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Computer-Peripherie - Audio/Video - Projektoren

Im Folgenden soll ein Überblick von Verbindungen gegeben werden, welche vornehmlich im Computerbereich Anwendung finden. Manche dieser Standards wurden ursprünglich für den Computermarkt entwickelt (USB, Firewire) und fanden schließlich den Weg in andere Verwendungsbereiche. So gibt es heutzutage kaum eine Foto- oder Videokamera, die nicht per USB an einen Computer anzuschließen ist. Darüber hinaus zeichnet sich eine Konvergenz von Standards ab, welche sowohl mit Monitoren, Fernsehgeräten, CD-/DVD-Playern und natürlich Computern gleichermaßen kompatibel sind. Hier ist die HDMI-Scnittstelle (siehe unten) zu erwähnen. Quasi alle Geräte mit dieser Schnittstelle können miteinander verbunden und auf die ein oder andere Weise betrieben werden (z.B. als Aus- oder Eingabegerät).

Nun aber zum Überblick der Standards.

Standards zum Anschluss von Peripherie

USB 1.1 + 2.0 (Universal Serial Bus)

Der USB-Standard zählt zu den am gebräuchlichsten im Computerbereich verwendeten Schnittstellen. Zu den grundlegenden Neuerungen zählte das „Hot-Plugging“ (engl. „heißes Tauschen“). Dadurch wurde das An- und Abkoppeln von (Peripherie-)Geräten während des laufenden Betriebs ermöglicht.

Hersteller/Entwickler: Intel Markteinführung: 1996 Übertragungsgeschwindigkeit: 12-480 MBit/s

FireWire 400 + 800 (Synonyme: i.Link oder IEEE.1394a/b)

Diese Schnittstelle war als Weiterentwicklung des, zumeist intern verwendeten, SCSI-Standards gedacht. Ähnlich dem USB-Standard, besitzen auch FireWire-Geräte die Hot-Plugging-Fähigkeit. Zudem fand und findet diese Technologie Verwendung in lokalen Netzwerken; aufgrund hoher Datenraten, sowie der guten IP-Fähigkeit.

Hersteller/Entwickler: Apple Markteinführung: 1997 Übertragungsgeschwindigkeit: 400 bzw. 800 MBit/s

ATA (Advanced Technology Attachment)

Der ATA-Standard befindet sich seit 1984 in Entwicklung und ist bis heute der am verbreitetste Festplatten-Controller-Standard. Zwar wird er seit 2002 immer mehr vom Nachfolgestandard SATA abgelöst, dennoch findet eine Weiterentwicklung statt, bei der es vorrangig um das Anheben der Übertragungsgeschwindigkeiten und Fehlerbereinigung geht. Es wird chronologisch unterschieden zwischen ATA-1 bis ATA-8.

Hersteller/Entwickler: Western Digital Markteinführung: 1989 Übertragungsgeschwindigkeit: 8-133 MByte/s

SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

Entwickelt aus dem älteren Standard ATA, stellt dieser die nun geläufige Schnittstelle für Festplatten in Computern dar. Neben dem offensichtlichen Geschwindigkeitsvorteil und einfacherem Kabelmanagement stellt die Fähigkeit des "Hot Pluggings" eine grundlegende Neuerung dar.

Zur mobilen Verwendung entsprechender Festplatten wurde der Standard eSATA (external SATA) entwickelt. Durch entsprechende externe Gehäuse profitiert der Anwender von den hohen Übertragungsgeschwindigkeiten auch bei externen Datenträgern. Unterschiede lassen sich jedoch in der verwendeten Kabel- und Steckerführung ausmachen. Einige Beispiele wären die Inkompatibilität externer Kabel mit internen Anschlüssen (modifizierter Stecker), stärkere Abschirmung der externen Kabel/Stecker gegen elektromagnetische Einflüsse und externe Stecker/Buchsen sollen höheren Belastungen (An-/Abkoppeln) standhalten.

Hersteller/Entwickler: Entwicklerkonsortium (u.a. Intel, IBM, Seagate, Maxtor) Markteinführung: 2002 Übertragungsgeschwindigkeit: 1,5-3 GBit/s

SCSI (Small Computer System Interface)

Die Begriffsbezeichnungen der jeweils weiter entwickelten Schnittstelle reichen von SCSI-1 über Wide/Ultra SCSI bis hin zu Ultra-360 SCSI und Serial Attached SCSI. Es gibt mehr als 12 Entwicklungsstufen bzw. Bezeichnungen der jeweiligen Schnittstelle. In der Regel ist mit der Weiterentwicklung erhöhter Datentransfer verbunden, oder auch die Anzahl der anschließbaren Geräte (hauptsächlich Festplatten). Wie man sehen kann, waren mit der SCSI-Schnittstelle bereits 1979 Übertragungsgeschwindigkeiten von mehr als 5 MByte/s möglich. Im Vergleich zu ATA handelt es sich hierbei um vergleichsweise teure Schnittstellen, welche daher überwiegend Verwendung in professionellen Arbeitsumgebungen (Rechenzentren, Unternehmen generell) fanden und finden. Für Privatanwender setzte sich der günstigere ATA-Standard und seine Subformen durch.

Hersteller/Entwickler: Alan Shugart, NCR Markteinführung: 1979 Übertragungsgeschwindigkeit: 5-750 MByte/s

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)

Markteinführung: 1990

Dieser Standard findet bzw. fand seine Hauptverwendung in Laptops und Notebooks. Vor allem in den 1990er Jahren bis etwa 2003 wurden tragbare Computer damit ausgestattet, um Erweiterungen der sonst vorkonfigurierten Geräte zu ermöglichen. Unter anderem konnte man Netzwerkkarten (LAN/WLAN), ISDN-Karten, GPS-Empfänger, Bluetooth, Radio-/TV-Karten mit dieser Schnittstelle verwenden. Mit zunehemender, verbesserter Multimediafähigkeit der tragbaren Geräte (z.B. integriertes WLAN und Bluetooth) wurden und werden diese, vergleichsweise sehr teuren Erweiterungen immer weniger gebraucht und stellen mehr denn je Nischenprodukte dar.

Manche Laptop-/Notebookhersteller verzichten mittlerweile gänzlich auf das Verbauen der PCMCIA-Schnittstelle in ihren Endgeräten. Als prominenter Hersteller lässt sich Apple nennen: In den aktuellen Modellen (ab Juni 2009) wird statt der genannten Schnittstelle nun eine SD-Card-Schnittstelle verbaut, welche laut Apple heutzutage mehr Verwendung findet.

RJ-45 (Registration Jack)

Entwickler: Bell Laboratories

Markteinführung: 1970er

VGA (Video Graphics Array)

Verhältnismäßig betagter, aber dennoch gebräuchlicher Standard zur Übertragung von Bildsignalen.

DVI (Digital Visual Interface)

VGA-Nachfolger

Markteinführung: Ende 1990er

HDMI (High Definition Multimedia Interface)

• DRM-fähig; Audio + Video
• volldigitaler Audio & Videoübertragungsstandard.
• Versionschaos: HDMI 1.1, 1.2, 1.3.
• Ab 1.2 Datenübertragungsrate von bis zu 4 Gbit/sec. = 512 Mbyte/sec.
• DER Standard der näheren Zukunft im Zh. mit HDTV und DRM.
• Überträgt im Full-HD Bereich 1080p (=1920x1080 Pixel, progressiv), was in etwa einem 2 Megapixel Bild entspricht und für das menschliche Auge ab 3m Sitzabstand fotorealistisch wirkt.

Markteinführung: Mitte 2003

Ältere Standards

Die folgenden Standards können als antiquiert bezeichnet werden und finden in heutiger Zeit keine oder sehr sporadische Verwendung. Sie wurden durch flexiblere, multi-funktionalere und vor allem schnellere Standards (USB, FireWire etc.) ersetzt. Zu ihnen gehören:

COM (Communication Equipment)

Markteinführung: 1960er

Parallel

leistungsfähiger als COM

Im Audio- und Videobereich gelten die nachfolgenden Standards als sehr gebräuchlich, obwohl, oder gerade weil, diese sich schon sehr lange auf dem Markt befinden.

Cinch / RCA Stecker / Buchse

• Nachteil u.a.: Kurzschlussgefahr bei eingeschalteten Geräten, da der „heiße Stift“ in die Buchse voreilt und der Massekontakt bauartbedingt erst danach Kontakt hat.
• Vorteil: Sehr einfach, sehr bewährt und ein internationaler Standard.
• Anwendung in vielen Bereichen des Homeconsumer-Marktes: Bild- und Ton-
• Übertragung z.B. über 3x Chinch (gelb = Video, rot und weiß = Audio)
• Anwendungsgebiete sind u.a. das Verbinden von Videokonsolen mit TV oder PC, Video Out & TV, Kamera zu TV/Monitor

Markteinführung: Anfang der 1940er.

S-Video

Nur-Video Übertragung. Vorteil gegenüber RCA / Cinch /FBAS: Getrennte Übertragung von Helligkeits und Farb-Informationen.

SCART

Ein 1978 in Frankreich entwickelter AV-Übertragungsstandard mit 20 poligen Steckern/Buchsen für den Transport von analogem Audio und Video. Später auch: „Euro-Scart“, von den USA und Japan nicht übernommen. Unterschiedliche Beschaltungen ermöglichen unterschiedliche Qualitätstufen: Vollbeschaltete RGB Kabel liefern getrennte Rot/Grün/Blau Videosignale an den Fernseher. Zum Teil nutzten Hersteller ungenutzte Leitungen für Steuerbefehle zw. bspw. TV und VCR. Aber: Wurde nie im professionellen Bereich genutzt, da zu störanfällig.

Monitore

Generell gilt unterscheidet man zwischen zwei verschieden Technologien bzw. Typen von Monitoren: CRT und TFT.

CRT Cathode Ray Tube TFT Thin-Film Transistor; Äquivalent zu LCD - Liquid Crystal Display

Wichtige Orientierungspunkte bei TFTs

• Diagonale: Zoll
• Auflösung: 1024x768; 1440x900
• Reaktionszeit: Geschwindigkeit des Bildaufbaus (in ms)
• Kontrast
• Helligkeit (in cd = Candela)
• Blickwinkel
• Pixeldichte = native Auflösung

Vorteile der LCDs

• kompakter, leichter, für mobile Geräte geeignet
• geringe Tiefe
• verlustfreie Bildübertragung; schärfere Darstellung als auf CRT
• kein „Einbrennen“ von Standbildern

Drucker

Die gebräuchlichsten Druckertypen

• Nadeldrucker: nach wie vor im Einsatz (z.B. in Arztpraxen, um Durchschläge zu erstellen); sehr laut
• Tintenstrahldrucker: anschlagsfrei; Tintentröpfchen; oft nicht lichtecht/wasserfest; günstig in Anschaffung und Unterhalt (Tintenpatronen etc.)
• Laserdrucker: fotoelektrisch; ähnlich wie Fotokopierer; aufgrund hoher Anschaffungs- und Unterhaltskosten vormals nur interessant für Firmen, mittlerweile auch für Privatleute

Die exotischen Drucker

• Kugelkopfdrucker
• Typendrucker
• Metalldrucker
• Thermodrucker
• Thermotransferdrucker
• Etikettendrucker
• Wachsdrucker

Scanner

Handscanner

im Consumer-Bereich kaum gebräuchlich scannen ca. 10-20cm breite Streifen pro Fahrt

Flachbettscanner

hoher Verbreitungsgrad mittlerweile kompakt und mobil stromsparend dank neuer Technologien; Canon nutzt LEDs

Speichermöglichkeiten extern

• USB-Sticks
• Speicherkarten: CF, SD, MMC, MS
• externe Gehäuse + Festplatten

Wissenswertes zu externem Speicher

• Kapazitäten nehmen zu, Preise fallen rapide (1TB = 1000MB = 100€)
• derzeit kleinste Festplatten: 1,0-Zoll
• Strombezug mittlerweile über USB- oder FireWire-Anschluss, also ohne externe Stromversorgung.

Audio

• externe Soundkarten
• USB-Headsets
• Soundsysteme

Eckdaten zu Sound und Computer

„Wie kommt der Klang aus dem Computer?“

• 1982: Commodore 64 –> populärer Heimcomputer mit Synthesizer-Chip
• 1987: Commodore Amiga 500 & 2000 Dank „Sampling“ fähigem Soundchip

erster Multimedia-Computer mit realistischem Sound (Sample=“Klangprobe“)

• 1989 bis heute: Creative Labs' SOUNDBLASTER als quasi Standard-Soundlösung für „IBM-kompatible PCs“.
  • Frühe Exoten als Soundlösung für „IBM-PCs“ von „Roland“ (teuer!), Adlib und

„Hercules“.

• Heute: Dank Minimalisierung nahezu unbegrenzte Möglichkeiten in der Sound-Synthese, beim Sampling, in und in der Konnektivität auf Onboard-Soundchips

oder in, bzw. externer USB- oder Firewire Soundkarten (z.B. Soundblaster „Audigy“).

Wissenswertes zu Audio

• Bitrate: „Datenmenge pro Zeit“. Grundsätzlich: Je höher, desto besser. Bsp.: Internet-Radio 64 – 128 kBit/sec.
• Samplingfrequenz = Abtastrate.
• Telefonqualität: ca. 11 kHz, Musikkassetten: ca. 22 kHz, CD: ca. 44 kHz
• MP3: Entwicklung seit 1982 am Fraunhofer Institut, Friedrich Alexander Universität Erlangen – Nürnberg, AT&T, und Thomson. Endgültiger „Release“: 1995.
• Bedient sich der Psychoakustik: Für das Gehör nicht wahrnehmbare Frequenz-
• Abschnitte werden der Tonspur entzogen → starke Kompression möglich.

Tops & Flops im Audiobereich

Tops

• Sony Walkman (1979): Millionenfach verkaufter mobiler Kassettenspieler in den 80ern und frühen 90ern. (Heute auch eine Bezeichnung für Sony Ericson Handys und MP3 Player)
• CD-Portables: Höhepunkt ca. Mitte 90er
• MP3-Player mit steil aufsteigender Absatzkurve ab ca. 2000. Beispiele: Apple iPod, Microsoft Zune, Creative Zen, sowie zig Ableger bekannter Player.
• MP3 auch 2009 das gängigste Audioformat.
• Zukunft: Weiterentwicklung am DRM (= Digital Rights Management) von MP3.

Flops

• Sony Minidisc, DAT-Recorder/-Player für den Consumer Bereich

Video

• „Trojan Room Coffee Pot“ (Cambridge 1991)
• Webcams
• Anschluss via Ethernet oder USB
• Netzwerk
• USB
• PCMCIA

Beamer und Projektoren

Man unterscheidet zwischen Präsentationsbeamer und Heimkinobeamer.

Eigenheiten:

• Hohe Helligkeit (mind. 2000 Ansi-Lumen, oder 4000 Lux)
• Geringer Kontrast (400:1)
• Hohe Auflösung im 4:3-Format wünschenswert. (Meist aber immer noch nur 800x600 native Pixel.)
• Geräuschpegel weniger relevant.

LCD oder DLP oder Röhre?

• Geringere Lichtleistung verbessert Schwarzwert!
• Hoher Kontrast wünschenswert! (bis 10.000:1)
• Geräuschentwicklung: max. 29 dB
• Full HD; ab ca. 1000 €) (1920x1080p Pixel = 16:9)
• Marktführer: Sanyo, Panasonic, Mitsubishi!
• Optimal: LCD Technik mit adaptiver Iris für besten Schwarzwert und Kontrast trotz LCD.
• Nachteil DLP: Regenbogeneffekt

Projektortechnologien - gereiht nach Markteinführung

Röhrenprojektoren

• Niedrige Helligkeit
• Hoher Kontrast
• Schwierig zu installieren
• Drei separate Elektronenstrahlröhren (RGB)
• Sehr teuer
• Sinnhaft nur in absolut dunklen Räumen (Anwendung als Heimkinobeamer)
• Nur noch wenige Hersteller (z.B.: Barco)
• Problemlose Skalierbarkeit von NTSC/PAL Formaten
• Kein „Fliegengitter“, wie bei LCD Beamern

LCD-Projektoren

LCD = „Liquid Crystal Display“

• Sehr günstig; ab ca. 200 €
• Große Ähnlichkeit zu Diaprojektoren (anstelle des Dias wird ein LCD Panel durchleuchtet. Heute meist nur noch mit 3 LCD-Panelen (RGB), deren Grundfarben mittels Spiegel oder Prismen zu einem einheitlichen Bild zusammengefügt werden.
• Mittlere Lebensdauer: Nach ca. 1000 Stunden werden die LCD-Panele durch die hohe Lichtintensität „blass“.
• Im unteren Preissegment nur als „Einwegbeamer“ zu gebrauchen, da mit Ausbrennen der Lampe (nach etwa 2000 Stunden) die Panele ebenfalls unbrauchbar werden.
• Meist niedriger Kontrast von weniger als 1000:1 (Präsentationsbeamer) und hohe Helligkeit (mind. 1000-1500 Ansi Lumen)
• „Fliegengittereffekt“ bedingt durch die Pixelanordnung in den Panelen.
• Qualitätsminderung des Bildes im Falle einer nötigen Skalierung → hat der Beamer eine NATIVE Auflösung von 800x600 kommt es bei Einspeisung von 1024*768 Signalen zu unschönen Resultaten.

DLP-Projektoren

DLP=“Digital Light Processing“ von Texas Instruments

• Relativ komplizierte Funktionsweise: Licht wird auf einen Chip - „DMD“ (Digital Mirror Device) - geworfen, der aus bspw. 1920 X 1080 (Full HD) winzigsten kippbaren Spiegeln besteht. Diese Spiegel reflektieren entweder das Licht für den entsprechenden Bildpunkt, oder blenden ab. Bei Graudarstellungen „pulsiert“ der Chip.
• Für die Farberzeugung verantwortlich ist ein schnell rotierendes Farbrad, das üblicherweise aus 5 Farben besteht.
• Relativ neue Technik (ab dem Jahr 2000 für den Consumer-Bereich)
• Heute ebenfalls sehr preiswert (ab 300 Euro)
• Sehr hoher Kontrast
• Geringere Helligkeit als bei LCD Projektoren nötig.
• Keine Einbrenngefahr von Standbildern, wie bei LCD und Röhrenbeamern.

Die Zukunft der Projektoren

LED-Projektor

ähnliche Funktionsweise wie DLP Projektoren): Pro:

• Keine Hitzeentwicklung.
• Haltbarkeit der LED bis 20.000 Stunden vs. „konventionelle“ Beamer-Lampen mit ca. 4000 Stunden Brenndauer.
• Äußerst geringer Stromverbrauch (Akkubetrieb möglich!) und geringe Größe.

Contra:

• sehr lichtschwach, (in abgedunkelten Räumen max. Projektionsgröße von 1m Diagonale
• Konstante Abnahme der Leuchthelligkeit der LED.
• Native Auflösung meist nur 800x600, 1920x1080 jedoch angekündigt.

Laser-Projektoren

Keine Marktreife bzw. Einführung auf dem Massenmarkt absehbar.

Pro:

• Rundumprojektion möglich
• 3D Projektion möglich
• Zur Zeit nur in Planetarien mit Zeiss Objektiven verwendet.
• Lichtstärke, Auflösung und Kontrast dynamisch variierbar.

Contra:

• Potentielle Gefahr für das Auge.

SXRD-Projektor

SXRD = Silicon X-tal(=crystal) Reflective Display

Hinter diesem verwirrend-kreativen Wortgebilde verbirgt sich SONYs proprietäre Technik für digitale Kinoprojektoren.

Pro:

• Allen anderen am Markt befindlichen Projektortechniken bei weitem überlegen.

Contra:

• Kein Verkauf an Privatpersonen; was auch wenig Sinn hätte, da die Optiken keine Darstellung von weniger als 15m Bilddiagonale erlauben - vom Preis ganz abgesehen.

Trends

USB 3.0

Ende 2008 von Intel, HP und Microsoft vorgestellt; 5GBit/s

SATA 3.0

In Entwicklung seit Mitte 2008; Übertragungsraten von bis zu 6.0 GBit/s möglich.

OLED

Organic Light Emitting Device; in Entwicklung; extrem dünn. Praktisch alle Oberflächen (Textil, Glas, Metall etc.) können mit der OLED-Technologie beschichtet und als Bildschirme oder Leinwände benutzt werden.

FED

Field Emission Display; seit 2006 von Sony in Entwicklung; ähnlich Plasma-Displays.

Quellen

Bei Wikipedia gefunden:

• Integrated Drive Electronics
• HDMI
• USB
• Firewire
• Scsi
• ATAPI
• Serial ATA
• Drucker
• Scanner

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