视频要从“头”看——视频接口发展史

对于90后来说，可以说见证了视频接口的发展，记得笔者在小时候，每逢周末，都会拿出一台索尼的PS1，玩上一两个小时，那经典的三色RCA插头，至今都是我童年回忆的一部分；不知何时家中更新了台式电脑，接口从经典的红白黄变成了统一的VGA接口，接口上两枚需要手动拧紧的螺丝，成了它最明显的标志。如今来到了HDMI和DP（DisplayPort ）接口双雄并立的时代，经历了数十年的发展，视频接口从模拟信号变为了数字信号，从复杂的三接口发展到了如今的单接口，视频接口经过市场大浪淘沙，大部分视频接口已经被淘汰，今天就让我们一起回顾和介绍一下历史上种种的视频接口。

各种视频接口

首先，是早期的复合视频接口（AV接口或Video接口），这是曾经最普遍的一种视频接口，它被广泛的运用在DVD、电视、游戏机、机顶盒之上。红白黄的三根线就是它最大的特征，相信也是大部分90后乃至80后的童年回忆。其中V接口连接混合视频信号，为黄色插口；L接口连接左声道声音信号，为白色插口；R接口连接右声道声音信号，为红色插口。之所以会采用这种将声音和视频分开传输的方式，是避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降。但由于AV接口传输的仍是一种亮度/色度（Y/C）混合的视频信号，必然会造成色彩信号的损失，而且它是模拟接口，当用于数字设备时，需要一个模拟转数字的过程，还会损失不少信噪比，因此随着视频是数字化、高清化的进程，逐渐被淘汰、淡出了视频接口的领域。

AV接口经典的三色线材

为了改善复合视频接口图像质量普遍较差的表现，S-端子接口应运而生，它是复合视频接口的升级版，依然还是传输模拟信号，但是采用了视频亮度信息和色度信息分开传输的方案，使得图像之间的干扰变小，不像复合视频信号接口是将所有信号打包成一个整体进行发送。由于省去了图像信号Y与色度信号C的综合、编码、合成以及电视机机内的输入切换、矩阵解码等步骤，有效防止亮度、色度信号复合输出的相互串扰，提高图像的清晰度。

其次，随着个人电脑的逐渐普及，VGA接口逐渐走进了大众的视野之中。事实上，早在1987年，VGA就已经作为一种视频传输标准被IBM公司所推出。最开始，它是随着IBM在同年推出的PS/2（Personal System 2）个人电脑一起推出的一种视频标准。在当时具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。由于，早期个人台式电脑的CRT显示器因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，这就需要显卡能输出模拟信号，VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口。这个标准对于现今的个人电脑市场已经十分过时。即使如此，VGA仍然是最多制造商所共同支持的一个标准，个人电脑在加载自己的独特驱动程序之前，都必须支持VGA的标准。例如，微软Windows系列产品的开机画面仍然使用VGA显示模式，这也说明其在显示标准中的重要性和兼容性。

VGA接口是一种D型接口，上面共有15针孔，分成三排，每排五个。 其中，除了2根NC（Not Connect)信号、3根显示数据总线和5个GND信号，比较重要的是3根RGB彩色分量信号和2根扫描同步信号HSYNC和VSYNC针脚。使用VGA传输视频模拟信号，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。VGA最大支持1600x1200的分辨率，现如今已经不够看了，加之其价格昂贵、只能传输视频不能传输音频、易受干扰等缺点，已逐步走出历史舞台。

在这之中还有一种名为DVI（Digital Visual Interface）的接口，曾经被市场上应用过，它在诞生之初的使命就是来取代只能传输模拟信号的VGA接口，它使用规范的数字化传输来提高显示设备的画面品质，并使用了最小化转移差动信号（Transition Minimized Differential Signaling，TMDS）技术来确保高速串列数据发送的稳定性。但是由于其接口体积大、带宽有限，在2002 年 4 月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝 7 家公司聚在一起，成立了 HDMI 高清多媒体接口的组织，从 2002 年 12 月开始不断发布 HDMI（High Definition Multimedia Interface） 的标准，最终DVI接口很快就被更加先进、拓展性能更好的HMDI接口所取代。HDMI 接口影音都能传输，而且有升级潜力，但它需要每年向HDMI组织缴纳 1 万美元的年费才能使用。而这也间接促成了另一家标准化协会VESA （Video Electronics Standards Association）于2006年，推出了一个完全免费的视频接口DP（DisplayPort）标准接口。如今是HDMI 与 DisplayPort 双雄争霸的时代，我们先来简单介绍一下目前应用相对最广的HDMI接口。

HDMI接口

HDMI支持各类电视与计算机视频格式，包括SDTV、HDTV视频画面，支持多声道数字音频。并且，视频内容都以即时、专线方式进行传输，这可以保证视频流量大时不会发生堵塞的现象。HDMI 主要由发射端和接收端构成。HDMI 拥有显示数据通道（DDC）、TMDS 和 CEC 三个通信通道，并且所有通过 HDMI 电缆传输的音频和视频信号都使用 HDCP（高带宽数字内容保护）技术进行编码，由播放器加密信号，电视（或其他显示输出设备）解密。在HDMI接口诞生之初，也就是HDMI1.0的时代，它可以传输1080@60Hz全高清的影像输出，带宽达到4.85Gbps。随着HDMI组织对HDMI接口的不断优化升级，到了2013年，HDMI2.0版本推出，带宽达到18Gbps，可以支持4K@60FPS画面输出，进入真4K时代。现在HDMI已经进入了2.1接口，可提供48Gbps的带宽，并且支持8K@60Hz以及4K@120Hz视频传输。而不支持144hz或者更高的视频帧率传输，也就成了HDMI的阿喀琉斯之踵，也是DP接口的破局点，记得笔者在今年年初，更换了一台2k 165hz的显示器，照常使用HDMI连接，不论如何都激活不了165Hz的刷新率，一开始还觉得是显示器发错了货，后来才知道，追求更高的屏幕刷新率，那就要更换DP接口和对应线材了。

DP接口

上文说到，DP是由VESA标准化协会于2006年推出的一个完全免费的视频接口，DP（DisplayPort）是第一个依赖数据包化数据传输技术的显示通信端口，它既可以用于内部显示连接，也可以用于外部的显示连接。与过去的标准需要在每个输出端的差分对里面固定传输定时器信号不同的是，DP协议是基于小的数据报文被称为微报文，这种微报文可以将定时器信号嵌入在数据流中。其优点是较少的引脚数，就可以实现更高的分辨率。数据报文的应用也允许使用DP可扩展，这就意味着随着时间的推移，物理通信端口本身不需要显著的变化就可以增加额外的功能了。DP对比HDMI的一个显著优势就是带宽更高HDMI 2.1 标准带宽达到了 48 Gbps，支持单个 8 K (7680 × 4320) 显示器 60Hz / 4:2:0/12bit。而 DisplayPort 2.0 带宽达到 77.37 Gbps，可以支持实现 16 K 60 Hz 的视频输出。这就是为什么，对于追求更高的刷新率（120hz以上），目前只有DP这一种接口可以选择，同时，DP的内容防拷贝协议 使用了AES 技术，提供高达 2048 位的密钥长度，保护技术比 HDMI 所使用的HDCP更可靠。

HDMI对比DP

由于HMDI的先发优势，和各大显示器面板的生产商的持续推进，目前HDMI的普及程度是最高的；而DP接口则是凭借自己更高的技术力，在高端显示器市场攻城略地，也获得了自己的一席之地， DP和HDMI未来谁能一统视频接口的市场，我们目前还不得而知，但是可以确定的是，随着厂商的竞争，更大的带宽，更好的加密技术，一定会在未来为各位消费者带来更加高清和便捷的视频体验。