Seite 2: 4K-Displays in der Praxis

Die ersten 4K-Displays sind also auf dem Markt. Doch eigentlich handelt es sich dabei um zwei Panels (mit einer Auflösung von 1.920x2.160 Pixel), die aneinandergelegt wurden. Zweimal 1.920x2.160 Pixel ergeben dann die vollen 3.840x2.160 Pixel, wie wir sie später dann sehen werden.

Funktionsweise eines 4K-Displays
Funktionsweise eines 4K-Displays

Hauptgrund für dieses Vorgehen der Display-Hersteller ist die Komplexität ein Display von 32 Zoll bei 3.840x2.160 Pixel fehlerfrei zu fertigen. Immerhin sprechen wir hier von 8.294.400 Pixeln, die möglichst alle funktionieren sollen. Für den Nutzer macht das dies aber zunächst einmal keinerlei Unterschied. Er sieht ein Display und kann dieses auch so ansteuern. Problematisch wird es allerdings bei der Übertragung der Signale. Ja nach Samplerate und Subsampling werden bei 3.840x2.160 Pixel Datenraten von 21,39 GBit pro Sekunde nötig. DisplayPort erreicht in seiner aktuellen Umsetzung 1.2 17,28 GBit pro Sekunde. HDMI 1.3a erreicht gar nur 10,2 GBit pro Sekunde. Das sind allerdings nur die Rohwerte, ohne Overhead. Während DisplayPort 1.2 also 4K theoretisch mit bis zu 60 Hz unterstützt, ist bei HDMI 1.4 bereits bei maximal 30 Hz Schluss. Wir konnten unser Display nicht dazu bewegen mit 60 Hz zu arbeiten und somit waren auch über DisplayPort nur 30 Hz möglich. Für Spieler sind 30 Hz aber gänzlich ungeeignet. Abhilfe schafft hier erst HDMI 2.0, das aber gerade erst zur IFA vorgestellt wurde.

Auf Seiten der Treiber unterstützt NVIDIA mit dem heute vorgestellten GeForce 327.19 den neuen VESA-Standard DisplayID 1.3. Ein angeschlossenes 4K-Display, egal ob per 2x HDMI oder DisplayPort, wird korrekt erkannt und der Desktop problemlos dargestellt. Mit dem aktuellen Catalyst 13.10 Beta 1 mussten wir noch ein Eyefinity-Setup für die beiden Panels des 4K-Displays konfigurieren. Allerdings sind wir uns sicher, dass AMD in Kürze nachziehen wird.

Funktionsweise eines 4K-Displays
Funktionsweise eines 4K-Displays

Intern verarbeiten die Displays die Signale, die über DisplayPort oder HDMI kommen, unterschiedlich. Da DisplayPort die volle Auflösung bereitstellen kann, wird das Signal über einen Demultiplexer auf die beiden Panels aufgeteilt. Kommen zwei HDMI-Eingänge zum Einsatz, werden die beiden Signale direkt an die beiden Panels weitergegeben.

Aufbau des FCAT-Systems
Aufbau des FCAT-Systems

Damit wird die Messungen mit unserem FCAT-System machen können, verwenden wir oben abgebildeten Aufbau. Da unsere Capture-Karte nur einen Videostream mit bis zu 1.080p aufzeichnen kann, reicht uns die Aufzeichnung eines Panels mit einer Auflösung von 320x2.160 Pixel (wir müssen nur das Farb-Overlay aufzeichnen, nicht aber die komplette Breite).

Kommen wir nun zu den Problemen, die mit einem 4K-Display an einer aktuellen Grafikkarten auftreten können. Wer 4K bei den vollen 60 Hz nutzen möchte ist also mit zwei HDMI-Anschlüssen besser bedient. Intern verarbeitet die Karte dies aber dann als 3D-Vision- oder Eyefinity-Setup mit zwei hochkant aufgestellten Displays mit den eben bereits erwähnten 1.080x1.920 Pixel. Im Rahmen der bisher erlangten Erkenntnisse über die FCAT-Messungen spielen hier Microruckler durch Runts und Drops eine wichtige Rolle. Diese Effekte sehen wir natürlich auch bei einer 4K-Auflösung - viel mehr noch.

Fehler bei der 4K-Darstellung
Fehler bei der 4K-Darstellung

Theoretisch größtes Problem sind die Framedrops auf einer der beiden Display-Hälften. Im schlimmsten Fall wird jeder zweiter Frame ausgelassen, was in der Darstellung natürlich nicht wünschenswert ist.

Fehler bei der 4K-Darstellung
Fehler bei der 4K-Darstellung

Problem Nummer zwei ist das häufig auftretende "Frame Interleaving". Dabei wird ein eigentlich bereits dargestellter Frame noch in den darauf folgenden eingefügt. Auch dies ist natürlich ein störender Effekt.

Fehler bei der 4K-Darstellung
Fehler bei der 4K-Darstellung

Welchen Effekt die Aufteilung auf die zwei Panels haben kann, zeigt obiges Bild. Zum einen ist die Spielfigur nur auf das linke der beiden Panels zentriert dargestellt und zum anderen kommt es am Übergang der beiden Panels zu einem Tearing, also einer versetzten Darstellung des Bildes.