Technologie VDC-M: ztrátová komprese obrazu mezi GPU a displejem bude i v mobilech

4
Smartphone
Ilustrační foto (zdroj: stevepb / Pixabay)

Pokud trochu sledujete oblast monitorů, tak asi víte, že vzrůstající nároky monitorů s vysokým rozlišením (5K, 8K, 10K) vyčerpávají přenosovou rychlost dostupných rozhraní HDMI a DisplayPort. U stolních monitorů se jako řešení objevila technologie komprese VESA DSC (Display Stream Compression). Je bohužel ztrátová, ale její vliv by měl být těžko postřehnutelný a méně nepříjemný než převod na barvy YUV a podvzorkování, což je alternativa. Pokud se vám však celkově myšlenka ztráty kvality při zobrazování na PC moc nelíbí, máme pro vás „dobrou zprávu“. Vypadá to, že této cesty nezůstanou ušetřená ani mobilní zařízení. I v těch totiž rozlišení rostou a technologie ztrátové komprese pro ušetření datových toků do nich přichází také.

Nepůjde přímo o existující standard DSC pro DisplayPort, ale o separátní technologii, kterou vyvíjí VESA a MIPI Alliance (což je skupina, která standardizuje rozhraní používaná v mobilní a embedded oblasti, viz například MIPI CSI pro kamery, DSI pro displeje). Tato nová komprese se jmenuje VESA Display Compression-M v1.1 neboli VDC-M (přes označení 1.1 jde o první verzi této technologie). Bude se soustředit na použit v chytrých telefonech a není zpětně kompatibilní s DSC. Pro implementaci také vyžaduje komplexnější elektroniku, výměnou za to ale docílí vyšší kompresní poměr. Zatímco DSC potřebuje na jeden pixel celkově 8 bitů, o VDC-M by to bylo jen 6 bitů. DSC tedy ve výsledku dosahuje při 24bitových barvách kompresi 3:1 a při 30bitových 3,75:1, u VDC-M by bylo dosaženo poměrů 5:1 a 4:1.

Ztenčení mobilů, delší výdrž…

Komprese by stále měla být „vizuálně bezeztrátová“, což znamená, že efekt by neměla být patrný, nebo alespoň snadno zjistitelný (jak moc se to ale povede v praxi, to uvidíme). Jaký to má smysl v mobilních zařízeních, kde je obrazovka hned vedle GPU a není třeba nějaký dlouhý kabel? Snížení datového toku mezi těmito komponentami by dovolilo použít pomalejší rozhraní běžící na nižších taktech nebo s nižším počtem vodičů. A to by zase umožnilo spotřebovat na přenos dat do displeje méně energie. Výsledkem by tedy mohla být o něco delší výdrž na baterii. Zjednodušení zapojení by teoreticky mohlo dovolovat třeba nějaké další ztenčení telefonu, ale je otázka, jak velký to už může mít význam.

Komprese VDC-M bude fungovat po jednotlivých snímcích, mělo by jít o čistě „intra“ kodek, přičemž obraz by měl být posílán po řádcích, nečeká se tedy na kompletní zakódování, takže přidaná latence by neměla být významná. Kvantizace by měla používat transformaci DCT. Formát podporuje nativně jak barvy RGB, tak YUV s plným vzorkováním a YUV s 4:2:2 a 4:2:0. Barevná hloubka složek může být 8, 10 nebo 12 bitů a podporován je i vysoký dynamický rozsah (HDR). Komprese DSC 1.2a jinak podporuje i barevné hloubky 14/16 bitů, takže proti VDC-M 1.1 je pružnější, tyto formáty obrazu ale asi v mobilech nemají moc smysl.

Srovnání kompresí DSC pro DisplayPort/HDMI a nové mobilní VDC-M
Srovnání kompresí DSC pro DisplayPort/HDMI a nové mobilní VDC-M 1.1

Komprese je součást DSI-2 1.1

Komprese VDC-M bude součástí standardu pro připojení obrazovek MIPI DSI-2 1.1, který byl veřejně publikován také nyní. Součástí rozhraní eDP pro notebooky se zatím zřejmě nestane. Stejně tak na DisplayPortu a nově i HDMI 2.1 bude dále používána komprese DSC. Respektive, bude výhledově používána, protože zatím se v žádném dostupném monitoru neobjevila. Místo toho se pro snížení datových toků používá podvzorkování barevné informace 4:2:2 nebo 4:2:0 (to jinak implikuje převod z RGB do barevného prostoru YUV pro přenos a poté zpět na RGB v monitoru, což je také ztrátová operace). Zda bude v mobilech VDC-M populárnější, to zatím těžko říct.

Pro implementátory VDC-M je k dispozici referenční kód napsaný v C a jak dekodér, tak enkodér jsou specifikovány, aby byla zaručena kompatibilita a přesné (deterministické) 1:1 dekódování. Specifikace jsou otevřené a dostupné na stránkách konsorcia VESA. Bloky pro implementaci enkodérů a dekodérů by měly nabízet různé firmy, oznámil je už Hardent.

Technologie VDC-M: ztrátová komprese obrazu mezi GPU a displejem bude i v mobilech

Ohodnoťte tento článek!
4.9 (97.14%) 14 hlas/ů

4 KOMENTÁŘE

  1. Byl jsem tu v minulosti osocen, ze se do pisatele, ktery psal i tento clanek naschval obouvam. Neni to pravda a naopak mu tentokrat dekuji za povedeny clanek bez emoci.
    Srovnejte s tim hura nesmyslem co napsala konkurence na diitu.

    Takze nam budou vyrobci displeju donekonecna zvysovat rozliseni, technologii maji, ale aby vymysleli jak ten obraz bez zkresleni prenest, to uz je na ne moc slozite. Ve vysledku teda mame monitory ale nemame kabely, takze se bude kriplit obraz ztratovou kompresi, dekuji nechci. Poridil jsem QuadHD a do niceho s vyssim rozlisenim nejdu.

  2. Když to plánují, tak to asi má smysl, ale úplně mi nejde na rozum jak jim to vychází. Chtějí ušetřit energii, ale to je vážně výhodnější počítat kompresi a pak dekompresi než to poslat přímo? Chápu šetření pásma pro velká rozlišení, ale že to zároveň ušetří energii. A podobně mi nejde proti sobě podpora 10-16bit barev a do toho komprese. Máme úžasnou 4D 10K 16bit 1000Hz ultraHDR televizi, ale abychom to na ten panel poslali, tak to komprimujem na datovej tok někam na úroveň TV vysílání. Ale doufám, že se pletu a není to tlak marketingu, aby měli pak v reklamě hlášku „naše televize umí dokonalé barvy, jen se podívejte“ a 99 % lidí to uvidí na své průměrně 5 let staré lcd telce a nic nového neuvidí.

    • Chápu to tak, že pro přenos vysokými rychlostmi, tedy vysokými kmitočty, je třeba vyřešit co nejstrmější náběžné i závěrné hrany impulsů, pomocí nějakých vlnek se přenos nezdaří. No a protože tomu brání impedance vedení (odpor, parazitní kapacita, indukčnost), musí se to řešit zvýšením budícího napětí. No a to žere energii.

      Nevěřím ale, že to má smysl u mobilů – k čemu bude superrozlišení displeje, když na něm bude rozmazané písmo i hrany ikonek?

      • Rozmazávat písmo a ikonky to asi nebude, je to DTC s nízkým kompresním poměrem, takže ty artefakty budou pravděpodobně poměrně nenápadné a ostré věci jako písmo byly nejspíš při tom návrhu pohlídané.
        Naopak podvzorkování zejména na 4:2:0 hodně rozmazává barevné detaily/písmo (nejhorší je červená, modrá, na černé), takže proti tomu bude tahle DCT komprese ještě o dost lepší.

        Nikdy jsem bohužel neviděl nějaké srovnání toho efektu, takže jak dobrá ta komprese je, nevím.