曆史沿革
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字視頻/音頻傳輸标準。2002年歲末,高清晰數字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标準頒布,到2006底已經頒布了1.3版本,主要變化在于進一步加大帶寬,以便傳輸更高分辨率和色深。HDMI在針腳上和DVI兼容,隻是采用了不同的封裝。與DVI相比,HDMI可以傳輸數字音頻信号,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的數據傳輸率,最遠可傳輸15米,足以應付一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信号。而因為一個1080p的視頻和一個8聲道的音頻信号需求少于4GB/s,因此HDMI還有很大餘量。這允許它可以用一個電纜分别連接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,信号源和顯示設備之間會自動進行“協商”,自動選擇最合适的視頻/音頻格式。
随着液晶顯示器屏幕越來越大,以及X-box、Wii、PS等遊戲主機的風行、人們開始将原本接駁在電視平台上的娛樂設備轉移到液晶顯示器上,以追求更高清的畫面效果。為了滿足用戶日益多樣的娛樂需求,各個液晶顯示器生産廠商,如華碩、三星、LG等開始為顯示器配置更加齊全的接口,如擁有27寸巨大屏幕的MT276H液晶顯示器已經配置了音頻輸HDMI接口、D-sub接口、色差&分量輸入、入、RCA R+L輸入、S/PDIF輸出甚至是3.5毫米耳機接口,而這一搭配勢必成為未來液晶顯示器的标準配置。
産品分類
15針D-Sub
也叫VGA接口,CRT彩顯因為設計制造上的原因,隻能接受模拟信号輸入,最基本的包含RGBHV(分别為紅、綠、藍、行、場)5個分量,不管以何種類型的接口接入,其信号中至少包含以上這5個分量。大多數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,連接使用的信号線上也是空缺的,但是有完整的接觸片。除了這5個必不可少的分量外,最重要的是在96年以後的彩顯中還增加入DDC數據分量,用于讀取顯示器EPROM中記載的有關彩顯品牌、型号、生産日期、序列号、指标參數等信息内容,以實現WINDOWS所要求的PnP(即插即用)功能。
DVI
DVI(Digital Visual Interface,數字視頻接口)是近年來随着數字化顯示設備的發展而發展起來的一種顯示接口。普通的模拟RGB接口在顯示過程中,首先要在計算機的顯卡中經過數字/模拟轉換,将數字信号轉換為模拟信号傳輸到顯示設備中,而在數字化顯示設備中,又要經模拟/數字轉換将模拟信号轉換成數字信号,然後顯示。在經過2次轉換後,不可避免地造成了一些信息的丢失,對圖像質量也有一定影響。而DVI接口中,計算機直接以數字信号的方式将顯示信息傳送到顯示設備中,避免了2次轉換過程,因此從理論上講,采用DVI接口的顯示設備的圖像質量要更好。另外DVI接口實現了真正的即插即用和熱插拔,免除了在連接過程中需關閉計算機和顯示設備的麻煩。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。
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,數字顯示工作組)推出的接口标準。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術為基礎,基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化傳輸差分信号)電子協議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信号機制,可以将象素數據編碼,并通過串行連接傳遞。顯卡産生的數字信号由發送器按照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。一個DVI顯示系統包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是信号的來源,可以内建在顯卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路,它可以接受數字信号,将其解碼并傳遞到數字顯示電路中,通過這兩者,顯卡發出的信号成為顯示器上的圖象。
DVI接口分為兩種,一個是DVI-D接口,隻能接收數字信号,接口上隻有3排8列共24個針腳,其中右上角的一個針腳為空。不兼容模拟信号。
另外一種則是DVI-I接口,可同時兼容模拟和數字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上,而是必須通過一個轉換接頭才能使用,一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關的轉換接頭。
考慮到兼容性問題,顯卡一般會采用DVI-I接口,這樣可以通過轉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,因此不需要帶有模拟信号的DVI-I接口。當然也有少數例外,有些顯示器隻有DVI-I接口而沒有VGA接口。顯示設備采用DVI接口具有主要有以下兩大優點:
一、速度快
DVI傳輸的是數字信号,數字圖像信息不需經過任何轉換,就會直接被傳送到顯示設備上,因此減少了數字→模拟→數字繁瑣的轉換過程,大大節省了時間,因此它的速度更快,有效消除拖影現象,而且使用DVI進行數據傳輸,信号沒有衰減,色彩更純淨,更逼真。
二、畫面清晰
計算機内部傳輸的是二進制的數字信号,使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信号通過顯卡中的D/A(數字/模拟)轉換器轉變為R、G、B三原色信号和行、場同步信号,這些信号通過模拟信号線傳輸到液晶内部還需要相應的A/D(模拟/數字)轉換器将模拟信号再一次轉變成數字信号才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉換和信号傳輸過程中不可避免會出現信号的損失和受到幹擾,導緻圖像出現失真甚至顯示錯誤,而DVI接口無需進行這些轉換,避免了信号的損失,使圖像的清晰度和細節表現力都得到了大大提高。
最後,DVI接口可以支持HDCP協議,為将來看帶版權的高清視頻打下基礎。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,因此真正支持HDCP協議的顯卡還不多。
HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的縮寫,中文可稱作“HDCP數字内容保護”。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采用了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隻能在支持HDCP的設備上正常播放,否則隻能看到黑屏顯示或者低畫質顯示(清晰度大約隻有正常的四分之一),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,保護光盤中的視頻内容無法正常複制出來在其它地方播放。
而HDCP協議是用來防止視頻内容在傳輸的過程被完整的複制下來。這種技術并不是讓數字訊号無法被不合法的錄制下來,而是将數字訊号進行加密,讓不合法的錄制方法,無法達到原有的高分辨率畫質。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制顯示器上的節目。HDCP從始到終都保護視頻信号,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,隻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等模拟信号接口無法支持HDCP協議。當使用VGA等模拟信号接口時,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接口内嵌了HDCP協議,帶有HDMI接口的顯示器都支持HDCP協議。但是并不是帶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。
在電腦平台上受到HDCP技術保護的數據内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,隻有合法的顯卡才能實現内容輸出,随後要認證顯示設備的密鑰,隻有符合HDCP要求的設備才可以最終顯示顯卡傳送來的内容。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别的值KSV(視頻加密密鑰)。同時HDCP的每個設備會有一個的KSV序列号,發送端和接受端的密碼處理單元會核對對方的KSV值,以确保連接是合法的。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、無法識别,隻有确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秒中進行一次連接确認,同時每128幀畫面進行一次發送端和接受端同步識别碼,确保連接的同步。為了應對密鑰洩漏的情況,HDCP特别建立了“撤銷密鑰”機制。每個設備的密鑰集KSV值,HDCP系統會在收到KSV值後在撤銷列表中進行比較和查找,列表中的KSV将被認做非法,導緻認證過程的失敗。這裡的撤銷密鑰列表将包含在HDCP對應的多媒體數據中并将自動更新。
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。不過廠商要為産品打上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,隻有部分産品通過認證。由于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。
HDMI
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的數據傳輸帶寬,可以傳送無壓縮的音頻信号及高分辨率視頻信号。同時無需在信号傳送前進行數/模或者模/數轉換,可以保證最高質量的影音信号傳送。應用HDMI的好處是:隻需要一條HDMI線,便可以同時傳送影音信号,而不需要多條線材來連接;同時,由于無需進行數/模或者模/數轉換,能取得更高的音頻和視頻傳輸質量。對消費者而言,HDMI技術不僅能提供清晰的畫質,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的安裝。HDMI接口支持HDCP協議,為收看有版權的高清視頻打下基礎。
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。最大的特點是數據線和電源線做在一起,這樣顯示器就隻需一根線,滿足蘋果電腦清爽時尚的風格。
棱鏡片在背光模組的結構中主要起到提升亮度的效果,背光模組中的水汽無法排出,将會導緻上下棱鏡片吸附在一起,影響産品質量。通過控制生産過程中的工藝參數,将UV能量控制在510-600mj/cm~2範圍内,可以使棱鏡片的水滴角要大于72°。UV能量越大,棱鏡片的回彈能力越低,導緻抗刮性越差。