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Die Welt der digitalen Videosignale - COMM-TEC

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Die Welt der digitalen Videosignale
Eine Übersicht von
Armin Harner, CTS
Verkaufsleiter Signalmanagement COMM-TEC
Die Welt der digitalen Videosignale
Agenda
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Kurzvorstellung Armin Harner, CTS
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Analoge Videosignale
» Übersicht
» Merkmale
» Vor- und Nachteile
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Digitale Videosignale
» Übersicht
» Merkmale
» Vor- und Nachteile
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Wichtige Abkürzungen
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Anwendungen
Die Welt der digitalen Videosignale
Kurzvorstellung Armin Harner, CTS
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Geboren am 18.11.1966 in Augsburg, FH-Studium Nachrichtentechnik
(Dipl.Ing. (FH) 1991)
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Seit 1991 in der AV-Branche (Siemens, ICT AG, COMM-TEC, Kramer,
Bellgardt MT, Gefen)
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Seit heute wieder bei COMM-TEC, als Verkaufsleiter der Business Unit
Signalmanagement
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Mitglied der InfoComm
CTS seit 2007
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale - Übersicht
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BAS (Bild-Austast-Synchron) = VBS (Video-Blanking-Sync)
Schwarzweiß-Bildübertragung über ein Kabel
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FBAS (Farb-Bild-Austast-Synchron) = CVBS (Color-Video-Blanking-Sync) = Composite Video
Farb-Bildübertragung (PAL, NTSC, SECAM) über ein Kabel
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Y/C (Luminanz-Chrominanz) = S-Video
Farb-Bildübertragung (PAL, NTSC, SECAM) über zwei Kabel
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YPbPr (Luminanz-Chrominanz-Differenz) = Component Video (= unkorrekt: YUV)
Farb-Bildübertragung über drei Kabel (vorwiegend Video, auch kurzzeitig HDTV)
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale - Übersicht
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RGB (Rot-Grün-Blau) = RGsB (Rot-Grün/sync-Blau)
Farb-Bildübertragung über drei Kabel (vorwiegend Grafik)
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RGBS (Rot-Grün-Blau-Sync)
Farb-Bildübertragung über vier Kabel (vorwiegend Grafik)
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RGBHV (Rot-Grün-Blau-Horizontalsync-Vertikalsync) (= unkorrekt: VGA)
Farb-Bildübertragung über 5 Kabel (vorwiegend Grafik)
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale – Merkmale
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale – Merkmale
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale - Vorteile
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Vergleichsweise lange Kabelstrecken möglich
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Fehleranalyse anhand Bildeffekte möglich (Reflexionen, Falschfarben, Rauschen, Unschärfe…)
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Viel Praxis-Know-How am Markt
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Günstige Systemkomponenten beim Signalmanagement
Die Welt der digitalen Videosignale
Analoge Videosignale - Nachteile
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Bildqualität abhängig von vielen Faktoren
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Keine Reproduzierbarkeit der Originalqualität
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„Auflösung“ nach oben beschränkt
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Für den Hersteller von Zuspielern und Displays/Projektoren
zu teure und zu große Schnittstellen
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale - Übersicht
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DVI (Digital Video Interface) – Single Link. Maximale Auflösung: WUXGA bzw. 1080p @ 60 Hz.
Parallele Farb-Bildübertragung über ein vielpoliges System-Kabel
Unterarten:
DVI-D (nur digital, 18-poliger Stecker)
DVI-I (digital und analog (RGBHV), 23-poliger Stecker)
DVI-A (nur analog (RGBHV), 17-poliger Stecker)
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Übersicht
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DVI (Digital Video Interface) – Dual Link. Maximale Auflösung: WQXGA @ 60 Hz, 4k @ 30 Hz.
Parallele Farb-Bildübertragung über ein vielpoliges System-Kabel
Unterarten:
DVI-D (nur digital, 24-poliger Stecker)
DVI-I (digital und analog (RGBHV), 29-poliger Stecker)
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Übersicht
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HDMI (High Definition Multimedia Interface)
Parallele Farb-Bildübertragung incl. Audio über ein 19-poliges System-Kabel
HDMI 1.0: max. 1080p bzw. WUXGA @ 60 Hz, 8-Kanal PCM, DD, DTS
HDMI 1.1: dto. plus DVD-Audio
HDMI 1.2: dto. plus DVD-Audio, SACD
HDMI 1.3: max. 1440p @ 60 Hz, 3D, Deep Color, 8-Kanal PCM, DD, DTS, DVD-Audio,
SACD, DD-HD, TrueHD, DTS-HD
HDMI 1.4: max. 2160p @ 24 Hz bzw. 4k@30 Hz, 3D, Deep Color, 8-Kanal PCM, DD, DTS,
DVD-Audio, SACD, DD-HD, TrueHD, DTS-HD, 32 Kanal Audio
HDMI 2.0: max. 2160p @ 60 Hz bzw. 4k@60 Hz, 21:9, 3D, Deep Color, 8-Kanal PCM, DD,
DTS, DVD-Audio,SACD, DD-HD, TrueHD, DTS-HD
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Übersicht
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DP (DisplayPort)
Parallele Farb-Bildübertragung incl. Audio über ein 20-poliges System-Kabel
Versionen:
DP 1.1: max. 3.072 x 1.920 bzw. 2.560 x 1.600 @ 60 Hz, Audio
DP 1.2: max. 3.840 x 2.400 bzw. 4.096 x 2.560 @ 60 Hz, Audio
DP 1.3 (noch nicht verfügbar): 7.680 x 4.320 bzw. 8.192 x 4.320 @ 60 Hz, Audio
MDP (Mini-DisplayPort, DP 1.1a): erst Apple-Standard, dann Vesa Standard. Kompatibel zu DP
Thunderbolt: Bidirektionale Daten- und Displayschnittstelle: 2 x 10,2 GB/s.
DP ++: Dual-Mode DisplayPort: Gibt mit Adapter auch HDMI oder DVI aus.
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Übersicht
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SDI (Serial Digital Interface)
Serielle Farb-Bildübertragung incl. Audio über Koaxial-Kabel oder LWL
Versionen:
SD-SDI (SMPTE 259M/344M): 480i, 480p, 576i, 576p
(1 Kabel)
HD-SDI (SMPTE 292M): 720p, 1080i
(1 Kabel)
Dual-Link HD-SDI (SMPTE 372M): 1080p
(2 Kabel)
3G-SDI (SMPTE 424M): 1080p
(1 Kabel)
6G UHD-SDI (noch nicht offiziell)
12G UHD-SDI (noch nicht offiziell)
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Übersicht
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FW (FireWire = i.Link = IEEE 1394 = mLAN)
Bus-System für serielle, bidirektionale Farb-Bildübertragung incl. Audio über STP-Kabel
Versionen:
IEEE 1394a (FireWire 400): 100, 200 oder 400Mbit/s (4pol. Kabel, 6pol. mit Stromversorgung)
IEEE 1394b (FireWire 800): 800Mbit/s
(9pol. Kabel)
IEEE 1394-2008 (FireWire S3200): 3,2 Gbit/s
(9pol. Kabel, bis 100 Meter!)
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Merkmale
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Videoinformation (Luminanz, Chrominanz, Sync) liegt digital vor, d.h. letztlich binär codiert
(0-1, an-aus,…). Bildübertragung durch entsprechend codierte Daten, die eine gewisse
Übertragungsbandbreite benötigen.
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Jedes digitale Videoformat weist eine andere Datenstruktur auf (seriell/parallel,
Bitwortbreite etc.)
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Bei vielen Formaten wird ein Handshake benutzt, d.h. Quelle und Senke „sprechen“
miteinander
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Ausgeklügelter Kopier- bzw. Contentschutz möglich (Verschlüsselung)
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Vorteile
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Bestmögliche Bildqualitäten erreichbar
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Reproduzierbare Originalqualität
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Plug and Play bei einfachen Systemen (Handshake)
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Verschlüsselung möglich
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Maximale Auflösung quasi unbeschränkt (Datenübertragungsrate)
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Schnittstellen werden für den Hersteller immer günstiger
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Signalaufbereitung mit entsprechenden Chips einfach
Die Welt der digitalen Videosignale
Digitale Videosignale – Nachteile
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Sehr geringe Kabellängen: Extender obligatorisch
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Planung und Installation komplexer Systeme erfordern sehr viel Know-How
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Fehlersuche nur mit Equipment und technischem Spezial-Know-How möglich
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Überführung von einem digitalen Format zum anderen aufwändig
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Systemkomponenten für Signalmanagement (noch) relativ teuer
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Contentschutz „lästig“ im professionellen Bereich
Die Welt der digitalen Videosignale
Wichtige Abkürzungen – allgemein
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Pixelclock (Pixeltakt): Gibt an, wieviel Pixel pro Sekunde auf dem Monitor dargestellt werden.
Wichtiges Datum für die notwendige Leistungsfähigkeit von Signal-Management-Geräten.
Beispiel: Die Übertragung von einem 1080p@60Hz Signal: 1.920x1.080x60 Hz = 124,416 MHz.
■
Full-HD (1080p): Auflösung 1.920 x 1.080 Progressive scan. Der Begriff umfasst NICHT die
Bildwiederholfrequenz (meist 50 Hz oder 60 Hz oder 24 Hz)! 16:9
■
HD (720p oder 1080i): Auflösung: 1.280 x 720 Progressive Scan. Oder: 1.920 x 1.080
Interlaced. Beide Begriffe umfassen NICHT die Bildwiederholfrequenz
(meist 50 Hz oder 60 Hz oder 24 Hz)! 16:9
■
UHD (Ultra HD): Auflösung: 3.840 x 2.160 (4 x Full-HD). Wird auch 4K genannt, aber Achtung:
■
4K: Hat zwei Bedeutungen: Ultra-HD (3.840 x 2.160). Ursprünglich aber: Kinoformat
mit 4.096 Pixel Bildbreite. Vertikale Pixelgröße abhängig vom Bildformat
(z.B. Cinemascope: 4.096 x 1.716)
Die Welt der digitalen Videosignale
Wichtige Abkürzungen – allgemein
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VESA-Auflösungen: Computergrafik-Auflösungen, festgelegt durch die
Video Electronics Standards Association
Die Welt der digitalen Videosignale
Wichtige Abkürzungen – HDMI/DVI/DP
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TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling): 1 oder 2 Übertragungs-Kanäle pro
Farbe (also 3 Kanäle bei Single-Link und 6 Kanäle bei Dual-Link) plus 1 Kanal für Takt
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DDC (Display Data Channel): Serieller, bidirektionaler Übertragungskanal für HandshakeDaten (EDID, HDCP)
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HPD (Hot Plug Detect): Hardwaremäßige Auswertung der Verbindung von Quelle und
Senke: „Trigger“ für den Start des Handshakes
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EDID (Extended Display Identification Data): Informations-Daten (128 Byte), gespeichert
in der Senke, wird von der Quelle abgefragt, damit die richtigen Formate automatisch
eingestellt werden (Auflösung, Bildwiederholfrequenz, Audio, etc.)
■
HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) & DPCP (DisplayPort Content
Protection): Contentschutz durch Verschlüsselung. Komplizierter Handshake beim
Verbindungsaufbau und während der Übertragung
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
- Splitter
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
- Switcher
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
- Matritzen
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
– Extender (HDBaseT)
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
– Extender (HDBaseT)
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
COMM-TEC DaisyNET
– Daisy Net (HDBaseT)
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
– Extender (Fiber Optics)
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
- Scaler
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
COMM-TEC
Scaler UP-1200
– Scaler/Switcher
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
– Daisy Chain
Die Welt der digitalen Videosignale
Anwendungen
– Video over IP
Just Add Power
(De-Embedding)
Switch control from PC
Just Add Power
2G+ Serie
HDMI inputs on Scaler
HDMI Output on Scaler
tvONE 1T-VS-668
Switching Scaler
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