⁄4x	1⁄16x	3⁄64x
2k	2560	1440	3 686 400	10 2⁄3 x	4 x	1 7⁄9 x	1 x	4⁄9x	1⁄9x	1⁄12x
4k UHDTV-1	3840	2160	8 294 400	24 x	9 x	4 x	2 1⁄4 x	1 x	1⁄4x	3⁄16x
8k UHDTV-2	7680	4320	33 177 600	96 x	36 x	16 x	9 x	4 x	1 x	3⁄x
10k	10240	4320	44 236 800	128 x	48 x	21 1⁄3 x	12 x	5 1⁄3"x	1 1⁄3 x	1 x

Skjermoppløysingar frå Wikimedia Commons. Samanlikning av skjermoppløysingar. Iso-piksel-konturen samsvarar med oppløysingar på 1, 2, 3, 4 og 5 millionar pikslar. Opphavleg lasta opp av brukar XXV på en.wikipedia. Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported-lisens.

Oppdaterings­frekvensar

Fre­kvens	Oppløysing
	Lægst	Høgst
50 Hz	720 × 576	10 240 × 4 320
60 Hz	640 × 480	10 240 × 4 320
100 Hz	720 × 576	10 240 × 4 320
120 Hz	720 × 480	10 240 × 4 320
200 Hz	720 × 576	1440 × 576
240 Hz	720 × 480	1440 × 480

Kva nytte har dette? Treng eg verkeleg ein 4k HDMI 2.1-kabel?

Det plagsomme svaret er «Det kjem an på.» Til vanleg fjernsynsbruk: Dersom kabelen er godkjend for ei gitt oppløysing i ein gitt frekvens, er det ikkje noko meir å tenkje på; det berre verkar. Me kan tenkje på det som ein travel busstopp. I staden for å seie kor ofte busshaldeplassen vert fylt opp i sekundet (som ikkje er så relevant i den verkelege verda), kan me heller seie i timen, så tenk deg at fjernsynssignalet sine 30 hertz (svingningar/oppdateringar per sekund) blir som om busshaldeplassen blir fylt opp 30 gongar i timen. Heldigvis er desse busspassasjerane tyske og har dermed god orden på ting, så det kjem aldri meir folk på busshaldeplassen enn kva det er plass til på bussen. Så me tenkjer oss at bussen, som kan ta 50 passasjerar, alltid vert heilt fylt opp. Om det skulle kome litt fleire passasjerar enn det, har busstasjonen eit venterom til dei (som tilsvarar videominnebufferen), og ved endestasjonen blir alle passasjerane skyssa rett i jobb.

Men kva gjer ein då om ein vil ha fleire til å jobbe samstundes? Den einaste måten å gjere det på, er å frakte fleire passajerar på ein gong. Så no sender busselskapet heller ein leddbuss, så dei kan ta 60, 70, 80 passasjerar på ein gong. Men på eit eller anna tidspunkt er det så mange som kjem samstundes, at det ikkje har nokon tyding for kor mykje arbeid ein greier å gjere samstundes (kor detaljert eit bilete man treng på skjermen), og den einaste rimelege forbetringa ein kan gjere da, er å sende bussane oftare. Så ein bestem seg for at ein vil ha ein ny arbeidsstokk kvart minutt i staden for kvart andre minutt (30→60 hertz). Det tyder at det no kjem ein leddbuss til stasjonen 60 gongar i timen. Kanskje dei enda ein gong doblar produksjonen, så no får dei ein buss inn kvart 30. sekund. Me må auke produksjonen! (Fleire bildar per sekund.) Men de kan me ikkje. Kvifor det? For me har ikkje store nok bussar til å få me oss fleire. Køyr på med toetasjes bussar. (Doble oppløysinga.)

Det er det same som skjer med ein videokabel. Viss du, som meg, spelar DOOM i 2k med rundt 130 bildar i sekundet, tyder de at skjermkortet ditt må flytte 3 686 400 pikslar til skjermen din 130 gongar i sekundet. Vil du opp til 4k, må du auke overføringskapasiteta med 2 1⁄4 berre for å greie å handtere pikselmengden. I tillegg til dette kjem fargedjupneinformasjonen (8-bits eller 10-bits informasjon for både raudt, grønt og blått) og det at alt dette skal skipast gjennom kabelen like mange gongar som spelet greier å klemme ut bilete. Det tyder at medan ein i full HD greide seg med 24-bits farge, altså 256 fargegradar kvar (8 bits gjev ein tala frå 0 til 255) på raudt, grønt og blått, så nyttar ein i 4k WCG-bilete 10 bits per farge, som firedoblar fargedjupna. Den niande biten gjev tala frå 256 til 511, og den tiande frå 512 til 1023, altså totalt 1024 siffer. 1024 ∕ 256 = 4. Vidare kan det vere verdt å vite at sRGB til PC-skjermar køyrer med 8-bits fargedjubne, er alle HDR-variantane 10-bits (ɔ: høvesvis 24- og 30-bits farge).) Slike HDR-bilete skal altså for kvar av dei 3 686 400 sende 1024 bitar med informasjon. Eit bilete må da bere med seg 3 686 400 × 30 = 3 774 873 600 bits = 471 859 200 bytes med informasjon.

HDMI 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.0 og 2.1

G står i elektronikk for desimal milliard (giga: 1000³), Gi for binær milliard (gibi: 1024³), b for bit og B for byte.

For å gjere det særs enkelt: HTMI 1 til 1.2 hadde ei bandbreidde på 4,95 Gb med data, 1.3 til 1.4 greide 10,2 Gb, 2.0 greide 18 Gb og 2.1 greier 48 Gb. Men av di kodinga av signalet også tek opp noko av bandbreidda, er reell overføringskapasitet 80 % fram til og med HDMI 2.0, og 88,8̅ % for HDMI 2.1; dermed får ein i staden ratene 3,96, 8,16, 14,4 og 42,6̅ Gb bandbreidde. Det tyder at viss du vil spele på TV-en din, har du nokre begrensningar å ta omsyn til:

i full HD (1080p)

er høgste oppdateringsfrekvens du kan få 60 hertz med HDMI 1.1;

i 2k (1440p) er det

30 Hz med HDMI 1.2,

60 Hz med 1.3,

120 Hz med 2.0 og

240 Hz med 2.1;

og for 4k (2160p)

30 Hz med 1.3,

60 Hz med 2.0 og

144 Hz med 2.1

eventuelt òg 240 Hz med DSC

Konklusjon

Så treng du eigenleg ein 8k 120-hertz-kabel? (Eigenleg burde vel den utsegna vere sett i feit type, med svære bokstavar og tjuefjorten utropsteikn etter.) Til å sjå på vanleg fjernsyn: nei. Ein vanleg HDMI 1.3-kabel greier å syne 4k i 30 hertz utan å gå på akkord med fargene. Skal du sjå på YouTube, er det nokså mykje som er lasta opp med 60 bilete per sekund no, og får å sjå dette i 4k, treng du ein HDMI 2.0-kabel. Skal du spele, gjeld andre krav, i alle høve om du koplar PC-en til TV-en; spelar du på konsoll, greier du deg fint med HDMI 2.0 til 4k-speling, for knapt nokon (om nokon i det heile) spel laga for konsoll, går over 60 bildar per sekund.

Oversikt over kva kablar som trengst til kva formål

Bruk	Oppløysing
	Hovudkjelde til desse dataa er engelsk Wikipedia sin artikkel om HDMI. Likevel, med å samanlikne kor mykje data som krevjast for å sende bilete og å justere dette med faktoren for frekvensen (altså 2x for 60 Hz, 4x for 120 Hz, 4,8x for 144 Hz og 8x for 240 Hz, skulle ein kunne få dei same resultata.
Full HD (1080p)	2k (1440p)	4k UHDTV-1
Fjernsynssjåing (≤30 Hz)	HDMI 1.0	[Ikkje aktuelt]	HDMI 1.3
YouTube, konsoll- og PC-speling (@60 Hz>	HDMI 1.0	HDMI 1.3	HDMI 2.0
PC-speling (@120 Hz>	HDMI 1.3	HDMI 2.0 eller 1.3 med redusert fargeinformasjon	HDMI 2.1 eller 2.0 med redusert fargeinformasjon
PC-speling (@144 Hz>	HDMI 1.3	HDMI 2.0 eller 1.3 med redusert fargeinformasjon	HDMI 2.1
PC-speling (@240 Hz>	HDMI 2.0 eller 1.3 med redusert fargeinformasjon	HDMI 2.1 eller 2.0 med redusert fargeinformasjon	HDMI 2.1 med Display Stream Compression

Enn DisplayPort?

DisplayPort er i utgangspunktet eit format kun for overføring av bilete, og er laga av ei rekkje dataelektronikkprodusentar og fronta av VESA: Video Electronics Standards Association. Standarden støttar RGB og fullfargevising (YCbCr). Dei same avgrensingane gjeld for DisplayPort som for HDMI: kabelen si kapasitet avgjer kor høg oppløysing og kor høg frekvens dei kan synast med. Det er for mykje å ta med ein tabell på dette her og no, men det kan vere at eg oppdaterar posten seinare med ein ytterlegare tabell.

Det er en tabell over det.

Hakkemeisteren