Lo standard DVI e i monitor diagnostici

L’ascesa dello standard DP (acronimo di Display Port) nei sistemi di visualizzazione di bioimmagini è un aspetto ormai consolidato. Tuttavia, lo standard DVI resiste, sia nell’attuale produzione, sia per la presenza, nel parco già installato di dispositivi di una o due generazioni precedenti. Basti pensare che lo standard DP nasce solamente nel 2008, circa 10 anni dopo l’introduzione del DVI.

Le schede video dedicate (e raccomandate per l’utilizzo in ambito medicale) presentano tipicamente uscite DP ma potrebbe nascere l’esigenza di collegare un monitor per diagnostica (od anche un monitor di servizio) tramite ingresso DVI.

Domanda: è possibile collegare un monitor con ingresso DVI ad una scheda video con uscite DP?

Vediamo come fare e soprattutto come evitare problemi.

Facciamo una premessa fondamentale: lo standard DP permette di convertire il segnale verso DVI ma gli accorgimenti a riguardo non sono pochi.

Lo scenario

Supponiamo di avere una workstation con una scheda video dedicata avente uscite DP (oppure mDP, il discorso è equivalente) e supponiamo di voler collegare uno o più monitor via DVI.

Avremo, dunque, il seguente scenario:

Una scheda video con porte DP
Un adapter DP-DVI da collegare alla scheda video e al quale collegare un cavo DVI
Un cavo DVI da collegare all’adapter e alla porta DVI del monitor

Debbo capire:

La risoluzione del segnale video che voglio trasmettere via DVI

Domanda: quale monitor diagnostico sto utilizzando? 2MP, 3MP oppure 5MP?

Quale tipologia di cavo DVI utilizzare
Quale tipologia di adapter utilizzare

Lo standard DVI

Lo standard DVI (acronimo di Digital Visual Interface) prevede varie tipologie di connessione. Senza entrare nei dettagli tecnici (tipo di trasmissione dati nota come Transition Minimized Differential Signaling o TMDS), ci basti sapere che vi sono due grandi famiglie di porte, cavi, connettori e adapter DVI, in base al data rate supportato:

Single Link
Dual Link, progettata con un secondo canale per trasportare il doppio dei dati della Single Link.

Sia la famiglia Single Link che la famiglia Dual Link si suddividono, poi, in base al tipo di segnale che possono trasportare: DVI-A (solo analogico), DVI-D (solo digitale) and DVI-I (sia analogico che digitale).

Domanda: quale risoluzione massima supportano le due famiglie DVI? In alte parole, quale standard DVI debbo scegliere a seconda del monitor diagnostico che sto utilizzando?

Lo standard DVI Single Link supporta una risoluzione massima FHD (@60Hz), oppure 1920×1200 (@60Hz): per l’utilizzo nel segmento diagnostico esso è quindi utile per i 2MP oppure per i monitor di servizio.
Lo standard DVI Dual Link arriva a 2560 × 1600 (@60Hz) oppure 2560×2048 (@50Hz): per l’utilizzo nel segmento diagnostico esso è quindi utile per i 3MP (così come per i 4MP) oppure per i 5MP (mammografici).

Di conseguenza, se lo scopo è collegare un monitor per diagnostica da 3MP o da 5MP, NON potrò utilizzare una connessione Single Link (quantomeno alla frequenza ottimale).

Inoltre, è bene sottolineare come per risoluzioni ancora maggiori sia necessaria una connessione di tipo NON DVI. Non è infatti un caso che sui vostri monitor diagnostici da 8MP (oppure a maggior ragione sui 12MP) vi siano solamente porte DP o HDMI.

Quando usare gli adpter passivi

Avendo compreso di quale famiglia DVI necessitiamo, passiamo a scegliere l’adapter.

In generale, troviamo due tipologie di adapter DP-DVI: gli adapter passivi (cioè NON alimentati) e gli adapter attivi (cioè alimentati).

Gli adapter passivi sono tipicamente di tipologia Single Link, gli adatper attivi sono tipicamente di tipologia Dual Link.

Il primo check da effettuare è legato alla tipologia di standard DP a disposizione. Se la scheda video prevede DisplayPort Dual-Mode, con simbolo DP++, allora essa permette di utilizzare degli adattatori NON alimentati per convertire il segnale da DP a DVI.

Le recenti generazioni di schede video supportano certamente il DP++, di conseguenza potrebbe essere sufficiente utilizzare un adpater NON alimentato (passivo). In realtà, per il contesto di utilizzo, questo potrebbe non bastare: gli adapter passivi, infatti, sono utili esclusivamente per lo standard Single Link o comunque per una trasmissione di segnale con risoluzione massima FHD.

In altre parole, con un adapter passivo DP-DVI posso visualizzare al massimo una risoluzione FHD @60Hz, utile per i monitor di servizio oppure se ho a disposizione un diagnostico da 2MP.

Attenzione, quindi, quando acquistate degli adapter DP-DVI NON alimentati: essi NON sono utili per visualizzare risoluzioni superiori a 2MP, cioè NON sono utili per il vostro 3MP per radiologia generale e, a maggior ragione, per il vostro 5MP mammografico.

Agire sulla frequenza è teoricamente una soluzione fattibile, da utilizzare in mancanza di alternative e comunque affidandosi a un professionista del settore. Ad esempio, portando la frequenza di segnale @30Hz, il Single Link riesce a visualizzare 2560 × 1600, ma dimezzare la frequenza non è di certo una strada saggia per ottimizzare la visualizzazione.

Acquistando un adapter DVI passivo siete certi di avere come risoluzione massima la FHD (@60Hz).

Quando usare gli adpter attivi

Per avere a disposizione una risoluzione maggiore, avrò necessità di utilizzare lo standard DVI Dual Link. In generale, ciò è possibile con l’utilizzo di adapter ATTIVI, cioè alimentati (tramite cavo USB di tipo A, in modo da prendere la corrente elettrica direttamente dalla workstation).

Questi adapter DP-DVI Dual Link Attivi costano circa 5-6 volte in più rispetto a quelli passivi, spesso anche molto di più. Con essi è possibile raggiungere la risoluzione desiderata per l’ambito diagnostico.

Si tenga sempre conto che la risoluzione massima visualizzabile dipende dalla frequenza di refresh utilizzabile.

Nel caso del 5MP possiamo usare il collegamento DVI (chiaramente Dual Link) con risoluzione 2560×2048 (appunto 5MP) ma con un refresh di 50hz non di 60Hz. A 60Hz siamo limitati a una risoluzione 2560×1600 (4MP).

Tale differenza (@50Hz vs @60Hz), però, non incide sulla visualizzazione nel contesto di utilizzo, di conseguenza possiamo tranquillamente utilizzare un adapter DP-DVI Dual Link attivo per i mammografici, ma al contempo non un Single Link oppure un adapter passivo.

Attenzione al discorso relativo al clock e le relative limitazioni. Senza entrare in tecnicismi inadatti agli scopi di questo articolo, è bene sapere che, in ogni caso, i segnali Single Link DVI debbono avere massimo 2x risoluzioni differenti, altrimenti (per una questione di timing di segnale) la scheda video non è in grado di gestire i medesimi.

Quindi, volendo connettere 3x segnali (1x monitor di servizio, 2x diagnostici) con adapter o comunque segnali Single Link DVI, debbo ricordare che non posso gestire 3 risoluzioni differenti. Tale limitazione NON avviene nel caso di segnali (e quindi adapter) Dual Link DVI (adapter attivi).

Il caso grayscale

I cavi e degli adapter Single Link sono, come detto, limitati alla risoluzione FHD. Tuttavia, c’è un caso particolare in cui possiamo utilizzare lo standard Single Link anche con risoluzioni maggiori, ad esempio per connettere i 5MP mammografici: il caso dei grayscale.

I grayscale displays diagnostici stanno progressivamente lasciando spazio ai monitor diagnostici a colori, tuttavia, soprattutto nel segmento mammografico, essi hanno ancora una discreta diffusione.

È possibile superare le limitazioni della tecnologia Single Link agendo lato scheda video, con un particolare meccanismo di impacchettamento dei pixel, laddove si necessiti una trasmissione meramente in grayscale, NON a colori: questo pixel packing consente di visualizzare anche fino a 5 MP in scala di grigi con un cavo DVI Single Link e un adapter DVI Single Link Passivo.

Quindi, previa check lato scheda video (devono essere all’uopo progettate, come le NVIDIA ad esempio), nel caso in cui il nostro monitor sia grayscale, potremo usare anche lo standard Single Link per avere una risoluzione adatta ai 5MP mammografici, superando la limitazione al FHD.

Conclusioni

In sintesi:

Possiamo utilizzare gli adapter DP-DVI passivi solamente se la risoluzione massima desiderata non vada oltre i 2MP del diagnostico e la FHD del monitor di servizio (a meno del caso grayscale).
Per inviare il segnale ad un 3MP od un 5MP tramite porta DVI (le quali saranno chiaramente Dual Link), sarà necessario un adapter DP-DVI attivo, cioè alimentato tramite porta USB-A.

Lo scopo di questo articolo è mettere in guardia da acquisti improvvidi: il mondo dei segnali è particolarmente profondo e complesso. Affidatevi sempre a specialisti del settore anche solo per consulenza sulle soluzioni migliori.