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三種先進的數(shù)位視頻介面∶HDMI、DisplayPort、UDI

作者: 時間:2009-08-10 來源:網(wǎng)絡 收藏

  為何新標準都在強調(diào)頻寬線路比?主要是基於成本及設計等考量,未來顯示器的畫寸仍會不斷成長,長寬畫素也會不斷增加,如此視訊傳輸量也會增大,如果為了因應更高的傳輸而必須增加線路數(shù),則在研發(fā)設計會新增調(diào)修的心力,在制造上也會增加線路成本。


新發(fā)表的Apple TV視訊盒已采行
內(nèi)接式運用

  標準推出後對DVI、發(fā)出多項質(zhì)疑,其中一項即是DVI、都僅適用於外接,而沒有內(nèi)接用的設計,使設備制造商必須另覓內(nèi)接方案,筆記型電腦業(yè)者就在機內(nèi)使用LVDS介面,然如前所述∶LVDS介面的頻寬線路比低落,難以因應日後更高的畫寸、頻寬。 方面認為DVI、HDMI并沒有為視訊帶來完整、連貫的連接方案,相對的則同時有內(nèi)、外接版,內(nèi)接版即可用取代LVDS。


的輸出型接頭(圖左)與接收型接頭(圖右)

對此HDMI也沒有解決方法,而將改進希望轉(zhuǎn)移至,即有提供內(nèi)接方案,也期望用來取代LVDS,并與DisplayPort抗衡。

更精巧化的接頭

  連接器不斷精巧化是硬體元件必然趨勢,同時也是線路數(shù)、線材成本外的第二項精省專案,愈小的接頭意味著愈能精省用料成本。將此對應到視訊介面上,過去DVI的接頭相當大,并且需要在兩端用螺絲來進行固定,以防止意外拉扯所造成的接線脫落,到了HDMI則將接頭大幅縮小,并取消用螺絲固定,直接以接頭與接孔間的機械摩擦力來固定(類似USB、1934接頭的作法),不過如此與螺絲方式相比則較易受外力扯脫。

  至於DisplayPort,其外接接頭設計大體與HDMI相近,但額外提供一項選擇性作法,即是在接頭的塑膠部分設計一個可用拇指壓按的反扣,以此來增加拉扯的抵抗力。不過在此之外,DisplayPort考慮到筆記型電腦輕薄短小的設計趨勢,認為現(xiàn)有的視訊接頭、接孔體積仍過大,不適用於輕薄機體上,所以增訂了一項更迷你化的接頭,此種接頭除了供筆記型電腦(也包括其他掌上或可攜式產(chǎn)品)使用外,也適用桌上型電腦的多重視訊輸出上,可在一片介面卡的背板面積中同時放入多個DisplayPort的視訊輸出接頭。


AMD公布的移動平臺發(fā)展藍圖

  迷你型接頭也是DisplayPort陣營數(shù)落DVI/HDMI的一點,對此HDMI也在1.3版中進行增訂補強,在原有A型、B型接頭外再訂立出C型的迷你接頭,另外新的UDI介面也在制訂之初就將采行更精巧化的接頭設計,藉此因應DisplayPort的挑戰(zhàn)。而在接頭一片迷你化的聲浪下, DVI已然出局,同時HDMI的B型(比A型體積大)接頭也從此不再被提及。

交流

  DisplayPort另一項質(zhì)疑是交流(AC Couple),認為隨著半導體制程不斷進步,從晶片傳出的視訊信號,其電壓準位也不斷在降低,然從今日的角度看2002年提出的HDMI,其傳輸電壓準位則偏高,如此將難以因應未來使用新制程的晶片,而必須增加電壓準位轉(zhuǎn)換的電路設計,不僅增加設計心力與制造成本,而且也會對傳輸效率造成折損。再一次, HDMI受到DisplayPort的壓力,而在HDMI 1.3版中將傳輸電壓的規(guī)范進行調(diào)降。

類比VGA相容

  DVI接頭之所以肥大,有部分原因是為了相容過往的類比VGA信號,因而在線路數(shù)目上難以縮減,不過HDMI初期設定僅供CE用途,所以舍棄對類比VGA的相容。

  至於DisplayPort,既然被設定為IT、CE領域皆適用,因此也必須相容類比VGA,對此DisplayPort采用作法是在傳輸連線的中段額外串接上一個配接器(Adapter),透過配接器的視訊轉(zhuǎn)換來相容類比VGA,不過此作法在信號能量與傳輸效能上都會有所折損,所以相容配接器的設計必須相當嚴謹才行。相對於此,HDMI雖然也強調(diào)同時適用於IT、CE,但過往的接頭規(guī)格已定,無法再增設相容於類比VGA的線路,所以也只能采行介接轉(zhuǎn)換一途。

  比較特別的是,新創(chuàng)的UDI也采類似的轉(zhuǎn)換,但進一步將“可能在傳輸過程中加裝配接器”的需求列入考慮,所以在介面定義時也增設了輔助供電的線路(類似USB、1394的作法),使加裝的配接器可以獲得較充沛的運作電源。為傳輸過程中的視訊轉(zhuǎn)換配接器提供用電是DisplayPort較無考量到的一點,不過隨著類比顯示器的逐漸淡去,相容VGA的重要性也正持續(xù)降低。

色彩格式

  原本HDMI僅支援CE領域的YCrCb格式,但在DisplayPort出現(xiàn)後,HDMI也被定位成IT、CE同時適用,因此也開始支援IT領域所用的RGB格式。

  另外,DisplayPort為因應高畫質(zhì)電視等需求而支援30-bit(RGB三原色各10-bit)的色深(Color Depth),并挑戰(zhàn)HDMI僅有24-bit(RGB三原色各8-bit),這迫使HDMI必須進步,自1.3版起不僅也支援30bit,并且也支援 36-bit(三色各12-bit)、48-bit(三色各16-bit),并增加對最新色彩格式標準xvYCC的支援,現(xiàn)在HDMI在色彩格式的支援上反高於DisplayPort。

附帶音訊傳輸

  因為最初設定為CE領域使用,而CE向來是視訊、音訊同時使用,所以HDMI在設計之初就附帶了音訊傳輸功效,最多可以傳輸8聲道音訊。反之, IT領域并非一定要使用音訊,許多商用個人電腦或工作站都只需要簡單的雙聲道即可,不會用到多聲道的環(huán)繞音效,所以IT用的視訊介面不一定要附帶音訊傳輸。

  為了同時適用於IT、CE兩領域,DisplayPort也能夠附帶傳輸多聲道音訊,不僅如此,其介面中負責溝通協(xié)調(diào)與控制之用的“輔助通道” 具有1Mbps的雙向傳輸頻寬,也可用來進行雙向式的音訊傳輸,以此來支援視訊會議、網(wǎng)路電話等資訊應用,而這是HDMI所辦不到的,HDMI僅能進行單向的音訊傳輸,無法雙向。UDI由於預設用於IT領域,所以與DVI相同,完全不具備音訊傳輸功能。

  由於HDMI、UDI都以I2C介面進行顯示上的溝通協(xié)調(diào)與控制,雖然最高速的I2C傳輸率達3.4Mbps,但HDMI、UDI多蘋使用 100kbps/400kbps的標準/快速傳輸率,100kbps/400kbps在溝通協(xié)調(diào)之外,難有更多的頻寬來支援音訊傳遞。

  不過,若論音訊標準的支援性,目前以HDMI居上風,HDMI訂立之出標榜支援8聲道的壓縮性音訊,在1.2版時則支援了Sony的SACD音訊,1.3版更是追加支援了Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio等非失真性的音訊。DisplayPort則在實際的音訊標準支援上毫無動靜。

線路長度

  對IT運用而言,很少將視訊接線拉的很長,但對CE運用而言就有需求,特別是在布建家庭劇院時。由於HDMI設定為CE之用,因此必須支援較長的連接,宣稱長度可達15m,同樣的,DisplayPort也宣稱能達15m。至於DVI與UDI,DVI僅能有數(shù)公尺的接線,而UDI則尚未公布相關(guān)資訊。

  要注意的是,15m僅是現(xiàn)有的推行宣稱,但必須透過實際的驗證考驗才算數(shù),以DisplayPort為例,現(xiàn)階段能全速傳輸?shù)拈L度僅在3m內(nèi),但15m內(nèi)仍可以有HDTV 1080p水準的傳輸能力,亦即傳輸效能已因長度的增加而衰減。

  同樣的,HDMI也必須有相同的實際考驗,15m一樣是個宣稱值,在多少長度上仍可維持最多的傳輸頻寬,也尚無具體的細節(jié)資料,且會隨著技術(shù)的精進提升而強化。

內(nèi)容保護

  在CE領域相當注重視訊內(nèi)容的防拷,特別是影片的創(chuàng)作商、發(fā)行通路商、播送營運業(yè)者等已對網(wǎng)路P2P軟體聞之喪膽,所以HDMI、DisplayPort等都有將防拷機制列入考慮。

  HDMI支援Intel的HDCP防拷機制,而DisplayPort在1.0版時只支援Philips的DPCP防拷機制,但DPCP屬新創(chuàng)標準,真正較廣泛運用的是HDCP,因此DisplayPort在初期不如HDMI,不過Display Port自1.1版開始也支援HDCP,反而超越HDMI。至於UDI目前也僅支援HDCP。

技術(shù)授權(quán)費、權(quán)利金

  技術(shù)授權(quán)費與權(quán)利金也是DisplayPort積極攻擊HDMI的一點,制造商必須每年支付1.5萬美元的年費才能使用HDMI的技術(shù),同時生產(chǎn)的產(chǎn)品上每設置一個HDMI的連接埠就要收取4美分的權(quán)利金,這對制造商而言實是一大負荷,以致HDMI自2002年即發(fā)表,但數(shù)年來的推行與普及率卻相當遲緩。

  相對的,DisplayPort采行免授權(quán)費、免權(quán)利金的政策,僅DPCP的防拷機制要額外的授權(quán)花費,且為選用,不需此機制即不用付費。由於感受到DisplayPort的在授權(quán)費方面的壓力,HDMI現(xiàn)已調(diào)降年費為每年1萬美元,并指出DisplayPort的支援成員仍各自向下游采行業(yè)者收取相關(guān)技術(shù)費用,不過這點并未被證實。

實際采用

  這點目前以HDMI領先,知名的Sony PS3電視游樂器、Apple的Apple TV媒體配接器等,都已經(jīng)具備HDMI介面,DisplayPort卻尚未見到實際產(chǎn)品采用;UDI也一樣未見實際采用。不過這項領先也可能是推行時間的前後差異所致,HDMI於2002年提出,DisplayPort為2005年,UDI則為2006年,後續(xù)的消長仍有待觀察。

  有了競爭才有進步,HDMI從2002年的1.0版發(fā)表,一直到2005年DisplayPort推出前的近3年時間內(nèi)可以說毫無進步,過程中僅些許小幅的調(diào)整、修訂,然在DisplayPort的競爭標準出現(xiàn)後,在短短不到2年的時間內(nèi)頻頻進行強化與提升,并激出了UDI新標準。因此,三項標準的互競雖然對設計者、制造商、消費者造成選擇上的猶疑、紊亂,但相對的也迫此標準訂立者進步并加碼挽留用戶,從而加快了技術(shù)進步的步伐,并將為消費者帶來更多的實惠和方便。


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