幾十年來,視頻信號接口經歷了從最初的RCA接口(即AV接口,見圖1),到目前流行的S端子接口、RCA色差分量接口(見圖2),以及PC領域通用D-Sub接口(VGA端子)的發展,模擬視頻接口技術在今天的視頻產品上隨處可見。
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圖1
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圖2
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但隨著計算機多媒體技術、高清晰" title="高清晰">高清晰數字電視(HDTV)的飛速發展,如果我們仍然用模擬接口來傳輸信號,數字顯示" title="數字顯示">數字顯示設備就會顯得很浪費,顯示效果反而不如同檔次的模擬顯示設備。這是因為在顯示高清晰度圖像時,模擬技術往往都需要在信號處理的時候增加邊緣過渡(DLTI)或在掃描的時候增加掃描速度調制(SVM)來改善圖像質量,而數字顯示設備則是“點對點”精確控制,先尋址到這個“發光點”,然后“告訴”它發多強的光,發光點和相鄰的4點之間是一清二楚的,各發各的光。數字顯示設備接收到模擬信號后,進行的第一個處理就是“模轉數”,從而導致圖像細節的損失,畫質變差。
針對信號傳輸中的損失問題,用來傳輸無壓縮" title="無壓縮">無壓縮高清晰數字信號的專用數字接口應運而生。1999年4月,基于Silicon Image公司的TMDS(Time Minimized Differential Signal)編碼技術發展起來的數字視頻接口(Digital Visual Interface)DVI 1.0標準正式頒布(見圖3)。
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圖3
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DVI的出現,為視頻信號提供了數字→數字傳輸的快捷方案,它的傳輸速度高達8Gbps(165MHz×24bit×2),支持超過1600×1200@85Hz的UXGA或者2048×1536@75Hz的QXGA圖像以及720p、1080i、1080p" title="1080p">1080p的高清晰數字電視信號的無壓縮實時傳輸?,F在DVI接口成了PDP和LCD、DLP投影機的標準數字接口,而PC顯卡大都配備DVI輸出接口。
發展并沒有到此停步,就在DVI誕生后的第三年,2002年4月日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝聯合組成HDMI組織,之后同年12月高清晰數字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標準頒布,提出將取代DVI成為新的專用于數字視頻/音頻傳輸標準(見圖4)。HDMI最高提供了5Gbps的傳輸帶寬,支持的數字視頻格式:
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圖4
SXGA:1280×1024@85Hz
UXGA:1600×1200@60Hz
SDTV:480i、480p、576i、576p
HDTV:720p、1080i、1080p
支持的數字音頻格式:
CD:16bit/32kHz、44.1kHz、48kHz
DVD-Video:24bit/8通道96kHz數字音頻
DVD-Audio:1通道的24bit/192kHz
從上面的介紹我們看到,DVI的發展勢頭不錯,而且從帶寬和支持的視頻格式來看DVI也優于HDMI。那為什么說HDMI要取代DVI呢?讓我們來看看這其中的原因。
1.DVI的弊端
(1)DVI是面向電腦開發的,因此一共具有29只針腳,與現有消費性電子所用的視頻端子(如AV端子、S端子)相比,DVI接頭的體積過大。
?(2)DVI的規格能力遠超消費性電子產品的需求,兩路TMDS信號完全用不著,1路TMDS信號(Single-Link,而非Dual-Link)就足夠實現720p、1080i、1080p等高分辨率的視頻輸出。
(3)DVI可以兼容PC的模擬視頻信號(即RGB信號),但和今天多用于DVD播放機、大屏幕電視的色差端子的模擬視頻信號以及數字色差信號YCbCr卻不兼容。
(4)只支持PC領域的8位RGB信號(True Color的24bit,即三原色各自有8bit)。然而今天的數字電視,都已具有顯示接近相片畫質的36bit高逼真畫面,所以三原色也必須提升至12bit的Color Depth(原色深度),這方面DVI無法滿足。
(5)DVI的線纜長度不能超過8米否則將影響畫面質量。
(6)和PC領域相比,家庭數字影音" title="數字影音">數字影音消費方面需要的線路連接繁雜。相信各位都有看過自家電視機后面的線路,除有線電視信號線外,還有AV Center、DVD播放機、電視游戲機等的信號線,整個音視頻的線路紊亂性與復雜度可以用“慘不忍睹”來形容!所以我們迫切需要收斂這些糾纏紊亂的線路,將數字音視頻信號的傳送統一到一個新接口規格中。顯然由于DVI不支持傳輸數字音頻,故無法勝任。
(7)DVI不能完全確保數字視頻的播放安全,且防拷機制仍被認為不夠強制、不夠周全。
2.HDMI的優勢
可見雖然DVI完全可以滿足無壓縮高清晰視頻信號的傳輸,但其過大的體積和單一的功能似乎只能受困于PC領域。相比之下,HDMI卻能在各領域左右逢源。HDMI的優勢在于:
(1)HDMI更為精小,且具有“即插即用”的特點。因此只要一連接,即可自動采用相應模式傳輸信號。
(2)HDMI可以看成是DVI的強化版,兩者可以通用,通過簡單的轉接器就能兼容DVI 1.0。
(3)帶寬方面,雖然HDMI不及DVI,但事實上DVI的某些高規格對于消費電子領域并無太大意義?,F有HDTV至多使用2.0Gbps~2.2Gbps的數字傳輸帶寬(以1080p模式而言),HDMI 1.0即可達5Gbps,這表示同時傳輸兩個HDTV的視訊數據都綽綽有余。而在消費電子方面最需要的模擬兼容,在HDMI上也能較好地實現,色彩也支持更高質量10/12位數字視頻信號。
(4)與DVI相比HDMI接口可同時傳輸音頻及視頻信號。支持DVD-Audio等最先進的數字音頻格式,支持8聲道96kHz或立體聲192kHz數碼音頻傳送,而且只用一條HDMI線連接,免除數碼音頻接線。同時HDMI標準所具備的額外空間可以應用在日后升級的音視頻格式中。
(5)DVI的線纜長度不能超過8米否則將影響畫面質量,而HDMI基本沒有線纜的長度限制。另外,在現今的影音設備連接中,常用的色差端子要用上3條線路,而Dolby Digital 5.1則會用上6條,即共有9條線路;若使用8聲道+色差端子則足足有11條線,但改用HDMI后只需要1條線即可,大幅降低線路紊亂性。
(6)HDMI提供AV.Link功能,你可以只用一個遙控器控制全部音/視頻設備的基本功能。
(7)HDMI支持HDCP數字防拷技術。即可以在信號輸出、輸入兩端運行驗證程序,確認是經過授權才開始傳輸正確的數字信號。
HDMI有很多優點,但也需要設備廠商的支持才行。從眼下的發展情況來看,受HDMI的影響而在將來會有所動作的設備包括:PC顯示器,PC顯卡,高清晰投影設備,所有數字電視,DVD、硬盤錄像機,AV影音中心,游戲設備,以及PMC(Personal Media Center),DV攝像機等手持媒體播放裝置。?
今天的市場上,支持HDMI的產品越來越多。比如松下的S688 DVD影碟機,PHILIPS 42PD300等離子電視,另外國產廠商如夏新、創維也在其最新的DVD、電視產品中加入了HDMI接口。
總之,隨著高清晰視頻設備產業、數字影音產業的迅速成長,作為一個數字顯示設備與數字影音設備之間的橋梁,HDMI必將成為新一代數字影音設備的接口標準并在日后取代DVI。