Schöne bunte Quantisierung dank kaputter Treiber

Ein wichtiger Teil des Spark-Konferenzsystems ist die Verwendung für Präsentationen. Dabei sollte laut Verkuil das RGB-Farbschema genutzt werden, da der für die Präsentation als Quelle genutzte Rechner ja ebenfalls RGB nutzt. Die Anzeige auf einem großen externen Gerät läuft so im Idealfall farbecht ab.

Jeder Farbkanal (Rot, Grün und Blau) nutzt bei dem üblichen True-Color-Modus 8 Bit, also 256 Abstufungen und damit zusammen rund 16,78 Millionen Farben. Die Quantisierung der Abstufungen in der Digitaltechnik kann die Zustände 0 - 255 nutzen (Full Range). Für die ältere Analogtechnik muss jedoch eine Toleranz gegen Spannungsspitzen einkalkuliert werden, sodass hier nur die Werte 16 - 235 genutzt werden (Limited Range).

Wird vom Endgerät aber fälschlich Full Range als Limited Range interpretiert, wechselt etwa die Farbdarstellung von einem leichten Grau hin zu Weiß. Bei Anwendungen mit Tabellenkalkulationen, die starken Gebrauch von dem Grau-Weiß-Kontrast machen, ist das dann ein extremer Nachteil.

Die Farbwahl der Geräte hängt aber auch von den eingesetzten Timings ab. Nach VESA-Standard wird die Full Range genutzt, die meisten HDMI-CE-Geräte nutzen für HD, Full-HD und 4K jedoch ausschließlich die Limited Range, obwohl es technisch dafür eigentlich keinen Grund gibt.

Im Prinzip sollten die Empfangsgeräte (Sink) eine Auswahl für die Farbkalibrierung unterstützen, sodass die Quelle - also der Laptop - die richtige Quantisierung signalisieren kann. Signalisiert werden kann der Wechsel über den AVI-Infoframe, und das Cisco-Team versucht, diese Funktion überall zu unterstützen.

Treiber machen alles kaputt

Diese schöne Theorie wird aber dadurch unterlaufen, dass die Grafiktreiber für Intel-GPUs, die in den meisten Laptops genutzt werden, auf Windows, MacOS und Linux unterschiedlich funktionieren.

Der Linux-Treiber arbeitet aus Sicht von Verkuil so wie vorgesehen. Der Windows-Treiber unterstützt standardmäßig RGB und auch nur Limited Range, die Quantisierung kann hier nicht ausgewählt werden. Der MacOS-Treiber unterstützt RGB dagegen nur im Full Range und Limited Range überhaupt nicht.

Die einzige Möglichkeit, das Decoding der Informationen auf der Gegenseite dann richtig und vor allem einheitlich vorzunehmen, ist laut Verkuil, sämtliche Clients per EDID auf YUV zu zwingen, wobei Apple auch hier nur Limited Range unterstützt.

Für Cisco mit seinem Spark-Gerät als Mittler ergibt sich so die Möglichkeit, zumindest die Eingabestreams zu vereinheitlichen. Bei der Ausgabe ist das wohl wesentlich schwieriger, da so gut wie kein Displayhersteller die Information zur genutzten Quantisierung in EDID hinterlegt.

Verschlimmert wird das nur noch durch die Controller in Adapter-Kabeln, die nur bestimmte Timings unterstützten, diese aber nicht per EDID bereitstellen, sodass ein der Treiber die Möglichkeiten einfach durchtesten muss, was Windows- und MacOS-Treiber aber nicht machen. Andere Adapter verändern die Informationen auch einfach oder versuchen gar, HDCP zu erzwingen, auch wenn die Gegenseite das nicht unterstützt, was die Übertragung dann vollständig verhindert.

Für Verkuil, sein Team und viele andere Anbieter bleibt die HDMI-Unterstützung damit eigentlich nur eine großes, in Software gegossenes Herumrätseln.