我眼中的“头”

硬派学堂

本期我们将学习显卡接口,请有电脑的同学打开机箱盖子,取下今天的道具——显卡,照着琪琪老师讲的内容,认识这些接口。

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课前须知道

在介绍显卡接口之前,我们必须先学习模拟和数字信号。模拟信号是连续变化的物理量表示的信息,比如广播的声音、以前闭路电视收到的信号等。而数字信号则要高科技一点,它具有抗干扰能力强、信号更好等特点,所以现在数字通信才会如此受到重视。

S端子——“老头”

在我心中,S端子(图1)就是“老头”。因为在VCD和DVD时代,它曾经大量用于视频设备的图像输出。现在放在显卡上,也就是多个摆设。S端子也叫S-Video,是英文Separate Video的缩写,中文意思是分离视频。它最大的特点就是把视频中的亮度信号(我们看到的屏幕的明亮程度)和色度(我们看到的颜色)分开来传输。为了便于理解,我们夸张点解释。如果我要给甲同学送纯净水、盐水、糖水(信号),每个车上就装有三种水,每种水用塑料袋包一下,一车一车的往甲同学那里送。但如果途中发生了塑料袋破裂的情况,不同的水就会相互影响(干扰),而且送到甲同学手上后,还要把一车的水分开拿下来归类入库,实在麻烦。为了提高质量,我采取了每个车只装一种水的方法,这样送到的水就不会出现相互影响的情况。这和我们的信号传输原理是类似的,我们平时看到的电视图像,我们可以粗略的认为由颜色和亮度组成,把它们分开传输就可以让图像质量得到提高。

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图1 7针的S端子接口

小贴士:S端子有4针、7针、9针三种(图2),4针是比较标准的S端子,而7针在4针的基础上多了一路输出视频信号,我们可以通过转接头将视频信号分离出来。9针的S端子则在7针的基础上要多一路音频信号或者加强的视频信号。

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图2 从上到下为4针、7针、9针的S端子接头

但是,我们可以发现视频信号还是会发生干扰,比如没有把颜色信号分开传输。所以在显示设备内部还要对颜色信号进行分离处理,这就不可避免地造成了信号的失真,再加上带宽也会受到限制,所以它不可能用来传输高清视频。随着高清的普及,我们还能说S端子“年轻”吗?

VGA——快过时的“头”

VGA(图3,它的外形很像字母D,所以也叫D-Sub接口)在显卡上的出镜率非常之高,称它为数量的“头”不为过。成为“头”和它本身的特点也有关,比起S端子,VGA把R、G、B三原色分开传输了,由于在传输过程中,颜色信号独立传输,因此它获得了比S端子更好的效果,更加适合传输更清晰、画质更好的视频信号。

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图3 VGA接口有15针

小贴士:小时候我们都玩过调色盘,两种颜色按照不同比例混合可以组合成很多新的颜色。而电脑显示的颜色也是如此,它以R(Red,红色)、G(Green,绿色)、B(Blue,蓝色)三种颜色为基础,相互搭配组成各种颜色,所以我们称R、G、B为三原色。

只不过,VGA接口也有致命的弱点,它传输的是我们前面提到的模拟信号。电脑内部采用数字方式生成图像,由于VGA是传输的模拟信号,那么显卡就必须先把数字信号转换为模拟信号(实现这个功能的叫数/模转换器)再通过VGA接口传输出去。转换还没完,由于液晶显示器是采用数字信号驱动的,因此VGA接口传输的模拟信号在液晶显示器内部还要经过一次模/数转换处理转换成数字信号,才能让液晶显示器显示。这样,在信号传输到液晶显示器显示的过程中,图像信号经过了两次信号转换,这样便会影响图像质量。就像把新鲜的菜翻炒再翻炒一样,味道肯定会变。在液晶显示器普及的年代,VGA这种会影响到画质的接口真的过时了。

DVI——真正的“头”

VGA接口的缺点背离了人们追求信号传输无失真的意愿,而DVI接口就成了最佳替代者。DVI(Digital Visual Interface,数字可视接口)与VGA接口不同,它传输的是纯数字信号,这样它在和液晶显示器搭配的时候,图像信息在传输过程中不会经历数/模、模/数转换,只需要经过数字解码便能够驱动显示器显示的图像,这样就不会因为转换问题而影响最后输出的图像的画质。

DVI接口主要有DVI-I(图4)和DVI-D(图5)两种规格。虽然“两兄弟”来自同一个标准,但是它们的“性格”却不太相同。DVI-D接口只传输数字信号,而DVI-I接口就开放一点,可同时兼容模拟和数字信号,如果要连接VGA接口,我们可以通过转接头实现(图6)。

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图4 DVI-I接口
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图5 DVI-D接口
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图6 DVI转VGA转接头

HDMI——数字家电的“头”

虽然HDMI接口(图7)早就出现在显卡上了,但我认为它是为家电而生的(比如客厅的液晶电视),而不是为我们这些普通的电脑用户准备的。所以如果你要配一台HTPC(家庭影院个人电脑)放在客厅看高清电影,那么显卡最好要有HDMI接口。

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图7

大家可以认为HDMI(High-definition Digital Multimedia Interface,高清晰数字多媒体接口)是DVI功能和带宽的升级版。功能方面,HDMI可以同时传输音频和视频信号,这就意味着,我们只需要一根HDMI线就可以让液晶电视发声,简化了连线的程序。而带宽也可以提高到约10Gbps,目前播放高清电影的应用在这样的带宽眼里,完全是小菜一碟。

DisplayPort——更有前途的“头”

别看HDMI带宽高又可以传输音频信号,但HDMI也有个缺点。如果厂商要用HDMI接口那么就要支付0.5美元/个的版权费,这对于产量较大的显示设备厂商来说,成本问题是不能忽视的。而使用DisplayPort(图8)的用户则不需要交纳版权费,它是完全开放的。除了这一优势之外,和HDMI相比,DisplayPort同样可以传输音频和视频信号,而且在带宽方面,还比HDMI 1.3版本的略高一点,达到10.8Gbps。免费、性能上又不输给HDMI,我们有什么理由不看好DisplayPort呢?

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图8

总结

说到VGA,我会想起CRT显示器;说到DVI,我会联想到液晶显示器;说到HDMI,我会把它和HTPC联系起来。每个接口都有自己的应用范围和辉煌的年代。但视频接口不断的更新永远都是和人们的享受联系在一起的,更清晰、无失真的画质永远都是我们追求的!