Bildschirm-Anschlüsse / Grafik- und Videoschnittstellen
Bildschirm-Anschlüsse, Grafik- oder Videoschnittstellen dienen dazu, auf Bildschirmen, Monitoren und Displays, Videos abzuspielen und Bilder darzustellen. Zur Übertragung der Bildinformationen werden Kabel verwendet, die mit den Steckverbindungen ausgestattet sind. Über diese Anschlüsse oder Schnittstellen werden ein Anzeigegerät und eine Bildquelle miteinander verbunden.
Moderne Monitore werden in der Regel über USB-C (mit Alternate Modes), DisplayPort oder HDMI angeschlossen. Diese beiden Schnittstellen können nicht nur Bild-, sondern auch Audiosignale übertragen. Der DVI-Anschluss wird zunehmend weniger genutzt, und einige Displays verfügen noch über analoge VGA-Anschlüsse. Beide können nur Bildsignale übertragen.
Aktuelle Video-Schnittstellen von Computersystemen
- VGA-Anschluss
- DVI - Digital Visual Interface
- HDMI - High Definition Multimedia Interface
- DisplayPort
- USB-C-Stecker
Weitere Video-Schnittstellen
- S-Video
- SCART
- LVDS - Low Voltage Differential Signaling
- TMDS - Transition Minimized Differential Signaling
- Component Video
- Composite Video
- MHL - Mobile High Definition Link
- UDI - Unified Display Interface
VGA - Video Graphics Array
Der VGA-Anschluss ist ein Standard für Grafikkarten und Monitore, der analoge Bildsignale überträgt. Er nutzt einen 15-poligen D-Sub-Stecker und war lange Zeit verbreitet, obwohl moderne Grafikkarten digitale Ausgänge wie HDMI und DisplayPort verwenden. VGA hat Einschränkungen bei der Bildqualität und maximalen Auflösungen.
DVI - Digital Visual Interface
DVI überträgt digitale Bildsignale von Computern zu Flachbildschirmen und bietet bessere Bildqualität als die analoge VGA-Schnittstelle. Der DVI-Stecker hat Pins für digitale Signale und analoge VGA-Signale.
HDMI - High Definition Multimedia Interface
HDMI ist eine digitale Schnittstelle zur Übertragung von hochauflösenden Audio- und Video-Daten und ersetzt das analoge SCART. HDMI ist abwärtskompatibel zu DVI, unterstützt jedoch keine Aufnahmegeräte und hat viele optionale Funktionen, weshalb nicht alle HDMI-Geräte alle HDMI-Funktionen unterstützen.
DisplayPort (DP)
DisplayPort ist eine Schnittstelle zur Übertragung von Audio- und Videosignalen, entwickelt von der VESA und führenden Unternehmen der Computerindustrie. Es ersetzt VGA und DVI und ist kompatibel mit HDMI.
Kompatibilität von VGA, DVI, HDMI und DisplayPort
Auch wenn VGA und DVI bestimmten Einschränkungen unterliegen, war den Entwicklern des DisplayPorts klar, dass es kaum möglich ist eine digitale Schnittstelle, ohne Kompatibilität zu anderen Schnittstellen, als industrieweiten Standard zu etablieren. Damit die Attraktivität des DisplayPorts voll zum Tragen kommt und ein Umschwenken von VGA, DVI und HDMI auf DisplayPort leichter ist, ist der DisplayPort elektrisch kompatibel zu den anderen Schnittstellen. Zum Anschluss von Geräten mit den Videoschnittstellen VGA, DVI oder HDMI. In der Regel reicht ein einfacher (fast) passiver Adapter.
Technisch wird das relativ einfach erreicht: Erkennt die Grafikkarte am DisplayPort-Ausgang ein Gerät mit einem DisplayPort-Eingang, dann werden die Signale im DisplayPort-Format gesendet. Wird auf dem Weg zum Endgerät ein Adapter zwischengeschaltet erkennt die Grafikkarte eine andere Schnittstelle. Zum Beispiel VGA, DVI oder HDMI. Intern erzeugt die Grafikkarte dann ein Signal im richtigen Format und schickt es an den DisplayPort-Ausgang. Der Adapter sorgt dafür, dass die Signale zu den richtigen Kontakten geleitet wird. Speziell bei HDMI hebt er die Spannungspegel auf die richtigen Werte an. Hierbei nutzt er die Spannung, die zusätzlich über das DisplayPort-Kabel übertragen wird.
DisplayPort vs. HDMI
Betrachtet man im IT-Umfeld Grafikkarten und Monitore, dann sind DisplayPort und HDMI als Video- und Grafik-Schnittstellen ungefähr gleich oft vertreten. Dabei fragt man sich, warum es zwei Anschlüsse gibt, und warum man sich nicht einfach mit HDMI begnügt, weil das von Fernsehern bekannt ist.
DisplayPort ist vor allem in der PC-Branche relevant, insbesondere im Gaming-Bereich und bei professionellen Anwendungen. HDMI dagegen ist vor allem im TV-Bereich und bei Low-Cost-Geräten dominierend. DisplayPort unterstützt höhere Auflösungen und höhere Bildwiederholfrequenzen. Technisch ist DisplayPort dem HDMI überlegen.
Viele Grafikkarten haben oft mehrere DisplayPort-Anschlüsse, während nur ein HDMI-Anschluss vorhanden ist. In Notebooks, Tablets und Smartphones wird DisplayPort über USB-C als Alternate Mode unterstützt, während nur bei Notebooks ein separater HDMI-Anschluss vorhanden ist. HDMI hat hauptsächlich in Low-Cost- und Consumer-Geräten die Oberhand. Hier ist es oft wichtig, dass das Notebook an einem Fernseher als Bildschirm anschließbar ist.
HDMI in Grafikkarten und Computern ist nur dann von Bedeutung, wenn man die Videoquelle an Fernsehern und Beamern anschließen muss.
Kompatibilität von Bildschirm-Anschlüssen
| Grafikkarten-Ausgang | Bildschirm-Eingang | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| VGA | HDMI | DisplayPort | DVI Single Link | DVI Dual Link | |
| VGA | Ja | Nein | Nein | Nein | Nein |
| HDMI | Ja, mit aktivem Adapter | Ja | Nein | Ja, mit passivem Adapter | Nein |
| DisplayPort | Ja, mit aktivem Adapter | Ja, mit aktivem Adapter | Ja | Ja, mit aktivem Adapter | Ja, mit aktivem Adapter |
| DVI Single Link | Ja, mit passivem Adapter (DVI-I) | Ja, mit passivem Adapter | Nein | Ja | Nein |
| DVI Dual Link | Ja, mit passivem Adapter (DVI-I) | Ja, mit passivem Adapter | Nein | Ja | Ja |
- HDMI und DVI (Single Link) sind sich sehr ähnlich, weshalb sich eine Verbindung oft mit einem passiven Adapter herstellen lässt.
- Laut Spezifikation versteht der DisplayPort auch HDMI-Signale. Doch nicht alle Grafikkarten unterstützen das. Zur Unterscheidung haben HDMI-fähige DisplayPorts die Bezeichnung DP++ oder Dual-mode DP.
- An einem HDMI-fähigen DisplayPort-Ausgang lassen sich häufig mit einem passiven Adapter HDMI- und DVI-Monitore betreiben. Aber, passive Adapter setzen nur die Pinbelegung von DisplayPort auf HDMI bzw. DVI um.
- Einen aktiven Adapter für DP auf HDMI benötigt man dann, wenn der DisplayPort-Ausgang keine HDMI-Signale ausgeben kann. Dann muss sich ein aktiver Adapter mit seiner integrierten Elektronik um die Anpassung der Pegel und Latenzen kümmern. Es findet dann eine Konvertierung der Signale statt.
Maximale Auflösungen im Vergleich
| Schnittstelle | Maximale Auflösung | Bildfrequenz | Sampling |
|---|---|---|---|
| VGA | 2.048 x 1.536 | 60 Hz | |
| DVI Single Link | 1.920 x 1.200 | 60 Hz | |
| DVI Dual Link | 2.560 x 1.600 | 60 Hz | |
| HDMI 1.3 | |||
| HDMI 1.4a | 3.840 x 2.160 (4K) | 30 Hz | |
| HDMI 2.0 | 3.840 x 2.160 (4K) | 60 Hz | |
| 7.680 x 4.320 (8K) | 24 Hz | 4:2:0 | |
| HDMI 2.1 | 3.840 x 2.160 (4K) | 120 Hz | |
| 7.680 x 4.320 (8K) | 60 Hz | ||
| 10.328 x 7.760 (10K) | |||
| DisplayPort 1.1 | 3.840 x 2.160 (4K) | 30 Hz | |
| DisplayPort 1.2 | 3.840 x 2.160 (4K) | 60 Hz | |
| DisplayPort 1.3 | 7.680 x 4.320 (8K) | 60 Hz | 4:2:0 |
| SuperMHL | 7.680 x 4.320 (8K) | 120 Hz | 4:2:0 |
Leitungslänge: VGA
Der analoge VGA-Anschluss wird immer noch verwendet, obwohl sich DVI, HDMI und DisplayPort als digitale Video- und Grafikschnittstellen durchgesetzt haben. Aber, alte Röhrenbildschirme, billige Flachbildschirme und Beamer werden immer noch über die alte VGA-Schnittstelle mit Bildsignalen gespeist.
Der große Vorteil von VGA. Bei geringen Auflösungen, z. B. 1.024 x 768 für Beamer-Projektionen, kann man mit einem sehr hochwertigen Kabel bis zu 15 m oder mehr überbrücken. Das geht mit DVI, HDMI und DisplayPort nicht ohne weiteres.
Allerdings muss man berücksichten, dass die
Bildqualität bei steigender Auflösung und längeren Kabeln immer schlechter wird.
Leitungslänge: DVI und HDMI
In der Regel sollte ein DVI- oder HDMI-Kabel nicht länger als 3 bis 5 Meter lang sein. Ist das Kabel geschirmt und von hochwertiger Bauweise sollte es bis ca. 7 Meter keine Probleme geben. Vorausgesetzt die Signalquelle gibt ein ausreichend starkes Signal raus. Darüber hinaus wird es kritisch.
Leitungslänge: DisplayPort
Auch beim DisplayPort kann man nicht von generellen Annahmen ausgehen. Auch hier ist eine Leitungslänge von 3 bis 5 Meter der Normalfall. Darüber hinaus variiert die mögliche Leitungslänge je nach Kabel und Signalquelle erheblich.
Fazit zur Leitungslänge
Über die maximale Leitungslänge von Kabeln für VGA, DVI, HDMI und DisplayPort lässt sich trefflich streiten. Die Erfahrungswerte können dabei sehr unterschiedlich sein. Es kommt dabei im Wesentlichen auf die Schirmung des Kabels an und wie stark die Signalquelle ist.
Es gibt durchaus Kabel bis 25 Meter zu kaufen. Beispielsweise für DVI und HDMI. Doch das bedeutet nicht, dass die Übertragung der Bildsignale über diese Strecke funktionieren muss. In der Regel kann man davon ausgehen, dass man ab 15 Meter zwingend einen zusätzlichen Verstärker innerhalb dieser Kabelstrecke braucht.
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