4Kとデュアルモニターに対応したラズパイ4Bのビデオ出力（GPU）

2019年6月24日に発表＆発売となった新型ラズパイ（Raspberry Pi 4 model B）で驚いた一つに4Kとデュアルディスプレーがあります。更にHDMI端子が従来のフルサイズからmicro-HDMIに変更されました。

搭載メインメモリーが選べる仕様の次に驚いた人も多かったと思います。4K対応は予測もありましたが、デュアルモニター用に2つのHDMIが搭載されるとは思いませんでした。

ネットでは一部で賛否両論があったそうです。個人的には確かにラズパイとしてそこまで必要無いとは思います。しかし、ビジネス用途を意識したならば賢い選択でしょう。

PCライクな使い方を考え、例えばシンクライアントとして利用するなら、広いデスクトップ画面は利便性が高いのは言うまでもありません。

実際、自宅ではデュアルモニターな人も多いでしょう。職場でも2006年頃にはデュアルモニターで利用していました。ディスプレイの価格が安くなったこともありましたね。

ホビーではなくあくまでもビジネス寄りの話で、別に1つだけ利用しても良いので気になくて大丈夫です。

4Kのリフレッシュレート60Hzで使うには1台のディスプレイに対応で、デュアルモニターの場合は30Hzまでです。

リフレッシュレートとは

画面の更新を秒間に何回行うかの値です。60Hzは60回/秒です。
これが高い数値の方がチラつきが少ない。一般的には60Hzで充分です。

ただ、4Kの液晶ディスプレイはまだ高価で4万円近くします。ホビー用途ではまだフルHDばかりなので、いきなり2枚のモニターが4Kというのは、ラズパイ本体の価格から考えるとアンバランスです。1枚だけ4Kで使うのはアリかな？

4K画質はデジタルサイネージ用？

最近では4Kも当たり前になってきました。8Kも購入できる時代です。（高いけど）

だからといって、ラズパイのデスクトップ環境で必須なこともなく、むしろそこまでの性能は要りません。動画や静止画を綺麗に再生するといった用途です。

これは正にデジタルサイネージでラズパイを使ってもらおうということではないでしょうか？

あまり大掛かりな物は不可能です。A3くらいのサイズまでなら、性能から考えても全く問題なさそうです。

イメージとしては店頭に設置する程度の物で、個人店ならオリジナルコンテンツを流すのに最適です。この規模ですと、これまでは代役としてDVDプレイヤーなどがありました。

プログラムも組めるラズパイという汎用機として、カスタマイズが出来て扱うのは楽で、何よりも導入するコストが安いことが魅力です。

表示させるコンテンツの制作費はまだまだ高価であるものの、単にビデオを流す程度ならハード代金だけで済んでしまいます。

個人ユースとしても様々な場面で非常に美しい表現が可能になります。

GPU（ビデオ）の性能

ビデオのエンコードとデコードに関しても、従来のH.264で1080p30の対応から、ラズパイ4BではH.265もサポートして、デコードなら1080p60も対応しています。

• H.265 (4kp60 デコード)
• H264 (1080p60 デコード、 1080p30 エンコード)

デコードとエンコードとは

デコードは圧縮・変換された物を戻す（復元）することで、エンコードはその逆に圧縮・変換することを言います。コンピューターの性能により時間や負荷がかかります。

※H.265はH.264よりも圧縮率が高くモバイル用途などで利用されています。

それだけ性能が上がったために対応する範囲が広がりました。単にそのまま性能アップと捉えれば大歓迎です。フルに能力を活かさなくても、これまで同様の処理の負担が軽くなることに繋がるからです。

過去のRaspberry Pi 2BなどではフルHDはカクカクしたり止まったりしていました。3BになってからフルHDは余裕はないものの問題無く再生や実行が可能になっています。

Raspberry Pi 3B＋までは、有償のMPEGハードウェアコーデックを購入すればハードウェア側の処理で再生にもモタつきが無かったです。しかし、Raspberry Pi 4では性能が上がったのですべてソフトウェアでデコード（再生）可能です。

Raspberry Pi 4では、MPEG2またはVC1のハードウェアコーデックは永続的に無効になっており、ライセンスキーがあっても有効にできません。 Raspberry Pi 4では、以前のモデルと比較して処理能力が向上したため、MPEG2およびVC1はVLCなどのアプリケーションを介してソフトウェアでデコードできます。 したがって、ラズパイ4を使用している場合、ハードウェアコーデックライセンスキーは必要ありません。

https://www.raspberrypi.com/documentation/configuration/config-txt/codeclicence.md

これで4K対応だと余裕はあまりないのかなと思います。実際に4K出力は試してみたいですね。

4Kというのは4,000ピクセル前後のことをいい、フルHDの「1,920×」は、言い換えれば2Kです。Kを1,000という単位で表しています。

micro HDMI端子

これまでの3B系ラズパイと異なり、HDMI端子が小さくなっています。これまではフルサイズのHDMI端子でした。これがRaspberry Pi Zero WはMini -HDMIなので、これとは別の変換コネクタやケーブルが必要になります。

ケーブルをそのまま変更するか、変換コネクタを用いるかになります。

Miniとフルサイズの変換用は100円ショップにもあります。しかし、性能は保証できませんね。せめて金メッキは欲しいところです。

HDMIケーブル自体もまだまだ高いものです。これが余っているなら変換のコネクタだけが安価です。当たり外れもあるので、いくつか試してみるしかありません。4Kなど綺麗さにこだわらないなら、100円ショップでも表示できています（Raspberry Pi Zero W系）

性能は十分

OpenGLも2.0から3.0に変更されています。細かいことは私も分かりませんが、高速なグラフィックス描画に必要なAPIです。（※OpenGL ES 3.0のESと付くのはスマホなどの組み込み系に使われているのがESとなります）

ラズパイ4BはGPUだけに限っても全ての性能が大幅に向上いていることがハード・ソフト対応面でもよく分かります。

特にアマゾンプライム・ビデオで使っているラズパイのリプレイスが楽しみです。

他にもデュアルモニターで2箇所の監視カメラ映像、2つの異なった表示によるテレビ会議など、せっかくのデュアルモニターを活用してみたいです。

ラズパイ4BのGPUに関してでした。