虽然我们之前已经多次探讨过4K平台的性能及代价问题,甚至廉价4K显示器都降到了3000-4000元价位,但是4K显示器的选择依然是最让人纠结的部分——60Hz刷新率的显示器大多是高端产品,售价昂贵,而廉价的4K显示器以及4K电视通常都是30Hz刷新率的,特别是后者经常只有HDMI接口,用起来又让人纠结,鱼和熊掌不能兼得啊。
在这种情况下,英伟达XP/WIN7/win8.1显卡驱动v340.43版本一下子给人带来了曙光——虽然官方说明中根本没提,但有用户发现340驱动能让HDMI 1.4接口实现4K分辨率下的60Hz输出,这样就不必依赖DisplayPort 1.2接口。由此带来的好处就是,很多具备HDMI接口而没有DP接口的4K电视就能更方便地充当廉价4K显示器了,这妥妥的是一大隐藏福利。
我们之前只知道HDMI 1.4接口带宽有限,不足以支撑60Hz的4K输出,只能实现30Hz输出,那么是NVIDIA掌握了什么黑科技了吗?正好我们手头也有4K显示器,那就来试试吧。
HDMI 4K@60Hz原理:YUV420压缩立功
在实际尝试之前,我们先要了解下NVIDIA的黑魔法到底有什么根据。
决定某种接口能否输出什么样的视频信号规格的还是带宽,我们可以简单地把它当成一条高速公路,影响这条视频高速公路的因素主要有分辨率、色彩深度以及刷新速度,4K分辨率我们选最常用的3860x2160分辨率,色深的话常用的是8位,RGB三色就是24bit,我们的目标是60Hz刷新率(60fps),那么需要的带宽就是:
3840*2160*24bit*60fps=11.94Gbs
当然,这个计算结果是非常理论化的,还有别的因素要考虑。HDMI使用的TMDS(最小化传输差分信号)机制,8bit/10bit编码方式,实际效率是理论值的80%,所以那个11.94Gbps的带宽实际需要1.25倍带宽,也就是14.9Gbps。
这个带宽要求已经超过了HDMI 1.4的要求,后者的规范能实现的带宽是10.2Gbps,HDMI 2.0才能达到18Gps,而DP 1.2规范能达到21.6Gbps带宽,因此才可以轻易支持4K 60Hz输出。
既然我们的目标是4K 60Hz输出,有两个因素都已经固定了,而TMDS编码也不能改,所以只能从色深上着手了,24位RGB输出可以做点调整,这样就能压缩一下带宽要求。至于如何压缩,人们开发了多种色度抽样方法,其中YUV是欧洲电视系统使用的一种颜色编码方式,使用很普遍,我们国家的电视制式也属于这一体系。
有关YUV编码的介绍可以讲很多,简单入门的也可以看下百科介绍。就这里来说,NVIDIA的340.43驱动选择的是YUV=4:2:0的压缩方式,水平方向、垂直方向都的抽样率都是2:1,这样原本需要RGB 24bit的颜色现在只需要8+8/4+8/4=12bit,实现4K、60Hz输出需要的带宽就是:
3840*2160*12*60*1.25=7.46Gbps
现在这个带宽要求已经低于HDMI 1.4接口的10.2Gbps总带宽了,具备了4K分辨率、60Hz输出的可能了。
实战4K 60Hz输出:意料外的不成功
既然NVIDIA能通过YUV420色度抽样将4K 60Hz的要求降低到HDMI 1.4接口的带宽之外,而且也有人尝试成功了,那么说明这个思路是行得通的。手头虽然没有4K电视,不过我们有一台戴尔UP2414Q 24寸的4K显示器,有DP和HDMI接口,可以拿来验证一下。
首先在驱动程序控制面板中将色彩改为YCbCr444
如果顺利的话,这里应该会出现3860x2160 @60Hz的分辨率选项,可惜现在没有
手动
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本文来源:不详 作者:佚名