Erfahrungen mit einem 4K-Monitor

Wenn im Zusammenhang mit Bildschirmen von „4K“ (4 Kilo oder 4000) gesprochen wird, ist damit meist die Auflösung von 3840×2160 Pixeln gemeint.  Der offizielle Standard heißt „UHD“ für „Ultra High Definition“ und ist die vierfache Auflösung von HD mit 1920×1080 Pixeln. Entsprechende Geräte werden bereits seit etwa 2013 angeboten. Wie bei jeder neuen Technologie waren diese Geräte anfangs noch sehr teuer und nicht überall problemlos benutzbar.

Mittlerweile hat sich die Situation aber deutlich geändert – brauchbare Geräte sind mittlerweile ab etwa 500 EUR zu bekommen und auch die Unterstützung hoher Pixeldichten ist bei aktueller Software besser geworden. Aus diesem Grund nutze ich seit Kurzem einen 4K-Bildschirm von LG, der in einem Test von prad.de mit „sehr gut“ bewertet wurde und auch von anderen Publikationen positiv aufgenommen wurde.

Praktischer Nutzen der hohen Auflösung

Lange Zeit galt bei Bildschirmen, dass eine höhere Auflösung vor allem mehr Arbeitsfläche bedeutet. Frühe Flachbildschirme hatten eine Auflösung von 1024×768 Pixeln bei einer Diagonale von 15″ im Format 4:3. Später wurde das auf 1280×1024 Pixel erhöht und gleichzeitig ist die Bilddiagonale auf 17″ oder 19″ im Format 5:4 gewachsen. An der Größe der dargestellten Inhalte änderte sich dabei nichts, so dass die höhere Auflösung unmittelbar zu mehr sichtbarem Inhalt führte. Das blieb auch so, als Auflösungen von 1600×1200 und Breitbildformate wie  1680×1050, 1920×1080, 1920×1200 oder 2560×1440 Pixeln eingeführt wurden – denn die Bildschirme wurden mit zunehmender Auflösung auch größer, so dass die Pixeldichte nur geringfügig von anfangs etwa 85 auf etwas über 108 PPI (PPI – Pixels Per Inch, Pixel pro Zoll) anstieg. Dennoch fällt bei 2560×1440 Pixeln mit 27″ auf, dass Schriften mitunter sehr klein ausfallen. Rein rechnerisch ist eine Textzeile in dieser Auflösung mit 16 Pixeln nur noch etwa 3,7 mm hoch. Die Buchstaben selbst sind dabei noch etwas kleiner. Wird die Auflösung dann noch weiter auf 3840×2160 Pixel bei 27″ erhöht, ist dieselbe Zeile nur noch 2,4 mm hoch – und damit für viele  Menschen nur noch sehr schwer lesbar.

Möchte man einen Bildschirm haben, der auch bei einer 4K-Auflösung nur knapp über 100 PPI liefert, bräuchte man eine Bilddiagonale von etwa 40″ bzw. etwa 1 Meter. Das ist aber für den normalen Einsatz am Schreibtisch nicht mehr praktikabel. Meist ist 27″ bis 30″ die maximale Größe, die noch als angenehm nutzbar empfunden wird. Die Idee bei 4K-Bildschirmen ist daher nicht, die Bildfläche weiter zu vergrößern, sondern dieselben Inhalte mit einer höheren Auflösung darzustellen. Texte, die vorher 16 Pixel hoch waren, können mit 24 oder 32 Pixeln ausgegeben werden und gewinnen dadurch deutlich an Lesbarkeit. Auch Bilder können in hoher Auflösung mit deutlich mehr Details angezeigt werden.

Eigenschaften des LG 27UD88

Der LG 27UD88 bietet folgende technische Daten:

• Bilddiagonale von 27″ mit einem Format von 16:9 und einer Auflösung 3840×2160 Pixel, woraus sich eine Pixeldichte von rund 163 PPI ergibt.
• IPS-Panel mit 10 Bit Farbtiefe (8 Bit + A-FRC) und 99% Abdeckung von sRGB.
• Möglichkeit zur Hardwarekalibrierung der Farbwiedergabe mit einem externen Colorimeter und der von LG bereitgestellten Software „TrueColor Pro“.
• Abnehmbarer Standfuß mit einstellbarer Höhe und Neigung sowie VESA-Aufnahme für alternative Halterungen.
• Anschlüsse: 1×DisplayPort 1.2, 2×HDMI 2.0, Klinkenbuchse für die Audiowiedergabe mit externen Lautsprechern oder Kopfhörern, 1×USB-C zur Übertragung von Daten- und Videosignal wie auch für die Stromversorgung angeschlossener Geräte mit bis zu 60 Watt, 2×USB 3.0 als Hub
• Unterstützung für Radeon FreeSync™ im Bereich 40-60 Hz.

Durch den schmalen Rahmen um das Display wirkt das Gerät trotz der Bilddiagonale von 27″ sehr kompakt. Der Standfuß lässt sich ohne Werkzeug montieren und erlaubt sowohl eine Einstellung der Höhe wie auch der Neigung.

(Produktabbildung von LG)

Etwas gewöhnungsbedürftig ist die Bedienung mit dem „Joystick“ am unteren Gehäuserand, der auch gleichzeitig mit einer weißen LED den Betriebszustand des Bildschirms anzeigt und im Standby-Modus blinkt, bis man den Bildschirm abschaltet. Auch muss man bei der Nutzung in dunklerer Umgebung damit leben, dass schwarze oder sehr dunkle Bildbereiche je nach Betrachtungswinkel etwas aufgehellt erscheinen – was auch als „IPS-Glow“ bekannt ist. Abgesehen von diesen kleinen Schwächen ist die Bildqualität aber sehr gut und der Bildschirm ist auch für Videowiedergabe und Spiele gut geeignet.

Mit dem Umstand, dass keine Lautsprecher integriert sind, habe ich persönlich kein Problem, da die Qualität solcher Lösungen ohnehin meist eher bescheiden ist und ich separate Aktivboxen bevorzuge. Zumindest kann man den Bildschirm als Audioausgabegerät nutzen und externe Lautsprecher oder einen Kopfhörer an einen analogen Audioausgang anschließen und die Lautstärke dafür am Bildschirm steuern. Das kann wichtig sein, wenn man z.B. einen Streaming-Stick ohne eigenen Audioausgang über HDMI anschließt.

Betrieb mit 60 Hz Bildfrequenz

Als die ersten 4K-Bildschirme eingeführt wurden, war oft nur ein Betrieb mit 30 oder 24 Hz Bildfrequenz möglich, da HDMI und DisplayPort anfangs nicht für die hohe Datenmenge ausgelegt waren. Erst mit DisplayPort 1.2 und HDMI 2.0 ist die Wiedergabe der vollen Auflösung mit 60 Hz gewährleistet. Der Bildschirm von LG unterstützt beide Varianten und enthält auch die benötigten Kabel im Lieferumfang, wobei die Unterstützung für DisplayPort 1.2 erst in den Einstellungen aktiviert werden muss. Welche Verbindung benötigt wird, sollte man ggf. in den technischen Daten der Grafikkarte nachsehen – oft funktioniert DisplayPort besser als HDMI.

Skalierung der Oberfläche in Windows 10

Windows 10 bietet in den Anzeigeeinstellungen die Möglichkeit, die Elemente der Oberfläche um einen festen Faktor zu vergrößern, damit Texte und Symbole auch bei hoher Auflösung noch erkennbar bleiben.

Eine ähnliche Einstellung gab es auch schon in früheren Versionen von Windows, allerdings wurden dabei nur die Parameter für die Umrechnung von „Twips“ und der „Dialog-Basis-Einheit“ in Pixel geändert. Diese Einheiten hat aber nicht jede Anwendung verwendet, was dann zu deutlichen Darstellungsfehlern geführt hat. Bei Windows 10 ist es nun so, dass Anwendungen explizit die Unterstützung für eine angepasste Skalierung signalisieren müssen, anderenfalls arbeiten sie in der ursprünglichen Auflösung und das so erzeugte Bild wird dann für die Anzeige entsprechend vergrößert.

Der Wert, den Windows 10 nach dem ersten Start mit der höheren Auflösung automatisch einstellt, sind 150%. Damit entspricht die Darstellung etwa dem, was man bei einer Auflösung von 2560×1440 Pixeln ohne Skalierung auf dem Bildschirm hätte. Einige ältere Anwendungen, die höhere Auflösungen nicht explizit unterstützen, werden aber mit diesem „krummen“ Faktor fehlerhaft oder mit schlecht lesbaren Texten dargestellt. Eine Vergrößerung auf 200% funktioniert wesentlich besser und macht auch mit älteren Anwendungen keine Probleme, ausser dass Inhalte „pixelig“ wirken, wie man am Beispiel von MyPhoneExplorer erkennen kann:

Falls es im Einzelfall mit dieser Darstellung Probleme gibt, kann man die Skalierung auch in den Kompatibilitätseinstellungen  einer Anwendungen explizit abschalten oder auf einen erweiterten Modus umstellen.

Durch die Skalierung gewinnt man auf den ersten Blick keinen zusätzlichen Platz gegenüber HD. Allerdings kann man bei vielen Anwendungen die Darstellung von Inhalten verkleinern und so bei Bedarf trotzdem deutlich mehr Information auf einmal einsehen. Auch die ganzseitige Anzeige von Dokumenten ist bei der hohen Auflösung deutlich detaillierter und besser lesbar, sofern die beteiligten Anwendungen die Auflösung unterstützen – wie etwa LibreOffice oder alle aktuellen Web-Browser.

Besonderheiten bei der skalierten Darstellung in Web-Browsern

Aktuelle Web-Browser erkennen die Skalierung der Oberfläche und passend den Wert für window.devicePixelRatio an, mit dem die CSS-Einheit px auf Bildschirmpixel umgerechnet wird. Zur Unterstützung dieser Angabe siehe auch den entsprechenden Eintrag bei Can I use. Diese Angabe betrifft auch Bilder und die Inhalte von canvas-Elementen, die dann entsprechend vergrößert bzw. mit entsprechend verringerter Auflösung ausgegeben werden. Grundsätzlich ist diese Vorgehensweise auch sinnvoll, da Bilder sonst oft viel zu klein erscheinen würden, etwa bei Smartphones, die ebenfalls eine höhere Pixeldichte haben.

Bei Bildern besteht die Möglichkeit, mit dem srcset-Attribut weitere Größen anzubieten, die dann vom Browser nach Bedarf verwendet werden. Im Fall von canvas ist die übliche Lösung, per JavaScript die absolute Größe mit dem Faktor aus window.devicePixelRatio zu vergrößern, die Darstellungsgröße per CSS-Eigenschaft aber auf den gewünschten Wert ohne Skalierungsfaktor zu bringen, wie im folgenden Beispiel:

var devicePixelRatio = window.devicePixelRatio || 1;

canvas.width = width * devicePixelRatio;
canvas.height = height * devicePixelRatio;
canvas.style.width = width + "px";
canvas.style.height = height + "px";

Diese Methode nutze ich beim Beispiel für WebGL oder dem Monitor-Test, um Testmuster exakt ohne vergrößerte Bildpunkte ausgeben zu können.

Probleme mit Virtualisierungen

Ich habe in der Vergangenheit auch schon VMware und VirtualBox genutzt. Hier gibt es leider noch keine wirklich überzeugende Lösung für den Umgang mit geringeren Auflösungen der virtuellen Systeme.

VMware zeigt das Gastsystem im Fenster nur unskaliert an und erlaubt nur beim Wechsel zum Vollbildbetrieb die Nutzung der Auflösung des Gastsystems. Hinzu kommt, dass der Mauszeiger viel zu klein ist, weil er im Gegensatz zur Bildschirmdarstellung nicht vergrößert wird. Stellt man in Windows bei den Kompatibilitätseinstellung ein, dass die Skalierung vom System und nicht der Anwendung vorgenommen wird, bessert sich die Situation etwas, aber der Mauszeiger bleibt zu klein.

VirtualBox bietet eine Skalierung um Faktor 2 auch in der Fensterdarstellung an, hat aber ebenfalls Probleme mit dem zu kleinen Mauszeiger, sobald in den Gastsystemen die Tools von VirtualBox installiert sind.

Letztlich bleibt einem nichts anderes übrig, als mit den Kompatibilitätseinstellungen zu experimentieren. Wünschenswert wäre, wenn man bei jedem Gastsystem angeben könnte, ob es skaliert werden soll oder nicht und wenn auch der Mauszeiger entweder vom Host übernommen wird oder entsprechend der Skalierung vergrößert erscheinen würde.

Gut, aber noch nicht perfekt

Grundsätzlich funktioniert 4K am PC schon recht gut und Microsoft hat sich bei Window 10 sichtlich Mühe gegeben, auch ältere Anwendungen ohne große Einschränkungen benutzbar zu machen. Dennoch muss man sich bewusst sein, dass ein 4K-Monitor nicht nur schöne Bilder liefert, sondern manche Anwendung immer noch Darstellungsfehler hat. Allerdings bin ich zuversichtlich, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis „High DPI“ als Standardanforderung bei Software generell berücksichtigt wird – denn Anwendungen wie LibreOffice, Firefox, Thunderbird, Lightroom etc. funktionieren bereits recht gut auch in skalierter Darstellung.

Update 2020-04-07

Mittlerweile sind über zwei Jahre vergangen und die Nutzbarkeit der meisten Anwendungen bei 4K mit Skalierung hat sich deutlich verbessert.

Die Nutzung von VMware Player oder Workstation 15.5 oder neuer ist mittlerweile kein Problem mehr – die Darstellung der Gastsysteme wird jetzt auch skaliert, wenn sie nicht im Vollbildmodus laufen, inkl. Mauszeiger. Wenn das jeweilige Gast-System 4K unterstützt, kann das auch verwendet werden.

Als Alternative zu Lightroom nutze ich mittlerweile darktable, da Adobe seine Produkte nur noch als Abo-Modell anbietet. Auch diese Anwendung läuft mit 4K völlig problemlos. Ebenso unterstützt auch Renoise mittlerweile 4K und ich erlebe generell nur noch selten, dass Anwendungen nicht „DPI aware“ sind oder mit Skalierung grundsätzliche Probleme haben.