高清接口烽火再起

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  2008年注定是属于“高清时代”的:随着北意等城市相继开播免费的高清数字地面广播,困扰高清普及的节目来源障碍被彻底清除,各种大尺寸的平板显示设备也进入高速普及阶段,FullHD的液品电视跌破万元,支持Full HD分辨率的桌面显示器大量上市……。所有的。切都向我们表明,高清已经真正来到我们身边。而每次应用需求的变迁,都意味着相关产品翻天覆地的变革——高清让CRT走进了历史,让普通立体声音频成为过去时,而目2008年高清所带来的革命还将波及视频接口领域……
  “一套完整的计算机系统离不开主机、显示器(设备)以及各种外设,那么我们用什么将它们连接在一起呢?”,很多人从来都没有认真考虑过这个问题。在多媒体视频接口标准这个并不大的领域内一直纷争不断,关于“谁最好用”、“谁是王者”的讨论—直是大家的热门谈资:
  长期以来,我们用同轴电缆(RF射频信号)来给电视机输入信号;
  上个世纪九十年代,录像机以及VCD大量普及,很多人开始换用AV以及S-Video端子;
  等到上世纪末DVD大行其道时,我们又选择了色差信号线;
  在PC领域,CRT当道时我们使用D—Sub接口来传输VGA的模拟信号;
  本世纪初LC D普及之后,数字信号DVI着实火了一把;
  从2004年起高清节目的出现以及大屏幕平板显示设备的普及,将HDMI推到了风口浪尖;
  现在又一种新的接口规范DisplayPort加入了竞争的行列,并在业界引起轩然大波……
  
  疑问:2008年,会是“Displayport年”吗?
  
  记得在去年年初的时候,就有业界工程师预测“2007年是HDMl年”。这句话果然灵验了,回顾过去的一年,HDMI已经在显卡(包括集成显示芯片的主板在内)、显示器、平板电视以及高清视频播放器等领域遍地开花。仿佛一夜之间谁家的设备不支持HDMI就会变得非常落伍一般。
  现在又有人在预测今年将会是DisplayPort年。原因在于DisplayPort是数字信号标准的集大成者,它拥有比现有其它多媒体接口更高的数据带宽、更好的兼容性、更强大的扩展空间以及对各种新技术的重要支持。单从技术方面来看,DisplayPort无疑更带有天下一统的王者之气;不过今年能否成为“DisplayPort年”,还要取决于消费者接受程度以及市场普及等多方面因素的影响。
  究竟DisplayPort都有哪些与众不同的地方,它又比其它竞争者强在哪里呢?下面继续我们的揭密之旅。
  
  乱世造英雄DispIayPort出世的背景
  
  在DisplayPort之前,数字多媒体接口标准经历过多次纷争,但最终形成了Box-to,BOX(设备到设备,外部连接)以及Chip—to—Chip(芯片到芯片,内部连接)两块相互独立的阵地。在PC的显示接口领域,设备到设备的连接一直是VGA以及DVI的天下,但是随着消费类电子产品的高速普及,HDMI这个“外来户”在去年迅速蹿红,在内部接口方面,无论是笔记本电脑、PMP还是其它平板显示器,都使用LVDS(低压差分信号)来驱动设备。而这次DisplayPort的到来,则有意终结当前这种混乱的局面。
  DisplayPort诞生的意义就是突破这些局限,它所提供的开放式行业标准将内部与外部信号整合为一个通道,这样一来,即使日后应用方式发生重大变化,也可以随时升级和扩展以适应新的显示功能和应用。
  王者风范:走近DisplayPort
  作为次世代高清显示接口的DisplayPort,在诸多方面都必须具备相当的优势才能向大行其道的HDMI以及DVIIIq板,那么DispJayPort都有哪些出色的表现呢?现在就让我们简单罗列一下。
  
  更高的通讯带宽与更低的延迟
  
  随着技术的进步,人们对于图像的要求也有了新的定义,更大的屏幕尺寸、更高的分辨率和更精细的色彩还原能力,这些都对显示设备的接口带宽提出了严峻的要求。在DisplayPort的结构图上我们可以看到:源设备通过一条名为主连接的通道与接收设备相连,而主连接实际上包含有1-4组不等的Lane(取决于设计需要的带宽和设计要求);每组Lane都由成对的线路组成,信号使用类似串行(传输方式)的差分技术——即通过加两条线路之上的电压差值范围来表示二进制信号0或者1;每组Lane都可以独立拥有2.7Gbps的传输带宽,这样一来DisplayPort就可以实现最高10.8Gbps的超高带宽(当前数据,以后仍有扩容的可能)。DisplayPort的超高带宽不仅可以支持WQXGA、QXG A(2048×l 536)等超高分辨率以及30/36bit(每原色10/12bit)的色深显示输出,而儿还能够保证今后相当长一段时期内大尺寸显示设备对更高分辨率的需求。
  虽然DisplayPort的主连接承担了高质量视频与音频信号的传输工作,但是VESA仍然为DisplayPort内建了一条带宽为lMbp s的辅助通道,此通道主要作为硬件侦测控制以及即插即用等设计使用。由于辅助通道的引入,对于降低延迟有很大的帮助,DisplayPort在传输信号时的延迟一般不会超过200微秒;不仅如此,辅助通道还令DisplayPort具有了高级双向传输能力,能够实现包括诸如VolP以及音频聊天在内的交互传输功能。
  
  化零为整,数据打包发送更加灵活
  
  在数据传输方式方面Di splayport也有着过人之处。不同于以往的数据传送方式,DisplayPort采用了将流数据打包的形式进行传输。
  在主连接上,所有的视频、音频数据流都被打包为微信息包(由64个码组成),并使用ECC校验机制进行智能纠错。这种打包传送方式的好处是可以在同一条线路内传送多组视频数据,而以往的传送方式(如HDMI)则只能在一条链路内传送一组视频。这是一个非常聪明的设计,通过这种打包一分组一再解码的方式可实现多样化的切割应用,例如单屏幕多画面、子母画面输出等。
  
  灵活多变传输更高精度的色深信号
  
  长期以来,色彩显示能力一直是人们“诟病”液晶产品的把柄,以前受液晶面板能力的限制,人们对更高色深的信号并不热衷,但是随着技术的进步,就连主流产品也从原来的6bit面板提升到8bit,去年7月SONY推出了“Bravia”系列10bit液晶电视,拉开了10bit精度时代的序幕。与现阶段广为使用8bit精度相比,10bit精度下显示器能够再现超过10亿种不同的色彩,让色彩看起来更加自然,画面之间各种颜色的过渡也会变得更加平滑。
  传统的DVl接口由于版本的限制,不能够传送超过8bit的色深信号; HDMl在1,3版本中加入了对10bit色深信号的支持,以前的1,0~1,2版本也存在小能超过8bit色深的尴尬。值得一提的是DisplayPort还可以支持可变色深信号的传输(例如每个分量为6bit、8bit、lObit、12bit3L或者16bit),当然这主要还是“分组打包”的功劳。
  
  严防死守,固若金汤的版权保护技术
  
  与PC领域不同,在家电领域中厂商对版权保护的问题非常敏感。如果没有合适的内容保护技术,将很难得到影片供应商的青睐一一从蓝光不断升级加密技术我们就可以知道这样的事实。如果DisplayPort想在家电领域有所突破的话,就必须在内容保护技术上做足充分的准备,这也是为什么VESA在发布1,O版本之后又马不停蹄地上马1.1版本的原因。
  DisplayPort并没有像DVI和HDMI那样采用HDCP,而是使用了Philips公司专门定制的一套内容防拷贝协议,该技术基于128bit高速加密引擎,采用标准密钥交换的方法来工作,支持标准的RSA认证,最高提供2048位的密钥长度,从技术上来说无疑要比HDCP更加可靠。当然,DisplayPort的架构也更具弹性,厂商可以根据需要选择适合自己的其它保密方案。
  
  展望:高清时代谁生沉浮?
  
  DVI由于先天限制,线缆长度上很难有所突破,这就使得DVI在平板电视领域几乎毫无作为;与此同时DVI过高的插接件成本与体积,也注定这个“巨大的接口”无法在家庭摄像机、数码相机领域出现。最要命的还是每通道只能传输8bit的色彩深度信号,这就意味着即使你有顶级的10bit色彩精度的高级面板,在DVI面前也毫无用武之地。
  作为DVI的变种,相比之FHDMI的表现稍好一些。HDMI 1.1~1.2标准所提供的带宽仅仅为4.95Gbps,直到HDMI 1.3才达到了10Gbps(不过这个数据与DisplayPort相比也占不到什么便宜),关于谁是未来的王者,让我们把目光主要集中在HDMI 1.3与DisplayPort 1.1上面。
  前文说到很多业界工程师部看好DisplayPort,这是什么原因呢?答案是成本!DisplayPort无需转化为LVDS信号就可以直接驱动显示设备,这一点令HDMI等老一代接口望尘莫及,要知道对于工业生产来说少一道转化工序就可以节约大量的经济成本(当然工程师在设计上也更简单)。
  其次是接口的“兼容并包”能力。现在很多厂商生产的DisplayPort发射芯片(如Gensis等)都提供了DisplayPort、HDMI、DVI的兼容模式,这就允许显卡等设备通过一个物理转换插头就可以轻松支持HDMI 1.3和DVI,这种方法就跟现在很多显卡上面设计两个DVI接口,然后兼容D-Sub信号差异。
  第三是产品的兼容性问题。即使在DVI问世10年后的今天,厂商们仍然没有找到良好的方法完全避免DVI兼容性的技术问题,HDMI就更不用说了,1.3之前版本的兼容性问题让众多喜欢尝鲜的用户苦恼不已。其实无论是DVI还是HDMI产品,在出厂之前都必须进行穷举式的兼容性测试,这样的测试可以保证当前设备对现有其它产品的兼容,但却没有办法保证与未来产品的完全兼容——这也是为什么很多用户用HDMI、DVI连接平板电视与显示器经常出现无法点对点、花屏、无信号的原因所在。
  最后是专利授权。HDMl并非是开放的免费标准,根据HDMI标准制定组织的规定,每一部具有HDMI接口的设备都必须向该组织缴纳4美分的权利金;与此同时,所有生产HDMI接口设备的厂商还必须成为HDMI组织会员,每年缴纳一定数量的年费。毫无疑问,这些都会增加企业的生产成本;而对于消费者来说,羊毛毕竟出在羊身上……。而DisplayPort标准由VESA制定,本身就是完全免费开放的,对于厂商来说无疑具有强大的吸引力。
  
  变数:“行业标准”与“事实标准”
  
  虽然DisplayPort与“同行们”比起来拥有更多的优势,但是它最大的劣势就是推出时间较晚,在推广上明显处于落后的地位。DisplayPort的商品化步伐严重滞后于HDMI,全球已经有超过700家消费电子和个人电脑制造商采用了HDMl规范,支持该接口的显卡、显示器以及平板产品比比皆是,甚至就连Nikon、SON Y等的数码相机产品也加入了HDMI大军。面对成千上万HDMI接口的产品,DisplayPort想要从中突围注定不会是一件容易的事。
  另一方面,在选择DisplayPort还是HDMI的问题上,厂商也分成泾渭分明的两派:以NVIDIA、AMD、英特尔等传统IT阵营的,一商部表示会不遗余力地支持DisplayPort,虽然现在很多PC和笔记本电脑都在使用HDMl接口,但是到今年中期会大部分转换到DisplayPort上面;而以SON Y’松下为首的家电厂商,则表示继续支持HDM I,而且不会将DisplayPort引入到电视、摄像机、数码相机等产品当中。
  这不禁让我们想起了10年前USB与lEEE 1394竞争的那一幕。当时IEEE 1394是“官方标准”,但是USB得到了Intel、微软等众多IT软硬件厂商的支持,USB的顺利“抢跑”将IEEE 1394远远地抛到了后面,现在USB早已经成为PC外围接口设备的“事实标准”,几乎所有的设备都提供对USB设备的良好支持。这一幕会在HDMl与DisplayPort之间上演吗?
  
  思考:理性看待displayport
  
  接下来的内容,可能会让你觉得我们在试图推翻前面所探讨的一些内容。但事实上我们只是想更为冷静和理性地去DisplayPort这个“新生儿”,而不是被技术推广商所勾勒出的美好前最冲昏了头脑。
  不可否认,DisplayPort有着傲人的技术特性。但冷静思考之后,我们仍然存在一些至少在短期内找不到答案的疑惑。
  首先是基于技术和应用层面的支持“更高精度色深”特性。它告诉我们,相较当前广泛使用的8bit色深,具有更高精度色深的设备会具有更为真实自然的包彩表现,能带给用户更好的视觉体验。
  然而当前一个残酷的事实是,BD和HD DVD的规格都还只限定在8bit,因为电影工作室并没有制作lObit色深的内容。这就好比当你在头脑发热的情况下买了一部时速300公里的跑车,之后才发现糟糕的路况将这辆车的时速限定在了100公里。
  显然,诸如“电影本来就是大于8bit的内容,为了在传统消费设备上播放而削减到了8bit色深。当播放器能够呈现10bit色深的内容时,电影工作室就能有机会创作在这些设备上播放的10bit色深的内容”的观点并不能说服我们。精明而理性的消费者,也不会为当前只是画在纸上的那个去买单。我们并不排除这种设想最终会实现的可能性,只是现在还需要观察和等待。
  另一方面,我们也对其获得支持的力度表示怀疑。我们认为,戴尔、惠普、联想等大型整机厂商之所以会大力支持DisplayPort的推广,原因在于DisplayPort可以取代当前液晶面板驱动电路中广泛采用的LVDS接口。也就是说,DisplayPort可以跳过将VGA或TMDS信号转换成LVDS的环节,直接驱动面板进行显示,精简了液晶显示器内部的设计,降低了设计难度和成本。这意味着,这些整机厂商能推出更加便宜的显示器。可是这样一来,面板和显示器生产厂商对于显示器控制方面的特色技术将会变得一文不值,不再会转化为效益——用户对于显示器的调节和控制,将由特定的软件去完成。
  最后,我们还对DisplayPo rt的市场前景感到担忧。对此,DisplaySearch的产业分析师MarkFihn提出的问题相当深刻,值得深思——“DisplayPort推广商已制定了将最终取代VGA、DVI、LVDS和HDMI的目标,也就是说要取代一些已被全球广泛认可并普遍采用的接口标准,成为新的标准。随着HDMI市场份额的不断增长,DisplayPort推广商最近已不再大力宣扬将要整合PC和CE市场,这表明DisplayPort和HDMI将会共存。而且,DisplayPort推广商始终没有回答的一个重要问题是:当一个接口已足够时,我们为何还要配置两个接口……”
  
  结语
  
  DisplayPort虽然在各方面都要领先于竞争对手,可是并不意味着前景一片光明——在接口领域,很多时候厂商与消费者一旦认准某项标准之后就很难再改变,这种强大的惯性是Di splayPort突围的最大障碍。虽然DisplayPort出色的表现也赢得众多1T厂商的支持,但现在要成败还为时过早。未来鹿死谁手,在今年晚些时候或许会有答案,我们还是拭目以待吧!
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