Какви са изходите на картата? Интерфейси

За да се осигури предаване на видео сигнал в цифров формат, се използва DVI. Интерфейсът е разработен в периода, когато започват да се произвеждат DVD дискове. По това време имаше нужда от прехвърляне на видео от компютър към монитор.

Методите за предаване на аналогово излъчване, известни по това време, не са благоприятни за предаване на висококачествени изображения към монитора. Тъй като е физически невъзможно да се извърши физическо предаване с такава висока разделителна способност на разстояние.

Изкривяването може да се образува в канала по всяко време, това може да се наблюдава особено при по-високи честоти. HD е точно собственик на високи честоти. За да избегнат този вид смущения и изкривявания, производителите на съвременни технологии са си поставили за цел да се откажат от опцията за аналогово излъчване и да преминат към цифров тип сигнал в процеса на обработка и предаване на видео към монитора.

През 90-те години производителите обединиха усилията си, в резултат на което се появи технологията DVI.

DVI конекторът се счита за един от най-популярните методи за свързване на монитори и проекти. Наличието на DVI интерфейс на устройството не гарантира, че потребителят ще може да реализира всички възможности, налични в този порт. В тази статия ще разгледаме DVI I и DVI D, разликите и приликите между тези портове.

Характеристики на DVI конектора

Портовете са отговорни за предаването на изображения към монитора. Има няколко модификации на въпросния конектор. Предават се както цифрови, така и аналогови сигнали. Този тип порт най-често се представя от две опции: DVI-I и DVI-D.

Има ли разлика между тях? DVI-D или DVI-I, кое е по-добро? Повече за това по-късно.

DVI-I интерфейс

Този интерфейс се счита за най-използваният във видеокартите. „Аз“ говори за обединение от превода „интегриран“. Портът използва 2 канала за предаване на данни - аналогов и цифров. Функционирайки отделно, те имат различни модификации на DVI-I:

Единична връзка. Това устройство включва независими цифрови и аналогови канали. Типът връзка на видеоадаптера и начинът, по който се осъществява връзката, определя кой от тях ще функционира.

Този тип интерфейс не се използва от професионалисти, защото не предава към 30″ и LCD монитори.

Двойна връзка– това е модернизиран порт, който съдържа: 2 цифрови и 1 аналогов канал. Каналите работят независимо един от друг.

Разликата е, че повечето видео карти имат поне 2 DVI-I конектора.

DVI-D интерфейс

Този порт изглежда различно от първия DVI-I. Интерфейсът може да приеме няколко канала. Първият тип Single Link съдържа само 1 канал и не е достатъчен за свързване към 3D монитори.

Dual Link е вторият тип. Няма аналогови канали, но интерфейсът има широки възможности за предаване на информация. Двоен - показва два канала, което прави възможно изпращането на изображения към монитора в триизмерен формат, тъй като 2 канала имат 120 Hz и могат да предават висока разделителна способност.

Основните разлики между DVI-I и DVI-D

Повечето съвременни модели видеокарти се предлагат с DVI интерфейс вместо класическия, но остарял VGA. Разбира се, не трябва да забравяте и HDMI. От казаното по-рано става ясно, че DVI се предлага в два вида. Каква е разликата между DVI-I и DVI-D?

Разликите се свеждат до следното: I мога да предавам както аналогови, така и цифрови сигнали, докато D може да предава само цифрови сигнали. Следователно DVI-D не е подходящ за свързване на аналогов монитор.

DVI е цифров видео конектор, който замени VGA. DVI-I е отговорен за предаването на цифрови и аналогови сигнали. Що се отнася до аналоговия сигнал, той е необходим за съвместимост на по-стари монитори с лъчева тръба. Мина време и тази опция вече не беше необходима; видеокартите започнаха да използват изключително цифрови сигнали. В резултат на това DVI-D пое тези задачи.

Трябва да разберете, че поставянето на DVI-I адаптер или същия тип кабел в DVI-D няма да работи. Тъй като съединителните конектори са различни. DVI-D интерфейсът може да бъде свързан към “i” без никакви проблеми. Тази опция ви позволява да получавате изключително цифров сигнал. Аналоговите сигнали не се четат в тази ситуация, тъй като DVI-D конекторът няма щифт "i", който е отговорен за предаването на аналогов сигнал.

Какво общо имат?

Разликите между DVI-I и DVI-D бяха разгледани и можем да започнем да разглеждаме техните комбинирани характеристики.

DVI-I е универсален и има възможност за предаване на два вида сигнали: цифров и аналогов. Благодарение на използването на специални допълнителни елементи под формата на адаптери и връзка с други устройства, "I" е в състояние ефективно да предава различни формати. Използването на този тип за аналогов сигнал практически няма забележителни отличителни черти от "D".

Освен факта, че LCD мониторите изискват цифрови данни за показване на изображения, те се различават от класическите CRT дисплеи по няколко други начина. Например, в зависимост от възможностите на монитора, почти всяка резолюция може да бъде показана на CRT, тъй като тръбата няма ясно определен брой пиксели.

И LCD мониторите, поради принципа на тяхната работа, винаги имат фиксирана („родна“) разделителна способност, при която мониторът ще осигури оптимално качество на картината. Това ограничение няма нищо общо с DVI, тъй като основната му причина е в архитектурата на LCD монитора.

LCD мониторът използва набор от малки пиксели, всеки съставен от три диода, по един за всеки основен цвят (RGB: червен, зелен, син). LCD екранът, който има естествена разделителна способност 1600x1200 (UXGA), се състои от 1,92 милиона пиксела!

Разбира се, LCD мониторите могат да показват и други разделителни способности. Но в такива случаи изображението ще трябва да бъде мащабирано или интерполирано. Ако, например, LCD монитор има естествена разделителна способност 1280x1024, тогава по-ниската разделителна способност от 800x600 ще бъде разтегната до 1280x1024. Качеството на интерполацията зависи от модела на монитора. Алтернатива е да покажете намаленото изображение в „родната“ разделителна способност от 800x600, но в този случай ще трябва да се задоволите с черна рамка.

И двата кадъра показват изображението от екрана на LCD монитора. Отляво има изображение в „родна резолюция“ 1280x1024 (Eizo L885). Вдясно е интерполирано изображение с резолюция 800x600. В резултат на увеличаването на пикселите, картината изглежда на блокове. Такива проблеми не съществуват при CRT мониторите.

За да показва разделителна способност 1600x1200 (UXGA) с 1,92 милиона пиксела и 60Hz вертикална честота на опресняване, мониторът изисква висока честотна лента. Ако си направите сметката, имате нужда от честота от 115 MHz. Но честотата се влияе и от други фактори, като преминаването на зоната на заглушаване, така че необходимата честотна лента се увеличава още повече.

Около 25% от цялата предадена информация се отнася до времето за заглушаване. Необходимо е да се промени позицията на електронната пушка на следващия ред в CRT монитора. В същото време LCD мониторите не изискват почти никакво време за заглушаване.

За всеки кадър се предава не само информация за изображението, но също така се вземат предвид границите и празната зона. Мониторите с CRT изискват време за изключване, за да изключат електронния пистолет, когато приключи с отпечатването на ред на екрана и да го преместят на следващия ред, за да продължат да печата. Същото се случва и в края на картината, тоест в долния десен ъгъл - електронният лъч се изключва и променя позицията си в горния ляв ъгъл на екрана.

Около 25% от всички пикселни данни се отнасят до времето за заглушаване. Тъй като LCD мониторите не използват електронен пистолет, времето за заглушаване е напълно безполезно тук. Но трябваше да се вземе предвид в стандарта DVI 1.0, тъй като ви позволява да свързвате не само цифрови LCD, но и цифрови CRT монитори (където DAC е вграден в монитора).

Времето за заглушаване се оказва много важен фактор при свързване на LCD дисплей чрез DVI интерфейс, тъй като всяка резолюция изисква определена честотна лента от предавателя (видеокартата). Колкото по-висока е необходимата разделителна способност, толкова по-висока трябва да бъде честотата на пикселите на TMDS предавателя. Стандартът DVI определя максимална честота на пикселите от 165 MHz (един канал). Благодарение на 10-кратното умножение на честотата, описано по-горе, получаваме пикова пропускателна способност на данни от 1,65 GB/s, което ще бъде достатъчно за резолюция от 1600x1200 при 60 Hz. Ако се изисква по-висока разделителна способност, дисплеят трябва да бъде свързан чрез Dual Link DVI, тогава двата DVI предавателя ще работят заедно, което ще удвои пропускателната способност. Тази опция е описана по-подробно в следващия раздел.

Въпреки това, по-просто и по-евтино решение би било да се намалят празните данни. В резултат на това графичните карти ще получат по-голяма честотна лента и дори 165 MHz DVI предавател ще може да обработва по-високи разделителни способности. Друга възможност е да намалите честотата на хоризонтално опресняване на екрана.

Горната част на таблицата показва разделителните способности, поддържани от един 165 MHz DVI предавател. Намаляването на данните за заглушаване (средно) или честотата на опресняване (Hz) позволява постигането на по-високи разделителни способности.

Тази илюстрация показва каква честота на пикселите е необходима за конкретна резолюция. Най-горният ред показва работата на LCD монитора с намалени празни данни. Вторият ред (60Hz CRT GTF Blanking) показва необходимата честотна лента на LCD монитора, ако данните за гасене не могат да бъдат намалени.

Ограничението на TMDS предавателя до честота на пикселите от 165 MHz също влияе върху максималната възможна резолюция на LCD дисплея. Дори и да намалим данните за затихване, пак достигаме определена граница. И намаляването на честотата на хоризонтално опресняване може да не даде много добри резултати в някои приложения.

За да разреши този проблем, DVI спецификацията предоставя допълнителен режим на работа, наречен Dual Link. В този случай се използва комбинация от два TMDS предавателя, които предават данни към един монитор през един конектор. Наличната честотна лента се удвоява до 330 MHz, което е достатъчно за извеждане на почти всяка съществуваща резолюция. Важна забележка: видео карта с два DVI изхода не е Dual Link карта, която има два TMDS предавателя, работещи през един DVI порт!

Илюстрацията показва работа с двойна връзка DVI, когато се използват два TMDS предавателя.

Въпреки това, видеокарта с добра поддръжка на DVI и намалена информация за заглушаване ще бъде напълно достатъчна, за да изведе информация на някой от новите 20" и 23" Apple Cinema дисплеи в "родната" резолюция съответно 1680x1050 или 1920x1200. В същото време, за да поддържате 30" дисплей с резолюция 2560x1600, няма изход от интерфейса Dual Link.

Поради високата "родна" разделителна способност на 30" дисплея на Apple Cinema, той изисква Dual Link DVI връзка!

Въпреки че двойните DVI конектори вече са станали стандарт за картите за 3D работни станции от висок клас, не всички потребителски графични карти могат да се похвалят с това. Благодарение на два DVI конектора все още можем да използваме интересна алтернатива.

В този пример два порта с една връзка се използват за свързване на девет мегапикселов (3840x2400) дисплей. Картината е просто разделена на две части. Но и монитора, и видеокартата трябва да поддържат този режим.

В момента можете да намерите шест различни DVI конектора. Сред тях: DVI-D за напълно цифрова връзка във версии с една и две връзки; DVI-I за аналогови и цифрови връзки в два варианта; DVI-A за аналогова връзка и нов конектор VESA DMS-59. Най-често производителите на графични карти оборудват продуктите си с DVI-I конектор с двойна връзка, дори ако картата има един порт. С помощта на адаптер DVI-I портът може да се преобразува в аналогов VGA изход.

Преглед на различни DVI конектори.

Оформление на DVI конектора.

Спецификацията DVI 1.0 не уточнява новия конектор DMS-59 с двойна връзка. Той беше въведен от работната група VESA през 2003 г. и позволява извеждането на двойни DVI изходи на карти с малък форм-фактор. Той също така е предназначен да опрости оформлението на конекторите на карти, които поддържат четири дисплея.

И накрая, стигаме до същината на нашата статия: качеството на TMDS предавателите на различни графични карти. Въпреки че спецификацията DVI 1.0 предвижда максимална честота на пикселите от 165 MHz, не всички видеокарти произвеждат приемлив сигнал при нея. Много ви позволяват да постигнете 1600x1200 само при намалени честоти на пикселите и с намалено време на заглушаване. Ако се опитате да свържете 1920x1080 HDTV устройство към такава карта (дори с намалено време за гасене), ще бъдете за неприятна изненада.

Всички графични процесори, доставени днес от ATi и nVidia, вече имат вграден TMDS предавател за DVI. Производителите на ATi GPU карти най-често използват интегриран предавател за стандартната комбинация 1xVGA и 1xDVI. За сравнение, много GPU карти на nVidia използват външен TMDS модул (например от Silicon Image), въпреки че има TMDS предавател на самия чип. За да осигури два DVI изхода, производителят на картата винаги инсталира втори TMDS чип, независимо на кой GPU е базирана картата.

Следващите илюстрации показват общи дизайни.

Типична конфигурация: един VGA и един DVI изход. TMDS предавателят може да бъде интегриран в графичния чип или поставен на отделен чип.

Възможни DVI конфигурации: 1x VGA и 1x Single Link DVI (A), 2x Single Link DVI (B), 1x Single Link и 1x Dual Link DVI, 2x Dual Link DVI (D). Забележка: ако картата има два DVI изхода, това не означава, че са dual-link! Илюстрации E и F показват новата конфигурация на портове VESA DMS-59 с висока плътност, осигуряваща четири или два DVI изхода с една връзка.

Както ще покаже по-нататъшното тестване в нашата статия, качеството на DVI изхода на ATi или nVidia карти варира значително. Дори ако отделният TMDS чип на картата е известен със своето качество, това не означава, че всяка карта с този чип ще осигури висококачествен DVI сигнал. Дори местоположението му върху графичната карта силно влияе на крайния резултат.

DVI съвместим

За да тестваме DVI качеството на съвременните графични карти с процесори ATi и nVidia, изпратихме шест примерни карти в тестовите лаборатории на Silicon Image, за да проверим съвместимостта със стандарта DVI.

Интересното е, че за получаване на DVI лиценз изобщо не е необходимо да се провеждат тестове за съвместимост със стандарта. В резултат на това на пазара навлизат продукти, които твърдят, че поддържат DVI, но не отговарят на спецификациите. Една от причините за това състояние е сложната и следователно скъпа процедура за изследване.

В отговор на този проблем Silicon Image основа тестов център през декември 2003 г. DVI Compliance Test Center (CTC). Производителите на DVI-съвместими устройства могат да изпратят своите продукти за тестване за съвместимост с DVI. Всъщност това направихме с нашите шест графични карти.

Тестовете са разделени на три категории: предавател (обикновено видеокарта), кабел и приемник (монитор). За да се оцени DVI съвместимостта, се създават така наречените очни диаграми, които представят DVI сигнала. Ако сигналът не надхвърли определени граници, тогава тестът се счита за преминат. В противен случай устройството не е съвместимо с DVI стандарта.

Илюстрацията показва очна диаграма на TMDS предавател на 162 MHz (UXGA), предаващ милиарди битове данни.

Тестът с очна диаграма е най-важният тест за оценка на качеството на сигнала. Диаграмата показва флуктуациите на сигнала (фазово трептене), амплитудното изкривяване и ефекта на "звънене". Тези тестове също ви позволяват да видите ясно качеството на DVI.

Тестовете за DVI съвместимост включват следните проверки.

Предавател: Очна диаграма с определени граници.
Кабели: Очните диаграми се създават преди и след предаването на сигнала, след което се сравняват. Още веднъж, границите на отклонение на сигнала са строго определени. Но тук вече се допускат големи несъответствия с идеалния сигнал.
Приемник: Очната диаграма се създава отново, но отново се допускат още по-големи несъответствия.

Най-големите проблеми при серийното високоскоростно предаване са трептенето на фазата на сигнала. Ако няма такъв ефект, винаги можете ясно да подчертаете сигнала на графиката. Повечето трептене на сигнала се генерират от тактовия сигнал на графичния чип, което води до нискочестотно трептене в диапазона от 100 kHz до 10 MHz. В очна диаграма флуктуацията на сигнала се забелязва чрез промени в честотата, данните, данните спрямо честотата, амплитудата, твърде голямото или твърде малкото покачване. Освен това измерванията на DVI варират при различни честоти, което трябва да се вземе предвид при проверка на очната диаграма. Но благодарение на очната диаграма можете ясно да оцените качеството на DVI сигнала.

За измервания един милион припокриващи се области се анализират с помощта на осцилоскоп. Това е достатъчно, за да се оцени цялостната производителност на DVI връзка, тъй като сигналът няма да се промени значително за дълъг период от време. Графичното представяне на данните се произвежда с помощта на специален софтуер, създаден от Silicon Image в сътрудничество с Tektronix. Сигнал, който отговаря на спецификацията DVI, не трябва да пречи на границите (сините зони), които автоматично се чертаят от софтуера. Ако сигналът попадне в синята област, тестът се счита за неуспешен и устройството не отговаря на DVI спецификацията. Програмата веднага показва резултата.

Видеокартата не издържа теста за DVI съвместимост.

Софтуерът веднага показва дали картата е преминала теста или не.

Използват се различни граници (очи) за кабела, предавателя и приемника. Сигналът не трябва да пречи на тези зони.

За да разберем как се определя DVI съвместимостта и какво трябва да се има предвид, трябва да се потопим в повече подробности.

Тъй като DVI предаването е изцяло цифрово, възниква въпросът откъде идва фазовото трептене на сигнала. Тук могат да бъдат посочени две причини. Първият е, че трептенето се причинява от самите данни, тоест 24-те паралелни бита данни, които графичният чип произвежда. Данните обаче автоматично се коригират в TMDS чипа, когато е необходимо, като се гарантира, че няма трептене в данните. Следователно, останалата причина за трептене е часовниковият сигнал.

На пръв поглед сигналът за данни изглежда без смущения. Това е гарантирано благодарение на регистриращия регистър, вграден в TMDS. Но основният проблем все още остава часовниковият сигнал, който разваля потока от данни през 10x PLL умножението.

Тъй като честотата се умножава по коефициент 10 от PLL, въздействието дори на малки количества изкривяване се увеличава. В резултат на това данните достигат до приемника вече не в първоначалното си състояние.

По-горе е идеален часовников сигнал, по-долу е сигнал, при който един от ръбовете започва да се предава твърде рано. Благодарение на PLL, това пряко засяга сигнала за данни. По принцип всяко смущение в часовниковия сигнал води до грешки в предаването на данни.

Когато приемникът взема проби от повредения сигнал с данни, използвайки „идеалния“ хипотетичен PLL часовник, той получава грешни данни (жълта лента).

Как всъщност работи: Ако приемникът използва повреден часовников сигнал на предавателя, той пак ще може да прочете повредените данни (червена лента). Ето защо часовниковият сигнал се предава и по DVI кабела! Приемникът изисква същия (повреден) часовников сигнал.

Стандартът DVI включва управление на трептенето. Ако и двата компонента използват един и същ повреден часовников сигнал, тогава информацията може да бъде прочетена от повредения сигнал за данни без грешки. По този начин DVI-съвместимите устройства могат да работят дори в среди с нискочестотно трептене. Тогава грешката в часовниковия сигнал може да бъде прескочена.

Както обяснихме по-горе, DVI работи оптимално, ако предавателят и приемникът използват един и същ тактов сигнал и тяхната архитектура е една и съща. Но това не винаги се случва. Ето защо използването на DVI може да причини проблеми въпреки сложните мерки против трептене.

Илюстрацията показва оптималния сценарий за DVI предаване. Умножаването на тактовия сигнал в PLL въвежда забавяне. И потокът от данни вече няма да бъде последователен. Но всичко се коригира, като се вземе предвид същото забавяне в PLL на приемника, така че данните се получават правилно.

Стандартът DVI 1.0 ясно дефинира латентността на PLL. Тази архитектура се нарича некохерентна. Ако PLL не отговаря на тези спецификации за латентност, може да възникнат проблеми. Днес в индустрията има разгорещен дебат дали трябва да се използва такава отделена архитектура. Освен това редица компании са за пълно преразглеждане на стандарта.

Този пример използва PLL тактовия сигнал вместо сигнала на графичния чип. Следователно сигналите за данни и часовниковите сигнали са последователни. Въпреки това, поради забавянето в PLL на приемника, данните не се обработват правилно и премахването на трептене вече не работи!

Сега трябва да разберете защо използването на дълги кабели може да бъде проблематично, дори без да се вземат предвид външните смущения. Дългият кабел може да въведе забавяне в часовниковия сигнал (не забравяйте, че сигналите за данни и часовниковите сигнали имат различни честотни диапазони), допълнителното забавяне може да повлияе на качеството на приемане на сигнала.

Технологичният прогрес в областта на високите технологии набира скорост като изтребител прехващач. Доскоро цифровата електроника се свързваше изключително с обемисти компютри в компютърни центрове, но днес мобилните телефони, лаптопите и плазмените дисплеи вече не изненадват никого. Вярно е, че начините за подобряване на радиоелектронното оборудване понякога са доста странни и в началото на 21-ви век в продажба се появяват Hi-End аудио усилватели, върху корпусите на които, подобно на предвоенните радиостанции, гордо се издигат самоварни радио тръби наредени. Но това е така - играчки за богатите и всъщност, след като цените на мощните микропроцесори паднаха до ниво от 20 долара за брой, преходът към цифрови методи за създаване, обработка, съхранение и предаване на видео и аудио информация стана неизбежен. От гледна точка на дизайна на схемата цифровото оборудване е по-сложно от аналоговото оборудване, но функционалността му е много по-широка и някои от тях са фундаментално недостижими с обработка на аналогов сигнал.

Преходът към цифрови аудио и видео формати се дължи на техните технически и потребителски предимства пред аналоговите.

Техническите предимства включват:

От гледна точка на дизайна на веригата, цифровото оборудване е по-сложно от аналоговото оборудване, но неговата функционалност е много по-широка и някои от тях са фундаментално недостижими с аналогова обработка на сигнали

принципно изключване на загуба на качество на сигнала по време на предаване, пренаписване и съхранение на сигнала;
способността за точно времево синхронизиране на видео материал;
по-модерни системи за контрол и мониторинг на качеството на сигнала;
опростяване на технологията за приемане, обработка, съхранение и предаване на висококачествени сигнали;
разширяване на творческите възможности на персонала на телевизионното студио;
способността за криптиране на видео данни (чрез криптография).

Потребителските свойства на цифровия формат включват:

възможност за получаване на висококачествени картини без смущения и шум с многоканален стерео звук;
широки сервизни възможности на цифровото оборудване.

Ясно е, че аналоговите интерфейси не са подходящи за работа с цифров сигнал или не са подходящи, така че за него са създадени специални цифрови интерфейси.

Те включват SDI/SDTI сериен цифров интерфейс, използван в професионално и студийно оборудване, както и цифрови видео интерфейси DVIИ HDMI.

Последните два интерфейса са разгледани по-долу. Интерфейсът HDMI е еволюция на интерфейса DVI и използва същите основни технологии, поради което се обсъждат в същата брошура.

DVI ЦИФРОВ ВИДЕО ИНТЕРФЕЙС

Проблемът с влошаването на качеството на сигнала при многократно аналогово-цифрово и цифрово-аналогово преобразуване беше решен с появата на новия стандарт DVI, който сега може уверено да се счита за общоприет. Групата, разработила стандарта, Digital Display Working Group (DDWG), е създадена по инициатива на Intel и включва Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Спецификацията DVI беше представена през април 1999 г., когато бяха демонстрирани работещи решения, използващи стандарта - плазмени монитори от Fujitsu и Phillips, LCD монитори от IBM и Compaq и други продукти.

Преходът от композитни и S-Video към компонентни и RGB канали позволи рязко повишаване на качеството на изображението, но ненужните аналогово-цифрово-аналогови преобразувания значително влошиха качеството на картината

Създателите на стандарта DVI очакваха обхватът му да бъде много по-широк от цифровото свързване на компютър към монитор. В края на 90-те години на ХХ век бурното развитие на видеотехнологиите продължава. Напълно цифровите DLP проектори твърдо навлязоха в употреба, а LCD и CRT мониторите, въпреки че останаха аналогови по принципа на формиране на изображението, имаха схеми за цифрова обработка на сигнала. Мащабирането на изображението и сканирането, необходимо за правилното преобразуване на броя на редовете, пикселите и полетата, беше извършено цифрово. Функциите за регулиране на цвят, яркост, контраст и други видео параметри също бяха внедрени цифрово. След като Fujitsu започна да лицензира плазмената технология на други производители, стана ясно, че пускането на друг тип висококачествени цифрови дисплеи на пазара е въпрос на близко бъдеще.

Въвеждането на телевизия с висока разделителна способност навлезе в практиката. Размерите на екрана нараснаха и резолюцията им се увеличи. Липсваше само едно нещо – цифров видео интерфейс, който да отговаря на настоящите и бъдещите изисквания на пазара. Преходът от композитни и S-Video към компонентни и RGB пътеки направи възможно рязкото повишаване на качеството на изображението, но ненужните преобразувания „аналогово-цифрово-аналогово“ значително влошиха качеството на изображението, което беше особено обидно поради до абсолютната безполезност на ADC и DAC в пътя, състоящ се от цифров източник (DVD, компютър), цифров дисплей и цифров процесор между тях. Оказа се, че ADC и DAC работят само по „кабелите“ между източника и монитора.

Необходимостта от създаване на цифров интерфейс, който отговаря на нуждите на HDTV и има солиден бъдещ резерв, стана съвсем очевидна.

Интерфейс DVI- Цифров визуален интерфейс - може, с определени допустими отклонения, да се нарече цифров RGB интерфейс. В едноканалната модификация на формата Single Link DVI има четири канала за предаване на данни: три от тях са предназначени за предаване на информация за основните цветове: синьо, зелено и червено, а четвъртият предава часовниковия сигнал „Часовник“. Това постига максимална скорост на данни от 1,65 Gbps, или 165 мегапиксела в секунда, с 10-битово кодиране (това са ефективни 8 бита данни), което съответства на разделителна способност от 1600 x 1200 пиксела (UXGA) при опресняване на 60 полета Hz (или 1920 x 1080 и дори 1920 x 1200). Днес това повече от покрива нуждите на съвременните HDTV формати.

Модификацията на интерфейса Dual Link DVI има още по-голяма пропускателна способност. Тук всичко е същото, но в двоен размер (с изключение на сигнала на тактовата честота, който не е необходимо да се предава два пъти). Dual Link DVI е в състояние да предава QXGA сигнали (2048 x 1536 пиксела) при кадрова честота от 60 Hz.

DVI предава разделителна способност до 1600 x 1200 (UXGA) при 60 Hz (или 1920 x 1080 и дори 1920 x 1200). Това повече от покрива нуждите на HDTV

Въпреки очевидното излишък на Dual Link DVI по отношение на съвременните дисплеи, се произвеждат устройства, които поддържат този интерфейс (например големи дисплеи за работни станции).

Благодарение на технологията DVI стана възможно премахването на аналоговата част от платките на видео адаптера и прехвърлянето й към монитора, което трябва да подобри качеството на изображението много повече, отколкото да елиминира влиянието на смущенията в свързващия кабел видеокарта-монитор. Тъй като информацията за изображението се прехвърля от видеокартата към монитора цифрово, влиянието на външния шум е значително намалено.

РАЗНОвидности на DVI

Има още два вида DVI интерфейс: DVI-D и DVI-I, разликата между които е, че за да се осигури по-широка съвместимост на оборудване от различни поколения, DVI конекторът, в допълнение към три реда „цифрови“ контакти, може също така осигуряват аналог, към който се подава нормален аналогов RGBHV сигнал (същия като VGA, на фиг. 1 - контакти C1 - C5). Така една версия на интерфейса DVI, включваща аналогови и цифрови части, се нарича DVI-I (интегриран), т.е. комбинирани. Така общо можете да намерите 4 вида интерфейс:

DVI-I Dual Link (цифров + аналогов, до 2048 x 1536)
DVI-I Single Link (цифров + аналогов, до 1920 x 1200)
DVI-D двойна връзка (цифров, до 2048 x 1536)
DVI-D единична връзка (цифров, до 1920 x 1200)

DVI КАБЕЛ

Версиите с единична връзка може да нямат щифтове 4, 5, 12, 13, 20, 21 на конектора. DVI-D версиите може да нямат щифтове C1, C2, C3, C4, C5 на конектора.

Оформлението на DVI конектора (за „пълния“ интерфейс Dual Link DVI-I) е показано на фиг. 1, а предназначението на контактите е обобщено в таблица 1.

Таблица 1. Pinout на DVI-I Dual Link конектор

прод.	Описание	прод.	Описание
1	T.M.D.S данни 2–	16
2	T.M.D.S 2+ данни	17	T.M.D.S данни 0–
3	Екран за T.M.D.S 2 и 4 данни	18	T.M.D.S данни 0+
4	T.M.D.S данни 4–*	19	Екран за T.M.D.S 0 и 5 данни
5	T.M.D.S данни 4+*	20	T.M.D.S данни 5–*
6	DDC часовници	21	T.M.D.S данни 5+*
7	DDC данни	22	Екран за T.M.D.S бийтове
8	Аналогова кадрова синхронизация**	23	T.M.D.S+ барове
9	T.M.D.S данни 1–	24	T.M.D.S– барове
10	T.M.D.S данни 1+	25	Аналогов канал R**
11	Екран за T.M.D.S 1 и 3 данни	26	Аналогов канал G**
12	T.M.D.S данни 3–*	27	Аналогов канал B**
13	T.M.D.S 3+* данни	28	Аналогова хоризонтална синхронизация**
14	Захранване +5 V	29	Аналогово заземяване**
15	Земята	30

* само за Dual Link; ** само за DVI-I

Ориз. 1. DVI-D и DVI-I конектори

ВЪТРЕШНО: ДАННИ ЗА ВИДЕО ДАННИ (TMDS)

Високоскоростните характеристики на DVI интерфейса се постигат чрез използването на специално разработен за него алгоритъм за кодиране на сигнала, който се нарича Transition Minimized Differential Signaling (T.M.D.S) - диференциално предаване на сигнал с минимизиране на разликите в нивата.

Ориз. 2. TMDS комуникационна линия

Диференциален (или балансиран, симетричен) метод на предаване, когато един и същ директен и обърнат сигнал преминава през всеки проводник на усукана двойка, осигурява ефективна защита на данните от смущения в общ режим.

Ориз. 3. Балансирана комуникационна линия с диференциален приемник

Ориз. 4. Балансираната линия потиска смущенията

От страната на предаване на DVI интерфейса има T.M.D.S предавател. в който цифровизираният RGB сигнал се преобразува и във всеки от каналите се формира последователен поток от данни. От приемащата страна, напротив, има пълно възстановяване на цифровите потоци на канали R, G, B, както и сигнала на часовника.

Форматът на предаване е винаги един и същ: RGB цветово пространство, дълбочина на цвета 24 бита (8 бита на компонент). За високи разделителни способности се поддържат кадрови честоти до 60 Hz (прогресивно сканиране).

По време на възстановяването се използва автоматична компенсация на загубите в кабела и повторно клокване (повторно клокване, премахване на трептене, т.е. фазово трептене на цифров сигнал).

Ориз. 5. Сигнал преди и след възстановяване

Възстановяването е ефективно само ако влошаването на сигнала не надвишава определена прагова стойност. В този случай цифровият сигнал се възстановява почти напълно, без загуби или грешки. Въпреки това, веднага щом ситуацията се влоши малко (например вземем малко по-дълъг кабел), сигналът не може да бъде възстановен и картината е изпълнена със смущения, „разпада се“ или дори изчезва напълно. Това явление се нарича "клипинг ефект" и е характерно специално за цифровите сигнали.

Ориз. 6. „Ефектът на скалата“

В резултат на това, когато се използват кабели с разумна дължина и повторители (приемници-предаватели на сигнала с междинното му възстановяване), е възможно да се излъчва цифров сигнал на почти неограничени разстояния - без загуба!

Ориз. 7. Използване на повторители

Колкото по-висока е разделителната способност на сигнала (и, следователно, скоростта на трансфер на данни в TMDS каналите), толкова по-големи са загубите в кабела и (при равни други условия) толкова по-къс може да бъде използваният кабел. Стандартът DVI не уточнява възможната дължина на кабела и резолюцията на сигнала, при която такава дължина ще работи. DVI кабелите с истинско качество обикновено работят добре при дължини и разделителни способности, които не са по-големи от тези, показани на графиката по-долу (показани за интерфейса Single Link):

Ориз. 8. Разрешения срещу дължини на кабели

В някои случаи ще работят по-дълги кабели, но това изисква експериментално потвърждение във всяка конкретна комбинация от оборудване.

За да преодолеете ограниченията за дължина на кабела, можете:

закупете свръхвисоко качество (и цена) DVI електрически кабели. В някои случаи производителите на такива кабели гарантират тяхната работа с максимални разделителни способности за дължини до 15 метра
използвайте схема с повторители (вижте фиг. 7)
използвайте оптични удължителни кабели или други специални решения. Обикновено това е по-евтино от повторителите (ако броят на последните е повече от 2), разширителите работят на разстояния от десетки до стотици метри.

Ориз. 9. Интегриран оптичен кабел (вляво, до 100 м дължина), предавател и приемник за използване с отделен оптичен кабел (вдясно, до 500 м дължина на кабела)

ИНТЕРИОР: СЕРВИСЕН КАНАЛ (DDC)

Ако каналът на услугата DDC не работи, видео данните на TMDS каналите може да бъдат блокирани

Интерфейсите DVI-D и DVI-I, в допълнение към описаните по-горе цифрови канали, съдържат още един, предназначен за обмен на информация между източник, оборудван с видео процесор (например компютър с видеокарта) и дисплей. Канал DDC(Display Data Channel) е предназначен да предава подробно „досие“ на дисплея на процесора, който, след като се запознае с него, произвежда оптимален сигнал за даден дисплей с необходимата разделителна способност и пропорции на екрана. Това досие, наречено EDID(Разширени данни за идентификация на дисплея или подробни данни за идентификация на дисплея) е блок от данни със следните секции: марка на производителя, идентификационен номер на модела, сериен номер, дата на пускане, размер на екрана, поддържани разделителни способности и основна разделителна способност на екрана.

Когато се стартира DVI-съвместим източник, процесът HPD (Hot Plug Detect) се активира. След това източникът чете EDID блока данни. Ако мониторът откаже да предостави информация за себе си, каналът T.M.D.S се блокира.

Когато използвате оборудване, което отговаря на стандарта и стандартните кабели, за проста верига за свързване (източен кабел-монитор), тази верига работи нормално. Въпреки това, в по-сложни случаи DDC каналът може да не работи - например, ако между изхода и дисплея са инсталирани превключватели, разпределителни усилватели и други елементи на сложни AV системи. В този случай възниква проблем: как да накарате изхода, например на видеокарта на лаптоп, да работи при липса на сервизен канал.

Ориз. 10. Устройство - EDID емулатор и приложението му
(Щракнете върху снимката за уголемяване)

Можете да „измамите“ видео изхода с помощта на специално устройство. Такова устройство съхранява EDID блока данни във вътрешната си памет и го издава оттам при поискване от видеокартата. В този случай видео данните преминават през устройството „прозрачно“. Ако емулаторът е предварително обучен (чрез четене на истинския EDID от реален дисплей), източникът на сигнал ще „мисли“, че е постоянно свързан с дисплея и изходните данни.

Много превключватели и разпределителни усилватели за DVI и HDMI сигнали вече имат вградени подобни емулатори, което улеснява работата на инсталатора. Имайте предвид, че наличието на емулатор по никакъв начин не гарантира работата на HDCP системата за криптиране на видео данни, за която наличието на „жив“ DDC канал е задължително.

ВЪТРЕШНО: HDCP КРИПТИРАНЕ НА ДАННИ

Криптографската система HDCP (Highbandwidth Digital Content Protection) на Intel е метод за защита на цифрови данни с висока разделителна способност. Предоставя възможност, в зависимост от конкретния случай, да задава различни нива на защита, така че не ограничава свободата на работа с видео данни в рамките, одобрени от действащото законодателство. Например HDCP не осигурява защита срещу копиране и не влошава изкуствено качеството на копията. Следните действия са строго забранени: копиране на програми с премахната защита, получаване на незащитен цифров поток с висока разделителна способност. Ретранслаторите и разпределителите на сигнала са разрешени, но те трябва да „разменят пароли“ помежду си и да получат взаимно одобрение, което е възможно само ако всички устройства са съвместими с HDCP.

Има специален знак, записан на Blu-Ray диск или DVB поток, при наличието на който плейърът или приемникът трябва да активира криптиране на данните на своя цифров изход

Имайте предвид, че HDCP не е обвързан, например, с криптиране на данни на Blu-Ray диск или поток в DVB приемник. Това са различни технологии. На самия диск или в DVB потока просто се изписва специална маркировка, при наличието на която устройството (плейър или приемник) трябва да активира криптиране на данните на своя цифров изход.

HDCP системата може да работи както с DVI, така и с HDMI интерфейса. Вярно е, че за (най-вече) компютърния DVI интерфейс HDCP се използва изключително рядко, докато за потребителския HDMI интерфейс HDCP кодирането се използва навсякъде (и за повечето видео програми - безпроблемно).

HDCP защитава правата на потребителя, като го защитава от потока от нискокачествени продукти
видео продукция

Специално трябва да се отбележи, че HDCP работи не само за притежателите на права върху филмови материали, но също така защитава правата на потребителя, като го предпазва от потока от нискокачествени видео продукти (например получени чрез интернет), качеството който е несъвместим със съвременните телевизионни формати с висока разделителна способност.

HDCP работи по сложна схема, която преди всичко изисква наличието на собствени „тайни“ кодови комбинации във всеки DVI/HDMI предавател и приемник. В една система са разрешени до 127 двойки предаватели и приемници и до 7 нива на разклоняване (или препредаване). За да се активира DVI/HDMI връзката, всяка двойка предаватели и приемници трябва успешно да преминат процеса на взаимно удостоверяване. За тази задача се използва същият канал за услуга DDC.

Когато използвате HDCP, аналоговите изходи могат да произвеждат изображение с висока разделителна способност или изображение с ниска разделителна способност, или изобщо да не произвеждат изображение - по преценка на производителя

Първият етап от процеса на удостоверяване е обменът на кодови комбинации, които са „закрепени“ в чиповете на оборудването и са недостъпни за потребителя. Кодовите комбинации трябва да имат правдоподобност, която се проверява чрез изчисляване на математическата сума R0. Предавателят генерира псевдослучайна последователност AN, която заедно с т.нар. "векторът за избор на код" (KSV) се изпраща към приемника. По същия начин, подобно съобщение се изпраща от приемника към предавателя. Ако KSV проверката е положителна (тяхната структура, наред с други неща, трябва да съдържа 20 нули и 20 единици), генераторите на кодове се стартират от двете страни, генерирайки 24-битови кодове за криптиране, съответстващи на определени стойности на „тайния“ параметър Ks . Сравняват се стойностите на R0 и Ks, синтезирани в предавателя и приемника.

Стойностите на KSV са индивидуални за всяко отделно устройство. Има и „черен списък“ с хакнати кодове, който се съхранява в паметта на устройството и се актуализира, когато се възпроизвеждат нови версии на BluRay (един от методите). Ако индивидуалните данни на конкретно устройство съвпадат с данните от този списък, процесът на инициализация незабавно се блокира. Така, веднъж забелязан в опит за заобикаляне на забраните, DVD/BluRay плейър ще стане персона нон грата във всяка система, при условие че някой забележи този опит и го докладва където трябва.

Целият процес на „стартиране“ на работата на DVI/HDMI интерфейса (четене на EDID, настройка на изхода) и HDCP системата (удостоверяване) може да отнеме до няколко секунди. В този момент няма изображение на дисплея.

Когато видео поток с HDCP кодиране е на цифровия изход на плейър или сателитен приемник, неговите аналогови изходи могат да генерират изображение с висока разделителна способност или изображение с ниска разделителна способност, или изобщо да не произвеждат изображение - по преценка на производител на устройството. За съжаление описанията на това поведение са изключително редки в документацията.

Концептуалната сложност на цялата система (DVI/HDMI, DDC/EDID, HDCP) се оказва с порядъци по-висока от всички досега използвани аналогови интерфейси. Въпреки че в масовото производство това практически не води до увеличаване на цената на оборудването (и теоретично дори трябва да го направи по-евтино), проблемите със съвместимостта и дори простата оперативност на оборудването, особено от различни производители, сега са изключително актуални. Характеристиките на „фърмуера“ на оборудването и грешките при внедряването на интерфейси могат да отменят всички предимства на най-скъпата и модерна съвременна технология.

Преди да закупите комплект оборудване с DVI/HDMI интерфейс и HDCP поддръжка, не забравяйте да го включите и проверете във всички режими, включително когато възпроизвеждате съдържание с активирана HDCP защита

Препоръчваме преди да закупите оборудване с DVI/HDMI интерфейс и HDCP поддръжка, не забравяйте да го включите (целия комплекс - източници на сигнал, междинни превключватели, разпределители, AV приемници, дисплеи и всички свързващи кабели) и да го проверите във всички режими , включително при възпроизвеждане на съдържание с активирана HDCP защита.

БЪДЕЩЕТО НА DVI И HDMI

Според оптимистичните прогнози на Intel стандартът DVI и HDMI ще бъде актуален поне през следващите десет години.

Изместването на старите интерфейси набира скорост. В не толкова далечно бъдеще нещата най-вероятно ще стигнат до изчезване на аналоговата част от видеотехниката. За HDMI интерфейса, който замества DVI, това вече се случи (там няма аналогова част).

HDMI ИНТЕРФЕЙС

Развитие на DVI интерфейса е мултимедийният интерфейс с висока разделителна способност HDMI (High Definition Multimedia Interface). HDMI видео частта, както и каналът за услуга DDC, са напълно съвместими с DVI, но външният вид е напълно различен, т.к. използва се различен конектор. HDMI е по-усъвършенстван интерфейс от DVI, главно поради възможността за предаване на многоканален звук. Освен това HDMI е оборудван с CEC контролен интерфейс (не е наличен в DVI).

HDMI е по-усъвършенстван интерфейс от DVI, главно поради възможността за предаване на многоканален звук

Точно като DVI, HDMI интерфейсът може да бъде с една връзка (Single Link) или с двойна връзка (Dual Link) (за тези версии се използват различни конектори). TMDS комуникационните линии и DDC каналът за услуги работят точно както в DVI.

Честотната лента на HDMI (като DVI) достига 5 Gbit/s. Това е достатъчно за 1080p видео сигнал и два канала некомпресирано цифрово аудио в PCM до 48 kHz или 5.1 канала в Dolby Digital или DTS. Аудио предаването се извършва в смес с видео, използват се същите TMDS линии (в кабела няма допълнителни проводници за аудио).

Ориз. 11. Сравнение на HDMI и DVI кабелни конектори (вдясно)

HDMI конекторът е по-компактен, но няма ключалки и (при използване на дълги и тежки кабели) е склонен да изпадне от гнездото.

HDMI КАБЕЛ

Последната версия на стандарта HDMI 1.3a към момента на публикуване на брошурата описва 3 вида конектори:

Стандартна единична връзка (тип A)
Стандартна двойна връзка (тип B)
Миниатюрна единична връзка (за компактни устройства) (Тип C)

Най-често срещаният тип е стандартната единична връзка (тип A). Други видове съединители все още са рядкост. Оформлението на такъв конектор е показано на фиг. 12, а определянето на контактите е обобщено в таблица 2.

Таблица 2. Pinout на HDMI конектор (тип A, единична връзка)

прод.	Описание	прод.	Описание
1	T.M.D.S 2+ данни	2	Екран за T.M.D.S 2 данни
3	T.M.D.S данни 2–	4	T.M.D.S данни 1+
5	Екран за T.M.D.S данни 1	6	T.M.D.S данни 1–
7	T.M.D.S данни 0+	8	Екран за T.M.D.S данни 0
9	T.M.D.S данни 0–	10	T.M.D.S+ барове
11	Екран за T.M.D.S бийтове	12	T.M.D.S– барове
13	ЦИК	14	(не се използва)
15	DDC часовници (SCL)	16	DDC данни (SDA)
17	Земя (за DDC/CEC)	18	Захранване +5 V
19	Hot Plug сензор

Ориз. 12. Кабелна част на конектора HDMI Type A

ИНТЕРИОР: TMDS, DDC, HDCP

Технологиите за предаване на видео данни (TMDS), сервизният канал (DDC), системата за криптиране (HDCP) са подобни на описаните за DVI интерфейса.

Дължините на кабелите и максималните разделителни способности са подобни на тези за DVI - вижте фиг. 8. За да преодолеете ограниченията на дължината, можете да използвате същите методи като за DVI (фиг. 13).

Ориз. 13. Оптичен кабел за HDMI удължител (Тип А) до 100 метра

В допълнение към всички DVI видео режими, HDMI поддържа:

от версия 1.2 - YUV цветово пространство (т.е. Y/Pb/Pr)
от версия 1.3 - цветово пространство xvYCC (IEC 61966-2-4, има 1,8 пъти по-широка цветова гама)
от версия 1.3 - удвоена скорост на трансфер на данни (x2) чрез TMDS. Режимът изисква използването на специални кабели („категория 2“) с подобрени параметри. Кабелите за всички предишни версии попадат в "категория 1". В допълнение към режима x2 се поддържат режими x1.25 и x1.5.

При използване на режим на удвояване на скоростта на трансфер, започвайки от версия 1.3 е възможно следното:

увеличаване на дълбочината на цвета до 48 бита
увеличете кадровата честота за стандартни максимални разделителни способности до 120 Hz
увеличаване на максималната разделителна способност

ВЪТРЕШНОСТИ: АУДИО ПРЕДАВАНЕ

Аудио данните се предават заедно с видеото по същите TMDS комуникационни линии. Аудио потокът се „нарязва“ на пакети и се предава в неизползвани секции на видеото (по време на интервали на хоризонтално и вертикално заглушаване).

Ориз. 14. Аудио потокът се предава в пакети в интервали на заглушаване на видео

от версия 1.0 PCM стерео до 48k, Dolby Digital, DTS се поддържат
DVD-audio също се поддържа от версия 1.1
SACD също се поддържа от версия 1.2
от версия 1.3 Dolby®TrueHD и DTS-HD Master Audio™ също се поддържат (с битрейт до 8 Mbit/s)

ИНТЕРИОР: КАНАЛ ЗА КОНТРОЛ (CEC)

Много производители на електроника обявиха поддръжка за контролния канал на CEC

За управление на битовата електроника може да се използва допълнителна комуникационна линия CEC (Consumer Electronics Control). Благодарение на него всички устройства, свързани чрез HDMI интерфейс (до 10 броя), се обединяват в мрежа за управление. Има стандартни команди за управление (Старт, Стоп, Превъртане назад, команди за менюта, тунери, телевизор и др.), които устройствата могат да предават едно на друго. Това ви позволява да контролирате едно устройство (да речем Blu-Ray плейър) от дистанционното управление на друго (да речем телевизор), да автоматизирате някои процеси и т.н. С пускането на HDMI 1.3 много производители на електроника обявиха поддръжка за този контролен канал.

СЪВМЕСТИМОСТ НА ИНТЕРФЕЙСА

HDMI стандартът предвижда пълна съвместимост на всички версии на интерфейси (отгоре надолу и отдолу нагоре):

DVI (версия 1.0) трябва да е съвместим с HDMI (всяка версия). Разбира се, няма аудио поддръжка. Видео режимите ще бъдат ограничени до тези, определени за DVI. Връзката може да се осъществи с адаптерен кабел (или чрез адаптерен адаптер)
HDMI (всяка версия) трябва да е съвместим с HDMI (всяка версия). Освен това възможностите на такава система се определят от възможностите на нейния „младши“ компонент.
Всяка комбинация от версии на източника на сигнала, дисплея и междинните устройства (ретранслатори, превключватели и т.н.) е приемлива, със същото предупреждение по отношение на възможностите.

Ориз. 15. DVI-HDMI преходен кабел и адаптер

За съжаление не всички устройства на пазара демонстрират такава отлична съвместимост. Например, някои широкоекранни дисплеи за домашно кино не поддържат RGB цветовото пространство (изисквано от DVI и HDMI 1.0) и разбират само ограничен брой видео режими (срещу минимума, изискван от стандарта). В същото време такива дисплеи показват логото "HDMI" и обявяват поддръжка за версия 1.3.

Имайте предвид също, че разширените функции на HDMI 1.3a са до голяма степен незадължителни, което улеснява „съобразяването“ с тази най-нова версия на стандарта – просто трябва да отговаряте на минималните изисквания (всъщност изискванията за версия 1.0). Ето защо, когато купувате оборудване, не забравяйте да се уверите, че то наистина има разширенията, които ви трябват - числото 1.3a в спецификацията, за съжаление, не означава нищо...

Интернет връзки:

DVI стандарт http://www.ddwg.org
HDMI стандарт

Вече 10 години компютрите и лаптопите са оборудвани не с един, а с два или три вида конектори едновременно. Портовете се различават както по размер, така и по външен вид. Какъв тип свързване на монитор предпочитате? Статията също така обсъжда практическата полза от едновременното свързване на два или дори три монитора.

Често срещани, но стари видове съединители

VGA (Video Graphics Array): остаряла класика

Синият трапецовиден интерфейс доминира в компютърната сфера в продължение на 25-30 години. Той работи чудесно на по-стари CRT дисплеи поради аналоговия си характер. Но се появиха плоски LCD екрани - цифрови устройства, след което разделителните способности започнаха да се увеличават и доброто старо VGA започна да губи позиции.

Днес той се вгражда във видеокарти все по-рядко, но много устройства (домакински плейъри, проектори, телевизори) все още са оборудвани с поддръжка за безнадеждно остарялата VGA. Вероятно още няколко години „старецът“ ще остане не много желан, но широко разпространен де факто стандарт - ако имате някакви съмнения кой кабел можете да използвате, за да свържете монитора в следващия офис, вземете VGA.

DVI-I (цифров визуален интерфейс): друг дълготраен видео интерфейс

Всъщност има няколко от тях: DVI-A, -D и -I, плюс техните разновидности. Но когато говорим за най-често срещания DVI стандарт, имаме предвид аналогово-цифровия DVI-I Dual Channel - именно тази спецификация е вградена в повечето компютри.

По едно време DVI дойде да замени VGA, който бързо остаряваше в средата на 2000-те. Възможността за предаване както на аналогови, така и на цифрови сигнали, поддръжка на големи (в онази епоха) резолюции и високи честоти, липсата на евтини конкуренти: DVI продължава да служи като стандарт днес. Но едва ли активният му „живот“ ще продължи повече от още 3-4 години.

Резолюции, по-високи от минимално удобния FullHD днес, все по-често се срещат дори в евтини компютърни системи. С нарастването на мегапикселите някогашните сериозни възможности на DVI свършват. Без да навлизаме в технически подробности, отбелязваме, че пиковите възможности на DVI няма да позволят показване на изображение с резолюция над 2560 x 1600 при приемлива честота (над 60 Hz).

Съвременни видео интерфейси

HDMI (High Definition Multimedia Interface) – кралят на мултимедията

Съкращението „HD-IM-AI“, някога неудобно за руските уши, все повече навлиза в живота ни. Защо HDMI стана толкова популярен? Просто е:

произволно дълги проводници (добре, честно казано - до 25-30 метра);
предаване на звук (дори многоканален!) заедно с видео - сбогом на необходимостта да купувате отделни високоговорители за телевизор;
удобни малки конектори;
поддръжка навсякъде - плейъри, "зомби кутии", проектори, видеорекордери, игрови конзоли - трудно е веднага да се сетите за оборудване, което няма HDMI конектор;
свръхвисоки резолюции;
3D картина. И да, възможно е заедно с ултрависоки разделителни способности (версии HDMI 4b и 2.0).

Перспективите за HDMI са най-обещаващи - развитието продължава; през 2013 г. бяха приети спецификации версия 2.0: този стандарт е съвместим със стари кабелни конектори, но поддържа все по-впечатляващи разделителни способности и други „вкусни“ функции.

DisplayPort (DP): конектор, който става повсеместен

И DisplayPort е изумително красив на вид...

В продължение на много години компютрите рядко бяха оборудвани с този пряк конкурент на HDMI. И - въпреки факта, че DisplayPort беше добър за всички: и поддръжка на много високи резолюции заедно със стерео сигнал; и аудио предаване; и внушителна дължина на проводника. Това е дори по-изгодно за производителите от лицензирания HDMI: няма нужда да плащате на разработчиците на стандарта 15-25 цента, на които собствениците на HDMI имат право.

DP конекторът просто имаше лош късмет в ранните си години. Компютрите обаче все по-често се оборудват с двойка Display Ports на съвременната версия 1.4 стандарт. И на негова основа се „роди“ друг популярен стандарт с огромни перспективи: „по-малкият брат“ на Display Port...

Mini DP (Mini DisplayPort)

Заедно с HDMI и напълно остарелия VGA, Mini DisplayPort конекторът е вграден в почти всеки компютър и лаптоп. Той има всички предимства на своя „голям брат“, плюс миниатюрния си размер – идеално решение за все по-тънки лаптопи, ултрабуци и дори смартфони и таблети.

Предаване на аудио сигнал, за да не купувате отделни колони за монитора? Моля - колко канала ви трябват? Стереоскопия дори в 4K? Да, въпреки че интерфейсът ще трябва да напрегне всичките си електронни мускули. Съвместимост? На пазара има голямо разнообразие от адаптери за почти всеки друг конектор. Бъдеще? Стандартът Mini DP е жив и здрав.

Thunderbolt: екзотични опции за свързване на монитор

Има и други такива. От една година Apple, заедно с разработчиците на Intel, рекламират бързия, универсален, но безумно скъп интерфейс Thunderbolt.

Защо мониторите се нуждаят и от Thunderbolt? Въпросът остава години наред без ясен отговор.

На практика мониторите с негова поддръжка не са толкова разпространени и има сериозни съмнения относно оправдаността на Thunderbolt за предаване на видео сигнал. Това ли е модата за всичко "Apple"...

За съжаление, извън обхвата на тази статия остава най-интересната възможност за свързване на екрани към компютър (и дори захранване към тях!) с помощта на интерфейса USB 3.0 (или, още по-интересно, 3.1). Тази технология има много перспективи, а има и предимства. Това обаче е тема за отделен преглед – и то за близко бъдеще!

Как да свържете нов монитор към стар компютър?

Под “стар компютър” най-често се разбира компютър с един порт – VGA или DVI. Ако нов монитор (или телевизор) абсолютно не иска да бъде приятел с такъв порт, тогава трябва да закупите сравнително евтин адаптер - от VGA към HDMI, от Mini DP към DVI и т.н. – има много варианти.

При използване на адаптери са възможни някои неудобства (например, няма начин да се предава звук или изображения с особено висока разделителна способност чрез VGA), но такава схема ще работи правилно и надеждно.

Безжичен видео сигнал (WiDi)!

Има такива интерфейси, дори няколко. Intel Wireless Display (известен още като WiDi или „Wi-Dai“, колкото и странно да звучи за рускоезичния читател): адаптер, който струва около 30 долара, се свързва към USB конектора на телевизор или монитор (ако технологията е поддържан от производителя).

Сигналът се изпраща чрез Wi-Fi, а на екрана се показва видео изображение. Но това е само на теория, а на практика значителни пречки са разстоянието и наличието на стени между приемника и предавателя. Технологията е интересна, има перспективи – но засега нищо повече.

Друг безжичен видео интерфейс е AirPlay от Apple. Същността и практическото приложение са същите като WiDI от Intel. Малко скъпо, не много надеждно, далеч от практичност.

По-интересно решение, но все още неразпространено, е Wireless Home Digital Interface (WHDi). Не е точно Wi-Fi, въпреки че е много подобна безжична технология. Ключова характеристика е патентован метод за защита срещу смущения, забавяне и изкривяване.

Свързване на няколко монитора едновременно

Дори начинаещ потребител може да се справи със задачата да прикачи основен или допълнителен екран: свързването на монитор към компютър или лаптоп не е по-трудно от флаш устройство. Свързването на монитор към компютър е възможно само по правилния начин: конекторът просто няма да влезе в конектор, който не е предназначен за него.

Отлична характеристика на съвременните видеокарти и операционни системи е възможността за свързване на няколко монитора към един източник на сигнал (компютър, лаптоп). Практическите ползи са огромни и то в две различни версии.

1. Режим на клониране на изображение

Основният екран на компютъра работи нормално. Но в същото време изображението се дублира напълно на телевизор с голям диагонал и/или проектор. Просто трябва да свържете видео кабела както към големия екран, така и към проектора. Звукът се предава заедно с изображението, ако използвате модерни конектори (HDMI, Mini DP).

2. Многоекранен режим

Разделителната способност на мониторите непрекъснато расте - но винаги ще има задачи, за които бих искал да имам по-широк екран. Изчисления в голяма електронна таблица на Excel или работа с няколко браузъра едновременно; дизайнерски задачи и редактиране на видео. Равномерното писане е по-удобно, когато има и допълнителен дисплей до основния. „Пролука“ - рамките на екраните на практика пречат не повече от рамките на очилата - след няколко минути просто не ги забелязвате. Геймърите също обичат да използват няколко монитора наведнъж - потапянето в играта с такава схема е много по-вълнуващо. Между другото, някои видеокарти на AMD поддържат до 6 монитора едновременно (технологията Eyefinity вдигна много шум в ИТ общността преди 5 години).

Картина: ето как можете да извикате настройките за свързване на втори или трети монитор: щракнете върху „Настройки на графиката“ от Intel или Nvidia.

Как да свържете втори монитор към компютър? Поставете конектора на кабела - най-вероятно изображението ще бъде незабавно „прието“ от втория екран. Ако това не се случи или са необходими допълнителни настройки / друг режим - минута работа в графичния драйвер на видеокартата. За да стигнете до тази програма, просто щракнете с десния бутон върху иконата на видео драйвера на Intel, Nvidia или AMD - в зависимост от това кой видео адаптер е инсталиран на компютъра и изберете „Настройки“. Иконата на видео адаптера винаги присъства в контролния панел и в почти всички случаи - в трея на Windows, денонощно.

Избираме необходимия щепсел за подходящия конектор. Какви видове кабели предлагат производителите? "HDMI,DVI,VGA,DisplayPort"и кой интерфейс е оптимален за свързване на монитор.

Преди това за свързване на монитор към компютър се използваше само аналогов интерфейс VGA. Съвременните устройства имат конектори "HDMI,DVI,VGA,DisplayPort".Нека да видим какви са предимствата и недостатъците на всеки от интерфейсите.

С развитието на новите технологии за монитори с плосък панел възможностите на конектора станаха недостатъчни VGA. За постигане на най-високо качество на изображението е необходимо да се използва цифров стандарт като напр DVI. Производителите на устройства за домашно забавление създадоха стандарт HDMI, който стана цифров наследник на аналоговия сканиращ конектор. Малко по-късно се развива VESA (Асоциация за стандарти за видео електроника). DisplayPort.

Основни интерфейси за свързване на монитори.

■ VGA. Първият стандарт за свързване, който все още се използва днес, е разработен през 1987 г. от тогавашния водещ производител на компютри IBM за неговите компютри от серия PS/2. VGA е съкращение от Video Graphics Array (масив от пиксели), едно време това беше името на видеокартата в компютрите PS/2, чиято разделителна способност беше 640x480 пиксела (комбинацията „VGA резолюция“, често срещана в техническите литература означава точно тази стойност).

Аналогова система за предаване на данни с нарастваща разделителна способност само влошава качеството на картината. Следователно в съвременните компютри цифровият интерфейс е стандарт.

. ■ DVI.Това съкращение е oz-naHaeTDigital Visual Interface - цифров видео интерфейс. Той предава видео сигнала в цифров формат, като същевременно поддържа високо качество на изображението.

DVI е обратно съвместим: Почти всички компютри имат DVI-I конектор, който може да предава както цифрови видео данни, така и VGA сигнал.

Евтините видеокарти са оборудвани с DVI изход в модификацията Single Link (едноканално решение). Максималната резолюция в този случай е 1920x 1080 пиксела. (Пълно HD). По-скъпите модели видео карти имат двуканален DVI (Dual Link) интерфейс. Те могат да бъдат свързани към монитори с резолюция до 2560x1600 pix.

DVI конекторът е достатъчно голям, така че Apple разработи Mini DVI интерфейс за своите лаптопи. С помощта на адаптера можете да свържете устройства с Mini DVI към монитори, оборудвани с DVI конектор.

интерфейси за свързване

■ HDMI. Съкращението HDMI означава High Definition Multimedia Interface, т.е. мултимедиен интерфейс с висока разделителна способност. В съвременните устройства за домашно забавление, като телевизори с плосък екран и Blu-ray плейъри, HDMI е стандартният интерфейс за свързване.

Както при DVI, сигналът се предава в цифров формат, което означава, че оригиналното качество се запазва. Заедно с HDMI е разработена технология за защита на HDCP (High Bandwidth Digital Content Protection), която предотвратява създаването на точни копия, например на видео материали.

Първите устройства с HDMI поддръжка се появиха в края на 2003 г. Оттогава стандартът е модифициран няколко пъти, по-специално е добавена поддръжка за нови аудио и видео формати (вижте таблицата по-горе).

За миниатюрни модели оборудване има Mini HDMI интерфейс; Подходящ HDMI/Mini HMDI кабел е включен в много устройства.

■ DisplayPort(DP). Нов тип цифров интерфейс за свързване на видеокарти с дисплейни устройства е предназначен да замени DVI. Текущата версия на стандарта 1.2 ви позволява да свържете няколко монитора, когато те са последователно свързани в една верига. В момента обаче няма много устройства с DP порт. Като пряк конкурент на HDMI, този интерфейс има значително предимство от гледна точка на производителите: не изисква лицензионни такси. Докато за всяко устройство с HDMI трябва да платите четири американски цента. Ако конекторът на компютър или лаптоп е маркиран с „DP++“, това означава, че адаптерът може да се използва за свързване на монитори с DVI и HDMI интерфейси.

За да се гарантира, че на гърба на съвременните видеокарти има достатъчно място за конектори за други цели, беше разработена по-малка версия на интерфейса DP. Например видеокартите от серията Radeon HD6800 съдържат до шест Mini DP порта.

HDMI,DVI,VGA,DisplayPort

Кой от тези стандарти ще бъде най-широко приет? HDMI има много голям шанс за успех, тъй като повечето устройства имат този интерфейс. Има обаче нов коз в колодата на азиатските производители: според официалните данни цифровият интерактивен интерфейс за видео и аудио (DiiVA) осигурява пропускателна способност от 13,5 Gbps (DP: 21,6; HDMI: 10,21. Освен това, като компаниите обещават, че максималната дължина на кабела между устройства, като Blu-ray плейър и телевизор, ще бъде до 25 м. Все още няма информация как изглежда интерфейсът DiiVA.

Прехвърляне на видео през USB

Преди две години стана възможно свързването на монитори чрез USB чрез DisplayLink адаптери. Въпреки това, поради ниската (480 Mbps) честотна лента, USB 2.0 връзката не е подходяща за видео предаване. Друго нещо е най-новата версия на USB стандарта (3.0), осигуряваща скорост на трансфер на данни до 5 Gbit/s.
Адаптер от DisplayLink ви позволява да свързвате монитори директно към USB порта на компютъра.

Как да свържете компютър и монитор с различни интерфейси.

Благодарение на адаптерите има много възможности за свързване (вижте таблицата по-долу).

Обичайните адаптери, като DVI-I/VGA, са на доста разумна цена. Така наречените конвертори, които преобразуват цифровия изходен сигнал на DisplayPort в аналогов VGA сигнал, са много по-скъпи.

Въпреки това, например, когато свържете телевизор с HDMI интерфейс към DVI конектора, почти винаги няма звук.

Възможно ли е да се комбинират устройства с различни версии на HDMI?

С тази комбинация ще бъдат достъпни само функциите на по-ранната версия на съответния интерфейс. Например, ако видеокарта с HDMI 1.2 е свързана към 3D телевизор, който поддържа HDMI 1.4, тогава 3D игрите ще се показват само в 2D формат.
съвет. Инсталирането на нов драйвер ви позволява да добавите поддръжка за HDMI 1.4 в някои видеокарти, базирани на чипове NVIDIA, например GeForce GTX 460.
Кои конектори осигуряват най-добро качество на картината?

Тестването показа, че аналоговият VGA интерфейс осигурява най-лошото качество на изображението, особено при предаване на сигнали с резолюция над 1024x768 pix. Днес дори 17-инчовите монитори поддържат тази резолюция. Собствениците на монитори с по-голям диагонал и резолюция 1920x1080 пиксела силно се препоръчват да използват DVI, HDMI или DP.

Как да свържете монитор към лаптоп?

Повечето лаптопи са оборудвани с конектори за свързване на външни монитори. Първо свържете монитора към лаптопа. След това с помощта на бутоните Ш и KPI можете да превключвате между следните режими.

■ Използване на външен монитор като основен. Дисплеят на лаптопа се изключва и изображението се показва само на свързания външен монитор. Най-добрият вариант за киномани и геймъри.

Режим на клониране. Външният монитор и дисплеят на лаптопа показват едно и също изображение

■ Практичен за презентации и семинари.

■ Многоекранен режим. Позволява ви да увеличите размера на работния плот на Windows, като използвате няколко монитора. Много е удобно, например, когато пишете текст в Word, да имате имейл съобщения пред очите си.

Ще бъде ли възможно да свържете телевизора към компютъра?

Съвременните компютри и лаптопи нямат аналогови видео интерфейси като S-Video или композитен конектор. Следователно определено няма да можете да свържете стар CRT телевизор. По-голямата част от моделите с плосък панел обаче са оборудвани с DVI или HDMI интерфейси, което означава, че свързването им към компютър не е трудно.

Нетбуците по правило имат само VGA изход и към тях могат да бъдат свързани само тези телевизори, които имат VGA вход.

Възможно ли е свързване на монитор през USB

За традиционните монитори това е възможно само с помощта на допълнителен DisplayLink адаптер. В продажба обаче има и модели, които се свързват директно към USB порта на компютъра - например Samsung SyncMaster 940 UX.

Каква е максималната дължина на кабела на монитора?

Възможностите на кабела зависят от типа връзка. При използване на DVI дължината на връзката може да достигне 10 м, но в случай на HDMI и VGA не трябва да надвишава 5 м. За постигане на максимална скорост на трансфер.

На какво трябва да обърнете внимание, когато купувате видео кабел?

За да предотвратите влиянието на близките електронни устройства върху качеството на предавания сигнал, купувайте само добре екранирани кабели. Когато използвате кабел с ниско качество, други устройства могат да причинят смущения и в някои случаи дори да намалят скоростта на трансфер на данни. В резултат на това екранът ще покаже накъсано изображение или ще се появи ефект на псевдоним. Позлатените контакти предотвратяват корозията на щепселите поради високата влажност на въздуха. В допълнение, позлатените контакти, използвани в съвременните кабели, намаляват съпротивлението между конектора и щепсела, което подобрява качеството на предаване. Но както можете да видите от практиката: можете да забравите за всичко това, позлатени контакти и други глупости, с евтини китайски кабели, а именно те се доставят в комплект с монитори и видеокарти. И се справят много добре със задълженията си.

За справка: веднъж някъде се събраха меломани да тестват кабели. Имаше както позлатени, така и платинени контакти, от $1000 на кабел и много повече. Е, оценките бяха дадени за качество на звука. За да се определи победителят, състезанието се проведе естествено на тъмно, производителят не се виждаше. Е, един от организаторите излезе с идеята да изпрати сигнал чрез обикновен железен лост (който се използва за удряне на земята). И какво мислите ВИЕ, той взе една от наградите.

И любителите на музиката прекараха дълго време, обяснявайки какъв кристално чист звук идва през този готин кабел. Така че обърни си главата, иначе видях момчетата имат кабел DVIна цена по-висока от видеокартата и монитора взети заедно.