モニタ

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概要

  • 最も重要な出力デバイス
  • デュアルディスプレイにすると生産性が40%向上
  • 複数枚モニタをつなぐ場合、以下が考えられる。
    • そもそも大抵のグラボは二枚までならサポートしている
    • 複数出力があるよいグラボを買う
    • USB-C に映像出力があるかを確認して、USB-C (Thunderbolt) to DisplayPort アダプタを使う

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モニタ数は、グラボのCRTC数+DisplayLinkで制約される

  • GPU内部には映像信号を生成する「CRTC（タイミングジェネレータ）」があり、その数ぶんしかHDMI/DisplayPort/Thunderboltに関わらずモニタを繋げられない。
    • USB-C ThunderboltはDPの出力端子がUSB-Cになってるだけだと思ってればOK
  • デバイスドライバを使った、ThunderboltではないUSB to HDMI変換を使えば、CRTC数を超えてモニタを繋げられる。

フローチャート

  • パソコンに Display Port があり、1 つのモニタに Display Port があり、3 枚以下のモニタに Display Port と Display Port Out が存在しますか？→ディスプレイポートの Daisy chain 接続で全部繋がります（DisplayPort 1.2 MST は 4 枚まで繋がる）
  • グラボが積んでなくて、グラフィック端子が 3 個以上出ていますか？→そのうち 2 つなら繋がります。3 つは繋がらない可能性が高いです。
  • グラボが積んであって、グラフィック端子が 3 個以上出ていますか？→少なくともそのうち 2 つは繋がります。いくつ繋がるかは"[グラボ名]+the number of monitors"でググると出てきます。
  • USB-C に雷マークが付いたものはありますか？→それは映像出力ができる USB-C 端子なので、あったら USB-C (Thunderbolt) to DisplayPort アダプタを使えます。
    • USB-C端子からの映像出力の多くは「DisplayPort Alt Mode」という規格です。これは物理的な形状がUSB-Cであるだけで、中身はGPUのDisplayPort信号をそのまま流しています。
  • どれもないですか→USB-HDMI信号変換器のセクションを確認

USB-HDMI信号変換器

  • UbuntuではDisplayLink社一択 https://qiita.com/nanbuwks/items/2888240c7eaa23d891db

    1. USBは「データ通信」の線、HDMIは「映像信号」の線であり、本来は言葉が通じないため「翻訳」が必要です。
    1. チップの役割: アダプタ内部にあるチップが、PCから送られてきたUSBデータを「映像信号」に変換してモニターに出します（実質、極小のグラフィックカードが入っています）。
    1. ドライバの役割: PCの画面情報を圧縮し、USBケーブルを通れるデータ形式に変換してチップへ送るための翻訳ソフトです。これがないとPCはアダプタをただのUSBメモリのような何かとしか認識しません。
    1. DisplayLink社: この「USB経由で画面を出力する技術（チップ）」を開発している最大手のテクノロジー企業です。
    1. Synaptics（シナプティクス）社: タッチパッドなどで有名な大企業です。DisplayLink社を買収したため、現在の親会社であり公式サイトの運営元です。
    1. Plugable社: 周辺機器メーカーです。DisplayLink社から「チップ」を仕入れ、アダプタ製品（ハードウェア）として組み立てて販売しています。
    1. Fresco Logic社: DisplayLink社のライバルとなるチップメーカーです。安価なアダプタによく使われます。なぜFresco Logicではダメか:　DisplayLink社はLinux用ドライバを公式に作っていますが、Fresco Logic等はWindows用しか作っていないことが多いからです。
    1. そのため、Linuxで使うなら「中身のチップ」がDisplayLink製であると明記された、Plugable社などの製品を選ぶ必要があります。

DisplayPort (DP)

  • MST (Multi-Stream Transport)

    • DisplayPort 1.2から導入された技術
    • 「1本の物理ケーブル内に複数の独立した映像信号を相乗りさせて送る」仕組み
    • この技術により、1つの出力ポートから複数のモニタへ異なる画面を出力（拡張デスクトップ）することが可能
    • 接続できるモニタの数は、GPU 側の仕様でハードリミットされる（超えた分は CPU で賄う、みたいなことはできない）

  • DP 1.2, 1.4

    • 1.4のほうが帯域幅が1.5倍くらいある。
    • 1.4を有効化するためには、
      • 「すべてのモニタ」が1.4対応である必要はありませんが、「中継するモニタ」はすべて1.4対応である必要
      • GPU が 1.4 対応している必要がある
      • ケーブルは 1.4 対応していたほうがいい（動くけど）
機能DisplayPort 1.2DisplayPort 1.4
最大帯域幅21.6 Gbps32.4 Gbps
最大解像度4K @ 60Hz8K @ 60Hz (DSC使用時)
DSC 1.2非対応対応 (映像を低遅延で圧縮し、帯域を節約)
HDR非対応（基本のみ）対応 (高ダイナミックレンジ)

  • 標準DisplayPort（DP）とMini DisplayPort（mDP）とUSB-C Thunderboltは完全に同一の信号を伝送するので気にしなくていい

  • デイジーチェーン: パソコン <--> DP 中継モニタ <--> DP 末端モニタ

    • パソコン: 内蔵GPU（Intel/AMD）の場合、最大3台までの制限があるモデルが多いため、ディスクリートGPU（NVIDIA/AMD）が必要になることが多い
    • DP 中継モニタ: DP IN, OUT の両方が必要
    • DP1.2 17.3 Gbpsくらいが限度でけっこう厳しいし、実際ちゃんと引っかかってモニタがつかなかったりするので、トラブったときはとりあえず HD とかにしてみるのがよい (最大リンクレートは21.6Gpsだが)
      • WQHDx3 (5.6*3) だと、
      • WQHD+4K (5.6+12.5) だと二枚もデイジーチェーンできない（実際 hamko の手元でデイジーチェーンできずに 4K がブラックアウトし、4K を WQHD に変更したブラックアウトが修正されたのを確認済み）
    • パソコン側に DP ポートが 2 つ以上あれば、それぞれでデイジーチェーンするのがよい

  • 確認用コマンド

    • xrandr --listmonitors: 現在認識されているモニタ一覧。
    • xrandr --verbose: 各出力ポートの対応解像度や詳細な接続情報を表示。
    • inxi -G: グラフィックスドライバとハードウェアの概要を確認。

Linux - X Window System

  • デュアルモニタなどは X Window System が表示している
  • X11 か Wayland のプロセス使用量を見るとモニタ描画にどれくらい CPU が食われているかがわかるはず
    • グラボのないマシンで Xorg の CPU 使用率を top コマンドで監視して、4K ディスプレイでウィンドウを動かしてみたところ、概ね 20% くらいの使用量だった。差分更新をしているっぽい雰囲気は感じるので、全画面全部で更新があるゲームのようなソフトを考えなければ、GPU は無くても最悪よさそう。
# グラボがないマシンで
top
# L X
# Xorg を見て、別ディスクプレイでウィンドウを持って 4K モニタ上で動かす→ 0.3 ~ 20% くらいの CPU 使用率が確認できる

マザボ

  • 端子
    • グラボが積まれている場合は、マザーボードから HDMI か DisplayPort (性能が良い) か DisplayPort Mini が出ている。
    • グラボが積まれていない場合は、HDMI か VGA (アナログで性能が悪い) か DVI が出ている。

グラボ

  • 出力端子数と同時に表示可能なディスプレイ数は異なるので注意
    • the number of outputs on a video card is not an indicator of the number of monitors you can connect to it. Video cards with only 2 outputs might connect 8 monitors (ex: if it has 2 DisplayPort 1.2 MST outputs, you can daisy chain 4 monitors on each output) while one with 6 output might only allow a maximum of 4 monitors (video card limitation).
    • グラボの仕様を見ると「Display Support」という欄がある。例えばRTX-2070だと、4って書いてあるから4枚つながる
    • もしディスプレイ数がグラボの仕様に書いてなかったら"[グラボ名]+the number of monitors"でググると出てくる
    • デイジーチェーンサポートモニタ（DPMST）というのは、ツリー状に配線すると配線が煩雑なので、木構造で接続できるやつのこと。

モニタ

  • 対角線のインチでサイズが決まる

    • X1 Carbonが14インチ

  • 解像度

    • Full HD=2K (1920×1080, Kは大きい方の解像度をキロで表している), 画面サイズは32インチ以下くらい
    • 4K, 画面サイズは50インチ以下くらい
    • 8K, 画面サイズは85インチ以下くらい

  • モニタタイプ

    • IPS, ADS: 目に優しい。IPSは高くて品質安定、ADSは安くてメーカ次第
    • VA: コントラストが高くで動画・ゲームでは綺麗に遊べる。ギラツブというつぶつぶがあって疲れる。歪曲できる。
    • TN: 視野角狭い（170度）、黄色い、応答速度早い。

  • リフレッシュレート

    • 60 Hz, 120 Hzがある
    • 120 HzはPC側でそもそも対応が必要なので注意

  • コントラスト比

    • 黒がきれい

  • 非光沢

    • 自分の顔が映り込むと萎える
    • 光沢の方が映像美は出しやすい

  • RGBカバー率

    • EIZOのディスプレイなどは、色が「正しく」でるので広告などデザイン屋には重宝する

  • フレーム幅の狭さ

    • 横付けしたときに境目が気にならない

  • モニタアームにつくか？

    • 取り付けタイプ ウォールマウント など書かれている。
    • しばしば廉価版モニタだと、モニタアームにつかないものがある（そういうメカ的機構を入れると高くなるので）

モニタアーム

  • VESA規格という規格が支配的
    • 最近のものは100mmx100mmの正方形の四隅にネジ (M4P0.7L10)を入れるのが普通らしい。

コネクタ

  • Full HD

    • HDMI ver.1でも問題ない

  • 4K, 8KはPC側のハードウェアに制限がある

    • HDMI 2.0, DisplayPort, Mini DisplayPortのどれかでなければいけない

タコ足ディスプレイ

  • 切り替え系のデバイスは多い（2台のパソコンがあってどちらの入力を表示するかを決定するなど）
  • 一つのポートからの出力を複数のモニタに表示
    • DPMSTのデイジーチェーン機能

無線ディスプレイ

  • win10, iPhone, Androidだと、ワイアレスモニタに接続という機能がデフォルトでついている
    • モニタ側にHDMIとUSB両方の差込口が必要（USBは給電のため）
    • Wifiを使うものと使わないものがある
    • PCとの接続もとても簡単で1分程度
    • これをスロー再生で検証すると、遅延は0.1秒程度はあり残念

テレビとの違い

  • テレビをモニタ代わりにできる？
    • あんまおすすめしないと書いてあった

プロジェクタ

  • 小型だが当然遮光が必要なので太陽光が入る部屋では厳しい
  • 投影する壁の真下に設置するタイプが良い

価格帯

2019年

  • Full HD: nインチIPS=700n円くらい（27インチで18000円）
  • 4K: nインチIPS=1400n円くらい（43インチで60000円, 50インチで50000円のDMM.makeの超廉価版もあるがドット抜けはまあある）

最終更新: 2020-01-01