顯示器介面知識全解

　　顯示器介面是指顯示器和主機之間的介面，通常有DVI、HDMI和15針D-SubVGA三種：

　　DVI數字輸入介面：DVIDigital Visual Interface，數字視訊介面是近年來隨著數字化顯示裝置的發展而發展起來的一種顯示介面。普通的模擬RGB介面在顯示過程中，首先要在計算機的顯示卡中經過數字/模擬轉換，將數字訊號轉換為模擬訊號傳輸到顯示裝置中，而在數字化顯示裝置中，又要經模擬/數字轉換將模擬訊號轉換成數字訊號，然後顯示。在經過2次轉換後，不可避免地造成了一些資訊的丟失，對影象質量也有一定影響。而DVI介面中，計算機直接以數字訊號的方式將顯示資訊傳送到顯示裝置中，避免了2次轉換過程，因此從理論上講，採用DVI介面的顯示裝置的影象質量要更好。另外DVI介面實現了真正的即插即用和熱插拔，免除了在連線過程中需關閉計算機和顯示裝置的麻煩。現在很多液晶顯示器都採用該介面，CRT顯示器使用DVI介面的比例比較少。需要說明的是，現在有些液晶顯示器的DVI介面可以支援HDCP協議，為看有版權的高清電影電視打下基礎。

　　HDMI數字輸入介面：HDMI的英文全稱是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體介面。HDMI介面可以提供高達5Gbps的資料傳輸頻寬，可以傳送無壓縮的音訊訊號及高解析度視訊訊號。同時無需在訊號傳送前進行數/模或者模/數轉換，可以保證最高質量的影音訊號傳送。應用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線，便可以同時傳送影音訊號，而不像現在需要多條線材來連線;同時，由於無線進行數/模或者模/數轉換，能取得更高的音訊和視訊傳輸質量。對消費者而言，HDMI技術不僅能提供清晰的畫質，而且由於音訊/視訊採用同一電纜 ，大大簡化了家庭影院系統的安裝。HDMI介面支援HDCP協議，為看有版權的高清電影電視打下基礎。

　　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於數字視訊/音訊傳輸標準。2002年歲末，高清晰數字多媒體介面High-definition Digital Multimedia InterfaceHDMI 1.0標準頒佈，到2006底已經頒佈了1.3版本，主要變化在於近一步加大頻寬，以便傳輸更高解析度和色深。HDMI在針腳上和DVI相容，只是採用了不同的封裝。與DVI相比，HDMI可以傳輸數字音訊訊號，並增加了對HDCP的支援，同時提供了更好的DDC可選功能。HDMI支援5Gbps的資料傳輸率，最遠可傳輸15米，足以應付一個1080p的視訊和一個8聲道的音訊訊號。而因為一個1080p的視訊和一個8聲道的音訊訊號需求少於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線DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支援EDID、DDC2B，因此具有HDMI的裝置具有“即插即用”的特點，訊號源和顯示裝置之間會自動進行“協商”，自動選擇最合適的視訊/音訊格式。

　　15針D-SubVGA輸入介面：也叫VGA介面，CRT彩顯因為設計製造上的原因，只能接受模擬訊號輸入，最基本的包含R\G\B\H\V分別為紅、綠、藍、行、場5個分量，不管以何種型別的介面接入，其訊號中至少包含以上這5個分量。大多數PC機顯示卡最普遍的介面為D-15，即D形三排15針插口，其中有一些是無用的，連線使用的訊號線上也是空缺的。除了這5個必不可少的分量外，最重要的是在96年以後的彩顯中還增加入DDC資料分量，用於讀取顯示器EPROM中記載的有關彩顯品牌、型號、生產日期、序列號、指標引數等資訊內容，以實現WINDOWS所要求的PnP即插即用功能。

　　除了以上三種常見的介面外，還有一種ADC介面，是蘋果機顯示器的專用介面。最大的特點是資料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格。

　　DVI介面的優點

　　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DDWGDigital Display Working Group，數字顯示工作組推出的介面標準。它是以Silicon Image公司的PanalLink介面技術為基礎，基於TMDSTransition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分訊號電子協議作為基本電氣連線。TMDS是一種微分訊號機制，可以將象素資料編碼，並通過序列連線傳遞。顯示卡產生的數字訊號由傳送器按照TMDS協議編碼後通過TMDS通道傳送給接收器，經過解碼送給數字顯示裝置。一個DVI顯示系統包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是訊號的來源，可以內建在顯示卡晶片中，也可以以附加晶片的形式出現在顯示卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路，它可以接受數字訊號，將其解碼並傳遞到數字顯示電路中，通過這兩者，顯示卡發出的訊號成為顯示器上的圖象。

　　目前的DVI介面分為兩種，一個是DVI-D介面，只能接收數字訊號，介面上只有3排8列共24個針腳，其中右上角的一個針腳為空。不相容模擬訊號。

　　另外一種則是DVI-I介面，可同時相容模擬和數字訊號。相容模擬幸好並不意味著模擬訊號的介面D-Sub介面可以連線在DVI-I介面上，而是必須通過一個轉換接頭才能使用，一般採用這種介面的顯示卡都會帶有相關的轉換接頭。

　　考慮到相容性問題，目前顯示卡一般會採用DVI-I介面，這樣可以通過轉換接頭連線到普通的VGA介面。而帶有DVI介面的顯示器一般使用DVI-D介面，因為這樣的顯示器一般也帶有VGA介面，因此不需要帶有模擬訊號的DVI-I介面。當然也有少數例外，有些顯示器只有DVI-I介面而沒有VGA介面。顯示裝置採用DVI介面具有主要有以下幾大優點：

　　一、速度快

　　DVI傳輸的是數字訊號，數字影象資訊不需經過任何轉換，就會直接被傳送到顯示裝置上，因此減少了數字→模擬→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進行資料傳輸，訊號沒有衰減，色彩更純淨，更逼真。

　　二、畫面清晰

　　計算機內部傳輸的是二進位制的數字訊號，使用VGA介面連線液晶顯示器的話就需要先把訊號通過顯示卡中的D/A數字/模擬轉換器轉變為R、G、B三原色訊號和行、場同步訊號，這些訊號通過模擬訊號線傳輸到液晶內部還需要相應的A/D模擬/數字轉換器將模擬訊號再一次轉變成數字訊號才能在液晶上顯示出影象來。在上述的D/A、A/D轉換和訊號傳輸過程中不可避免會出現訊號的損失和受到干擾，導致影象出現失真甚至顯示錯誤，而DVI介面無需進行這些轉換，避免了訊號的損失，使影象的清晰度和細節表現力都得到了大大提高。

　　三、支援HDCP協議

　　DVI介面可以支援HDCP協議，為將來看帶版權的高清視訊打下基礎。不過要想讓顯示卡支援HDCP，光有DVI介面是不行的，需要加裝專用的晶片，還要交納不斐的HDCP認證費，因此目前真正支援HDCP協議的顯示卡還不多。

　　HDCP 訊號從介面形式，管腳定義，資料格式等都與DVI相同，只是考慮保密的原因，對資料進行了加密，要符合HDCP的協議要求。考慮到這只是協議層面的不同，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示卡、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，不支援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援HDCP的裝置上正常播放，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和藍光光碟當中，保護光碟中的視訊內容無法正常複製出來在其它地方播放。

　　而HDCP協議是用來防止視訊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，無法達到原有的高解析度畫質。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從始到終都保護視訊訊號，也就是說整套播放系統中每一個環節都必須支援HDCP協議，如果顯示器不支援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。要支援HDCP協議，必須使用DVI、HDMI等數字視訊介面，傳統的VGA等模擬訊號介面無法支援HDCP協議。當使用VGA等模擬訊號介面時，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介面內嵌了HDCP協議，帶有HDMI介面的顯示器都支援HDCP協議。但是並不是帶DVI介面的液晶顯示器都支援HDCP協議，必須經過帶有相應硬體晶片，通過認證的顯示器才行。

　　在電腦平臺上受到HDCP技術保護的資料內容在輸出時會由作業系統中的COPP驅動認證輸出保護協議首先驗證顯示卡，只有合法的顯示卡才能實現內容輸出，隨後要認證顯示裝置的金鑰，只有符合HDCP要求的裝置才可以最終顯示顯示卡傳送來的內容。HDCP傳輸過程中，傳送端和接受端都儲存一個可用金鑰集，這些金鑰都是祕密儲存，傳送端和接受端都根據金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視訊加密金鑰。同時HDCP的每個裝置會有一個唯一的KSV序列號，傳送端和接受端的密碼處理單元會核對對方的KSV值，以確保連線是合法的。HDCP的加密過程會對每個畫素進行處理，使得畫面變得毫無規律、無法識別，只有確認同步後的傳送端和接受端才可能進行逆向處理，完成資料的還原。在解密過程中，HDCP系統會每2秒中進行一次連線確認，同時每128幀畫面進行一次傳送端和接受端同步識別碼，確保連線的同步。為了應對金鑰洩漏的情況，HDCP特別建立了“撤銷金鑰”機制。每個裝置的金鑰集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詢，出現在列表中的KSV將被認做非法，導致認證過程的失敗。這裡的撤銷金鑰列表將包含在HDCP對應的多媒體資料中並將自動更新。

　　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，都要求顯示器和顯示卡支援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，還要增加硬體晶片，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，因此支援HDCP協議的裝置也會越來越多。