在进入数码时代之前,很多技术都经历了由模拟时代到数字时代的转变,从移动通讯技术的 1G 到 2G,从黑胶、磁带到 CD 光盘,从模拟有线电视到有线数字电视 ...视频传输的信号也一样,它们也经历了模拟信号时代到如今数字信号时代的转变,这一过程中诞生了不少视频接口类型;有的模拟视频接口发展至今仍被使用,有的数字接口不断迭代适应新的技术变化 ... 我们先来走进历史,从模拟接口聊起。
▍模拟接口模拟接口的种类有很多,而我们熟悉的模拟接口主要有 VGA、AV 接口、RCA 接口、S 端子接口、BNC 接口等。
在有线数字电视普及前,甚至是有线数字电视普及之初,RAC 可以说是我们最常见的一种视频接口,它是由美国无线电公司 Radio Corporation of America 发明的,便简称为 RAC 接口,它还有个更普及的名字 —— AV 接口,或者是莲花接口。
■ RAC / AV / 莲花接口(© Evan-Amos)RAC 其实是一种泛用类的模拟接口,不仅能跑视频信号,还能跑音频信号,不少 VCD、DVD 播放器,甚至如今一些有线数字电视机顶盒都配有这样的接口,而如今的一些电视端甚至将「莲花接口」转变成了 3.5mm 接口的形态,来缩减电视机接口的数量。
AV 接口,其实就是音频、视频分离的一种混合接口组,一般有一个 RAC 视频口(一般用黄色作标识)加两个 RAC 音频口(左右声道各一个,一般分别用白/黑、红色作标识),这样信号分离是为了避免各个信号之间的干扰导致影音质量的下降。
而走的视频通道的 RCA 一端,通常承载了画面信息亮度 Y,和颜色(彩度)信息 U、V 三个要素,将这道信号的三个要素传送到电视上,最终处理形成彩色的画面。
RAC 是电视机上最常见的模拟信号视频接口,VGA 则是显示器上最常见的模拟信号接口。
■ VGA 接口(© Duncan Lithgow)细看 VGA 接口能发现有三行错开排列的 5 针阵列,整个共计 15 针,承载了 RGB 三色模拟信号和水平、垂直同步信号,理论上最高支持2018 × 1536 分辨率画面的传输;拥有非常明显的防呆设计,一般拥有两个螺丝口,用以固定插头。
■ S 端子接口(© Komatta)S 端子接口,即 Separate Video 二分量视频接口,可以理解为在 AV 端口的基础上,将亮度信号和色度信号分离开来独立传输,避免因为信号串扰造成的画面失真。
S 端子一般有 4 针和 7 针两种类型,前者只承载视频信号,后者会包含有音频信号。
这种接口的成本相比起 RAC 要高,画质的提升的吸引力也比较有限,普及程度远远要低于后者。
■ BNC 接口(© Meggar)BNC 接口,即 Bayonet Neill-Concelman 同轴螺母接口,是一种比较高端的模拟信号接口,一般用在专业的视频设备上,连接稳定且干扰小,就连不少的安防监控系统都用上这种接口。
▍数字接口如今最主流的视频接口绝对要数 HDMI 接口,不仅被广泛地应用到显示器上,在近年来生产的电视背后都能看到它,甚至还被运用到了一些相机、视频机,以及其它专业级别多媒体设备上。
HDMI 接口,即 High Definition Multimedia Interface 高清多媒体界面接口,它既能传输视频信号,还能传输音频信号,本来是为了取代较旧的模拟信号接口,画面是以逐行的方式传输的,起初设计最高只满足 1080p 60fps 的传输,如今最新版本的 HDMI 2.1 中,支持 8K 60fps 的水平(以 10K 120fps 的标准设计),带宽达到 48Gbps 的水平。
由左往右:标准 HDMI 、mini-HDMI、Micro-HDMI(© SIMOBORTOLO)HDMI 有四种规格,其中 HDMI A Type 被运用得最为广泛,我们一般称作为标准 HDMI 接口,而尺寸相对较小的 mini HDMI、Micro HDMI 分别对应的是 C Type 和 D Type,市面基本看不到 B Type 的身影。
■ HDMI 各版本特性对比(表源:维基百科)虽说 HDMI 2.1 是最新版本,但市面上大多的新电视都还停留在 HDMI 2.0,甚至是 HDMI 1.4 协议上,不同版本的协议性能上会有所不同,在选择电视、显示器前建议先对自己的需求和产品支持的协议性能进行匹配。
DP 接口,即 DisplayPort 接口,它是由 PC 及芯片制造商联盟开发的接口标准,相比起 HDMI,它无需授权费、无需认证就能使用,跟 HDMI 一样支持视频、音频的传输,甚至还能进行其它形式的数据传输。
■ DP 接口DP 接口跟 USB 类似,是通过类似数据包的形式传输信号的,第一个版本被推出时带宽达 10.8Gbps,至今的 DP 2.0 版本中,最高宽带甚至能达到 77.37Gbps 之高,理论上不仅支持无压缩的 8K 输出外,甚至还能支持 30 bit 的色深。
除了标准尺寸的 DP 接口,市面上还有一个微型的版本 —— Mini DP 接口,是由苹果在 2008 年发布的,而在 2011 年 2 月份起,新的雷电接口向下兼容 Mini DP 了。
雷电接口,也就是 Thunderbolt 接口,早期是由英特尔独立开发的,而后来苹果的加入,共同推进了雷电接口的发展。
■ 旧款 MacBook Air 的 Thunderbolt 接口(© Mk2010)■ 新款 MacBook Pro 的 Thunderbolt 接口(© Maurizio Pesce)如今雷电接口已经来到了第四代(Thunderbolt 4),第一、二代的接口是依托在 Mini DP 口上,到了第三代开始改为如今非常广泛的 USB Type-C 接口,也顺便将原版的 Mini DP 接口推向了 USB Type-C 接口。
■ DVI 接口(© Greg Ebdon)DVI 接口,也就是 Digital Visual Interface 数字视频接口,虽然走的也是数字信号,但它只能传输图像信号,并不能传播音频信号,而且支持 8 bits 的 RGB 信号的输出,相比起 HDMI、DP 接口,它只是个落后的数字视频接口。