上野家のホームページ - 資料室バックアップ : PC/ディスプレイのソース

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PC/ディスプレイへ行く。
*ディスプレイ [#v654fb1b]
PCと接続するディスプレイについて。

** 解像度とアスペクト比 [#m394d8f9]
もともと[[VGA>https://ja.wikipedia.org/wiki/Video_Graphics_Array]]というのは，IBM PCに挿入するビデオカードにIBM製のVGAアダプタがあって，そのアダプタが対応している解像度や色数にはいろいろあったのだが，そのひとつに640x480 16色があった。~
それがいつの間にか，VGAは640x480ということに使われているけど・・・~

|サイズの名称                        |解像度    |縦横比         |画素数    |備考                                |h
|SQCIF(Sub Quarter-CIF)              |128×96   |4:3            |12288     |                                    |
|QCIF(Quarter-CIF)                   |176×144  |11:9           |25344     |                                    |
|QVGA(Quarter-VGA)                   |320×240  |4:3            |76800     |                                    |
|WQVGA(Wide-QVGA)                    |400×240  |15:9           |96000     |                                    |
|WQVGA(Wide-QVGA)                    |480×272  |16:9           |130560    |                                    |
|HVGA(Half-VGA)                      |480×320  |3:2            |153600    |                                    |
|VGA(Video Graphics Array)           |640×480  |4:3            |307200    |IBM PC/ATのVGAカードの解像度 (480i) |
|SDTV(Standard definition television)|720×480  |16:9/4:3       |345600    |DVD画像                             |
|WVGA(Wide-VGA)                      |800×480  |15:9           |384000    |                                    |
|SVGA(Super-VGA)                     |800×600  |4:3            |480000    |                                    |
|WSVGA(Wide-SVGA)                    |1024×600 |128:75(約16:10)|614400    |                                    |
|XGA(eXtended Graphics Array)        |1024×768 |4:3            |786432    |                                    |
|XGA+(eXtended Graphics Array+       |1152×864 |4:3            |995328    |                                    |
|HDTV(High Definition TeleVision)    |1280×720 |16:9           |921600    |720p                                |
|WXGA(Wide-XGA)                      |1280×768 |15:9           |983040    |                                    |
|WXGA(Wide-XGA)                      |1280×800 |16:10          |1024000   |                                    |
|Quad-VGA(Quad Video Graphics Array) |1280×960 |4:3            |1228800   |                                    |
|SXGA(Super-XGA)                     |1280×1024|5:4            |1310720   |                                    |
|FWXGA(Full Wide XGA)                |1366×768 |16:9           |1049088   |古いノートPC                        |
|SXGA+(Super-XGA+)                   |1400×1050|4:3            |1470000   |                                    |
|WXGA+(Wide-XGA+)                    |1440×900 |16:10          |1296000   |古いPC用ディスプレイ                |
|ハイビジョン(地上デジタル)          |1440×1080|4:3            |1555200   |地デジ放送                          |
|WSXGA(Wide-SXGA)                    |1600×1024|25:16          |1638400   |                                    |
|UXGA(Ultra-XGA)                     |1600×1200|4:3            |1920000   |                                    |
|WSXGA+(Wide-SXGA+)                  |1680×1050|16:10          |1764000   |                                    |
|2K/FHD(Full-HD)                     |1920×1080|16:9           |2073600   |フルHDテレビ                        |
|WUXGA(Wide-UXGA)                    |1920×1200|16:10          |2304000   |                                    |
|QWXGA(Quad-Wide-XGA)                |2048×1152|16:9           |2359296   |                                    |
|QXGA(Quad-XGA)                      |2048×1536|4:3            |3145728   |                                    |
|WQHD(Wide-Quad-HD)                  |2560×1440|16:9           |3686400   |                                    |
|WQXGA(Wide-QXGA)                    |2560×1600|16:10          |4096000   |                                    |
|QWXGA+(Quad-Wide-XGA+)              |2880×1800|16:10(8:5)     |5184000   |                                    |
|WQHD+(Wide-Quad-HD+)                |3200×1800|16:9           |5760000   |                                    |
|QUXGA(Quad-Ultra-XGA)               |3200×2400|4:3            |7680000   |                                    |
|4K/UHD(4K Ultra-High Definition)    |3840×2160|16:9           |8294400   |4Kテレビ                            |
|4K Digital Cinema                   |4096×2160|256:135(約17:9)|8847360   |米映画団体の映画の4K                |
|QUXGA Wide                          |3840×2400|16:10          |9216000   |                                    |
|8K/SHV(8K Ultra HDTV)               |7680×4320|16:9           |33177600  |8Kテレビ                            |

* テレビ・モニターディスプレイなどのインターフェイス [#b446737a]
テレビやモニターディスプレイなどで一般的なインターフェースの一覧。~
|名称                    |端子画像                      |説明                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         |h
|[[コンポジットビデオ(CVBS)>./#qa6ad18b]]|&ref(cvbs.png,,40%);          |NTSCやPALなどのアナログ・ビデオ信号を伝送する時に使われた。&br;黄色のRCAピンジャックが使われる。&br;Apple IIなどで使用された。                                                                                                                                                                                                                                             |
|S端子                   |&ref(s.png,60%);                  |映像信号を輝度信号と色信号に分離して伝送するインターフェース。&br;コネクタにはMini DIN-4pinが使われた。                                                                                                                                                                                                                                      |
|SCART(RGB21ピン端子)    |&ref(scart.png,,40%);         |SCARTはフランスで標準化された。アナログのRGB（S端子），コンポジット，音声信号を一つのコネクタで伝送できるようにしたインターフェース。&br;MSX2，PC9801シリーズの一部機種，Sony SMC-777，FM77AV，各種ゲーム機で使用された。                                                                                                                                                                                                        |
|コンポーネント端子      |&ref(コンポーネント.png,,60%);     |映像信号を輝度／同期信号のY，青の色差信号のPb（Cb），赤の色差信号のPr（Cr）という3個の信号で伝送するインターフェース。HDTV（720P，1080i等）に対応。&br;コネクタには3本のBNCコネクタ/RCAピンジャックが使われた。&br;NVIDIAのGeForceやATIのRADEONグラフィックスボードで使用されていた。                                                                                                                              |
|[[D端子>./#nd8c00c3]]   |&ref(D.png,,60%);                  |コンポーネント端子を一つの小型のコネクタにしたHD対応インターフェース。&br;D型をしたコネクタが使われたためこの名称になった。&br;東芝製のPCやゲーム機で使用されいた。                                                                                                                                                                                                                  |
|[[アナログRGB>./#s9e8f3e5]] |&ref(aRGB.png,,60%);               |アナログVGAとも呼ばれている。R/G/Bのアナログ画素信号と同期信号H/Vで伝送するインターフェース。&br;D-sub15ピンコネクタが使われる。                                                                                                                                                                                                             |
|DVI                     |&ref(dvi.png,,40%);           |映像信号にTMDS((RGB各1組，クロック同期用1組，計4組の差動信号で構成されるデジタル映像信号の伝送方式。DVI，HDMI，DisplayPortに使われている。))を使用し，PCから映像信号をディスプレイに伝送するインターフェース。&br;HDMIやDisplayPortの元になった規格。                                                                                        |
|HDMI                    |&ref(hdmi.png,,40%);          |DVIに音声信号を追加し小型にしたマルチメディア対応インターフェース。バージョンにより機能の違いがあるので注意する。&br;多くの製品に採用されている。                                                                                                                                                                                            |
|DisplayPort             |&ref(DP.png,,60%);                 |DVIの後継として開発された高解像度モニターに対応したインターフェース。映像信号と音声信号を伝送できるマルチメディア対応インターフェース。15mの長距離伝送が行える。                                                                                                                                                                             |


** D端子 [#nd8c00c3]
昔のアナログモニターは，「Y/Cb/Cr」，「Y/Pb/Pr」（HD信号にも対応）って言ったコンポーネント端子を使っていたんで，入力側・出力側それぞれ3つの端子の間を計3本のケーブルを使って接続していた。これを，1本のケーブルで接続できるように端子を1つにまとめたものがD端子。~
コンポーネント映像信号だけじゃなく，走査線数・走査方式・アスペクト比を切り換えるための識別信号の伝送も可能になっていて，プラグ挿入の検知機能も付いている。~
BNCコネクタを使うコンポーネント端子に比べ，D端子は線も細くコネクタピンも細いため，実際には映像品質は劣っている。~
コネクタ形状が「D」の文字型をしていることからD端子って言われるようになった。お得意の日本独自規格。~

音声信号は含まれていないんで，別途RCA端子または光ファイバー等で接続する必要がある。~
また高解像度の場合やセキュリティなどから，HDMI端子（デジタル伝送）を使う事が普通になっている。~

-D1 480i（525i）： 720×480ドット インターレース~
アナログテレビ放送（NTSC），BSデジタルのSD放送と同等の画質。またDVD-Videoもこの画質である。~
DVDなどのデジタル圧縮映像用には，このD1（Full D1）の他に，3/4 D1（544×480），1/2 D1（480×480），1/2 D1（352×480），1/4 D1（552×240：CIF）も，D1での伝送対象に含まれる。~
走査方式はインターレース表示。映像信号はコンポーネント映像信号で，伝送時の信号分離方法がS端子の場合と異なるため，理論上はS端子の場合よりさらに画質が向上しているはずだけど，実視聴上はほとんど変わらない。~
ワイドサイズ（縦:横=16:9）映像の場合は，720×480内に横方向を圧縮する形で記録されている。((スクイーズ方式))~

-D2 480P（525p）： 720×480ドット プログレッシブ~
ワイド映像なども含めた基本的なところはD1と同様だが，走査方式がプログレッシブ表示に対応した映像信号の伝送規格。~
D2接続の場合は，ハイビジョンにより近い解像感が得られるのが特徴で，DVDビデオソフトをプロジェクターを使ったホームシアターシステムやプログレッシブ方式対応テレビで視聴する場合は，激しい動きのある映像の場合を除けば，480iの場合よりも鮮明な映像が楽しめるはず。~
DVDプレーヤーでプログレッシブ化機能を持つ製品は，D2出力を装備している。~

-D3 1080i（1125i）： 1920×1080ドット インターレース~
ほとんどのハイビジョン放送番組が，D3で放送されている。~
1920×1080の他に，1440×1080のフォーマットもある。2006年現在，実際のデジタルテレビ放送や撮影機材の規格として実際に多用されている。（映像フォーマット上は，画面のサイズ比が横：縦=4:3になるが，表示時に16:9の画面サイズに拡大される。）((スクイーズ方式))~
D3信号は，従来のアナログハイビジョン放送のベースバンド信号と互換性がある。このため，1990年代に発売されていたアナログハイビジョンテレビであっても，ハイビジョンコンテンツをハイビジョン画質で視聴する事が可能である。（ほとんどの製品は，入力端子が「RCA×3」または「BNC×3」なので，その機種に合った変換ケーブルが必要になる。）~
ハイビジョンビデオカメラ（HDV規格）では，民生機でも放送取材用でも，多くがD3以上での映像信号出入力端子が標準装備となっている。~

-D4 720P（750p）： 1280×720ドット プログレッシブ~
プログレッシブ表示ではあるが，画素数の関係からD3の方が画質視聴上では綺麗に感じる場合も多い。（ただし，液晶やプラズマディスプレイなどプログレッシブ方式の大画面テレビが一般化してきているほか，パーソナルコンピュータでのデジタル放送視聴が増えており，これらの環境ではI-P変換での品質弊害が無視できないため，最終的な視聴画質ではD4のほうが良い。）~
BSデジタル放送初期の一部を除き，現時点では720Pでの放送はされていないが，多くのデジタルハイ
ビジョンテレビは，D4入力までの対応になっている。またHDV規格家庭用ハイビジョンビデオカメラの一部でもD4出力対応のものがある。~

-D5 1080P（1125p）： 1920×1080ドット プログレッシブ~
プロジェクター・薄型テレビ等の高級機種には，D5入力に対応した製品がある。~
ハイビジョン映像のプログレッシブということで，劇場用映画に迫る画質と評されている。~
現状技術では，最も高精細な映像が視聴できるが，2006年現在では日本のテレビ放送ではまだ実用化されていない。~

*** D端子構造 [#yf68cf41]
#ref(D端子.png,60%)
|ピン|信号|ピン|信号|h
|1|Y|8|制御信号（識別信号1）|
|2|Y GND|9|制御信号（識別信号2）|
|3|Pb|10|予備2|
|4|Pb GND|11|制御信号（識別信号3）|
|5|Pr|12|ホットプラグ検出 GND|
|6|Pr GND|13|予備3|
|7|予備1|14|ホットプラグ検出|

*** 制御信号 [#k95e8a1d]
|識別電圧|識別信号1|識別信号2|識別信号3|h
|^|総走査線数（有効走査線数）|走査方式|アスペクト比|h
|5V|1125(1080)|プログレッシブ|16:9|
|2.2V|750(720)|（未定義）|4:3レターボックス|
|0V|525(480)|インターレース|4:3|

** アナログRGB [#s9e8f3e5]
IBM製のグラフィックボードにこのコネクタが採用されたので，俗にVGAコネクタとも呼ばれている。~
伝送する信号はアナログのRGBカラー信号。

ラップトップコンピュータなどでコネクタのサイズを小型化したい場合，より小型化したmini-A端子を実装した製品もある。~

アナログRGBにはいくつかバリエーションが有る。~
+ 3列15ピンのDE-15（Mini D-Sub15pin）コネクタにRGBのアナログ信号とHとVの同期信号を配置したもの~
+ 1のコネクタ形状はそのままでVESA DDC（VESA Display Data Channel）の信号を追加したもの~
VESA DDCは，ディスプレイの解像度等の情報をPC側で取得できるように，シリアル通信ラインを追加したもの。~
DDC1とDDC2の仕様があり，それぞれ互換性は無く一般的にDDC2が使われている。インターフェース仕様はI2Cが使われている。~
+ 1の信号線を9pin D-Subコネクタに配置したもの~
+ 1の信号線を同軸ピンを内包した13W3と呼ばれるコネクタに配置したもの~
+ 2列15pin DA-15コネクタを用いたもの（NEC PC9801シリーズやApple Mac II）

同期信号はHとVを混合したものを複合同期信号として1本の信号で伝送したり，さらに複合同期信号を緑映像信号に載せることで信号線を減らしている場合（Sync on Green）もある。~
これはVGA端子が登場する以前，BNCコネクタで同信号を伝送していたことの名残。

RGBの信号はディスプレイ側に75Ωのインピーダンスがあり，最も明るい状態は0.7V。~
1bit出力で良いなら，デジタル出力が3.3Vの場合，間に279Ωの抵抗を入れると約0.7Vになる。デジタル回路から8ビット出力をするには，デジタル-アナログ変換回路を使う。~

*** アナログRGB pin配置 [#t9a64eaf]
VGAコネクタとも呼ばれているアナログRGBコネクタのpin配置。~
#ref(argb_pin.png,,30%)
|pin|名称          |機能                                          |h
|1  |RED           |Red video signal                              |
|2  |GREEN         |Green video signal or Sync on Green signal    |
|3  |BLUE          |Blue video signal                             |
|4  |n.c.          |Not connected                                 |
|5  |GND           |Ground                                        |
|6  |RED_RTN       |Red video signal return                       |
|7  |GREEN_RTN     |Green video signal return                     |
|8  |BLUE_RTN      |Blue video signal return                      |
|9  |n.c.          |Not connected                                 |
|10 |GND           |Ground                                        |
|11 |n.c.          |Not connected                                 |
|12 |SDA           |VESA DDC data                                 |
|13 |HSYNC or CSYNC|Horizontal or Composite synchronization signal|
|14 |VSYNC         |Vertical synchronization signal               |
|15 |SCL           |VESA DDC clock                                |

** コンポジットビデオ(CVBS) [#qa6ad18b]
コンポジットビデオ（CVBS）は，映像信号を構成する同期信号・輝度信号・カラーの場合は色信号を一つの信号に合成して，1本のケーブルで伝送できるようにしたインターフェース。~

コンポジットビデオには，NTSC・PAL・SECAMの3方式がある。[[世界で使われている方式>https://ja.wikipedia.org/wiki/NTSC#/media/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:PAL-NTSC-SECAM.svg]]~

日本ではNTSCが使われている。 

*** NTSC [#t9a0a5b0]
ITU-R BT.601信号規格（NTSC信号を13.5MHzでサンプリング）に当てはめる~
ラインサンプル数 : 13500000 [Hz] / 525 [lines] / 29.97 [fps] = 858 [samples]~

1ライン858サンプルとして有効範囲を計算~
858サンプル期間 : 63.5555 [μs]~
水平有効範囲 : 858 * (52.6555/63.5555) = 710.8 ≒ 711 [samples]~

ITU-R BT.601の有効範囲~
水平有効範囲 : 711 [samples]~
垂直有効範囲 : 485 [lines]~
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PC/ディスプレイのバックアップソース(No. All)
- 1: 2010-08-05 (木) 02:34:35 yuji
- 現: 2020-12-26 (土) 16:07:35 yuji
  - Attached file: D端子.png, Deleted an attach file: argb_pin.png at 2024-05-22 (水) 16:23:15
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