HDMI標(biāo)準(zhǔn)閑談：VGA接口是高清嗎？

super2368 · 發(fā)表于 2014-2-2 13:18

目前很多消費(fèi)者受到一些有意無意的技術(shù)誤導(dǎo)，產(chǎn)生了一些技術(shù)誤解，并在網(wǎng)絡(luò)上到處傳播，本文對這些流行觀點(diǎn)進(jìn)行收集，并一一解釋，如有不當(dāng)之處，請大家指正。

網(wǎng)友的誤解有下面幾點(diǎn)：

誤解一； HDMI是高清，VGA不是。

　　HDMI是視頻的接口標(biāo)準(zhǔn)，代表的是一種信號的傳輸格式。它包含視頻信號、音頻信號和HDCP版權(quán)保護(hù)協(xié)議等。目前HDMI最高支持1920*1080P的高清格式。
　　VGA也是一種視頻接口標(biāo)準(zhǔn)，是IT業(yè)使用時間最長的視頻傳輸方式。它支持從640*480一直到高達(dá)2560*1600的各種分辨率。
　　高清是指一種清晰度極高的分辨率，通常使用于電視機(jī)領(lǐng)域，包括：1280*720i、1280*720P、1920*1080i、1920*1080P等格式。
　　這三者不是等同關(guān)系，HDMI和VGA均是是信號傳輸方式，而高清是指一種視頻分辨率。HDMI支持高清，VGA也同樣支持。從現(xiàn)有的分辨率上看，VGA可以支持遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高清的分辨率。目前各大工程及各大機(jī)構(gòu)的指揮中心（如：軍警和電視臺）均采用VGA技術(shù)來傳輸超高清晰的大屏幕圖像。

誤解二；HDMI帶寬高，VGA帶寬低。所以HDMI比VGA好

　　HDMI的帶寬是數(shù)字信號帶寬，VGA是模擬信號帶寬，這兩者處于不同的定義。不能直接進(jìn)行比較。作為兩種不同技術(shù)的傳輸方式，泛泛的比較帶寬沒有任何意義。如果要比較的話，可以在傳輸同樣的分辨率的情況下進(jìn)行比較，比如高清，HDMI需要2.2GHz帶寬，而VGA僅僅需要172MHz帶寬。這中間為什么有這樣的差異呢？首先HDMI是數(shù)字信號，當(dāng)模擬視頻上產(chǎn)生一個脈沖電波信號，HDMI則需要一組0、1編碼的方波信號來進(jìn)行描述，其需要的帶寬當(dāng)然高很多。但是帶寬高并不等于HDMI傳輸了更多的視頻信號，這僅僅是因?yàn)閭鬏敿夹g(shù)的不同而已。

誤解三；HDMI信號不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換，沒有信號損失；VGA信號需要數(shù)模轉(zhuǎn)換，信號損失大。

　　這個誤解非常普遍，流傳很廣。但是各大視頻技術(shù)（HDMI、DVI、Displayport等）的權(quán)威文章均沒有提及，應(yīng)該屬于網(wǎng)友們的想當(dāng)然的技術(shù)誤解。首先我們要明白數(shù)字視頻的含義：數(shù)字視頻信號是用一組0、1編碼的方波信號來對模擬信號進(jìn)行描述（編碼）；既然數(shù)字信號是描述模擬信號的，那么依照正確的數(shù)字編碼來轉(zhuǎn)換模擬信號，又怎么會出現(xiàn)損失呢。

　　HDMI雖然不需要數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，但是還是要經(jīng)過數(shù)字對數(shù)字的轉(zhuǎn)換。無論它是怎么樣的轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換成什么，終究是對模擬電信號的描述。他們的關(guān)系如下圖：

　　數(shù)字信號描述的信號是由一個個點(diǎn)組成的，在信號的變化中是不連貫的，而模擬信號的變化是一個連續(xù)的曲線，所以模擬信號的給人的真實(shí)感更好。當(dāng)數(shù)字信號轉(zhuǎn)換至模擬信號的時候，直接出來的也是一個個的點(diǎn)（數(shù)字信號的采樣點(diǎn)），而沒有描述的部分會由轉(zhuǎn)換程序自動生成（類似與3D的抗鋸齒技術(shù)）以形成連續(xù)的模擬信號波形。模擬信號轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號的時候，連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為描述一個個點(diǎn)的數(shù)字信號，信號變得不完整。從這個過程看，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號是有增強(qiáng)而不是有損失，而模擬信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號才會有損失。
　　而在VGA傳輸過程中，VGA轉(zhuǎn)LVDS驅(qū)動液晶面板的信號損失可以忽略，因?yàn)樵谇昂蠖藬?shù)字采樣率相同的情況下，這些損失的信號本來就是（將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的時候）程序自動填補(bǔ)的部分，不是數(shù)字信號源原本信號的損失。如圖：

　　所以關(guān)于HDMI和VGA的數(shù)模轉(zhuǎn)換方面的損失誤解是沒有理論依據(jù)的。

誤解四；HDMI信號傳輸沒有損失，VGA信號傳輸損失大。

　　這個問題就涉及比較復(fù)雜的討論，需要詳細(xì)討論它們的原理，比較它們之間的不同之處到底在哪里？

　　A） VGA的視頻技術(shù)原理：
　　早期的顯示輸出標(biāo)準(zhǔn)有三種：MDA、CGA、EGA，這三種標(biāo)準(zhǔn)也都是以TTL數(shù)字信號輸出，但是以模擬信號的方式輸出的VGA標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，立即淘汰了以前的老顯示標(biāo)準(zhǔn)，直至現(xiàn)在，VGA已經(jīng)統(tǒng)治計算機(jī)行業(yè)20年。
　　VGA視頻技術(shù)在于它采用模擬分量傳輸方式，將視頻信號分解為R、G、B三原色和HV行場信號。

　　這種20年前出現(xiàn)的技術(shù)導(dǎo)致VGA視頻技術(shù)能以較低的模擬帶寬來傳輸極高的圖像分辨率而迅速確立統(tǒng)治地位，其VGA模式家族十分壯大，并延伸出一大堆專有名詞，下面是VGA家族的部分列舉：QVGA Quarter VGA 320×240
VGA Video Graphics Array 640×480
SVGA Super VGA 800×600
XGA Extended G A 1024×768
SXGA Super Extended GA 1280×1024
WXGA Wide Extended GA 1280×800
WXGA+ Wide Extended GA+ 1440×900
WSXGA+ Wide Super Extended GA+ 1680×1050
UVGA Ultra VGA 1600×1200
WUXGA Wide Ultra Extended GA 1920×1440
WQXGA Wide Quad Extended GA 2560×1600

　　從上面分辨率表格中各種高分辨率看出，關(guān)于VGA不能上高清格式的論點(diǎn)就不需要我反駁了，實(shí)在要驗(yàn)證的話，大家到顯卡設(shè)置上去驗(yàn)證吧~~~~

　　B） HDMI原理：
　　HDMI是2002年新推出的針對家電市場的視頻標(biāo)準(zhǔn)，它把視頻信號分為R、G、B、H、V五種信號用TMDS技術(shù)編碼，通過3個通道傳輸，這三個通道傳輸R、G、B三原色，HV編碼在B信號通道里面?zhèn)鬏敚琑、G、的多余位置用來傳輸音頻信號。

　　HDMI和VGA信號的傳輸過程如圖：

　　從圖中我們看出HDMI和VGA經(jīng)過了同樣多的轉(zhuǎn)換過程。兩者的差別主要是HDMI的數(shù)字信號傳輸和VGA的模擬信號傳輸?shù)牟顒e，也就是說，HDMI和VGA主要是傳輸過程不同引起的差異。

　　HDMI采用的是TMDS技術(shù)傳輸信號（TMDS是最小化差分傳輸技術(shù)），VGA采用的是模擬非平衡傳輸技術(shù)。因?yàn)閂GA視頻技術(shù)誕生于20年前，當(dāng)時還沒有差分傳輸技術(shù)。在同類信號的對比中，差分平衡傳輸比非平衡傳輸強(qiáng)，這是肯定的事實(shí)。但是由于HDMI和VGA是不同的信號類型，具有不同的信號帶寬，所以這個差分與非差分的傳輸技術(shù)差別被抵消了不少，同樣的分辨率，HDMI比VGA需要的帶寬高了10多倍。電信號傳輸?shù)幕疽?guī)律是：帶寬頻率越高，衰減越大。所以雖然HDMI的差分平衡技術(shù)比VGA的非平衡技術(shù)強(qiáng)，但是帶寬瓶頸卻制約了這個優(yōu)勢。所以VGA的極限傳輸距離是15米，HDMI的極限傳輸距離也是15米。從傳輸距離上我們也可以一定程度上看出傳輸?shù)膱D像的優(yōu)劣。

誤解五； HDMI是數(shù)字信號，對信號的衰減有很強(qiáng)的糾錯能力。

　　HDMI信號采用的是TMDS技術(shù)，屬于實(shí)時傳輸。TMDS結(jié)構(gòu)不同于數(shù)據(jù)封包技術(shù)，只有數(shù)據(jù)封包的傳輸才具有一定的信號糾錯功能，比如：IP數(shù)據(jù)包技術(shù)和Displayport視頻的微封包技術(shù)。

誤解六；HDMI 的最高色深達(dá)到48位，所以效果好。

　　一種技術(shù)能不能發(fā)揮，關(guān)鍵還是他的環(huán)境。家庭應(yīng)用本來應(yīng)該以實(shí)用為王。HDMI不管是24位色深還是48位色深對于現(xiàn)代家庭來說都沒有意義。受液晶面板技術(shù)的制約，我們所看到的液晶電視機(jī)和顯示器的圖像均是8位或者10位的，因?yàn)槟壳耙壕姘寮夹g(shù)只能達(dá)到這一步。
　　不僅僅液晶面板如此，連我們在網(wǎng)絡(luò)上下載的高清片源也是8位或10位的。不管是從信號片源還是終端顯示設(shè)備來看，高色深還僅僅是個概念性的東西，無任何實(shí)用價值。
如果大家現(xiàn)在面前是液晶顯示器，可以現(xiàn)場調(diào)一下，將顯示屬性的32位真彩，改為16位?？纯茨愕拿媲暗膱D像有沒有變化。

誤解7；使用DVD碟機(jī)的HDMI接口和VGA接口信號差距比較大，說明HDMI比VGA好。

　　關(guān)于這個問題我們先看電腦主機(jī)，我們在使用電腦主機(jī)的HDMI接口和VGA接口的信號清晰度沒有什么差別。為什么會出現(xiàn)DVD碟機(jī)有差別，而電腦主機(jī)卻沒有差別呢？簡單的很：成本??！
　　早期的DVD使用的視頻標(biāo)準(zhǔn)是600線，在這個分辨率下，VGA模式的電路成本非常低廉。同時DVD碟機(jī)的迅速降價也導(dǎo)致DVD碟機(jī)制造商不會提升造價。而帶有HDMI接口的DVD碟機(jī)就不同了，HDMI的概念能夠給DVD碟機(jī)制造商帶來巨大的利潤。其價格相差達(dá)到5-6百人民幣。為了突出這個產(chǎn)生價格差的概念，做好HDMI接口的效果是必然的，這就導(dǎo)致消費(fèi)者誤以為HDMI效果遠(yuǎn)勝VGA效果，卻不知道這是為了概念炒作。而這兩個接口的制造成本有這么大的差距嗎？我們對比顯卡就是明證：帶HDMI接口和不帶HDMI接口的顯卡，價格差距并不大，效果差距也不大。

　　HDMI視頻技術(shù)的固有缺點(diǎn)：

　　1）HDMI是外部接口，對于視頻的分辨率和色深的提升能力有限。

　　HDMI規(guī)范書雖然突出高帶寬和高色深概念，但是限于HDMI前面的計算機(jī)內(nèi)部信號和后端液晶驅(qū)動電路的限制，不可能有太大的提升，真正能夠做到未來的具有很大提升空間的視頻標(biāo)準(zhǔn)是Displayport，他不僅僅可以作為外部信號的接口（設(shè)備to設(shè)備），也可以成為內(nèi)部信號標(biāo)準(zhǔn)（IC to IC），統(tǒng)一計算機(jī)內(nèi)部和液晶面板的驅(qū)動電路。從而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)內(nèi)部信號直接驅(qū)動液晶面板。類似于筆記本的液晶顯示技術(shù)，筆記本是直接使用LVDS技術(shù)驅(qū)動液晶面板。

　　2）HDMI兼容性不好。

　　由于HDMI的固件升級困難，HDMI1.1版本的設(shè)備將無法使用HDMI1.3協(xié)議，所以如果你購買了HDMI 1.3版的DVD碟機(jī)，HDMI 1.3接口的液晶電視，但是采用的HDMI1.1的線材，那么你就老老實(shí)實(shí)讓它跑HDMI1.1的協(xié)議吧。同時，同樣具有HDMI接口的不同設(shè)備間也會出現(xiàn)不兼容不能顯示的問題，HDMI對設(shè)備的檢測采用的是窮舉法，在兼容性上具有先天局限。

　　總述：

　　HDMI接口整合了音頻、HDCP版權(quán)協(xié)議、數(shù)字視頻信號等，使用上確實(shí)比VGA接口方便，但單從視頻清晰度上，HDMI并不占有多大的優(yōu)勢地位。所以我們看到家電領(lǐng)域?qū)οM(fèi)者狂炒HDMI高清概念，而技術(shù)務(wù)實(shí)的IT行業(yè)并不哄炒HDMI概念。而這些炒作的造成的誤解、炒作者本身的技術(shù)素質(zhì)令人目瞪口呆：大多數(shù)家電銷售員對于一些基本的常識都不清楚，而宣傳這些概念的時候也是口若懸河。還是引用一段技術(shù)界對HDMI的評價來做這個總結(jié)吧：

　　HDMI是一種很不錯的消費(fèi)電子產(chǎn)品接口，但VESA認(rèn)為它并非PC機(jī)顯示器接口的最佳解決方案。它在PC機(jī)顯示器(請查看對照表，這可能完全影響到未來顯示器的發(fā)展趨勢)的分辨率和顏色深度方面性能比較有限。HDMI只是非常出色的A/V接口，而不是廣泛通用的顯示接口。HDMI規(guī)范無法將設(shè)備內(nèi)部和外部的顯示接口統(tǒng)一起來，它主要面向消費(fèi)電子設(shè)備。

lcs245 · 發(fā)表于 2014-2-2 13:39

強(qiáng)烈支持樓主ing……

西門吹氣球 · 發(fā)表于 2014-2-2 14:22

很給力，ZNDS有你更精彩！

jessie_miao · 發(fā)表于 2014-3-26 14:34

樓主用心了，內(nèi)容非常精彩。

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