Čo je HDMI, DVI, VGA a prečo jedno nahradiť druhým?

Čo je HDMI, DVI, VGA? – OBSAH

1. Analóg vs. digitál
2. VGA/D-Sub je stará dobrá analógová klasika
3. DVI je mostom medzi digitálnym a analógovým prenosom
4. Súčasnosť i budúcnosť patrí HDMI a DisplayPort
5. Prevod DVI, HDMI a DisplayPort na VGA vyžaduje redukciu

Analóg vs. digitál

Na začiatok si pripomeňme rozdiely medzi signálom analógovým a digitálnym.

• Analógový signál – jeho najdôležitejšou vlastnosťou, ktorou sa líši od signálu digitálneho, je jeho spojitosť. To že je analógový signál v čase definovaný spojito, znamená, že pokiaľ sa pozrieme na jeho krivku, uvidíme, ako je tvorená plynulou „vlnovkou“ s rôznou výškou. Na prepojenie a prenos analógového obrazu sa používa dnes už logicky zastarávajúci konektor VGA/D-Sub, na pripojenie starších video/audio zariadení sa používal aj konektor Scart. Najväčšou nevýhodou analógového signálu je jeho nízka odolnosť voči rušeniu a náchylnosť na degradáciu kvality pri prenose aj na krátke vzdialenosti.
• Digitálny signál – je tzv. diskrétny signál, ktorého hodnota sa nemení v čase spojito, ale skokovo. Tieto „skokové úrovne“ možno celkom ľahko binárne zaznamenať, a pretože sú definované len dvomi úrovňami (áno/nie), je možné ich jednoducho a bezstratovo prenášať, kopírovať či inak spracovávať. Prenos digitálneho signálu už je dnes možné považovať za štandard, konektorov je preto k dispozícii viac. Konkrétne ide o DisplayPort, HDMI a kombinovaný či digitálny DVI.

V prípade prevodu analógového signálu na digitálny dochádza k strate kvality, aj keď nie vždy znateľnej. Ako vyplýva z priloženého diagramu, analógový signál je tvorený spojitou krivkou, ktorá zaznamenáva všetky výkyvy a komplexný pohyb signálu. Naopak pokiaľ ide o digitál, ten pracuje iba s hodnotami 1 a 0. Pri analógovo-digitálnom prevode je potrebné do tejto binárnej sústavy všetky informácie previesť, čím stratíme kvalitu. Keby sme prevedený digitálny signál nakreslili, bude zhruba kopírovať ten analógový, len mu bude chýbať spojitosť – bude reprezentovaný buď bodmi alebo „schodíkmi“, ktoré budú reprezentovať jednotlivé hodnoty analógového signálu v čase.

VGA/D-Sub je stará dobrá analógová klasika

VGA port (skratka Video Graphic Array) a vyššie verzie SVGA s podporou vyššieho rozlíšenia, je najstarším typom grafického rozhrania (nezamieňať teda s pojmom VGA fotoaparát), ktorý sa používa pre dnes už pomerne zastarané fotoaparáty v mobilných telefónoch, s ktorým sa nepochybne stretol snáď každý používateľ počítača. Využíva konektor typu D-Sub, preto sa niekedy tieto dva názvy zamieňajú. Ide ešte o analógový, nie digitálny konektor. Využíva sa najmä v tých zariadeniach, pri ktorých nie je vyžadovaný prenos veľkého množstva obrazových dát – starších monitoroch či projektoroch.

Maximum, s ktorým si poradí, je rozlíšenie 2 048 x 1 536 pixelov pri obnovovacej frekvencii 85 Hz, avšak kvôli náchylnosti k rušeniu a degradácii signálu pri dlhších prenosoch sú tieto hodnoty skôr teoretické a v praxi takmer nedosiahnuteľné.

DVI je mostom medzi digitálnym a analógovým prenosom

Standard DVI sa prvýkrát objavil v roku 1999, v čase, keď VGA oslavovalo desiate narodeniny. Jeho veľkou výhodou je, že tvorí akýsi pomyselný most medzi analógovým a digitálnym prenosom, zvládne totiž oboje. Je široko kompatibilný, využíval sa pri celom rade zariadení, teraz je však jeho podpora pomaly ukončovaná. Niektoré typy DVI konektorov disponujú tzv. Dual linkom, čiže druhým dátovým spojom, ktorý umožňuje prenos obrazu vo vysokom rozlíšení. Možnosť prenášať digitálny aj analógový signál rozdeľuje DVI konektory na tri typy, ktoré sú celkom ľahko rozlíšiteľné podľa rozloženia pinov:

• DVI-A – prenáša iba analógový signál (analog-only).
• DVI-D – prenáša len digitálny signál (digital-only).
• DVI-I – prenáša oba typy signálu, analógový aj digitálny.

Ako rozoznať DVI-I a DVI-D

Rozdiel medzi čisto digitálnym DVI-D a digitálnym DVI-I s analógovými pinmi rozozná ľahko každý. Kým DVI-D má popri troch radoch pinov iba horizontálnu linku, DVI-I má na rovnakom mieste kríž a v každom jeho kvadrante dátový pin ako na obrázku nižšie:

Ako to teda je ak proti sebe v priamom strete postavíme oba analógové (resp. polo-analógové) konektory VGA a DVI. Výsledok stretu VGA vs. DVI sa jasne prikláňa

Súčasnosť i budúcnosť patrí HDMI a DisplayPort

DVI a HDMI sú technologicky podobné – fungujú na základe rovnakého protokolu a majú rovnaký počet žil v drôte. Na rozdiel od DVI sa ale HDMI neustále vyvíja a reaguje na technologické posuny – dochádza k neustálemu zvyšovaniu priepustnosti, a teda aj kvality prenášaného obrazu. V najnovších revíziách dokáže HDMI prenášať tiež zvuk, internet a rozlíšenie až 10K (zvláda len pomaly nastupujúca verzia 2.1). HDMI má len dve nevýhody: na jeho použitie musí byť zariadenie certifikované združením HDMI a chýba mu hardvérový zámok zabraňujúci nechcenému vytiahnutiu konektora.

V súčasnosti existujú štyri typy HDMI, rozdeľujú sa podľa toho, akú podobu má HDMI koncovka na:

• HDMI A – 19 pinl
• HDMI B – 29 pinov, dvojnásobná šírka pásma
• HDMI C-mini – menší, určený na prenosné zariadenia
• HDMI D-micro – určený na malé prenosné zariadenia

Ako sa ale zdá, tieto nevýhody HDMI sa snaží adresovať jeho najväčší konkurent – DisplayPort. Ten už tiež prešiel niekoľkými verziami vylepšujúcimi priepustnosť, a tá súčasná (1.3) dokáže prenášať obraz až v rozlíšení 8K pri frekvencii 30 Hz. Rovnako ako HDMI, ani DisplayPort nezabúda na prenos zvuku, a navyše je vybavený istiacim mechanizmom konektorov, ktorý je oveľa praktickejší ako ten, ktorým disponovali konektory VGA a DVI. A to najlepšie na koniec – použitie DisplayPort nevyžaduje žiadnu certifikáciu, čo výrazne napomáha jeho rozšíreniu. Veľkou výhodou je kompatibilita DiplayPort – 144 hz obnovovacia frekvencia monitorov. V prípade HDMI 144 Hz podporujú len niektoré.

Môžeme napísať otázku, či postaviť priamy stret HDMI vs. DisplayPort? Aj keď sa obe technológie tvária rivalsky, zatiaľ sa zdá, že budú mierumilovne koexistovať aj v budúcnosti. HDMI sa bude držať televízorov, zatiaľ čo DisplayPort sa trvalo usadí v kancelárskych aplikáciách.

Prevod DVI, HDMI a DisplayPort na VGA vyžaduje redukciu

A ako si poradiť, keď má grafická karta digitálny a monitor analógový vstup? Záleží od toho, čo konvertuje z čoho. Pokiaľ máte na grafickej karte DVI-I alebo DisplayPort, bude vám na pripojenie VGA na monitore stačiť bežná redukcia, pretože tieto dve technológie sú s analógovým prenosom kompatibilné.

Pokiaľ ale potrebujete pripojiť VGA na DVI-D alebo HDMI, čo sú technológie s analógom nekompatibilné, budete potrebovať aktívny konvertor. Tým môže byť napríklad PremiumCord DVI Converter -> VGA alebo AKASA HDMI – VGA.

Tak ako tak, pokiaľ postavíme VGA vs. HDMI či DisplayPort vs. DVI, digitálne technológie budú mať navrch. Želajú im výrobcovia monitorov aj grafických kariet. Na prenos dnes už veľmi obvyklých vysokých dátových tokov sú analógové technológie nedostatočné. Budúcnosť teda bude patriť HDMI a ešte o stupienok univerzálnejšiemu DisplayPortu.

Postupné upúšťanie od vstupu VGA/D-Sub zo strany výrobcov grafických kariet rozhodne neznamená to, že by sme zároveň s upgradom PC mali tiež hneď a bezodkladne investovať do nového monitora. V tomto článku sme sa bližšie pozreli na uvedené grafické rozhrania a tiež navrhli možnosti, akým spôsobom prepojiť staršie i novšie zariadenia.