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王者争霸,谁主沉浮?

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随着视频信息的数字化与高清化,机顶盒、平板电视、显示器、电脑、DVD、播放器以及各种各样其它多媒体电子设备之间的互连互通,已经成为一个普遍需要解决的问题。毫无疑问,人们都希望能有一个优秀而统一的接口,以便从内容丰富的多媒体设备上可以方便地向显示设备发送高清晰视频内容。为此,不管是消费电子厂商,还是IT厂商,通通都在大力发展数字视频接口技术,各种视频接口技术的标准纷纷被推出。之前,统一显示接口(UDI)的支持者英特尔在其关键客户的压力之下转而支持DisplayPort 1.1,从而使得UDI标准彻底出局。而随着UDI命运的终结,新一轮数字视频接口技术的王者争霸赛也正式拉开了序幕。随着UDI的不幸出局,DVI的黯然落伍,这场高清时代数字视频接口领域的争夺实际很大程度上已经变成了HDMI和DisplayPort两大阵营争斗的舞台。 参加这场争霸赛的一位主角是DisplayPort ,该技术目前已经在IT领域获得了广泛的认可;另一方则是高清多媒体接口(HDMI),我们同样非常熟悉,它在HDTV领域和诸多消费电子产品中应用极为广泛。

首先,容我们先简单回顾一下主流视频接口的发展史。最早在CRT显示器占据市场时,视频接口是D-sub的天下,也就是我们常说的VGA。可以说,它已经成为了大家所最为广泛接受的接口,现在市场上不论是什么牌子和型号的显卡、显示芯片上基本都保留了这一接口。D-sub全称是D-subminiature,其名字的来源是由于接口的外型酷似字母大“D”而得来的。事实上,D-sub规范将接口分成了好多种形式,我们常说的D-sub仅仅是D-subminiature中的一种。而至于它的另一个名字VGA,是它所支持的最低图像标准的名称。VGA(Video Graphics Array)是IBM于1987年提出的一个使用类比讯号的电脑显示标准,这个标准已对于现今的个人电脑市场已经十分过时。但即使如此,VGA仍然是最多制造商支持的一个标准,PC电脑在加载显卡的显示驱动程序前,都必须保证支持VGA的标准。例如,微软Windows系列产品的开机画面。

而伴随着LCD的大规模普及,DVI这种接口开始出现在人们的视野里。我们都知道,CRT和LCD的工作原理是完全不同的,CRT需要接收模拟信号,而LCD接收的则是数字信号。计算机里所处理的显示信号完全是数字信号,如果是要输入到CRT显示器中,需要转化成模拟信号。因此,要先在系统内完成转换,再通过VGA线缆传输到显示器。而LCD却不用,直接将数字信号传输到显示器中即可。若是通过VGA传输给LCD模拟信号,那在LCD内还要进行二次转换重新转换回电脑系统内处理的、所用的数字信号,其结果反而会造成了一些图像细节上完全不必要的损失。在这种情况下,DVI接口便诞生了。DVI全称为Digital Visual Interface (数字视讯接口),设计的目标是透过数字化的传送来强化PC电脑显示器的画面品质,广泛应用于LCD显示器,数字投影机等数字显示设备上。此标准由显示业界数家领导厂商包括Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)所组成的论坛”数字显示工作小组“(Digital Display Working Group - DDWG-)制订。

HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia Interface”,即高清晰度多媒体接口。是一种全数位化影像/声音传输接口,可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI提供所有兼容装置―――如机顶盒、DVD播放机、PC电脑、游戏机、数字音响与电视机等设备一个共通的资料连接管道,HDMI可以同时传送音频和影音信号,由于音频和视频信号采用同一条电缆,大大简化了系统的安装。实际上,设计出HDMI的初衷并不是为了在电脑设备之间传输数据,而是作为数字多媒体设备间的传输。HDMI是在1999年,由 Sony、Hitachi、Thomson、(RCA)、Philips、Matsushita、(Panasonic)、Toshiba 和 Silicon Image 开发的高清晰度多媒体接口,是首个也是唯一一个在单数字接口中集成不压缩的高清晰度视频、多声道音频和智能格式与命令数据的数字接口。对于家庭用户来说,最大的好处是享受高清晰数字视频的同时也享受了高档的声效。HDMI在保证高档多声道声效的同时简化了线路,因此非常适合家用电器设备之间的传输。HDMI支持5Gbps的数据传输率,最远可传输15米,足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器。此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。在最新的HDMI 1.3b规范中,其带宽已经翻倍提升到了10.2GB/s,颇有将要赶超DisplayPort的趋势,分辨率也由原来的1920×1080提升到了2560×1600,另外,HDMI还加入了对于Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio先进音频格式的支持。

说到这里我们就不得不提到UDI了。UDI实际上就是省去了音频线路的HDMI,它和HDMI有异曲同工之妙。值得注意的是,HDMI和DVI使用了相同的TMDS电器协议进行信号传输,针脚定义一定程度上和DVI近似,因此完全实现了HDMI和DVI接口之间的相互转接。但是转接的效果和原生的效果肯定不同,转接的HDMI的视频效果仅仅是DVI的效果而已。

如今,尽管显示接口尚且处在一种大混杂的情况下。大部分用户仍然停留在VGA的时代,少数LCD用户升级到了DVI,高端影音玩家毫不犹豫的选择了HDMI。然而,不管是VGA、DVI还是HDMI以及HDMI的小兄弟UDI,它们的性能真的很强吗?或者他们真的能够适用吗?尽管UDI曾经被给予厚望,因为它在规格上仅仅是HDMI去掉音频了传输线路,因此完全兼容DVI和HDMI的视频输出。但不管是面对UDI还是HDMI,它们都有个不利于发展的共同点是技术协议的授权费用,毕竟是由几个商家共同组织的。而且不论是UDI、HDMI还是DVI,它们都是通过把信号转化成TMDS(最小化传输差分信号)来进行传输。因此,UDI对于笔记本电脑等领域的应用就是个很麻烦的事情,长久以来笔记本领域都是其它视频接口技术的的天下。这些情况,随着DisplayPort的推出完全解决了。

DisplayPort是一种新的用于视频和音频传输的技术,它的目的意在取代DVI和HDMI,挑战显卡和显示器之间谁是新的传输标准。DisplayPort受到了业界广泛的支持,Agilent、AMD、Apple、Broadcom、Dell、Intel、NVIDIA、Philips、ViewSonic甚至联想等好几大厂商都跨入了支持的行列。这样,DisplayPort受到了广泛的支持,以后的发展肯定是如鱼得水。DisplayPort靠着先天优势获取的高宽带是任何设备都无法匹及的。DisplayPort支持的宽带高达10.8GB/s,这个足以让它的竞争对手汗颜。即使HDMI 1.3也有一定差距。这样,DisolayPort完全支持了WQXGA+,QXGA的分辨率,色深完全支持到了30及36位。这样丰富的色彩,恐怕已经到了肉眼无法识别的程度了,可见DisplayPort的强度。DisplayPort借鉴了HDMI的优势,完全实现了视频音频一条线,在结构上,有一个辅助通道完全实现了音频的传输。最大的特色是DisplayPort的接口,分为内置和外置两种。外置接口外型上很像USB接口,用于链接外部现实设备,而内置接口用于计算机内部空间有限的地方,比如笔记本和刀板显卡。两种接头不论是哪种,其长度最大是15米。尽管这个指标不如HDMI,但是15米恐怕我们已经足够使用了。此外,DisplayPort还加入了DPCP版权保护系统,它采用了现代的128位AES加密技术,同时兼容HDCP 1.3。DisplayPort以其强大的技术优势获得了业界的青睐,自然而然的,在技术刚刚成型,就获得了如此众多厂家的支持。

毫无疑问,市场需要一个统一的互连接口,以便从媒体内容丰富的消费类PC和消费类视频系统向显示器发送高清、受版权保护的内容。但从目前来看,PC阵营倾向于采用DisplayPort,而消费电子阵营则更青睐HDMI。 本来UDI诞生于2005年,其本意是统一上述两个阵营。因此,UDI采用了HDMI底层技术,为了满足PC领域需求,又对其进行了调整。但即使UDI一度曾获得英特尔公司的大力支持,对于PC制造商来说,他们不甘于向UDI支付每年一万美元的年费以及每接口4美分的版权费。这些版权费中的大部分最终会落到芯片制造商Silicon Image公司的腰包中,因为该公司持有HDMI的大部分IP。此外,PC制造商对于互连也有自己的打算,他们希望互连接口不仅能够将受数字版权保护的HD视频传输至显示器,而且还能替代在笔记本电脑和监视器中逐渐失去活力的低压差分传输信号(LVDS)接口。在这种情况下,DisplayPort应运而生,其支持者于2005年将其提交给视频电子标准协会(VESA),使其正式成为一项标准。戴尔、惠普和联想,是最早支持DisplayPort的公司。事实上,英特尔正是由于部分顶级客户的“兵变”,才被迫公开倒戈。英特尔和三星都正式表示支持VESA的DisplayPort 规范,这无异于为UDI敲响了丧钟。DisplayPort的支持者们将该接口吹捧为模拟VGA、TV和PC用数字视频接口(DVI),以及笔记本和监视器用LVDS连接的数字接班人。虽然HDMI的支持者们坚称部分OEM仍对UDI兴趣十足,但事实证明UDI的境遇已经今非夕比。

有意思的是,传统上大家都认为PC阵营倾向于采用DisplayPort,而消费电子阵营则更青睐HDMI。例如一些大的PC厂商戴尔、惠普和联想等都表示支持VESA组织制定的DisplayPort标准。Silicon Image也透露其HDMI的客户中,有一半是数字电视厂商,另一半是消费电子厂商。不过,这种阵营划分的界限现在开始变的不那么明显起来。针对PC应用,目前有两种PC,一种是消费类PC,大多带有音视频输出;另一种是商业PC。DisplayPort可能会在商业PC中获得用武之地,因为商业PC没有太多多媒体功能,比较看重低成本特性。而消费类PC必须和TV、DVD、以及播放器等进行连接,所以HDMI也将在消费类PC中扮演重要角色。 事实上,如宏基、明基、戴尔、惠普、三星、索尼及东芝等全球知名的PC制造商,也已经宣布生产或提供带有HDMI接口的台式电脑与笔记本电脑。DisplayPort也是这样侵入数字电视领域。三星与Genesis Microchip公司合作推出了一款30英寸的DisplayPort LCD,采用单个DisplayPort端口替代大多数LCD所需要的两个DVI端口,用一块芯片实现了10.8Gbps的图像数据传输速度。 虽然两种接口相互侵入对方阵营,而对于消费者来说,使用哪种接口都无所谓,只要用着方便就可以。所以找到一条通向单一的高带宽、低成本接口的道路,是更多人的追求。

很多专家都认为这两种格式共存没有问题。HDMI很适合HDTV使用,而DisplayPort则可以被用于PC、PC监视器、投影仪和笔记本电脑。然而,在今天这样一个汇聚型市场中,戴尔和惠普等公司都在出售既能连接到多媒体电脑,又能连接到机顶盒的大屏幕电视。这意味着,两种接口最终还是会遭遇市场竞争,而事实上,HDMI的支持者们已经开始积极准备了。HDMI有两种DisplayPort没有的功能:首先,当视频处理的延迟导致图像无法与声音同步时,它可以自动校正音视频同步;其次,HDMI具备“消费电子设备控制”(CEC)功能,可以用一个遥控器管理一系列相互连接的设备,这一功能在家庭HD影院的多种媒体设备环境下是非常方便的。而DisplayPort的支持者们则反驳说,DisplayPort的微封装架构和辅助通道为他们即将添加的一系列交互功能开启了方便之门。而这些功能中的大部分,却无法在HDMI的光栅扫描结构中得以实现。PC制造商还打算制造一些低成本的入门级“直接驱动”型PC监视器,这些监视器可以由主计算机控制,因此可以省去目前监视器中所采用的许多芯片。 HDMI技术还存在一个难题就是缺乏交流耦合,这一问题使其芯片无法采用更精细的工艺。

在DisplayPort之前,已有多种数字多媒体接口标准涌现。DVI、HDMI、以及LVDS等已经霸占了属于自己的地盘。而DisplayPort希望通过无版权费用和安全加密技术,在若干领域超过DVI和HDMI这两种接口技术。虽然目前DisplayPort在技术方面已经得到完善,但相关产品似乎比HDMI少了一些。不过,DisplayPort 在作为易于推广的开放式标准的同时,还不存在版权费用,所以多数看好其技术前景、或者不甘心支付DVI和HDMI专利费的公司仍对DisplayPort方案持有浓厚的兴趣与信心。目前支持DisplayPort技术的芯片厂商主要有硅谷数模、Molex、ATI Technologies、美国国家半导体、Nvidia、Genesis Microchip和Parade科技等,终端厂商如戴尔、英特尔、LG、联想、惠普、飞利浦和三星等。开放的DisplayPort标准可以给消费者带来不再受应用领域和性能局限的创新产品。针对DisplayPort,中国工程师们也持续给予了极高的关注热情,并在DisplayPort标准基础上联想出了很多新潮的应用,目前正在紧锣密鼓的开发阶段。当然,DisplayPort的发展道路上也仍有障碍,那就是为了将DisplayPort与现有的HDMI和DVI外设连通,PC制造商必须提供软件狗。