顯示器接口知識全解

　　顯示器接口是指顯示器和主機之間的接口，通常有DVI、HDMI和15針D-Sub(VGA)三種：

　　DVI數(shù)字輸入接口：DVI(Digital Visual Interface，數(shù)字視頻接口)是近年來隨著數(shù)字化顯示設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展起來的一種顯示接口。普通的模擬RGB接口在顯示過程中，首先要在計算機的顯卡中經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號傳輸?shù)斤@示設(shè)備中，而在數(shù)字化顯示設(shè)備中，又要經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后顯示。在經(jīng)過2次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些信息的丟失，對圖像質(zhì)量也有一定影響。而DVI接口中，計算機直接以數(shù)字信號的方式將顯示信息傳送到顯示設(shè)備中，避免了2次轉(zhuǎn)換過程，因此從理論上講，采用DVI接口的顯示設(shè)備的圖像質(zhì)量要更好。另外DVI接口實現(xiàn)了真正的即插即用和熱插拔，免除了在連接過程中需關(guān)閉計算機和顯示設(shè)備的麻煩?，F(xiàn)在很多液晶顯示器都采用該接口，CRT顯示器使用DVI接口的比例比較少。需要說明的是，現(xiàn)在有些液晶顯示器的DVI接口可以支持HDCP協(xié)議，為看有版權(quán)的高清電影電視打下基礎(chǔ)。

　　HDMI數(shù)字輸入接口：HDMI的英文全稱是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。同時無需在信號傳送前進行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號傳送。應(yīng)用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線，便可以同時傳送影音信號，而不像現(xiàn)在需要多條線材來連接;同時，由于無線進行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。對消費者而言，HDMI技術(shù)不僅能提供清晰的畫質(zhì)，而且由于音頻/視頻采用同一電纜 ，大大簡化了家庭影院系統(tǒng)的安裝。HDMI接口支持HDCP協(xié)議，為看有版權(quán)的高清電影電視打下基礎(chǔ)。

　　2002年的4月，日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開始制定新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。2002年歲末，高清晰數(shù)字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標(biāo)準(zhǔn)頒布，到2006底已經(jīng)頒布了1.3版本，主要變化在于近一步加大帶寬，以便傳輸更高分辨率和色深。HDMI在針腳上和DVI兼容，只是采用了不同的封裝。與DVI相比，HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號，并增加了對HDCP的支持，同時提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，最遠可傳輸15米，足以應(yīng)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于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。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(shè)備具有“即插即用”的特點，信號源和顯示設(shè)備之間會自動進行“協(xié)商”，自動選擇最合適的視頻/音頻格式。

　　15針D-Sub(VGA)輸入接口：也叫VGA接口，CRT彩顯因為設(shè)計制造上的原因，只能接受模擬信號輸入，最基本的包含R\G\B\H\V(分別為紅、綠、藍、行、場)5個分量，不管以何種類型的接口接入，其信號中至少包含以上這5個分量。大多數(shù)PC機顯卡最普遍的接口為D-15，即D形三排15針插口，其中有一些是無用的，連接使用的信號線上也是空缺的。除了這5個必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩顯中還增加入DDC數(shù)據(jù)分量，用于讀取顯示器EPROM中記載的有關(guān)彩顯品牌、型號、生產(chǎn)日期、序列號、指標(biāo)參數(shù)等信息內(nèi)容，以實現(xiàn)WINDOWS所要求的PnP(即插即用)功能。

　　除了以上三種常見的接口外，還有一種ADC接口，是蘋果機顯示器的專用接口。最大的特點是數(shù)據(jù)線和電源線做在一起，這樣顯示器就只需一根線，滿足蘋果電腦清爽時尚的風(fēng)格。

　　DVI接口的優(yōu)點

　　DVI全稱為Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(Digital Display Working Group，數(shù)字顯示工作組)推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術(shù)為基礎(chǔ)，基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號)電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號機制，可以將象素數(shù)據(jù)編碼，并通過串行連接傳遞。顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過TMDS通道發(fā)送給接收器，經(jīng)過解碼送給數(shù)字顯示設(shè)備。一個DVI顯示系統(tǒng)包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是信號的來源，可以內(nèi)建在顯卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)在顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路，它可以接受數(shù)字信號，將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中，通過這兩者，顯卡發(fā)出的信號成為顯示器上的圖象。

　　目前的DVI接口分為兩種，一個是DVI-D接口，只能接收數(shù)字信號，接口上只有3排8列共24個針腳，其中右上角的一個針腳為空。不兼容模擬信號。

　　另外一種則是DVI-I接口，可同時兼容模擬和數(shù)字信號。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過一個轉(zhuǎn)換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。

　　考慮到兼容性問題，目前顯卡一般會采用DVI-I接口，這樣可以通過轉(zhuǎn)換接頭連接到普通的VGA接口。而帶有DVI接口的顯示器一般使用DVI-D接口，因為這樣的顯示器一般也帶有VGA接口，因此不需要帶有模擬信號的DVI-I接口。當(dāng)然也有少數(shù)例外，有些顯示器只有DVI-I接口而沒有VGA接口。顯示設(shè)備采用DVI接口具有主要有以下幾大優(yōu)點：

　　一、速度快

　　DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，就會直接被傳送到顯示設(shè)備上，因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過程，大大節(jié)省了時間，因此它的速度更快，有效消除拖影現(xiàn)象，而且使用DVI進行數(shù)據(jù)傳輸，信號沒有衰減，色彩更純凈，更逼真。

　　二、畫面清晰

　　計算機內(nèi)部傳輸?shù)氖嵌M制的數(shù)字信號，使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號通過顯卡中的D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號和行、場同步信號，這些信號通過模擬信號線傳輸?shù)揭壕?nèi)部還需要相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器將模擬信號再一次轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉(zhuǎn)換和信號傳輸過程中不可避免會出現(xiàn)信號的損失和受到干擾，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)失真甚至顯示錯誤，而DVI接口無需進行這些轉(zhuǎn)換，避免了信號的損失，使圖像的清晰度和細節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。

　　三、支持HDCP協(xié)議

　　DVI接口可以支持HDCP協(xié)議，為將來看帶版權(quán)的高清視頻打下基礎(chǔ)。不過要想讓顯卡支持HDCP，光有DVI接口是不行的，需要加裝專用的芯片，還要交納不斐的HDCP認證費，因此目前真正支持HDCP協(xié)議的顯卡還不多。

　　HDCP 信號從接口形式，管腳定義，數(shù)據(jù)格式等都與DVI相同，只是考慮保密的原因，對數(shù)據(jù)進行了加密，要符合HDCP的協(xié)議要求?？紤]到這只是協(xié)議層面的不同，我們可將此兩者等同考慮。

　　HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的縮寫，中文可稱作“HDCP數(shù)字內(nèi)容保護”。HDCP技術(shù)是由好萊塢與半導(dǎo)體界巨人Intel合作發(fā)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(jié)目的重要反盜版技術(shù)，不支持HDCP協(xié)議的顯示器無法正常播放有版權(quán)的高清節(jié)目。

　　DVD之后的高清電影節(jié)目采用了HDCP和AACS反盜版技術(shù)，藍光和HD DVD都使用了這種反盜版技術(shù)，高清電視(HDTV)也會使用。使用了HDCP和AACS反盜版技術(shù)后電影節(jié)目只能在支持HDCP的設(shè)備上正常播放，否則只能看到黑屏顯示或者低畫質(zhì)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(shù)，同時被用在HD DVD和藍光光盤當(dāng)中，保護光盤中的視頻內(nèi)容無法正常復(fù)制出來在其它地方播放。

　　而HDCP協(xié)議是用來防止視頻內(nèi)容在傳輸?shù)倪^程被完整的復(fù)制下來。這種技術(shù)并不是讓數(shù)字訊號無法被不合法的錄制下來，而是將數(shù)字訊號進行加密，讓不合法的錄制方法，無法達到原有的高分辨率畫質(zhì)。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(jié)目，在計算機上播放碟片時無法清晰的錄制顯示器上的節(jié)目。HDCP從始到終都保護視頻信號，也就是說整套播放系統(tǒng)中每一個環(huán)節(jié)都必須支持HDCP協(xié)議，如果顯示器不支持HDCP協(xié)議，那么就無法正常播放高清節(jié)目，只能看到黑屏或者低畫質(zhì)的節(jié)目。要支持HDCP協(xié)議，必須使用DVI、HDMI等數(shù)字視頻接口，傳統(tǒng)的VGA等模擬信號接口無法支持HDCP協(xié)議。當(dāng)使用VGA等模擬信號接口時，畫面就會下降成為低畫質(zhì)，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(nèi)嵌了HDCP協(xié)議，帶有HDMI接口的顯示器都支持HDCP協(xié)議。但是并不是帶DVI接口的液晶顯示器都支持HDCP協(xié)議，必須經(jīng)過帶有相應(yīng)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(shù)保護的數(shù)據(jù)內(nèi)容在輸出時會由操作系統(tǒng)中的COPP驅(qū)動(認證輸出保護協(xié)議)首先驗證顯卡，只有合法的顯卡才能實現(xiàn)內(nèi)容輸出，隨后要認證顯示設(shè)備的密鑰，只有符合HDCP要求的設(shè)備才可以最終顯示顯卡傳送來的內(nèi)容。HDCP傳輸過程中，發(fā)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(fā)送端和接受端都根據(jù)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(shè)備會有一個唯一的KSV序列號，發(fā)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(guī)律、無法識別，只有確認同步后的發(fā)送端和接受端才可能進行逆向處理，完成數(shù)據(jù)的還原。在解密過程中，HDCP系統(tǒng)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(fā)送端和接受端同步識別碼，確保連接的同步。為了應(yīng)對密鑰泄漏的情況，HDCP特別建立了“撤銷密鑰”機制。每個設(shè)備的密鑰集KSV值都是唯一的，HDCP系統(tǒng)會在收到KSV值后在撤銷列表中進行比較和查找，出現(xiàn)在列表中的KSV將被認做非法，導(dǎo)致認證過程的失敗。這里的撤銷密鑰列表將包含在HDCP對應(yīng)的多媒體數(shù)據(jù)中并將自動更新。

　　可見要想在計算機上播放有版權(quán)的高清節(jié)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(xié)議。不過廠商要為產(chǎn)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(chǎn)品通過認證。由于高清節(jié)目會逐漸普及，HDCP已成定局，因此支持HDCP協(xié)議的設(shè)備也會越來越多。