Die unterschiedlichen Kabelstandards der Bildübertragung

DVI, DVI-I, DVI-D

Der erste verbreitete Standard um den Monitor an die Grafikkarte eines Computers anzuschließen, um Bilder digital übertragen zu können, war das Digital Visual Interface. Arten von DVI und DVI-I können aber auch analoge Bilder übertragen - deshalb wurde DVI lange für die Ausgabe von analogen und digitalen Videosignalen als Universalschnittstelle verwendet. DVI-Kabel übertragen keine Tonsignale und werden deshalb vor allem für die Übertragung zwischen der Grafikkarte von Computern und Monitoren eingesetzt und auch Beamer, die keine Tonwiedergabe benötigen, werden mit DVI-Kabeln verwendet. Um ein DVI-Kabel mit dem Fernseher nutzen zu können, können DVI-D-Kabel durch einfache passive Adapter an HDMI-Schnittstellen angepassst werden, da DVI-I und DVI-D elektrisch kompatibel zu HDMI 1.0 sind.

Der DVI-Anschluss kann abhängig von der Pinbelegung nur analoge, nur digitale oder analoge und digitale Signale ausgeben, übertragen sowie anzeigen. Ein DVI-I-Kabel überträgt sowohl digitale als auch analoge Signale. Das bedeutet, dass ein DVI-A-Kabel mit 12 + 5 Pins, das nur analoge Signale ausgeben kann durch das DVI-I-Kabel ersetzt werden kann, da dieses ebenfalls analoge Signale verarbeitet. Ein einfaches DVI-I-Kabel hat 18 + 5 Pins (maximale Auflösung mit 1920 x 1200 bei 60 Hz) und ein Kabel der selben Art mit Dual-Link hat 24 + 5 Pins (maximale Auflösung mit 2560 x 1600 bei 60 Hz). Das DIV-D-Kabel überträgt lediglich digitale Signale, wobei hier darauf zu achten ist, ob das Kabel 18 + 1 Pins (maximale Auflösung mit 1920 x 1200 bei 60 Hz), 24 + 1 Pins mit einer zweiten TMDS-Verbindung (maximale Auflösung mit 2560 x 1600 bei 60 Hz) oder 12 + 1 Pins hat. Bei Letzterem werden keine DDC-Daten übertragen woraufhin der Bildschirm vom Betriebssystem nicht mehr automatisch erkannt werden kann.

VGA

Der VGA-Anschluss von IBM ist der Nachfolger des EGA-Anschlusses. Der Stecker des VGA-Kabels ist ein 15-poliger Mini-D-Sub-Stecker mit drei Anschlussreihen, der an die Buchse am Ausgang einer Grafikkarte passt. Da ein VGA-Kabel nur zur Übertragung von analogen Bildern fähig ist, wird es vor allem bei Projektoren und für die Übertragung analoger Bildsignale bei der Signalübertragung zwischen Computer und Monitor verwendet.

VGA-Anschlüsse wurden ursprünglich für analog arbeitende Bildschirmröhren mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixeln entwickelt. Unproblematisch ist eine Verwendung von VGA normalerweise bei bis zu 1280 x 720 Pixeln. Bei analogen Röhrenbildschirmen mit besonders hohen Auflösungen ab 1280 x 1024 ist ein hochwertiges und gut geschirmtes VGA-Kabel nötig, um ein scharfes und vor allem störungsfreies Bild zu erhalten. Mit qualitativ hochwertigem VGA-Kabel, guter Grafikkarte sowie Monitor, kann aber auch eine Full HD-Auflösung von bis zu 1920 x 1080 Pixeln erreicht werden.

Im geschäftlichen Bereich wird der VGA-Anschluss noch immer häufiger verwendet, da manche alte Projektoren nur analoge Signale entgegen nehmen können und es deshalb ein VGA-Kabel unabdingbar machen. Im privaten Bereich ist es oft vorteilhaft, anstelle von analogen Verbindungen (VGA- oder SCART-Kabel) auf DVI, HDMI oder DisplayPort zu setzen, wann immer das möglich ist. Bei digitalen LCD-Flachbildschirmen wird, wenn man VGA verwendet, bei der Analogisierung des Bildes durch die Grafikkarte und der darauf folgenden Re-Digitalisierung des Bildes im Displaycontroller die Qualität beträchtlich vermindert.

S-Video - Y/C

S-Video, auch Separate Video genannt, überträgt Helligkeit- und Farbinformationen über Kabel- und Steckverbindungen. Bei preisgünstigen Geräten ermöglicht S-Video qualitativ bessere Signale als Composite Video. RGB-Signale und Component Video haben jedoch eine deutlich bessere Qualität als Separate Video. Bei S-Video Y/C steht das Y für die Luminanz, ist also quasi ein Schwarz-Weiß-Fernsehsignal, das C hingegen steht für Chrominanz, also für die Farbinformationen. Die Helligkeit und die Schwarz-Weiß-Information werden beim S-Video über zwei Adern übertragen und das Kabel selbst hat an jedem Ende einen 4-Pin-DIN-Stecker, auch Hosidenstecker genannt. Da sich die Stifte im Stecker leicht verbiegen lassen, ist es beim Anstecken besonders wichtig, sehr vorsichtig vorzugehen. Sollte dennoch ein Stift verbogen werden, kann sich das Signal verschlechtern, es kann zu Farbverlust im Bild kommen und im schlimmsten Fall führt der verbogene Stift zu einem kompletten Signalverlust.

Dem S-Video liegt die sogenannte Basisband-Analog-Fernsehnorm zu Grunde - es ist also kein Videoformat. Die Helligkeits- und Farbsignale belegen je nach CCIR-Übertragungsnorm unterschiedliche Frequenzen. In Deutschland ist das PAL-Format gebräuchlich. Im PAL-Format wird das Farbsignal bei 4,43361875 MHz übertragen und die Bandbreite der Farbartmodulation liegt bei circa 1,3 MHz. Bei S-Video kann es durchaus der Fall sein, dass die Frequenzanteile höher als die beim Composite Video ausreichenden 3 MHz sind. Der Grund dafür liegt im nicht eingebetteten Farbsignal.

Bei einem Bildseitenverhältnis von 4:3 ergeben sich, durch die 576 informationstragenden Zeilen eines PAL Videobildes, im Fall von quadratischen Pixeln eine Auflösung von 768 x 576 Pixeln. Damit zwei benachbarte Punkte aufgelöst werden können, muss das Helligkeitssignal eine Bandbreite von 14,75 MHz haben. Das ist für S-Videoausgänge von Videokameras und Fotoapparaten aber normalerweise problemlos über hochwertige Y/C Videokonvertierung möglich.

Komponente / Y Pb Pr, YUV

Das als Component Video oder auch Komponentensignal bezeichnete Übertragungssystem wird zur hochqualitativen Übertragung von Videosignalen von DVD-Playern verwendet. In der Entwicklungsgeschichte steht es dabei zwischen den Scart-RGB-Anschlüssen und den digitalen Anschlüssen. Beim Component Video wird das Bildsignal so ausgegeben, wie es auf einer DVD gespeichert ist. Beim Komponentensignal mit Y, Pb und Pr handelt es sich um die ursprüngliche analoge Version. Y steht hierbei für die Luminanz, also die Helligkeits-Information, Pb und Pr übertragen die zwei Chrominanz-Informationen, also die Informationen der Farbdifferenz. Genauer betrachtet, stellt Pb die Abweichung von Grau auf einer Blau-Gelb-Skala und Pr die Abweichung von Grau auf einer Rot-Türkis-Skala dar.

Das analoge YPbPr lässt sich ohne umrechnungsbedingte Informationsverluste in das digitale YCbCr umwandeln und stellt damit unter den analogen Übertragungsvarianten eine der geeignetsten analogen Verbindungs- und Signalformen zur Videosignalübertragung dar. Mit YPbPr lassen sich sowohl Bild als auch Ton übertragen und bei unverschlüsselten Signalen ist auch eine HD-Übertragung möglich. Im Heimkino-Bereich, aber auch in anderen Bereichen wir das Signal mit drei getrennten Cinch-Kabeln übertragen.

YPbPr löste die vorhergehenden Übertragungsmöglichkeiten Composite Video und S-Video teilweise ab, veraltet ist Component Video inzwischen trotzdem. Für Videoübertragung ist heute HDMI die beste Möglichkeit. Component Video kann eine Full-HD-Auflösung von bis zu 1080 Pixeln hervorbringen, aus Kopierschutzgründen werden normalerweise aber nur 720p unterstützt.

Component Video wird oft irrtümlich als YUV bezeichnet. Bei YUV handelt es sich ebenfalls um ein analoges Farbmodell, dass aber auf anderen Umrechnungsformeln basiert. YUV wird nur beim analogen PAL-Fernsehen und bei der PAL-Übertragung per Composite Video beziehungsweise S-Video verwendet.

Composite / FBAS-Video

Das im anglo-amerikanischen Sprachraum verbreitete Composite Video wird im deutschsprachigen Raum meist FBAS genannt. FBAS ist ein analoges Verfahren zur Übertragung von Fernsehsignalen. Composite Video funktioniert grundsätzlich an allen Scart-Anschlüssen und wird oft zusammen mit RGB oder S-Video übertragen. SCART wird vor allem im europäischen Raum verwendet, in den USA hingegen wird FBAS normalerweise mit einem gelben Cinch-Stecker übertragen, zusammen mit einem weißen, in manchen Fällen auch schwarzen und einem roten Cinch-Stecker für die linken und rechten Stereo-Tonsignalen. Seit den 1980er Jahren wird aber auch in Europa häufiger Cinch verwendet, wenn Peripheriegeräte (Spielekonsole, Camcorder) an einen Fernseher angeschlossen werden sollen.

Das "Farbbild-Austast-Synchron-Signal" (FBAS) vereint alle nötigen Komponenten die für einen korrekten Bildaufbau nötig sind in einem Kabel. Composite Video wurde ursprünglich dafür entwickelt, um kompatibel zu den alten Schwarz-Weiß-Fernsehern zu sein, die Farbsignale nicht entschlüsseln konnten. Deshalb ist FBAS nur bei Geräten ohne digitale Ein- und Ausgänge einsetzbar.

Die mäßige Bildqualität (maximal 768 x 576 Pixel) resultiert aus der Ablage der Farbinformationen im oberen Frequenzbereich des FBAS-Signals. Das bedeutet, dass die Farbe den Bereich des Frequenzbandes in Anspruch nimmt, der primär für die Bilddetails und die Auflösung wichtig ist. Das führt dazu, dass das Bild eher unscharf wirkt und die Farben nicht sauber voneinander getrennt sind. S-Video Y/C hat hier mit Sicherheit eine vergleichsweise bessere Auflösung und geringeres Farbflimmern und insgesamt wohl eine deutlich wahrnehmbar bessere Bildqualität.