USB Type C接口即將一統江湖

從2015年開始,USBType-C接口開始初入江湖,如今越來越多的PC、筆記本電腦、平板電腦和智能手機均已經採用或者計劃這種接口設計,隨著歐盟要求統一接口的強制命令發佈,連蘋果也不得不往TYPE C接口併入的時候,至此USB Type-C已經正式步入整合階段,此背景下,我們曾經使用和信賴的眾多接口將何去何從,今天我們一起看看如今這些接口的佈局,VGA,DVI,HDMI,Displayport,Thunderbolt,MHL.

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01Displayport接口

2015年初VESA(視頻電子標準協會)發佈了DislayPort標準1.4版本,在USB Type-C和USB 3.1標準發佈並且更廣泛地應用後,DsiplayPort Alt Mode被集成到最新的USB Type-C上,成為了VESA和USB推廣小組共同的目標,並於Type-C中集成8K視頻傳輸功能.

VESA簡介

DP系列為主導的視頻電子標準協會VESA(Video Electronics Standards Association, VESA)是一家自1989年創立以來,一直致力於制訂並推廣顯示相關標準的非盈利國際組織,總部設立於加利福尼亞州的Milpitas;高清數字顯示接口標DisplayPort贏得了AMD、Intel、NVIDIA、戴爾、惠普、聯想、飛利浦、三星、AOC等業界巨頭的支持, VESA作為一個全球性的行業聯盟,目前已經擁有超過250家會員單位,VESA會員構成以芯片廠商為主,其次是顯示器廠商,以及線纜、連接器廠商,使命是開發促進和支持所有廠商以及經過認證的互操作產品構成的生態體系,促進整個電子行業的發展.

VESA組織成員

Displayport接口定義的簡單講解

DisplayPort接口已經逐漸取代VGA,成為個人電腦PC上的高清多媒體主要接口之一,也有部分的液晶電視和筆記本的內設接口採用是DisplayPort接口,目前最新的是2019年6月26日VESA標準組織發佈的DisplayPort 2.0數據傳輸標準規範,與雷電3、

USB-C緊密結合,可滿足8K乃至更高級別的顯示,更多DisplayPort接口規範的資訊,可以查看其官方網站:https://vesa.org.

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最新的DP2.0物理接口已經統一為USB-C接口,但是其無論是什麼形態,DP有20根引腳,這一點是不會變的;接下來說一下DP的傳輸形式。

雖然說起來比較驚人,但實際上就是這樣——Displayport是類似於PCI-E的,甚至可以說它就是PCI-E的視頻改版。因為只有這樣才能解釋為什麼雷電接口可以在輸出DP視頻信號的同時傳輸數據;當然,視頻信號的傳輸和PCI-E這種傳輸的數據包和傳輸方式是不同的,所以就不要想用顯卡上的DP口來當雷電用了,不可能的 ;接下來看標準DP接口在物理上的定義.

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是不是感覺很眼熟?沒錯,基本上就是雷電接口的那些東西——4路高速差分信號(引腳1/3、4/6、7/9、10/12)1路低速差分信號(引腳15/17)、供電、熱插拔檢驗、地線。接下來解釋這些都是做什麼的;

首先是4路高速差分信號;對於傳輸視頻信號的DP而言,這4路信號都是單向的——從顯卡到顯示器,因為反過來傳輸這麼高速的數據沒用;當然,可以分出來一小部分帶寬用於傳輸音頻信號;至於那1路低速差分信號,也比較好理解——主要是顯示器向顯卡端傳輸的;至於傳輸什麼,第一是顯示器的型號、分辨率等信息,使電腦能夠正確識別顯示器(這個功能上古的VGA就有,所以目前最先進的DP不可能沒有);

第二就是比較實用的攝像頭、觸屏回傳功能,這樣的話顯示器上的攝像頭或者觸屏顯示器就不用單獨接線,直接用DP就可以了,省心省力。剩下的就不用解釋了吧,通過字面就能理解。

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總結:可以看出,DP 接口的誕生就是為了取代 HDMI 接口,除了是完全免費使用外,它還支持通過 USB-C 及 Thunderbolt 雷電接口同步傳輸數據及視頻,這也意味著未來筆記本只需要一根線即可完成對顯示器的視頻輸出,以及使用顯示器上的 USB 擴展塢,雖然DP接口不僅在視頻傳輸上比較先進,在接口設計上也比較先進,在保證足夠的穩定性的前提下,利用20根線實現了4條高速、1條低速差分信號的傳輸,不僅帶寬高,而且功能強,但是由於它的使用範圍相較於 HDMI 接口來說要小很多,目前來看還無法完全取代 HDMI 接口.

02Thunderbolt 接口

2016年6月3日,Intel正式公佈了Thunderbolt 3接口規範,該接口需要佔用4條PCI-E 3.0通道,傳輸速率可達40Gbps,為了跟USB接口競爭,Intel主導研發了Thunderbolt接口,因為其高額的版權授權費用,讓其並沒有得到普及,只有蘋果Mac電腦以及少數高端主板才支持該接口,而且相關外設的價格非常昂貴,Thunderbolt 3接口能支持雙4K(4096×2160)60Hz顯示器輸出,且提供更強的供電能力,可給設備提供15W電力,如果是專門用來充電的話,最高能支持100W供電;令人吃驚的是,Thunderbolt 3接口居然和USBType-C一模一樣,而且兼容USB 3.1標準。這麼做的好處相當明顯,未來USB Type-C設備可直接插在Thunderbolt3接口上使用,這顯然會帶動Thunderbolt 3接口的發展;最新Tiger Lake已經確認首發Thunderbolt 4(雷電/雷靂4),由於Thunderbolt 4的帶寬保持在40Gbps,它和USB4某種程度上也算是一回事了.基於Intel雷電4接口協議,帶寬40Gbps且只有USB Type-C一種接口形態,同時支持100W功率供電,充分的帶寬能讓它支持菊花鏈承載外置獨立顯卡,或兩臺4K顯示器/一臺5K顯示器.

Thunderbolt 簡介

ThunderboltI/O技術由Intel公司開發,每個接口配備兩個10Gbps全雙工數據路徑鏈路,要比Firewire800接口快達12倍。Thunderbolt採用64b/66b數據編碼格式,而Intel開發的接口控制器可將PCI–Express和DisplayPort複用成為一個單數據流。Intel公司開發的第一代控制器代號為Light Ridge,隨後的第二代、第三代控制器代號分別是Cactus Ridge和Redwood Ridge,而新一代(第四代)控制器的代號是Falcon Ridge。

在主機設備中,控制器從I/O控制器集線器中獲取PCI–Express數據,從I/O控制器中的負信號或如圖1所示的外部圖形控制器中獲取DisplayPort數據。接下來,該組合信號通過全雙工差分信號發出。一般情況下,每個控制器配備兩個端口,可進行菊花鏈方式的連接。

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Thunderbolt 接口定義的簡單講解

前兩代雷電使用的是mini DP接口,而雷電3開始其使用的是Type-C的物理接口,這個接口有20根引腳。

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如圖。其中Ground都是接地,一共8根,其中2根保留未使用。引腳2用於熱插拔的檢驗,引腳3到6是一對雙向串行差分信號,引腳15到18是另一對雙向串行差分信號。所以雷電1是基於 PCI-E 2.0 X2的,利用兩路PCI-E通道(也就是4路差分信號)進行傳輸,速度為雙向各10GT/s,全雙工。引腳9和11可能是USB2.0的差分信號(也就是“向下兼容USB”)。引腳20是正極供電。關於雷電2,官方給出的速度是20Gbps,基於PCI-E 2.0 X4,依然使用miniDP接口(接口定義不變,所以完全兼容)。然而根據接口定義,miniDP只能承載4路差分信號,也就是全雙工下的兩對(X2通道)

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因為4條通道可以同時單向工作,所以速度可以達到PCI-E X4的單向速度,也就是20GT/s,但是這時是半雙工的。在全雙工下,單向速度還是10GT/s。接下來是雷電3。雷電3使用的是我們都非常熟悉的Type-C接口,Type-C接口在USB時的定義如下

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但是雷電3是4路差分信號,所以在針腳定義上和USB3.1(2路差分信號)完全不同。具體如何定義的,很遺憾,我並沒有查到資料。不過我們可以大體分析一下。Type-C有24根引腳,但是,因為它是雙面可插的,所以只有一半的引腳是有效的,也就是圖中圈上的那部分

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所以,有12根引腳可用。這12根引腳,分配給4路差分信號,需要8根引腳。加上1根屏蔽地、1根地線、1根供電(正極),還剩一根保留(可能用於熱插拔檢測),是完全夠用的。在協議上,全速雷電3使用了PCI-E3.0 X4,和雷電2一樣分兩種模式——全雙工和半雙工。半雙工下,最高速度為32GT/s,因為使用了128b/130b編碼,所以實際速度為3.938GB/s(查表就可以知道)。當然,全雙工模式下速度減半。那我就很好奇——“40Gbps”的官方宣傳速度到底是怎麼來的?個人猜想,節操丟盡的英特爾又在忽悠人。3.938,四捨五入,就是4了嘛!然後按照老的8b/10b的編碼方式(實際上編碼方式換了),4*8*(10/8)=40G/s,嗯,沒毛病。另外,雷電3存在半速版,使用的是PCI-E 3.0 X2,這次就只有全雙工模式——也就是雙向各“20G/s”(實際上是16GT/s),

,雖然名義上是半速的,實際上在全雙工下速度和全速沒有區別。注意:雷電3接口速度不能達到PCI-E 3.0 X4的全部速度(全雙工,雙向各32GT/s)的原因不是計算機內部分配的PCI-E通道數不足,而是雷電接口本身的針腳數不足,只能容納4路差分信號(而PCI-E 3.0 X4是8路差分信號)。最後總結一下。雷電這東西,在原理上還是比較先進的,楞是用4條差分通道達到了PCI-E X4的單向速度,反正消費者們也不關注到底是全雙工還是半雙工。個人認為,這種設計對於PCI-E而言完全就是浪費。在速度已經達到“雙向各20G/s”的雷電3時代,僅僅就是為了和USB3.1爭一個高低,就把本來全雙工的PCI-E X4變成半雙工工作來解決線數不夠的問題,這就是很嚴重的浪費了(的確,為了找出4個全速雷電3需要的20條PCI-E 3.0,2017版高端MBP把給獨顯用的16條和給PCH(可以理解為南橋)的4條全給了雷電,所以,連獨立顯卡都沒有!這可真是“Macbook Pro”啊!獨顯都沒有,除了價格,真沒看出哪裡對得起Pro這個詞。

03HDMI 接口

2002年4月,日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝七家公司共同組建了HDMI高清多媒體接口組織,開始著手製定一種符合高清時代標準的全新數字化視頻/音頻接口技術;經過半年多時間的準備工作,HDMI組織在2002年12月9日正式發佈了HDMI 1.0版標準,標誌著HDMI技術正式進入歷史舞臺;截止今天,HDMI己經走過了近20年的路,從最早的1.0到現在的2.1,從1080p,到現在的8K @60Hz,這是一個飛躍;HDMI接口、家庭視屏系統的霸主,開放握手協議,支持TYPE C TO HDMI協議,並更新最新的2.1版本;自從HDMI Forum 正式推出了最新 HDMI 2.1 版早期規範,就宣告我們的8K數據時代來臨!

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HDMI 簡介

HDMI,英文全稱是High Definition Multimedia Interface,中文名稱是高清晰多媒體接口的縮寫。2002年4月,Hitachi(日立)、Panasonic(松下)、PHILIPS (飛利浦)、SONY(索尼)、THOMSON(湯姆遜)、TOSHIBA(東芝)和Silicon Image七家公司聯合組成HDMI組織。HDMI能高品質地傳輸未經壓縮的高清視頻和多聲道音頻數據,最高數據傳輸速度為48Gbps。同時無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換,可以保證最高質量的影音信號傳送。HDMI1.3不僅可以滿足目前最高畫質1440P的分辨率,還能支持DVD Audio等最先進的數字音頻格式,支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數碼音頻傳送,而且只用一條HDMI線連接,免除數字音頻接線。同時HDMI標準所具備的額外空間可以應用在日後升級的音視頻格式中。足以應付一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號。而因為一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信號需求少於4GB/s,因此HDMI還有很大餘量。這允許它可以用一個電纜分別連接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的設備具有“即插即用”的特點,信號源和顯示設備之間會自動進行“協商”,自動選擇最合適的視頻/音頻格式.

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HDMI 創始組織成員

HDMI 接口定義的簡單講解

HDMI接口主要有Type A、Type B、Type C、Type D、Type E五種類型。

1、HDMI A Type是使用最廣泛的HDMI線纜,HDMI A接口共有19pin,寬度為13.9毫米,厚度為4.45毫米。在日常生活使用中的絕大部分影音設備都配備這個接口。比如:藍光播放器、小米盒子、筆記本電腦、液晶電視、投影機等等。

2、HDMI B Type生活中比較少見,它主要用於專業級的場合。HDMI B接口採用29pin,寬度21毫米。HDMI B Type的數據傳輸能力比HDMI A type快近兩倍,相當於DVI Dual-Link。由於多數影音設備工作頻率均在165MHz以下,而HDMI B Type的工作頻率在270MHZ以上,所以多見於專業應用場景,如WQXGA 2560&TImes;1600以上的分辨率。

3、HDMI C Type常稱為Mini HDMI,它主要是為小型設備設計的。HDMI C Type同樣採用19pin,但是寬度只有10.42毫米,厚度有2.4毫米。它主要應用在便攜式設備上,比如數碼相機、便攜式播放機等設備。

4、HDMI D Type俗稱Micro HDMI。HDMI D Type尺寸進一步縮小。同樣為19pin,寬度只有6.4毫米,厚度2.8毫米,很像Mini USB接口。主要應用於小型的移動設備上面。比如:手機、平板電腦等。

5、HDMI E Type主要用於車載娛樂系統的音視頻傳輸。由於車內環境的不穩定性,HDMI E Type在設計上具備抗震性、防潮、耐高強度、溫差承受範圍大等特性。在物理結構上,採用機械式鎖定設計,能保證接觸可靠性。

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如上圖,HDMI A TYPE共19針,其中1-9針為數據信號;10、11、12針為時鐘信號;13針為CEC針;14針為空;15針SCL針;16針為SDA針;17針為地;18針+5V電源;19針為熱插拔檢測.

HDMI A Type

應用於HDMI1.0版本,總共有19pin,規格為4.45mm×13.9mm,為最常見的HDMI接頭規格,相點對點於DVI Single-Link傳輸。在HDMI 1.2a之前,最大能傳輸165MHz的TMDS,所以最大傳輸規格只能在於1600×1200(TMDS 162.0MHz)

HDMI B Type

應用於HDMI1.0版本,規格為4.45mm×21.2mm,總共有29pin,可傳輸HDMI A type兩倍的TMDS數據量,相點對點於DVI Dual-Link傳輸,用於傳輸高分辨率(WQXGA 2560×1600以上)。因為HDMI A type只有Single-Link的TMDS傳輸,如果要傳輸成HDMI B type的信號,則必須要兩倍的傳輸效率,會造成TMDS的Tx、Rx的工作頻率必須提高至270MHz以上。而在HDMI 1.3 IC出現之前,市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能穩定在165MHz以下工作。此類接口未應用在任何產品中。

HDMI C Type

俗稱mini-HDMI,應用於HDMI1.3版本,總共有19pin,可以說是縮小版的HDMI A type,規格為2.42mm×10.42mm,但腳位定義有所改變。主要是用在便攜式設備上,例如DV、數字相機、便攜式多媒體播放機等。由於大小所限,一些顯卡會使用mini-HDMI,用家須使用轉接頭轉成標準大小的Type A再連接顯示器.

HDMI D Type

應用於HDMI1.4版本,總共有19pin,規格為2.8mm×6.4mm,但腳位定義有所改變。新的Micro HDMI接口將比現在19針MINI HDMI版接口小50%左右,可為相機、手機等便攜設備帶來最高1080p的分辨率支持及最快5GB的傳輸速度。

下為目前市場針對HDMI產品經常談論到的相關術語,供大家參考學習和交流,謝謝!

分辨率

分辨率(resolution)就是屏幕圖像的精密度,是指顯示器所能顯示的點數的多少,由於屏幕上的點、 線和麵都是由點組成的,顯示器可顯示的點數越多,畫面就越精細,同樣的屏幕區域內能顯示的信息 也越多,所以分辨率是個非常重要的性能指標之一。可以把整個圖像想象成是一個大型的棋盤,而分 辨率的表示方式就是所有經線和緯線交叉點的數目.

以分辨率為 1024×768 的屏幕來說,即每一條水平線上包含有 1024 個像素點,共有 768 條線,即掃 描列數為 1024 列,行數為 768 行。分辨率不僅與顯示尺寸有關,還受顯像管點距、視頻帶寬等因素 的影響。其中,它和刷新頻率的關係比較密切,嚴格地說,只有當刷新頻率為“無閃爍刷新頻率”,顯示器能達到最高多少分辨率,才能稱這個顯示器的最高分辨率為多少.

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測量方面的分辨率

分辨率是和圖像相關的一個重要概念,它是衡量圖像細節表現力的技術參數。但分辨率的種類有很多, 其含義也各不相同,正確理解分辨率在各種情況下的具體含義,弄清不同表示方法之間的相互關係, 是至關重要的一步.

一些用戶往往把分辨率和點距混為一談,其實,這是兩個截然不同的概念。點距是指象素點與點之間 的距離,象素數越多,其分辨率就越高,因此,分辨率通常是以象素數來計量的,如:640×480,其 象素數為 307200.

注:640 為水平象素數,480 為垂直象素數.

色深

色深(Color Depth) 也稱之為色位深度,在某一分辨率下,每一個像素點可以有多少種色彩來描述,它的單位是“bit”(位),典型的色深是 8-bit、16-bit、24-bit和 32-bit,深度數值越高,可以獲得更多的色彩.

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TMDS

TMDS 即(Transition Minimized Differential Signaling,最小化傳輸差分信號),

TMDS 是一種微分信號機制,可以將象素數據編碼,並通過串行連接傳遞,顯卡產生的數字信號由發送器按照 TMDS 協議編碼後通過TMDS通道發送給接收器,經過解碼送給數字顯示設備.

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x.v.Colour

x.v.Colour 是一個新的色彩標準,現在的電視機用的是 sRGB 色彩標準,標準要求能覆蓋的色域範圍約為人眼能感受到的色彩的 55%左右,2006 年 1 月,國際電工委員會認可併發布了新的國際色彩標準--x.v.YCC 色域標準,此標準要求的動態影像色彩再現能力比 sRGB 色彩標準的色彩範圍更寬,x.v.Colour 就是索尼產品中能達到 x.v.YCC 色域標準的一個商標.

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像素

“像素”(Pixel) 是由 Picture(圖像) 和 Element(元素)這兩個單詞的字母所組成的,是用來計算數碼影像的一種單位,如同攝影的相片一樣,數碼影像也具有連續性的濃淡階調,我們若把影像放大數倍,會發現這些連續色調其實是由許多色彩相近的小方點所組成,這些小方點就是構成影像的最小單位“像素”(Pixel),這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個的染色點。越高位的像素,其擁有的色板也就越豐富,越能表達顏色的真實感, 一個像素通常被視為圖像的最小的完整採樣,這個定義和上下文很相關,例如,我們可以說在一幅可見的圖像中的像素(例如打印出來的一頁)或者用電子信號表示的像素,或者用數碼錶示的像素,或者顯示器上的像素,或者數碼相機(感光元素)中的像素.

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這個列表還可以添加很多其它的例子,根據上下文,會有一些更為精確的同義詞,例如畫素,採樣點,字節,比特,點,斑,超集,三合點,條紋集,窗口,等等。我們也可以抽象地討論像素,特別是使用像素作為解析度地衡量時,例如 2400 像素每英寸(ppi)或者 640 像素每線。點有時用來表示像素,特別是計算機市場營銷人員,因此ppi有時所寫為DPI(dots per inch),用來表示一幅圖像的像素越多,結果更接近原始的圖像,一幅圖像中的像素個數有時被稱為圖像解析度,雖然解析度有一個更為特定的定義,像素可以用一個數表示,譬如一個"3 兆像素" 數碼相機,它有額定三百萬像素,或者用一對數字表示,例如“640 乘 480 顯示器”,它有橫向 640 像素和縱向 480 像素(就像VGA顯示器那樣),因此其總數為 640 × 480 = 307,200 像素。數字化圖像的彩色採樣點(例如網頁中常用的JPG文件)也稱為像素,取決於計算機顯示器,這些可能不是和屏幕像素有一一對應的,在這種區別很明顯的區域,圖像文件中的點更接近紋理元素, 在計算機編程中,像素組成的圖像叫位圖或者光柵圖像,光柵一詞源於模擬電視技術,位圖化圖像可用於編碼數字影像和某些類型的計算機生成藝術.

Simplay HD

Simplay HD 測試計劃是專門針對全球領先的消費電子(CE)製造商和技術提供商開發的,它可以讓用戶更加放心地使用高清影像產品,那些滿足包括 Simplay HD 兼容性測試規範在內的 Simplay HD 測試計劃要求的產品可以被授於 Simplay HD 商標,通過 Simplay 和領先 CE 製造商及技術提供商之間的這種緊密合作,購買家庭影院的消費者能夠確保張貼了 Simplay HD 商標的系統通過了高帶寬數字內容保護(HDCP)功能及 HDMI 的測試,所有這些措施都有助於提高產品的兼容性,確保它們能接收和播放

所有類型的數字內容.

Silicon Image 公司分別在美國硅谷、德國漢諾威和中國深圳設立了 HDMI ATC,同時日本松下公司也在大阪設立了一家 ATC,菲利浦則在法國格勒諾布爾設立了 ATC,除了 HDMI 兼容性測試外,SiliconImage 公司還為採用 Simplay Labs 商標的 CE 產品提供 HD 兼容性測試,目前在國內比較活躍的測試機構是百佳泰和GRL這兩家委託測試機構.

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HDCP

HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的縮寫,中文可稱作“HDCP數字內容保護”,HDCP技術是由好萊塢與半導體界巨人Intel合作發開,它可以實際運用在顯卡、DVD播放機等傳輸端,以及顯示器、電視機、投影機的接收端之間,是高清電影、電視節目的重要反盜版技術,不支持HDCP協議的顯示器無法正常播放有版權的高清節目,DVD之後的高清電影節目採用了HDCP和AACS反盜版技術,藍光和HD DVD都使用了這種反盜版技術,高清電視(HDTV)也會使用使用了HDCP和AACS

反盜版技術後電影節目只能在支持HDCP的設備上正常播放,否則只能看到黑屏顯示或者低畫質顯示(清晰度大約只有正常的四分之一),也就便失去了高清的價值,其中AACS是加密技術,同時被用在HD DVD和藍光光盤當中,保護光盤中的視頻內容無法正常複製出來在其它地方播放。 而HDCP協議是用來防止視頻內容在傳輸的過程被完整的複製下來。這種技術並不是讓數字訊號無法被不合法的錄製下來,而是將數字訊號進行加密,讓不合法的錄製方法,無法達到原有的高分辨率畫質,例如藍光影碟機在播放高清碟片時無法同時錄下清晰的節目,在計算機上播放碟片時無法清晰的錄製顯示器上的節目,HDCP從始到終都保護視頻信號,也就是說整套播放系統中每一個環節都必須支持HDCP協議,如果顯示器不支持HDCP協議,那麼就無法正常播放高清節目,只能看到黑屏或者低畫質的節目.

要支持HDCP協議,必須使用DVI、HDMI等數字視頻接口,傳統的VGA等模擬信號接口無法支持HDCP協議。當使用VGA等模擬信號接口時,畫面就會下降成為低畫質,或者提示無法播放,從而失去高清的意義,防止了盜版,需要說明的是,HDMI接口內嵌了HDCP協議,帶有HDMI接口的顯示器都支持HDCP協議,但是並不是帶DVI接口的液晶顯示器都支持HDCP協議,必須經過帶有相應硬件芯片,通過認證的顯示器才行,在 電腦 平臺上受到HDCP技術保護的數據內容在輸出時會由操作系統中的COPP驅動(認證輸出保護協議)首先驗證顯卡,只有合法的顯卡才能實現內容輸出,隨後要認證顯示設

備的密鑰,只有符合HDCP要求的設備才可以最終顯示顯卡傳送來的內容,HDCP傳輸過程中,發送端和接受端都存儲一個可用密鑰集,這些密鑰都是秘密存儲,發送端和接受端都根據密鑰進行加密解密運算,這樣的運算中還要加入一個特別的值KSV(視頻加密密鑰)。同時HDCP的每個設備會有一個唯一的KSV序列號,發送端和接受端的密碼處理單元會核對對方的KSV值,以確保連接是合法的.

HDCP的加密過程會對每個像素進行處理,使得畫面變得毫無規律、無法識別,只有確認同步後的發送端和接受端才可能進行逆向處理,完成數據的還原。在解密過程中,HDCP系統會每 2 秒中進行一次連接確認,同時每 128 幀畫面進行一次發送端和接受端同步識別碼,確保連接的同步,為了應對密鑰洩漏的情況,HDCP特別建立了“撤銷密鑰”機制,每個設備的密鑰集KSV值都是唯一的,HDCP系統會在收 到KSV值後在撤銷列表中進行比較和查找,出現在列表中的KSV將被認做非法,導致認證過程的失敗, 這裡的撤銷密鑰列表將包含在HDCP對應的多媒體數據中並將自動更新。可見要想在計算機上播放有版權的高清節目,不論是 HDTV、藍光還是 HD DVD 碟片,都要求顯示器 和顯卡支持 HDCP 協議。不過廠商要為產品打上 HDCP 的 Logo,則需要支付一定的認證費用,還要增加硬件芯片,顯然提高了成本,目前只有部分產品通過認證,由於高清節目會逐漸普及,HDCP 已成定局,因此支持HDCP協議的設備也會越來越多.

刷新率

刷新率就是屏幕每秒畫面被刷新的次數,你可以這麼理解,看電影時我們看到的其實是一副一副靜止的畫面,就象放幻燈片,為什麼我們感覺畫面在動,那是因為人的眼睛有視覺停留效應,前一副畫面留在大腦中的印象還沒消失,緊接著後一副畫面就跟上來了,而且兩副畫面間的差別很小,一個動作要用很多副畫面來顯示,這樣我們就感覺畫面在動了,這一副一副的更換畫面,就是在刷新,假設一個動作由 20 張畫面完成,我們看上去就有點象動畫片,而這個動作增加到 30 張的話,看上去就自然多了,這就是刷新率.

USB Type C接口即將一統江湖

刷新率分為垂直刷新率和水平刷新率,一般提到的刷新率通常指垂直刷新率,垂直刷新率表示屏幕的圖象每秒鐘重繪多少次,也就是每秒鐘屏幕刷新的次數,以 Hz(赫茲)為單位,刷新率越高越好,圖象就越穩定,圖像顯示就越自然清晰,對眼睛的影響也越小,刷新頻率越低,圖像閃爍和抖動的就越厲害,眼睛疲勞得就越快,一般來說,如能達到 80Hz 以上的刷新頻率就可完全消除圖像閃爍和抖動感,眼睛也不會太容易疲勞,顯然刷新率越高越好,但是建議你不要讓顯示器一直以最高刷新率工作,那樣會加速 CRT 顯象管的老化,一般比最高刷新率低一到兩檔是比較合適的,建議 85Hz,而液晶顯示器(LCD)的發光原理與傳統的 CRT 是不一樣的,由於液晶顯示器每一個點在收到信號後就一直保持那種色彩和亮度,恆定發光,而不象陰極射線管顯示器(CRT)那樣需要不斷刷新亮點。因此,液晶顯示器畫質高而且絕對不會閃爍,把眼睛疲勞降到了最低,而刷新率對 CRT 的意義比較突出,有時LCD 刷新高了,反而會影響其使用壽命般保持在 60-75 就可以了。從硬件角度來說,影響刷新率最主要的因素就是顯示器的帶寬,現在一般 17 寸的彩顯帶寬在 100 左右,完全能上 85Hz,屏幕越大,帶寬越大,19 寸的在 200 左右,21 寸的在 300 左右,同品牌同尺寸的彩顯,帶寬越高,價格越貴,其次影響刷新率的還有顯卡,顯卡也有可用的刷新率和分辨率,但是刷新率來說,這點現在完全可以忽略不計,因為這主要針對老一代的顯卡,現在哪怕古董級的 TNT2顯卡,也能支持 1024*768 分辨率下達到 85Hz 的效果,1024*768 是 17 寸 CRT 顯示器的標準分辨率,所以,影響刷新率最主要的還是顯示器的帶寬.

從軟件角度來說,影響刷新率最大的是屏幕的分辨率,舉個例子,同樣是 17 寸彩顯,帶寬 108,將分辨率調至 1024*768,最高能達到 85Hz,調高至 1280*1024,最高只能達到 70Hz,調低至 800*600,卻能達到 100Hz。分辨率越高,在帶寬不變的情況下,刷新率就越低,要想保持高刷新率,只有採用高的帶寬,所以大屏幕顯示器的帶寬都很高。行頻是指為像管中的電子槍每秒在屏幕上從左到右掃描的次數據,單位是 Hz,場頻是指每秒鐘重複繪製顯示畫面的次數,單位是 Hz,行頻和場頻是一臺顯示器的基本的電器性能。帶寬代表的是顯示器的一個綜合指標,也是衡量一臺顯示器好壞的重要指標。帶寬是指每秒鐘所掃描的圖像個數,也就是說在單位時間內,每條掃描線上顯示的頻點說的總和,單位是 Hz,帶寬大小是有一定的計算方法的,大家在選擇一款顯示器時,就可以根據一些參數計算帶寬,或者根據帶寬來計算一些參數,當顯示器的刷新率提高一點的話,它的帶寬就會要提高很多,調節顯示器刷新率的若干技巧 2006-10-14 19:54 為了愛護我們自己的眼睛,大家都會挑一臺性能優秀的顯示器吧,但光有好的顯示器可不行,還要能正確地設置顯示器的刷新率.

DDC

DDC(Display data channel)顯示數據通道,傳送端與接收端可利用 DDC 通道得知彼此的輸出與接受能力,會向視頻接受裝置發送配置信息和數據格式信息,接受裝置可以讀取這些 E-EDID 增強擴展顯示識別數據的信息,DDC 是顯示器與電腦主機進行通信的一個總線標準.

EDID

EDID,Extended Display Identification Data(擴展顯示標識數據)是一種 VESA 標準數據格式

CEC

CEC(Consumer Electronic Control)用來傳送工業規格的 AV Link 協定訊號,以便支援單一遙控器操作多臺 AV 機器,為單芯線雙向串列匯流排.

Dolby®TrueHD

HDMI 支持單線纜上的標準、增強的或高清晰度視頻和多聲道數字音頻,它傳輸所有 ATSC HDTV 標準並支持 8 頻道、192kHz、不壓縮的數字音頻和現有的壓縮格式(例如 Dolby Digital 和 DTS),HDMI 2.0 還新增了對新型無損數字音頻格式 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio 的支持,空餘帶寬用於未來增強和需求.

ATC

Silicon Image公司旗下的HDMI授權測試中心(ATC)是專門測試HDMI兼容性的實驗室,該公司目前已在美國硅谷、德國漢諾威、中國深圳和中國上海設立了測試中心,目前在國內比較活躍的測試機構是百佳泰和GRL這兩家委託測試機構,HDMI兼容性測試遵循的標準是HDMI兼容性測試規範(CTS),HDMI採用者協議要求產品或相關文件在使用HDMI商標之前必須通過該兼容性測試,兼容性測試可以確保不同製造商製造的HDMI設備之間具有更好的互操作性.

1080P

1080P 是美國電影電視工程師協會(SMPTE)制定的最高等級高清數字電視的格式標準,有效顯示格 式為:1920×1080,像素數達到 207.36 萬,1080P 帶來的高畫質給消費者帶來的是真正的家庭影院的視聽享受,由於它向下全面兼容其它高清格 式,通用性非常強,保證了在未來十幾年的時間裡產品不會過時,具有很好的超前性,隨著 1080P 片源的不斷湧現,1080P 產品的優勢已經顯現出來。在數字化進程中,數字信號的標準化是最重要的環節之一,從與消費者利益相關的角度來講,比較直 觀的參數是清晰度,SMPTE(美國電影電視工程協會)將數字高清信號數字電視掃描線的不同分為1080P、1080I、720P(i 是 interlace,隔行的意思,p 是 progressive,逐行的意思),1080P 是一種 在逐行掃描下達到 1920×1080 的分辨率的顯示格式,是數字電影成像技術和計算機技術的完美融合.

USB Type C接口即將一統江湖

要說清楚 1080p,我們首先要把 1080i 和 720p 講清楚,1080i 和 720p 同是國際認可的數字高清晰度 電視標準。原 NTSC 國家採用的是 1080i/60Hz 格式,與 NTSC 模擬電視場頻相同。而歐洲以及中國 等一些原 PAL 制國家則採用了 1080i/50Hz 模式,場頻與 PAL 模擬電視相同,至於 720p,則由於 IT 廠商更深的滲透到了電視行業而成為了一個可選的標準,目前開始在以光盤為載體的 HDTV 播放機領域拓展地盤,1080p 是一個事實上存在的標準,但是 1080p 目前並不是民用領域使用的標準,1080p不是隻有一種 60Hz 場頻,其實真正應用得最多的是 24Hz、25Hz、30Hz 三種場頻規格,1080P 不是 FULL HD

什麼是 FULL HD 呢?就是能夠完全顯示 1920*1080 像素或者說物理分辨率達到 1920*1080 的平板 電視機。如果收看 HDTV 節目,要想達到最佳效果,需要使用 FULL HD 電視。需要注意的是,FULL HD 和先前很多廠家宣傳的 1080P 並不是同樣的概念.

所謂 1080P,就是能夠顯示 1920*1080 的節目,但是電視機本身並不具有 1920*1080 的物理分辨率只是把 1920*1080 的圖像經過處理降低到電視實際的物理分辨率後,顯示出來。32 英寸的液晶電視 物理分辨率為 1366*768,但是說明書上可能標明的是 1080P,就是把 1920*1080 的圖像處理成1366*768 的 顯示出來。這個 1080P 是 最高分辨率或顯示分辨率,只代表這個電視機可以接收1920*1080 的信號,但是顯示的時候就不是 1920*1080 了.

“1080p和2k、4k的關係”?

1080是全高清,1920*1080,2K是:2560*1440是720P的4倍,4K是3840*2160,是1080P的4倍.

HDMI目前的線材規格

在HDMI 2.1版本前,根據規範,所有的HDMI線分為五種,線材的種類,HDMI的版本為規範連接器,大部分情況下線材部分沒有更動。

標準纜線 (支持1080i及720p)

標準纜線附帶以太網

高速纜線 (支持1080p, 4K@30fps, 3D 與 Deep Color)

高速纜線附帶以太網

車用纜線

眾多接口的江湖故事

HDMI接口、家庭視屏系統的霸主,DP接口(免授權)、 PC或顯示器端的寵兒,MHL接口、皇親國戚,是基於HDMI陣營的高速複合應用接口,相關應用已在市售商品,家電上看到;Thunderbolt接口、是FireWire的升級版本,是英特爾研發和支持的一種標準,戴爾的XPS產品線和惠普的Elite x2平板,蘋果的MAC系列,而在未來,光纖版的Thunderbolt承諾帶來最高100Gbps的速度;故其為未來唯一可以和USB TYPE C競爭的競爭對手,Type-C的USB接口、取代前代的因手機、平板、電腦及其他周邊設備型號不同而產生多樣版本的USB Type-A和Type-B,Type-C支持更快速的10Gbps USB 3.1 gen 2 spec或者即將普及開來的10Gbps的USB4.

相比在家庭視頻系統中更多被採用的HDMI接口,DP轉戰於更多PC或顯示器端採用的USB連接口,這是一個在市場競爭上更明智或可行的做法,產品設計越來越簡潔、緊湊,消費電子產品的接口會更加精減整合,如果將來的趨勢是一個接口打天下,這個接口就是USB Type-C.

假設USB與Thunderbolt之間的競爭態勢沒有太大的改變,USB未來所面臨的最大挑戰莫過於——那些具備相同能力,但可以無線運行的技術,在許多方面,我們已經開始可以藉助無線技術來滿足某些USB才能完成的需求了,雲端同步服務可以將郵件、聯繫人、日程表、文件和媒體等資料在所有設備之間同步更新,藍牙、NFC、Wi-Fi Direct和AirDrop都能成為取代USB進行文件傳輸技術途徑,Miracast和AirPlay也能讓設備與電視進行無線連接,支持Wi-Fi的打印機甚至是Wi-Fi相機和存儲卡在今天也是平常不過的事物了


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