Dvi

Digital Visual Interface (DVI) [ˈdɪdʒɪtəl ˈvɪʒuəl ˈɪntəfeɪs] ist eine elektrische 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. Im Bereich der Unterhaltungselektronik gibt es Fernseher, die über einen DVI-Eingang Signale von digitalen Quellen, etwa Computer oder DVD-Player, verarbeiten.

DVI ermöglicht die gleichzeitige Übertragung von analogen und digitalen Bilddaten.

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Signalübertragung

Für die eigentliche digitale Datenübertragung benutzt DVI den Standard TMDS. Dabei hängt es von der zu übertragenden Datenmenge (Videobandbreite) ab, ob eine einfache (Single-Link) oder doppelte (Dual-Link) TMDS-Verbindung erforderlich ist. Eine Single-Link-Verbindung überträgt maximal 3,7 Gbit/s. Bei 24 bit pro Pixel entspricht dies 165 MegaPixel/s. Eine Dual-Link-Verbindung überträgt entsprechend 7,4 Gbit/s bzw. 330 MegaPixel/s.

Über die Formel X-Auflösung × Y-Auflösung × BitsProPixel × Refreshrate × (1 + Einschwingzeit in %) = Bandbreite kann man zu einer gegebenen Auflösung und Bildwiederholfrequenz die notwendige Bandbreite berechnen.

Für ein Single-Link-Kabel und einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz ergibt sich unter den 4:3-Auflösungen ein Maximum von 1915 × 1436. Das Einschwingverhalten des Kabels und die Laufzeit des übertragenen Signals in der Elektronik verschlechtern die erreichte 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 Bild-Wiederholfrequenz sind auch noch höhere Auflösungen möglich. Dies führt wegen der Empfindlichkeit des Auges beispielsweise bei Röhrenmonitoren zum Flimmern. (Ein Flimmern infolge geringer Bild-Wiederholfrequenz kann gut wahrgenommen werden, wenn der Kopf gegenüber dem Bildschirm gedreht wird).

Durch die digitale Datenübertragung ergeben sich meist Qualitätsvorteile gegenüber der (analogen) Verbindung mit einem VGA- oder SCART-Kabel. Bei beiden 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 (Bildschirm) hängt von der Dämpfung und dem Übersprechen in der Verbindungsleitung, aber auch von der Qualität der Signalverstärkung ab. So sollte eine maximale Leitungslänge von 5–10 Metern nicht überschritten werden. Ist eine größere Distanz zu überbrücken, ist ein DVI-Verstärker zwischen zwei Kabelabschnitten einzusetzen. Bei einer analogen Übertragung wird bei unzureichender Signalqualität am Kabelende das Bild unschärfer; bei einer digitalen 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

Die verschiedenen DVI-Arten

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

DVI-I

DVI-I-Kabel unterscheiden sich in der Anzahl ihrer beschalteten Pins. Ein einfaches DVI-Kabel (Single-Link) hat 18+5 Kontakte. Kabel mit 24+5 Kontakten haben eine zweite TMDS-Verbindung für hochauflösende Bildschirme (z. B. QXGA, max. 2560 x 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-nach-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 an einem und DVI am anderen Ende haben und technisch das gleiche machen, aber ein Verbindungselement einsparen und damit der Adapterlösung vorzuziehen sind.

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, hierbei werden keine DDC-Daten übertragen, so dass das Betriebssystem den Bildschirm nicht mehr automatisch erkennen kann.

Der lange, flache Kontakt eines DVI-I-Steckers ist etwas breiter als der entsprechende Kontakt eines DVI-D-Steckers, 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

„DVI auf VGA“-Adapter

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.

Zukunft

Im Bereich der Unterhaltungselektronik setzt die Industrie auf HDMI, eine vielseitigere digitale Schnittstelle, über die neben hochaufgelösten digitalen Videodaten auch digitale Audiodaten mit hoher Bandbreite übertragen werden können. DVI ist voll aufwärtskompatibel zu HDMI, so dass sich mit einem Adapter die Videosignale eines HDMI-Ausgangs zu einem DVI-Eingang übertragen lassen. Probleme können dabei allerdings durch den für HDMI vorgeschriebenen, für DVI aber nur optionalen Kopierschutz HDCP auftreten.

Im Computerbereich soll zukünftig der neue DisplayPort-Standard DVI ablösen und höhere Auflösungen mit einer höheren Farbtiefe erlauben.

Weblinks

• Offizielle DVI-Spezifikation Revision 1.0 der DDWG vom 2. April 1999 (englisch, PDF, 76 Seiten)
• Der DVI-Standard – ein Überblick (white paper, PDF)
• DDWG (Digital Display Working Group) – Standardisierungsorganisation für DVI