Videostandards: Wie das Bild auf den Schirm kommt

Was ist der Unterschied zwischen Displayport und HDMI? In einer kleinen Geschichtsstunde erklären wir, wie Bilddaten zum Monitor kommen.

Artikel von Johannes Hiltscher veröffentlicht am
Von der Urzeit bis zum Weltraumzeitalter: Videostandards haben eine lange, oft evolutionäre Entwicklung hinter sich.
Von der Urzeit bis zum Weltraumzeitalter: Videostandards haben eine lange, oft evolutionäre Entwicklung hinter sich. (Bild: Johannes Hiltscher/Golem.de)

Wer heute einen Bildschirm anschließt - egal ob Fernseher oder Computermonitor - tut dies mittels HDMI oder Displayport. Ältere Verbindungen wie DVI oder der alte 15-polige VGA-Anschluss sind fast verschwunden. Zumindest benutzt sie kaum noch jemand. Digitale Schnittstellen haben damit einen ihrer letzten analogen Vorläufer abgelöst. In diesem Artikel verfolgen wir die technische Entwicklung der Video-Schnittstellen.

Inhalt:
  1. Videostandards: Wie das Bild auf den Schirm kommt
  2. Das Bild gibt den Takt vor
  3. Zurück zur Röhre
  4. Die Urzeit: Fernseher
  5. Der lange Arm der Geschichte

Dass die Verbindung zum Bildschirm lange analog blieb, hat einen einfachen Grund: Röhrenmonitore waren bis weit in die 2000er Jahre ein verbreitetes Anzeigegerät - einerseits, weil sie günstiger waren als Flüssigkristallmonitore, andererseits aufgrund technischer Überlegenheit bei der Anzeige schneller Bewegungen (der einige noch immer hinterhertrauern). Einen Röhrenmonitor digital anzusteuern, ist aufgrund seiner analogen Elektronik nicht sinnvoll. Hier überstreicht der Elektronenstrahl kontinuierlich die Bildröhre, einzelne Pixel gibt es nicht.

Ein Flüssigkristall-Display ist dagegen wegen der diskreten Pixel ideal für eine digitale Anbindung. Allerdings waren günstige Modelle lange ausschließlich analog angebunden. Daher konnte selbst die für digitale Bilddatenübertragung ausgelegte DVI-Buchse analoge Signale ausgeben. Ausschließlich digital war dann erstmals HDMI.

Differenzielle Leitungen für schnelle Signale

HDMI und Displayport sehen auf den ersten Blick recht gleich aus. Beide nutzen wie alle modernen Schnittstellen (g+) differenzielle Signalleitungen. Dabei werden für jedes Signal zwei Leiter genutzt, die Differenz der Spannungen codiert entweder eine 0 oder 1. Daten werden seriell, also als Strom einzelner Bits übertragen. Wie bei seriellen Hochgeschwindigkeitsverbindungen üblich, werden die zu übertragenden Daten zudem codiert.

Stellenmarkt
  1. Solution Manager HPC (m/f / diverse)
    Continental AG, Wetzlar
  2. Senior Problemmanager Automotive - Infotainment / Connectivity (m/w/d)
    Bertrandt Ingenieurbüro GmbH München, München
Detailsuche

Die Codierung verringert die Datenrate, bringt aber Gleichstromfreiheit, reduziert elektromagnetische Abstrahlung und ermöglicht die Rückgewinnung des Sendertakts. Sowohl HDMI als auch Displayport nutzten lange die einfachere 8b10b-Codierung. Dabei werden acht Datenbits durch ein zehn Bit langes Sendewort codiert. Mittlerweile kommen effizientere Codes zum Einsatz, Displayport nutzt wie PCI Express 128b130b-Codierung, HDMI ist mit 16b18b konservativer.

Auch nutzen beide für die Übertragung von Video- und Audiodaten vier Leiterpaare - Displayport schon immer, HDMI seit der aktuellen Version 2.1. Das funktioniert, da die Verbindung unabhängig von der Auflösung des Bildes immer mit dem gleichen Takt läuft. Ist der einmal ausgehandelt, genügen für die Synchronisation regelmäßig auftretende, eindeutig erkennbare Signalwechsel.

Samsung Galaxy Tab S6 Lite (2022 Edition), 10,4 Zoll TFT Display, 64 GB Speicher, WiFi, Android Tablet inkl. S Pen, Oxford Gray, inkl. 36 Monate Herstellergarantie [Exklusiv bei Amazon]

Hallo, Displayport-Paket!

Dass der Verbindungstakt von der Auflösung unabhängig ist, macht eine logische Verbindungsschicht (Logical Link Layer, LLC) erforderlich. Der Empfänger muss schließlich erkennen können, wann Daten ankommen - und ob es sich um Bild oder Ton handelt. Ähnlich wie PCI Express definieren beide ein Paketformat. Das ist bei Displayport von Beginn an recht komplex, da beispielsweise mehrere Ströme von Video- und Audiodaten unterstützt werden.

Die Komplexität ist hier vergleichbar mit den unteren Ebenen von Netzwerkprotokollen wie dem Internet Protocol (IP). Leider sind die Spezifikationen von HDMI und Displayport nicht öffentlich zugänglich. Ältere Versionen finden sich zwar leicht, die neuere Entwicklung lässt sich aber nicht im Detail nachvollziehen. HDMI nutzt zumindest in alten Versionen ein sehr einfaches Paketformat, grundsätzlich werden nur Videoinformationen, sogenannte Dateninseln (für Audiodaten) und Kontrollbereiche (für die Synchronisation), unterschieden.

Mit Version 2.1 hat sich HDMI wie zuvor Displayport vom realen Display entfernt. Dessen Anforderungen wie Synchronisationspunkte sind eingebettet in einen gleichmäßigen, digitalen Datenstrom. Displayport startete hier von Null als komplett neuer Entwurf, während HDMI eine lange Geschichte hat. Gehen wir eine Version zurück, sah HDMI noch ganz anders aus.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Das Bild gibt den Takt vor 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6.  


Crass Spektakel 18. Aug 2022 / Themenstart

Nein weil die im Amiga nicht beschaltet sind. Das waren die normalen analogen Leitungen...

Gokux 17. Aug 2022 / Themenstart

Danke. "Umfassend" war keine Übertreibung :D

rubberduck09 17. Aug 2022 / Themenstart

Ganz so passiv sind diese Adapter aber nicht. Es befindet sich da ein (relativ simpler...

Kommentieren



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
E-Mail-Hosting
"Wir haben laufend Probleme mit GMX und Web.de"

Probleme, wie sie die Bahn jüngst mit GMX und Web.de hatte, kennt der Mailprovider Tinc schon lang. Antworten bleibe GMX schuldig, sagt uns der CEO.
Ein Interview von Moritz Tremmel

E-Mail-Hosting: Wir haben laufend Probleme mit GMX und Web.de
Artikel
  1. LTE-Versorgung: NRW hat trotz Mobilfunkpakt weiter weiße Flecken
    LTE-Versorgung
    NRW hat trotz Mobilfunkpakt weiter weiße Flecken

    Während ein Netzbetreiber seine Erfolge hervorhebt, sieht die Wirtschaftsministerin weiter 59 weiße Flecken im Mobilfunk. Sie mahnt zur Eile bei der Schließung der Funklöcher.

  2. Copilot, Java, RISC-V, Javascript, Tor: KI macht produktiver und Rust gewinnt wichtige Unterstützer
    Copilot, Java, RISC-V, Javascript, Tor
    KI macht produktiver und Rust gewinnt wichtige Unterstützer

    Dev-Update Die Diskussion um die kommerzielle Verwertbarkeit von Open Source erreicht Akka und Apache Flink, OpenAI macht Spracherkennung, Facebook hilft Javascript-Enwicklern und Rust wird immer siegreicher.
    Von Sebastian Grüner

  3. Ello LC1: Bastler baut 8-Bit-Computer in Kreditkartengröße
    Ello LC1
    Bastler baut 8-Bit-Computer in Kreditkartengröße

    Der Ello LC1 ist dank cleverer Konstruktion nur unwesentlich dicker als eine Platine und bietet einen Basic-Interpreter sowie ein LC-Display.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • LG OLED TV 2022 65" 120 Hz 1.799€ • ASRock Mainboard f. Ryzen 7000 319€ • MindStar (G.Skill DDR5-6000 32GB 299€, Mega Fastro SSD 2TB 135€) • Alternate (G.Skill DDR5-6000 32GB 219,90€) • Xbox Series S + FIFA 23 259€ • PCGH-Ratgeber-PC 3000€ Radeon Edition 2.500€ [Werbung]
    •  /