Co je HDMI, DVI, VGA a proč jedno nahradit druhým?

Co je HDMI, DVI, VGA? – OBSAH

1. Analog vs. digitál
2. VGA/D-Sub je stará dobrá analogová klasika
3. DVI je mostem mezi digitálním a analogovým přenosem
4. Současnost i budoucnost patří HDMI a DisplayPort
5. Převod DVI, HDMI a DisplayPort na VGA vyžaduje redukci

Analog vs. digitál

Pro začátek si připomeňme rozdíly mezi signálem analogovým a digitálním.

• Analogový signál – jeho nejdůležitější vlastností, kterou se liší od signálu digitálního, je jeho spojitost. To že je analogový signál v čase definován spojitě, znamená, že pokud se podíváme na jeho křivku, uvidíme, jak je tvořena plynulou „vlnovkou“ o různé výšce. Pro propojení a přenos analogového obrazu se používá dnes už logicky zastarávající konektor VGA/D-Sub, pro připojení starších video/audio zařízení se používal i konektor Scart. Největší nevýhodou analogového signálu je jeho nízká odolnost vůči rušení a náchylnost k degradaci kvality při přenosu i na krátké vzdálenosti.
• Digitální signál – je tzv. diskrétní signál, jehož hodnota se nemění v čase spojitě, nýbrž skokově. Tyto „skokové úrovně“ lze celkem snadno binárně zaznamenat, a protože jsou definovány jen dvěma úrovněmi (ano/ne), lze je jednoduše a bezztrátově přenášet, kopírovat či jinak zpracovávat. Přenos digitálního signálu už je dnes možné považovat za standard, konektorů je proto k dispozici více. Konkrétně se jedná o DisplayPort, HDMI a kombinovaný či digitální DVI.

V případě převodu analogového signálu na digitální dochází ke ztrátě kvality, i když ne vždy znatelné. Jak vyplývá z přiloženého diagramu, analogový signál je tvořen spojitou křivkou, která zaznamenává všechny výkyvy a komplexní pohyb signálu. Naopak pokud jde o digitál, ten pracuje pouze s hodnotami 1 a 0. Při analogově-digitálním převodu je třeba do této binární soustavy veškeré informace převést, čímž ztratíme kvalitu. Kdybychom převedený digitální signál nakreslili, bude zhruba kopírovat ten analogový, jen mu bude chybět spojitost – bude reprezentován buď body nebo „schůdky“, které budou reprezentovat jednotlivé hodnoty analogového signálu v čase.

VGA/D-Sub je stará dobrá analogová klasika

VGA port (zkratka Video Graphic Array) a vyšší verze SVGA s podporou vyššího rozlišení, je nejstarším typem grafického rozhraní (nezaměňovat tedy s pojmem VGA fotoaparát, který se používá pro dnes již poměrně zastaralé fotoaparáty v mobilních telefonech, se kterým se bezpochyby setkal snad každý uživatel počítače. Využívá konektoru typu D-Sub, proto se někdy tyto dva názvy zaměňují. Jedná se ještě o analogový, nikoliv digitální konektor. Využívá se zejména v těch zařízeních, u kterých není vyžadován přenos velkého množství obrazových dat – starších monitorech či projektorech.

Maximum, se kterým si poradí, je rozlišení 2 048 × 1 536 pixelů při obnovovací frekvenci 85 Hz, nicméně kvůli náchylnosti k rušení a degradaci signálu při delších přenosech jsou tyto hodnoty spíše teoretické a v praxi téměř nedosažitelné.

DVI port je mostem mezi digitálním a analogovým přenosem

Standard DVI se poprvé objevil v roce 1999, v době, kdy VGA slavilo desáté narozeniny. Jeho velkou výhodou je, že tvoří jakýsi pomyslný most mezi analogovým a digitálním přenosem - konektor DVI totiž zvládne totiž. Je široce kompatibilní, využíval se u celé řady zařízení, nyní je však jeho podpora pomalu ukončována. Některé typy DVI konektorů disponují tzv. Dual linkem, neboli druhým datovým spojem, který umožňuje přenos obrazu ve vysokém rozlišení. Možnost přenášet digitální i analogový signál rozděluje DVI konektory na tři typy, které jsou celkem snadno rozlišitelné podle rozložení pinů:

• DVI-A – přenáší pouze analogový signál (analog-only).
• DVI-D – přenáší pouze digitální signál (digital-only).
• DVI-I – přenáší oba typy signálu, analogový i digitální.

Jak rozeznat DVI-I a DVI-D

Rozdíl mezi čistě digitálním DVI-D a digitálním DVI-I s analogovými piny rozezná snadno každý. Zatímco DVI-D má vedle tří řad pinů pouze horizontální linku, DVI-I má na stejném místě kříž a v každém jeho kvadrantu datový pin jako na obrázku níže:

Jak to tedy je pokud proti sobě v přímém střetu postavíme oba analogové (resp. polo-analogové) konektory VGA a DVI. Výsledek střetu VGA vs. DVI se jasně přiklání 

Současnost i budoucnost patří HDMI a DisplayPort

DVI a HDMI jsou technologicky podobné – fungují na základě stejného protokolu a mají stejný počet žil v drátu. Na rozdíl od DVI se ale HDMI neustále vyvíjí a reaguje na technologické posuny – dochází k neustálému navyšování propustnosti, a tudíž i kvality přenášeného obrazu. V nejnovějších revizích zvládne konektor HDMI zvuk, internet a rozlišení až 10K (zvládá jen pomalu nastupující HDMI verze 2.1). HDMI konektor má jen dvě nevýhody: pro jeho použití musí být zařízení certifikováno sdružením HDMI a postrádá hardwarový zámek zabraňující nechtěnému vytažení konektoru.

V současnosti existují čtyři typy HDMI, rozdělují se podle toho, jakou podobu má HDMI koncovka na:

• HDMI A - 19 pinl
• HDMI B - 29 pinů, dvojnásobná šířka pásma
• HDMI C-mini - menší, určen pro přenosná zařízení
• HDMI D-micro - určen pro malá přenosná zařízení

Jak se ale zdá, tyto nevýhody HDMI se snaží adresovat jeho největší konkurent – DisplayPort. Co je DisplayPort? Jedná se o rozhraní navržené firmou VESA, které primárně slouží k přenosu obrazu. Zvládá však i zvuk a přenos dat.DisplayPort už také prošel několika verzemi vylepšujícími propustnost, a ta současná (1.3) dokáže přenášet obraz až v rozlišení 8K při frekvenci 30 Hz. Stejně jako HDMI, je i součástí přenosu přes DisplayPort zvuk, a navíc je vybaven jisticím mechanismem konektorů, jenž je mnohem praktičtější než ten, kterým disponovaly konektory VGA a DVI. A to nejlepší na konec – použití DisplayPortu nevyžaduje žádnou certifikaci, což výrazně napomáhá jeho rozšíření. Velkou výhodou je kompatibilita DiplayPort - 144hz obnovovací frekvence monitorů. V případě HDMI 144 Hz podporují jen některé.  

Převod DVI, HDMI a DisplayPort na VGA vyžaduje redukci

A jak si poradit, když má grafická karta digitální a monitor analogový vstup? Záleží na tom, co konvertujete z čeho. Pokud máte na grafické kartě DVI-I nebo DisplayPort, bude vám k připojení VGA na monitoru stačit běžná redukce, protože tyto dvě technologie jsou s analogovým přenosem kompatibilní.

Pokud ale potřebujete připojit VGA na DVI-D nebo HDMI port, což jsou technologie s analogem nekompatibilní, budete potřebovat aktivní konvertor. Tím může být například PremiumCord DVI Converter -> VGA nebo AKASA HDMI - VGA.

Tak jako tak, pokud postavíme VGA vs. HDMI či DisplayPort vs. DVI, digitální technologie budou mít navrch. Přejí jim výrobci monitorů i grafických karet. Pro přenos dnes již velmi obvyklých vysokých datových toků jsou analogové technologie nedostatečné. Budoucnost tedy bude patři HDMI a ještě u stupínek univerzálnějšímu DisplayPortu. 

Postupné upouštění od vstupu VGA/D-Sub ze strany výrobců grafických karet rozhodně neznamená to, že bychom zároveň s upgradem PC měli také hned a bezodkladně investovat do nového monitoru. V tomto článku jsme se blíže podívali na uvedená grafická rozhraní a také navrhli způsoby, jakým způsobem propojit starší i novější zařízení.