Wyświetlacze o wysokiej gęstości pikseli, z początku używane tylko w smartfonach i tabletach, zaczęły być wykorzystywane także w monitorach dla komputerów PC. Monitory 4K pojawiły się na sklepowych półkach w 2014 roku, co sprawiło, że gęstość pikseli stała się dla klienta równie ważną cechą, jak rozmiar ekranu czy jego rozdzielczość. Poniżej omówimy przejście na wyświetlacze o wysokiej gęstości pikseli oraz najnowsze trendy w tej technologii.
Obserwując trendy na rynku monitorów LCD w latach 2005-2010 można było zauważyć szybkie przejście z monitorów o tradycyjnych proporcjach na monitory szerokoekranowe. Obecnie panuje tendencja do produkowania monitorów o większych wyświetlaczach i wyższych rozdzielczościach.
W 2014 roku najlepiej sprzedającym się monitorem LCD był model o przekątnej 23″ z wyświetlaczem full HD w rozdzielczości 1920 x 1080. Monitory 4K o cztery razy większej rozdzielczości cieszą się jednak coraz większą popularnością. Ponadto pojawił się nowy trend polegający na zapewnieniu wyższej rozdzielczości (dzięki większej gęstości pikseli) bez zwiększania rozmiaru ekranu.
Ten artykuł omawia związek między rozdzielczością a rozmiarem ekranu, a także gęstość pikseli oraz najnowsze trendy w tej technologii.
Uwaga: poniższy tekst jest tłumaczeniem artykułu ITmedia zatytułowanego „ITmedia LCD Monitor Course III: Confused about HiDPI and Retina display? Understanding pixel density, an essential element in choosing displays in the age of 4K”, opublikowanego 11 grudnia 2014. Copyright 2014 ITmedia Inc. Wszystkie prawa zastrzeżone.
Coraz wyższe rozdzielczości: co trzeba wiedzieć o wyświetlaczach 4K
Prognozy mówią, że w ciągu kilku najbliższych lat monitory 4K staną się bardziej popularne niż wyświetlacze w rozdzielczości full HD. „4K” oznacza 4000 i odnosi się do liczby poziomych pikseli na ekranie. Obecnie istnieją dwa standardy rozdzielczości 4K: DCI 4K i UHD 4K.
Rozdzielczość DCI 4K jest dwukrotnie większa niż rozdzielczość 2048 x 1080 używana w projektorach (4096 x 2160, czyli ok. 17:9) i stanowi standard w przemyśle filmowym. Z kolei rozdzielczość UHD 4K (nazywana także UHDTV 4K) to standard 4K w telewizji, określony przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU). Szerokość wyświetlacza UHD 4K jest dwukrotnie większa niż rozdzielczość 1920 x 1080 full HD (3840 x 2160, czyli 16:9).
Obecnie wyświetlacze 4K korzystają głównie ze standardu UHD 4K (np. telewizory 4K). Jest jednak grupa produktów, która przyjęła standard DCI 4K, np. monitor do zarządzania kolorem ColorEdge CG318-4K do produkcji wideo, który pojawi się na rynku wiosną 2015 roku.
Monitor 4K pokazuje dwa razy więcej pikseli w pionie i w poziomie niż monitor w rozdzielczości full HD. Powyższe zdjęcie przedstawia model EIZO ColorEdge CG318-4K z wyświetlaczem 4096 x 2160 (ok. 17:9), oferującym większą rozdzielczość niż standard UHD 4K (3840 x 2160, czyli 16:9), który często wykorzystuje się w monitorach 4K.
Wyświetlacze 4K wciąż są stosunkowo nowym rozwiązaniem, dlatego warto zwrócić uwagę na kilka istotnych kwestii. Pierwszą z nich jest częstotliwość odświeżania.
Jedyny dostępny na rynku interfejs obsługujący wyświetlacze 4K w częstotliwości 60 Hz to DisplayPort 1.2, który ma przepustowość 21,6 Gbps. Jest to spowodowane tym, że transmisja obrazu 4K z częstotliwością 60 Hz wymaga przepustowości 16 Gbps (3840 x 2160, 32-bitowy kolor, 60 Hz), czyli o wiele większej niż przepustowość obsługiwana przez DisplayPort 1.1 (10,8 Gbps), HDMI 1.4a (10,2 Gbps) i DVI Dual Link (7,4 Gbps). W efekcie przy połączeniu przez DVI-D lub HDMI wyświetlacz 4K działa tylko z częstotliwością 30 Hz.
Są jednak i dobre wiadomości: przepustowość nowego standardu HDMI 2.0 (Level A) została zwiększona do 18 Gbps, a także ogłoszono wprowadzenie nowych wyświetlaczy, które będą obsługiwać sygnał 4K z częstotliwością 60 Hz przez złącze HDMI 2.0. W miarę jak procesory graficzne i inne urządzenia zaczną obsługiwać standard HDMI 2.0, sytuacja znacznie się poprawi.
| Monitor 4K | |||
| Rodzaj złącza | Przepustowość | Monitor 4K 30Hz | Monitor 4K 60Hz |
| DisplayPort 1.2 | 21,6 Gbps | Tak | Tak |
| DisplayPort 1.1／1.1a | 10,8 Gbps | Tak | Nie |
| HDMI 1.4／1.4a | 10,2 Gbps | Tak | Nie |
| DVI Dual Link | 7,4 Gbps | Tak | Nie |
Standard HDMI 2.0 (Level B) pozwala na przesyłanie sygnałów 4K 60 Hz pasmem transmisyjnym HDMI 1.4, ale głębia kolorów jest wtedy odtwarzana w przestrzeni barw YUV 4:2:0, co powoduje zniekształcenia kolorów. Prawidłowe wyświetlanie obrazów 4K 60 Hz przez łącze HDMI będzie możliwe dopiero wraz z upowszechnieniem się standardu HDMI 2.0 (Level A).
Co więcej, w niektórych przypadkach nawet przesyłanie obrazu 4K 60 Hz przez złącze DisplayPort 1.2 może powodować problemy. Choć nie są one powszechnie znane, istnieją dwa systemy transmisji obsługujące wyświetlanie obrazu 4K z częstotliwością 60 Hz: MST (Multi Stream Transport) oraz SST (Single Stream Transport).
W przypadku systemu MST system operacyjny rozpoznaje sygnał 4K jako dwa ekrany w rozdzielczości 1920 x 2160, wobec czego potrzebny jest sterownik procesora graficznego, aby połączyć je w jeden. W zależności od wersji używanego procesora graficznego i sterownika mogą występować problemy takie jak długi czas renderowania po lewej i prawej stronie ekranu oraz brak możliwości pracy w środowisku wielomonitorowym.
Dawniej sygnał wideo był celowo dzielony na dwa ekrany na potrzeby transmisji, ponieważ zasób skalerów (chipów do przetwarzania wideo) przysyłających sygnał 4K 60 Hz jako pojedynczy ekran był mniejszy niż zasób paneli LCD 4K. Z tego powodu wczesne monitory 4K musiały korzystać z systemu MST.
Dla odmiany system SST (Single Stream Transport) potrafi przysłać obrazy w rozdzielczości 4K jako jedną całość, dlatego pozwala wyświetlać obraz 4K 60 Hz bez wewnętrznej syntezy obrazu lub innego przetwarzania. Choć system SST nie sprawia problemów wynikających z rozdzielenia sygnału na dwa ekrany, jak w przypadku MST, niektóre urządzenia ze złączem DisplayPort 1.2 mają karty graficzne, które go nie obsługują. Z tego powodu przed zakupem karty graficznej należy upewnić się, czy jest kompatybilna z systemem SST.
System SST został wykorzystany m.in. w monitorze EIZO FlexScan EV3237 31,5″ 4K.
Problemy związane z kompatybilnością prawdopodobnie rozwiążą się w niedalekiej przyszłości, kiedy monitory 4K wejdą do powszechnego użytku i zaczną być obsługiwane przez większość procesorów graficznych i sterowników. Oczywiście te ograniczenia dotyczą wyłącznie wyświetlania obrazów 4K z częstotliwością 60 Hz – bieżące standardy HDMI 1.4a i DVI Dual Link w zupełności wystarczą, aby wyświetlać obrazy 4K z częstotliwością 30 Hz.
Komercjalizacja wyświetlaczy 5K już trwa, testy wyświetlaczy 8K w planach
Przejście na monitory w wysokich rozdzielczościach nie kończy się na 4K. Już teraz komercjalizuje się wyświetlacze o przekątnej 27″ (5120 x 2880, 16:9) obsługujące rozdzielczość 5K. Pytanie tylko, do czego będą używane monitory o tak wysokiej rozdzielczości. Jedną z zalet wyświetlaczy 5K jest niewątpliwie możliwość pokazania pasków narzędzi i innych elementów na jednym ekranie z danymi 4K otwartymi w oprogramowaniu do edycji wideo.
Na daną chwilę złącze DisplayPort 1.2 nie obsługuje sygnału wyjściowego 5K, należy więc pamiętać, że wyświetlanie obrazu w tej rozdzielczości wymaga specjalnej konfiguracji do przesyłania sygnału wideo przez dwa kable. Choć ogłoszony we wrześniu 2014 roku nowy standard DisplayPort 1.3 nie został jeszcze wprowadzony, obsługuje on sygnał 5K (5120 x 2880) z częstotliwością 60 Hz oraz jednoczesne wyświetlanie dwuekranowego sygnału UHD 4K przez połączenie szeregowe. Gdy w sprzedaży pojawią się komputery ze złączem DisplayPort 1.3, do uzyskania wyjściowego sygnału 5K 60 Hz wystarczy jeden kabel.
