Bildanslutningar del 1 – Pixelklockan

Några vanliga upplösningar

Vi listar är ett par vanliga pixelmatriser, deras faktiska totala mängd pixlar och vilken pixelklocka som krävs samt vanligt förekommande frekvenser. Värden kommer från VESA:s generella metod för att utforma signalen. I praktiken kan det alltså skilja sig en del skärm till skärm.

1 280 × 720 pixlar, 720p WXGA eller HD

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
1 440 × 741	60 Hz	64,0 MHz
1 440 × 763	120 Hz	131,8 MHz
1 440 × 810	240 Hz	279,9 MHz ¹⁾

¹⁾ Finns i och med HDMI 1.3-specifikationen men det är sällsynt att signalen tas emot av existerande skärmar och TV-apparater

1 920 × 1 080 pixlar, 1080p Full HD eller FHD

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
2 080 × 1 094	24 Hz	54,6 MHz
2 080 × 1 111	60 Hz	138,7 MHz
2 200 × 1 125	60 Hz	148,5 MHz ¹⁾
2 080 × 1 124	85 Hz	198,7 MHz
2 080 × 1 133	100 Hz	235,7 MHz
2 080 × 1 144	120 Hz	285,5 MHz ²⁾
2 080 × 1 157	144 Hz	346,5 MHz ³⁾

¹⁾ Standardiserad variant av 1080p
²⁾ 1 920 × 1 080 pixlar i 120 Hz är inom praktiska gränsen för HDMI 1.3 och senare. Dock få skärmar som tar emot denna signal över HDMI
³⁾ Ovanför den praktiska gränsen för HDMI 1.3 och 1.4 men kan hanteras av DVI Dual Link

2 560 × 1 080 pixlar, WFHD, UWHD, 21:9

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
2 720 × 1 111	60 Hz	181,3 MHz
2 720 × 1 119	75 Hz	228,4 MHz
2 720 × 1 133	100 Hz	308,2 MHz
2 720 × 1 144	120 Hz	373,4 MHz
2 720 × 1 157	144 Hz	453,2 MHz

2 560 × 1 440 pixlar, QHD, WQHD

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
2 720 × 1 481	60 Hz	241,7 MHz
2 720 × 1 499	85 Hz	346,6 MHz
2 720 × 1 510	100 Hz	410,7 MHz
2 720 × 1 525	120 Hz	497,8 MHz
2 720 × 1 543	144 Hz	604,4 MHz ¹⁾

¹⁾ De skärmar vi testat som använder 2 560 × 1 440 pixlar och 144 Hz uppdateringsfrekvens har som regel krävt en signal med en pixelklocka kring 584 MHz

3 440 × 1 440 pixlar, WQHD, 21:9

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
3 600 × 1 481	60 Hz	319,9 MHz
3 600 × 1 492	75 Hz	402,8 MHz
3 600 × 1 510	100 Hz	543,6 MHz
3 600 × 1 525	120 Hz	658,8 MHz
3 600 × 1 543	144 Hz	799,9 MHz

3 840 × 2 160 pixlar, Ultra HD, UHD, 4Kx2K

Totala pixlar	Frekvens	Pixelklocka
4 000 × 2 191	30 Hz	262,9 MHz
4 000 × 2 222	60 Hz	533,3 MHz
4 000 × 2 243	80 Hz	717,8 MHz ¹⁾
4 000 × 2 287	120 Hz	1 097,8 MHz ²⁾
4 000 × 2 314	144 Hz	1 332,9 MHz ²⁾

¹⁾ Teoretisk gräns för Displayport 1.2
²⁾ Observera att detta även ligger ovanför gränsen för HBR3 (High Bit Rate 3) enligt Displayport specifikation 1.3 och 1.4. Det är oklart exakt hur detta kommer att lösas. Skärmar som klarar detta ska enligt (försenad) plan lanseras mot hösten 2018.

På horisonten

Aktiv pixelmatris	Frekvens	Pixelklocka
5 120 × 2 880 (5K)	60 Hz	938,4+ MHz
7 680 × 4 320 (8K)	60 Hz	2 090+ MHz ¹⁾

¹⁾ Möjligt med HBR3-hastighet i Displayport 1.3/1.4 genom reducerad färginformation, 4:2:0 chroma subsampling. Detta halverar kraven på överföringskapacitet

För att räkna ut vilken pixelklocka som krävs, räkna med den totala pixelmatrisen gånger frekvensen. Nu är den totala pixelmatrisen som skrivet något som varierar från fall till fall. Siffrorna ovanför är endast enligt VESA generella metod. Du räkna med den synliga pixelarean och lägga på kring uppemot 10 procent för att få en uppskattning om vad som krävs.

Standardiserad timing

Det finns flera metoder för att räkna ut exakta timings. Äldre metoderna bygger på kraven som krävs för bildrörsskärmar. Med moderna skärmtekniker krävs inte lika ”slösaktiga” metoder och därför finns CVT-RB (reduced bandwith) där senaste versionen från VESA, CVT1.2 innehåller CVT-RB2 som tar hand om kommande och nyligen tillgängliga format som 4K, 5K och 8K.

Ett annat sätt att räkna på kraven är antal gigabit per sekund. Såväl TMDS i HDMI och DVI, som LVDS-signalen hos Displayport använder 8b/10b-kodning och behöver 10 bitar för att överföra 8 bitar information. Med 24 bitars färg (8 bit per röd, grön och blå för 16 miljoner färger) krävs alltså 30 bitars information per pixel. Ta pixelmatrisen (exempelvis 1 920 x 1 080 pixlar) gånger uppdateringsfrekvensen (till exempel 60 Hz) gånger 30 för detta. Observera att uppgivna siffrorna på datahastighet ibland räknar med 8b/10b-kodningen och ibland inte. Vi räknar med 24 bitar för det blir enklare.

1 920 × 1 080 × 60 × 24 = 2 985 984 000 bitar per sekund.

Eller enkelt skrivet 2,99 gigabit per sekund. Pixelklockan som krävs är då:

1 920 × 1 080 × 60 = 124,4 MHz

Detta är minsta möjliga överföringshastighet som krävs enbart för den aktiva bildytan. På detta kommer sedan den blankning som skärm och grafikkort kräver för att signalen ska fungera. Skärmen du använder kanske behöver 2 056 × 1 125 total pixelmatris som används och då blir det som följer:

2 056 × 1 125 × 60 × 24 = 3 330 720 000 bitar per sekund

Pixelklockan blir då 138,8 MHz när vi räknar med den totala pixelmatrisen. Nu har 1 920 x 1 080 pixlar vid 60 Hz även ett standardiserat format för 1080p i videosammanhang som kräver en pixelklocka på 148,5 MHz eller 3,564 Gbit/s.