Digital Visual Interface

Digital Visual Interface
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Digital Visual Interface (DVI) [ˈdɪdʒɪtəl ˈvɪʒuəl ˈɪntəfeɪs] ist eine elektronische Schnittstelle zur Übertragung von Videodaten. Im Computer-Bereich entwickelte sich DVI zu einem Standard für den Anschluss von TFT-Monitoren an die Grafikkarte eines Computers. Es gibt Fernseher, die über einen DVI-Eingang Signale von digitalen Quellen, etwa Computer oder DVD-Player, verarbeiten. In der Unterhaltungselektronik ist die HDMI-Schnittstelle wesentlich weiter verbreitet. HDMI ist eine Weiterentwicklung von DVI; Näheres zur Abwärtskompatibilität siehe weiter unten.

DVI ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von analogen und digitalen Bilddaten.

Inhaltsverzeichnis

Signalübertragung

Für die digitale Datenübertragung benutzt DVI den Standard TMDS. Beim Aufbau einer Verbindung wird ausgehandelt, ob ein Single-Link-Verbindung (max. 3,72 GBit/s) oder eine Dual-Link-Verbindung (max. 7,44 GBit/s) verwendet wird. Außerdem werden Auflösung, Bittiefe, Bildfrequenz und Verschlüsselung ausgehandelt. Pixelfrequenzen oberhalb 165 MHz oder Bittiefen von mehr als 8 bit (pro Pixel und Farbe) erfordern immer eine Dual-Link-Verbindung.

Die Aushandlung erfolgt, indem der Monitor neben seinem Hersteller, Modell, Seriennummer und Farbkalibrierdaten seine unterstützten Videomodi via DDC dem Computer mitteilt. Sendet der Computer ein anderes Videoformat, wird häufig kein Bild dargestellt.

Das Einschwingverhalten des Kabels senkt die erreichbare Bandbreite. Die mögliche Auflösung bei Single-Link-Kabeln umfassen daher beispielsweise bei 60 Hz 1600×1200 Pixel (UXGA), oder auch noch 1920×1200 (WUXGA), wenn Grafikkarte und Monitor Reduced blanking unterstützen. Bei Dual-Link-Kabeln ist entsprechend die \sqrt{2}-fache horizontale und vertikale Auflösung möglich. Durch eine Reduzierung der Bildwiederholfrequenz sind auch noch höhere Auflösungen möglich. Das würde bei Röhrenmonitoren zum Flimmern führen, was bei TFT-Monitoren prinzipbedingt nicht auftritt.

Durch die digitale Datenübertragung ergeben sich meist Qualitätsvorteile gegenüber der (analogen) Verbindung mit einem VGA- oder SCART-Kabel. Bei den letztgenannten Übertragungsverfahren sind zwei (bei Digitalbildschirmen unnötige) Signalkonvertierungen notwendig: von digital zu analog am Videoausgang, und zurück von analog zu digital im Monitor. Dementsprechend wirken sich Laufzeiten in der Elektronik stark aus.

Die maximale Leitungslänge beim Anschluss eines DVI-Endgerätes (Monitor) hängt von der Dämpfung und dem Übersprechen in der Verbindungsleitung sowie von der Qualität der Signalverstärkung ab. So sollte eine maximale Leitungslänge von 10 Metern nicht überschritten werden. Bei größerer Leitungslänge ist ein DVI-Verstärker zwischen zwei Kabelabschnitten einzusetzen. Bei analoger Übertragung wird bei unzureichender Signalqualität am Kabelende das Bild unschärfer; bei digitaler Übertragung bricht die Verarbeitung des ankommenden Signals wegen hoher Bitfehlerraten ganz zusammen.

Mini-DVI und Micro-DVI des Apple MacBook Air sind nur mechanisch abweichende Varianten.

Pinbelegung

Die Pinbelegung

Abhängig von der Pinbelegung eines DVI-Anschlusses kann dieser analoge (DVI-A), digitale (DVI-D), oder analoge und digitale (DVI-I) Signale übertragen. Zudem ist es möglich, zwei digitale Signale zugleich zu übertragen (Dual-Link), womit dann höhere Auflösungen möglich sind.

DVI-I

Die verschiedenen DVI-Arten

DVI-I-Kabel unterscheiden sich in der Anzahl ihrer beschalteten Steckkontakte. Ein einfaches DVI-Kabel (Single-Link) hat 18+5 Kontakte. Kabel mit 24+5 Kontakten haben eine zweite TMDS-Verbindung für hochauflösende Bildschirme (beispielsweise WQXGA, maximal 2560×1600 Bildpunkte bei 60 Hz, die sogenannte „Dual-Link“-Verbindung).

Wenn an der DVI-Buchse der Grafikkarte ein kombiniertes Signal (DVI-I) zur Verfügung steht, kann an dieser Buchse mit Hilfe eines rein passiven Adapters auch ein VGA-Bildschirm betrieben werden. Ein solcher DVI-zu-VGA-Adapter verwendet direkt die analogen und „Plug and Play“-Signale der DVI-Schnittstelle und stellt sie angeordnet gemäß dem VGA-Standard zur Verfügung. Es gibt auch Kabel, die VGA am einen und DVI am anderen Ende haben, technisch das Gleiche machen, aber ein Verbindungselement einsparen und damit der Adapterlösung vorzuziehen sind.

Es ist sogar möglich, durch die Verwendung nicht dafür vorgesehener Pins zusätzlich digitale Audiodaten über den DVI-I-Anschluss zu übertragen. Diese Methode wird beispielsweise bei den Dreambox-Modellen 800/8000, die keinen HDMI-, sondern nur einen DVI-Anschluss haben, angewandt. Diese Betriebsart wird vom DVI-Standard nicht vorgesehen und das Ergebnis ist kein DVI-konformes Signal.

DVI-D

DVI-D-Kabel haben 18+1 (in seltenen Fällen 17+1) Kontakte. Auch hier gibt es die Variante mit 24+1 (bzw. 23+1) Pins mit einer zweiten TMDS-Verbindung. Im Handel befinden sich auch DVI-D-Kabel mit nur 12+1 Pins, hier werden keine DDC-Daten übertragen, so dass das Betriebssystem den Bildschirm nicht mehr automatisch erkennen kann.

Der längliche Massepin eines DVI-I-Steckers ist etwas breiter als bei einem DVI-D-Stecker, so dass ein DVI-I-Stecker nicht an eine DVI-D-Buchse angeschlossen werden kann, und zwar auch nicht nach Entfernen der vier Analogkontakte. Umgekehrt kann aber ein DVI-D-Stecker an eine DVI-I-Buchse angeschlossen werden.

DVI-A

Ein DVI-A-Stecker hat 12+5 Kontakte. In der Praxis wird DVI-A nur als Adapter-Kabel zu VGA eingesetzt. DVI-A-Kabel können auch in DVI-I-Anschlüssen verwendet werden, da diese ebenfalls die analoge Datenübertragung ermöglichen.

Ein passiver VGA-zu-DVI-A-Adapter überträgt die analogen Signale der Grafikkarte über das DVI-Kabel zum Monitor. Dieser muss einen DVI-A-Eingang besitzen, damit er die Signale darstellen kann. Der passive Adapter kann also keine Analog-Digital-Wandlung des analogen VGA-Signals durchführen; eine Qualitätsverbesserung des (schlechteren) analogen Signals durch eine „Umleitung“ in das (an sich bessere) digitale DVI-Kabel wird nicht erreicht.

DVI-Steckverbinder

Zukunft

Im Bereich der Unterhaltungselektronik setzt die Industrie auf HDMI.

Einige Hersteller von DVB-Receivern (z. B. Dream Multimedia) und Grafikkarten (AMD Radeon HD) übertragen neben hochaufgelösten digitalen Videodaten auch digitale Audiodaten über die DVI-Buchse.[1] Diese Signale sind dann mit HDMI kompatibel.[2]

DVI-D ist aufwärtskompatibel zu HDMI, wodurch alle DVI-D-Signale nach HDMI umgewandelt werden können. Umgekehrt lassen sich aber nicht alle HDMI-Signale nach DVI-D umwandeln. Beispielsweise ist ein Kopierschutz wie HDCP bei DVI-D nur optional.

Im Computerbereich soll bis 2015 DisplayPort VGA sowie die DVI-Anschlüsse, die analoge Arbeitsweise unterstützen (DVI-I und DVI-A), ablösen und höhere Auflösungen mit einer größeren Farbtiefe ermöglichen.[3]

Siehe auch

Weblinks

 Commons: DVI – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ATI Radeon HD 2900 XT : Grafikkarte und Besonderheiten - Review Hartware.net, 14. Mai 2007
  2. Radeon HD 2400 XT and 2600 XT review - The Guru of 3D, 27. Juni 2007
  3. heise online - VGA-Buchse zum Aussterben verurteilt, 10. Dezember 2010

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