Thursday, November 14, 2019

消除HDMI與VGA的七大誤區 辨別孰優孰劣

  目前很多消費者受到一些有意無意的技術誤導,產生了一些技術誤解,並在網絡上到處傳播,本文對這些流行觀點進行收集,並一一解釋,如有不當之處,請大家指正。

  網友的誤解有下面幾點:

  誤解一:HDMI是高清,VGA不是。

  HDMI是視頻的接口標準,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版權保護協議等。目前HDMI最高支持1920*1080P 的高清格式。

  VGA也是一種視頻接口標準,是IT業使用時間最長的視頻傳輸方式。它支持從640*480一直到高達2560*1600的各種分辨率。

  高清是指一種清晰度極高的分辨率,通常使用於電視機領域,包括:1280*720i、1280*720P、1920*1080i、1920*1080P等格式。

  這三者不是等同關係,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。從現有的分辨率上看,VGA 可以支持遠遠高於高清的分辨率。目前各大工程及各大機構的指揮中心(如:軍警和電視台)均採用VGA技術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的帶寬是數字信號帶寬,VGA是模擬信號帶寬,這兩者處於不同的定義。不能直接進行比較。作為兩種不同技術的傳輸方式,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。 這中間為什麼有這樣的差異呢?首先HDMI是數字信號,當模擬視頻上產生一個脈衝電波信號,HDMI則需要一組0、1編碼的方波信號來進行描述,其需要的帶寬當然高很多。但是帶寬高並不等於HDMI傳輸了更多的視頻信號,這僅僅是因為傳輸技術的不同而已。

  誤解三:HDMI信號不需要數模轉換,沒有信號損失;VGA信號需要數模轉換,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(HDMI、DVI、Displayport等)的權威文章均沒有提及,應該屬於網友們的想當然的技術誤解。首先我們要明白數字視頻的含義:數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行描述(編碼);既然數字信號是描述模擬信號的,那麼依照正確的數字編碼來轉換模擬信號,又怎麼會出現損失呢。

  HDMI雖然不需要數字模擬轉換,但是還是要經過數字對數字的轉換。無論它是怎麼樣的轉換過程,轉換成什麼,終究是對模擬電信號的描述。

  數字信號描述的信號是由一個個點組成的,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的曲線,所以模擬信號的給人的真實感更好。當數字信號轉換至模擬信號的時候,直接出來的也是一個個的點(數字信號的採樣點),而沒有描述的部分會由轉換程序自動生成(類似與3D的抗鋸齒技術)以形成連續的模擬信號波形。模擬信號轉換至數字信號的時候,連續的模擬信號轉換為描述一個個點的數字信號,信號變得不完整。從這個過程看,數字信號轉換為模擬信號是有增強而不是有損失,而模擬信號轉換到數字信號才會有損失。

  而在VGA傳輸過程中,VGA轉LVDS驅動液晶面板的信號損失可以忽略,因為在前後端數字採樣率相同的情況下,這些損失的信號本來就是(將數字信號轉換為模擬信號的時候)程序自動填補的部分,不是數字信號源原本信號的損失。

  所以關於HDMI和VGA的數模轉換方面的損失誤解是沒有理論依據的。

  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複雜的討論,需要詳細討論它們的原理,比較它們之間的不同之處到底在哪裡?

  A) VGA的視頻技術原理:

  早期的顯示輸出標準有三種:MDA、CGA、EGA,這三種標準也都是以TTL數字信號輸出,但是以模擬信號的方式輸出的VGA(Video Graphics Array)標準的出現,立即淘汰了以前的老顯示標準,直至現在,VGA已經統治計算機行業20年。

  VGA視頻技術在於它採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年前出現的技術導致VGA視頻技術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治地位,其VGA模式家族十分壯大,並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 640×480;
  SVGA Super VGA 800×600;
  XGA Extended GA 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,關於VGA不能上高清格式的論點就不需要我反駁了,實在要驗證的話,大家到顯卡設置上去驗證吧~~~~

  B) HDMI原理:

  HDMI是2002年新推出的針對家電市場的視頻標準,它把視頻信號分為R、G、B、H、V五種信號用TMDS技術編碼,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信號通道裡面傳輸,R、G、的多餘位置用來傳輸音頻信號。

  HDMI和VGA經過了同樣多的轉換過程。兩者的差別主要是HDMI的數字信號傳輸和VGA的模擬信號傳輸的差別,也就是說,HDMI和VGA主要是傳輸過程不同引起的差異。

  HDMI採用的是TMDS技術傳輸信號(TMDS是最小化差分傳輸技術),VGA採用的是模擬非平衡傳輸技術。因為VGA視頻技術誕生於20年前,當時還沒有差分傳輸技術。在同類信號的對比中,差分平衡傳輸比非平衡傳輸強,這是肯定的事實。但是由於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。電信號傳輸的基本規律是:帶寬頻率越高,衰減越大。所以雖然HDMI的差分平衡技術比VGA的非平衡技術強,但是帶寬瓶頸卻制約了這個優勢。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的圖像的優劣。

  誤解五:HDMI是數字信號,對信號的衰減有很強的糾錯能力。

  HDMI信號採用的是TMDS技術,屬於實時傳輸。TMDS結構不同於數據封包技術,只有數據封包的傳輸才具有一定的信號糾錯功能,比如:IP數據包技術和Displayport視頻的微封包技術。

  誤解六:HDMI 的最高色深達到48位,所以效果好。

  一種技術能不能發揮,關鍵還是他的環境。家庭應用本來應該以實用為王。HDMI不管是24位色深還是48位色深對於現代家庭來說都沒有意義。受液晶面板技術的制約,我們所看到的液晶電視機和顯示器的圖像均是8位或者10位的,因為目前液晶面板技術只能達到這一步。

  不僅僅液晶面板如此,連我們在網絡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備來看,高色深還僅僅是個概念性的東西,無任何實用價值。

  如果大家現在面前是液晶顯示器,可以現場調一下,將顯示屬性的32位真彩,改為16位。看看你的面前的圖像有沒有變化。

  誤解七:使用DVD碟機的HDMI接口和VGA接口信號差距比較大,說明HDMI比VGA好。

  關於這個問題我們先看電腦主機,我們在使用電腦主機的HDMI接口和VGA接口的信號清晰度沒有什麼差別。為什麼會出現DVD碟機有差別,而電腦主機卻沒有差別呢?簡單的很:成本!!

  早期的DVD使用的視頻標準是600線,在這個分辨率下,VGA模式的電路成本非常低廉。同時DVD碟機的迅速降價也導致DVD碟機製造商不會提升造價。而帶有HDMI接口的DVD碟機就不同了,HDMI的概念能夠給DVD碟機製造商帶來巨大的利潤。其價格相差達到5-6百人民幣。為了突出這個產生價格差的概念,做好HDMI接口的效果是必然的,這就導致消費者誤以為HDMI效果遠勝VGA效果,卻不知道這是為了概念炒作。而這兩個接口的製造成本有這麼大的差距嗎?我們對比顯卡就是明證:帶HDMI接口和不帶HDMI接口的顯卡,價格差距並不大,效果差距也不大。

  HDMI視頻技術的固有缺點:

  1) HDMI是外部接口,對於視頻的分辨率和色深的提升能力有限。

  HDMI規範書雖然突出高帶寬和高色深概念,但是限於HDMI前面的計算機內部信號和後端液晶驅動電路的限制,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準是Displayport,他不僅僅可以作為外部信號的接口(設備to設備),也可以成為內部信號標準(IC to IC),統一計算機內部和液晶面板的驅動電路。從而實現計算機內部信號直接驅動液晶面板。類似於筆記本的液晶顯示技術,筆記本是直接使用LVDS技術驅動液晶面板。

  2) HDMI兼容性不好。

  由於HDMI的固件升級困難,HDMI1.1版本的設備將無法使用HDMI1.3協議,所以如果你購買了HDMI 1.3版的DVD碟機,HDMI 1.3接口的液晶電視,但是採用的HDMI1.1的線材,那麼你就老老實實讓它跑HDMI1.1的協議吧。同時,同樣具有HDMI接口的不同設備間也會出現不兼容不能顯示的問題,HDMI對設備的檢測採用的是窮舉法,在兼容性上具有先天局限。

  總述:

  HDMI接口整合了音頻、HDCP版權協議、數字視頻信號等,使用上確實比VGA接口方便,但單從視頻清晰度上,HDMI並不佔有多大的優勢地位。所以我們看到家電領域對消費者狂炒HDMI高清概念,而技術務實的IT行業並不哄炒HDMI概念。而這些炒作的造成的誤解、炒作者本身的技術素質令人目瞪口呆:大多數家電銷售員對於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。還是引用一段技術界對HDMI的評價來做這個總結吧:

  HDMI是一種很不錯的消費電子產品接口,但VESA認為它並非PC機顯示器接口的最佳解決方案。它在PC機顯示器(請查看對照表,這可能完全影響到未來顯示器的發展趨勢)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規範無法將設備內部和外部的顯示接口統一起來,它主要面向消費電子設備。

本文來自:電玩巴士

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