• Главная
  •  > 
  • Безопасность
  •  > 
  • DVI — разбор и характеристики видео разъёма. Руководство покупателя игровой видеокарты Как выглядит разъем dvi

DVI — разбор и характеристики видео разъёма. Руководство покупателя игровой видеокарты Как выглядит разъем dvi

Наверное, каждый пользователь персонального компьютера или ноутбука сталкивался с вопросами подключения к нему монитора или телевизора, а также состоянием качества получаемого изображения. И если раньше получить качественную картинку на экране было делом довольно проблематичным, то сегодня этой проблемы не существует вовсе. Конечно, если в вашем устройстве имеется DVI-разъем. Именно о нем мы и поговорим, а также рассмотрим другие существующие интерфейсы для вывода изображения на экран.

Виды разъемов для вывода изображения на монитор компьютера или экран

До недавнего времени все персональные компьютеры имели исключительно аналоговое подключение к монитору. Для передачи изображения на него применялся интерфейс VGA (Video Graphics Adapter) с разъемом D-Sub 15. Пользователи с опытом еще помнят синий штекер и гнездо на 15 контактов. Но, кроме него, видеокарты имели и другие разъемы, предназначенные для вывода картинки на экран телевизора или иное видеоустройство:

  • RCA (Radio Corporation of America) - по-нашему «тюльпан». Аналоговый разъем, предназначенный для соединения видеокарты с телевизором, видеоплеером или видеомагнитофоном при помощи коаксиального кабеля. Имеет наихудшие характеристики передачи и низкое разрешение.
  • S-Video (S-VHS) - вид аналогового разъема для передачи видеосигнала на телевизор, видеомагнитофон или проектор с разделением данных на три канала, отвечающих за отдельный базовый цвет. Качество передачи сигнала немногим лучше «тюльпана».
  • Компонентный разъем - выход на три раздельных «тюльпана», применяемый для вывода изображения на проектор.

Все эти разъемы широко применялись до конца 1990-х годов. Конечно, ни о каком качестве речи идти не могло, так как и телевизоры, и мониторы на то время обладали очень низким разрешением. Сейчас мы и представить себе не можем, как можно было играть в компьютерные игры, глядя в экран телевизора с электронно-лучевой трубкой.

С наступлением нового столетия, благодаря внедрению цифровых технологий при разработке видеоустройств, RCA, S-VHS и компонентный выход стали использоваться все реже. Интерфейс VGA продержался немного дольше.

Немного истории

Принцип работы обычной видеокарты заключался в том, что изображение в цифровом виде на выходе с нее должно было преобразовываться в аналоговый сигнал посредством устройства RAMDAC - цифро-аналогового конвертера. Естественно, что такое конвертирование уже на начальном этапе ухудшало качество изображения.

С появлением цифровых экранов возникла необходимость преобразовывать аналоговый сигнал на выходе. Теперь уже и мониторы стали оснащаться специальным конвертером, что опять-таки не могло не отразиться на качестве изображения.

И вот тут, в 1999 году, казалось бы, из ниоткуда появился DVI - новейший цифровой видеоинтерфейс, благодаря которому мы сегодня можем наслаждаться идеальной картинкой на экране.

Разработкой этого устройства сопряжения занималась целая группа компаний, куда входили Silicon Image, Digital Display Working Group и даже Intel. Разработчики пришли к выводу, что незачем преобразовывать цифровой сигнал в аналоговый, а потом наоборот. Достаточно создать единый интерфейс, и изображение в исходном виде будет выводиться на экран. Причем без малейших потерь качества.

Что же такое DVI

DVI так и расшифровывается - цифровой видеоинтерфейс (Digital Visual Interface). Суть его работы заключается в том, что для передачи данных применяется специальный протокол кодирования TMDS, также являющийся разработкой Silicon Image. Способ передачи сигнала через цифровой видеоинтерфейс основан на последовательной отправке информации, предварительно реализованной протоколом, при постоянной обратной совместимости с аналоговым каналом VGA.

Спецификация DVI предусматривает работу одного соединения TMDS с частотой до 165 МГц и скоростью передачи 1,65 Гбит/с. Это дает возможность получить на выходе изображение с разрешением 1920х1080 с максимальной частотой 60 Гц. Но здесь существует возможность одновременного использования второго соединения TMDS с той же частотой, что позволяет добиться пропускной способности в 2Гбит/с.

Имея такие показатели, DVI оставил далеко позади себя другие разработки в этом направлении и стал использоваться на всех без исключения цифровых устройствах.

DVI для обычного пользователя

Если не углубляться в дебри электроники, то цифровой видеоинтерфейс - это всего лишь специальное устройство кодирования, имеющее соответствующий разъем на видеокарте. Но как понять, что компьютер или ноутбук имеет цифровой выход?

Все очень просто. Разъемы видеокарт с цифровым интерфейсом спутать с другими невозможно. Они имеют специфический вид и форму, отличающиеся от других гнезд. Кроме этого, DVI-разъем всегда белого цвета, что выделяет его среди остальных.

Для того чтобы подключить монитор, телевизор или проектор к видеокарте, достаточно просто воткнуть штекер нужного провода и зафиксировать его с помощью специальных завинчивающихся вручную болтов.

Разрешение и масштабирование

Однако ни цифровое кодирование, ни специальные разъемы видеокарт не решили проблему совместимости компьютера с монитором полностью. Возник вопрос о масштабировании изображения.

Дело в том, что все мониторы, экраны и телевизоры, которые уже имеют DVI-разъем, не способны выдать на выходе большее разрешение, нежели предусмотрено их конструкцией. Поэтому часто получалось так, что видеокарта выдавала сверхкачественную картинку, а монитор показывал ее нам лишь в качестве, ограниченном своими возможностями.

Разработчики вовремя спохватились и стали оснащать все современные цифровые панели специальными устройствами масштабирования.

Теперь, когда мы подключаем разъем DVI на мониторе к соответствующему выходу на видеокарте, устройство моментально самонастраивается, выбирая оптимальный режим работы. Мы же обычно этому процессу не уделяем никакого внимания и не пытаемся его контролировать.

Видеокарты и поддержка DVI

Первые видеокарты серии NVIDIA GeForce2 GTS уже имели встроенные передатчики TMDS. Они широко используются и сейчас в картах Titanium, будучи интегрированными в устройства рендеринга. Недостатком встроенных передатчиков является их низкая тактовая частота, не позволяющая достичь большого разрешения. Иными словами, TMDS не используют по максимуму заявленную пропускную способность с частотой 165 МГц. Поэтому можно с уверенностью заявить, что NVIDIA на начальном этапе не сумела достойно реализовать стандарт DVI в своих видеокартах.

Когда же видеоадаптеры стали оснащать внешним TMDS, работающим параллельно со встроенным, интерфейс DVI смог выдать разрешение 1920х1440, что превзошло все ожидания разработчиков компании.

В серии Titanium GeForce GTX никаких проблем вообще не возникало. Они без особых усилий обеспечивают изображение разрешением 1600х1024.

Компания ATI пошла абсолютно иным путем. Все ее видеокарты, имеющие DVI-выходы, также работают от интегрированных передатчиков, но поставляются они в комплекте со специальными переходниками типа DVI - VGA, соединяющими 5 аналоговых пинов DVI с VGA.

Специалисты Maxtor вообще решили не заморачиваться и придумали свой выход из ситуации. Видеокарты серии G550 единственные, имеющие сдвоенный DVI-кабель вместо двух передатчиков сигнала. Такое решение позволило компании добиться разрешения 1280х1024 пикселей.

DVI-разъем: виды

Важно знать, что не все цифровые разъемы одинаковы. Они имеют разную спецификацию и конструкцию. В нашей с вами повседневной жизни чаще всего встречаются такие типы DVI-разъемов:

  • DVI-I SingleLink;
  • DVI-I DualLink;
  • DVI-D SingleLink;
  • DVI-D DualLink;
  • DVI-А.

Разъем DVI-I SingleLink

Данный разъем является самым популярным и востребованным. Он используется во всех современных видеокартах и цифровых мониторах. Литера I в наименовании обозначает «интегрированный». Этот DVI-разъем по-своему особенный. Дело в том, что он имеет два объединенных канала передачи: цифровой и аналоговый. Иными словами, это разъем DVI+VGA. Он имеет 24 цифровых выводов и 5 аналоговых.

Учитывая, что каналы эти не зависимы друг от друга и не могут быть задействованы одновременно, устройство самостоятельно выбирает, с каким из них работать.

Кстати, первые подобные интегрированные интерфейсы имели раздельные разъемы DVI И VGA.

Разъем DVI-I DualLink

DVI-I DualLink также способен передавать аналоговый сигнал, но, в отличие от SingleLink, имеет два цифровых канала. Зачем это нужно? Во-первых, чтобы улучшить пропускную способность, а во-вторых, все опять сводится к разрешению, которое прямо пропорционально качеству изображения. Такой вариант позволяет расширить его до 1920х1080.

Разъем DVI-D SingleLink

Разъемы DVI-D SingleLink не имеют никаких аналоговых каналов. Литера D информирует пользователя о том, что это исключительно цифровой интерфейс. Он имеет один канал передачи и также ограничивается разрешением 1920х1080 пикселей.

Разъем DVI-D DualLink

Этот разъем имеет два канала передачи данных. Одновременное их использование дает возможность получить 2560х1600 пикселей при частоте всего 60 Гц. Кроме этого, такое решение позволяет некоторым современным видеокартам, как, например, nVidia 3D Vision, воспроизводить объемное изображение на экране монитора с разрешением 1920х1080 с частотой обновления 120 Гц.

Разъем DVI-А

В некоторых источниках иногда встречается понятие DVI-А - цифрового разъема для передачи исключительно аналогового сигнала. Чтобы не вводить вас в заблуждение, сразу обозначим, что на самом деле такого интерфейса не существует. DVI-А - это всего лишь специальная вилка в кабелях и специальных переходниках для подключения аналоговых видеоустройств к разъему DVI-I.

Цифровой разъем: распиновка

Все перечисленные разъемы отличаются друг от друга расположением и количеством контактов:

  • DVI-I SingleLink - имеет 18 пинов для цифрового канала и 5 для аналогового;
  • DVI-I DualLink - 24 цифровых пина, 4 аналоговых, 1 - земля;
  • DVI-D SingleLink - 18 цифровых, 1 - земля;
  • DVI-D DualLink - 24 цифровых, 1 - земля

Свое уникальное расположение контактов имеет и DVI-А-разъем. Распиновка у него состоит всего из 17 пинов, включая землю.

Разъем HDMI

Современный цифровой видеоинтерфейс имеет и другие виды соединительных коммуникаций. Так, например, разъем HDMI DVI по популярности нисколько не уступает перечисленным моделям. Наоборот, благодаря компактности и возможности вместе с цифровым видео передавать аудиосигнал, он стал обязательным аксессуаром ко всем новым телевизорам и мониторам.

Аббревиатура HDMI расшифровывается как High Definition Multimedia Interface, что значит «мультимедийный интерфейс с высоким разрешением». Появился он впервые в 2003 году и с тех пор нисколько не утратил своей актуальности. С каждым годом появляются его новые модификации с улучшенным разрешением и пропускной способностью.

Сегодня, к примеру, HDMI дает возможность передавать видео и аудиосигнал без потери качества по кабелю длиной до 10 метров. Пропускная способность при этом составляет до 10,2 Гб/с. Всего лишь несколько лет назад этот показатель не превышал 5 Гб/с.

Поддержкой и разработкой данного стандарта занимаются ведущие мировые компании, производящие радиоэлектронику: «Тошиба», «Панасоник», «Сони», «Филипс» и др. Практически все видеоустройства сегодня, изготовленные этими производителями, обязательно имеют хотя бы один разъем HDMI.

Разъем DP

DP (DisplayPort) - новейший разъем, пришедший на смену мультимедийному интерфейсу HDMI. Обладая высокой пропускной способностью, минимальной потерей качества при передаче данных и компактностью, он был призван полностью вытеснить стандарт DVI. Но оказалось, что не все так просто. Большинство современных мониторов не имеют соответствующих разъемов, а сменить систему их производства в короткие сроки - дело невыполнимое. К тому же не все производители к этому особо стремятся, из-за чего большая часть видеотехники не оснащена стандартом DisplayPort.

Мини-разъемы

Сегодня, когда вместо компьютеров чаще используются более мобильные устройства: ноутбуки, планшеты и смартфоны - применять обычные разъемы становится не очень удобно. Поэтому такие производители, как Apple, например, стали заменять их уменьшенными аналогами. Сначала VGA стал мини-VGA, потом DVI превратился в микро-DVI, а DisplayPort уменьшился до мини-DisplayPort.

DVI-переходники

Но как быть, если, например, нужно подключить ноутбук к аналоговому монитору или другое устройство, имеющее разъем DVI к цифровой панели со стандартом HDMI, DisplayPort? В этом помогут специальные адаптеры, которые сегодня можно приобрести в любом магазине радиоэлектроники.

Рассмотрим основные их виды:

  • VGA - DVI;
  • DVI - VGA;
  • DVI - HDMI;
  • HDMI - DVI;
  • HDMI - DisplayPort;
  • DisplayPort - HDMI.

Кроме этих основных переходников, существуют и их разновидности, предусматривающие подключение к другим интерфейсам, как, например, USB.

Конечно, при таком соединении имеет место потеря качества изображения, даже между однотипными устройствами, поддерживающими стандарт DVI. Разъем-переходник, какой бы качественный он ни был, эту проблему решить не в силах.

Как подключить телевизор к компьютеру

Подключить телевизор к компьютеру или ноутбуку несложно, однако следует определить, каким интерфейсом оборудовано и то и другое устройство. Большинство современных телевизионных приемников имеют встроенные разъемы, поддерживающие DVI. Это может быть и HDMI, и DisplayPort. Если компьютер или ноутбук имеют такой же разъем, как и телевизор, достаточно воспользоваться кабелем, которым обычно комплектуются последние. Если провод в комплекте не шел, его можно свободно купить в магазине.

Операционная система компьютера самостоятельно определит подключение второго экрана и предложит один из вариантов его использования:

  • в качестве основного монитора;
  • в режиме клона (изображение будет выведено на оба экрана);
  • в качестве дополнительного монитора к основному.

Но не стоит забывать, что при таком подключении разрешение изображения останется таким, какое предусмотрено конструкцией экрана.

Влияет ли длина кабеля на качество сигнала

От длины кабеля, соединяющего устройство и экран, зависит не только качество сигнала, но и скорость передачи данных. Учитывая современные характеристики соединительных проводов для различных цифровых интерфейсов, их длина не должна превышать установленные показатели:

  • для VGA - не более 3 м;
  • для HDMI - не более 5 м;
  • для DVI - не более 10 м;
  • для DisplayPort - не более 10 м.

В случае если требуется соединить компьютер или ноутбук с экраном, расположенном на расстоянии, превышающим рекомендуемое, необходимо воспользоваться специальным усилителем - репитером (повторителем сигнала), который к тому же может распределить канал на несколько мониторов.

Привет всем. Получайте от меня новую порцию интересующей вас информации;).

Из этой статьи вы узнаете, что представляет собой dvi разъем виды и особенности. Также вы научитесь отличать данный интерфейс от других. Это поможет вам в замене кабелей в случае их выхода из строя, а также будете понимать, какую технику сможете подключать между собой.

Знакомство с интерфейсом

Для начала разберемся, что такое DVI. Аббревиатура скрывает под собой словосочетание «Digital Visual Interface», что в переводе - «цифровой видеоинтерфейс». Вы и сами догадались о цели его использования? Он пересылает цифровую запись на видеотехнику. Применяется для подключения, в основном, плазменных и ЖК-телевизоров.

Технические особенности

  • Применяемый в этом интерфейсе формат данных создан на базе другого - PanelLink, предполагающего последовательный перенос информации.
  • Используется высокоскоростная технология TMDS: три канала, обрабатывающие видеопотоки со скоростью до 3,4 Гбит в секунду на каждый из них.
  • Наибольшая длина кабеля не установлена, так как она определяется массивами пересылаемой информации. К примеру, провод на 10, 5 м способен преобразовывать картинку на 1920×1200 точек, а 15 м - 1280×1024 точек.

  • Кабель бывает двух типов:

— Single link (одинарный режим) предполагает 4 витых пары: 3 из них передают сигналы RGB (зеленый, красный, синий) и 4-й для сигнала синхронизации. Провода обрабатывают 24 бита на пиксель. Таким образом, максимальное разрешение - 1920×1200 (60 Гц) либо 1920×1080 (75 Гц).

— В Dual (двойном) параметры выросли в 2 раза. Следовательно, через него можно смотреть видео на 2560×1600 и 2048×1536 точек.

История появления

Разъем выпущен в 1999 году компанией Digital Display Working Group. До этого использовался только интерфейс VGA, предполагающий 18-битную цветность и аналоговое преобразование информации. С увеличением диагоналей дисплеев, работающих на цифре, и требований к качеству картинки, естественно, VGA стало мало. Так мир получил DVI, держащий марку по сей день.

Отличия DVI от VGA

В чем разница с VGA?

DVI имеет 17-29 контактов, а его предшественник - 15.

VGA преобразовывает сигнал 2 раза, а DVI - 1. Как это? Изображение на ваш компьютер посылается видеокартой, которая сама по себе устройство цифровое. Так как устаревший интерфейс аналоговый, он сначала преобразовывает сигнал в такой же, понятный для себя тип, а затем выводит цифру. Как вы понимаете, в случае с DVI в этом нет необходимости.

  • Из-за отсутствия конвертации новый интерфейс выдает качественнее картинку, однако на небольшом мониторе вы вряд ли увидите разницу.
  • DVI предполагает автоматическую коррекцию изображения с возможностью изменения только яркости и насыщенности для удобства просмотра, а VGA приходится настраивать полностью.
  • Качество передачи данных через устаревший интерфейс может ухудшаться из-за внешних помех, чего нельзя сказать о новом разъеме.

Вы могли слышать о еще одном, более новом, цифровом интерфейсе - , потому что сейчас он используется, пожалуй, чаще, чем DVI. Чтобы вы не путали их между собой, разберем основные отличия:

  • Внешнее исполнение

DVI передает только видеосигнал, а HDMI - вдобавок 8-канальное аудио.

  • Первый может работать как с аналоговым, так и цифровым сигналом, а второй - исключительно с цифрой.
  • Современный интерфейс оснащается встроенным Ethernet каналом со скоростью 100Мбит, а DVI не предполагает такого бонуса.

В качестве изображения тоже есть разница.

DVI умеет выводить картинку максимум только в Full HD (1920×1080), а HDMI уже может 10K (10240×4320).

Виды DVI

Вы уже знаете, как не перепутать данный интерфейс с другими. Теперь разберем, чем отличаются его разновидности между собой:

  • DVI-I. Дополнительная буква обозначает «integrated» (на нашем языке - «объединенный»). Этот вид разъема предполагает аналоговый и цифровой каналы (версия Single Link), которые функционируют автономно. Какой из них должен быть работать в тот или иной момент, зависит от подключенной техники. В режиме Dual Link предусмотрено 2 цифровых и 1 аналоговый канал.
  • DVI-D. Последняя буква скрывает в себе слово «digital», что по-русски — «цифровой». То есть в данном виде интерфейса аналоговый канал отсутствует.

Данный вид разъема тоже представлен в двух вариантах.

— Single Link имеет лишь один цифровой канал, что ограничивает разрешение параметрами 1920×1200 на частоте 60Гц. Также через него невозможно подсоединить аналоговый монитор и реализовать технологию nVidia 3D Vision.

— Dual Link предполагает 2 цифровых канала, что увеличивает возможности до 2560×1600 на частоте 60ГЦ. Этот интерфейс позволяет смотреть 3D на мониторе.

  • DVI-A. Дополнительная буква несет в себе термин «analog». Вы и без перевода догадались, что это значит? Правильно, это аналоговый интерфейс, только в виде DVI.

На этом всё.

Заглядывайте на мой блог чаще, и вы почерпнете больше полезной информации.

На выбор видеокарты также может повлиять и имеющийся или предполагаемый к приобретению монитор. Или даже мониторы (во множественном числе). Так, для современных LCD-мониторов с цифровыми входами очень желательно, чтобы на видеокарте был разъём DVI, HDMI или DisplayPort. К счастью, на всех современных решениях сейчас есть такие порты, а зачастую и все вместе. Ещё одна тонкость заключается в том, что если требуется разрешение выше 1920×1200 по цифровому выходу DVI, то обязательно нужно подключать видеокарту к монитору при помощи разъёма и кабеля с поддержкой Dual-Link DVI. Впрочем, сейчас с этим проблем уже нет. Рассмотрим основные разъёмы, использующиеся для подключения устройств отображения информации.

Аналоговый D-Sub разъём (также известен как VGA -выход или DB-15F )

Это давно известный всем и привычный 15-контактный разъём для подключения аналоговых мониторов. Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Разъём предназначен для вывода аналогового сигнала, на качество которого может влиять множество разных факторов, таких, как качество RAMDAC и аналоговых цепей, поэтому качество получаемой картинки может отличаться на разных видеокартах. Кроме того, в современных видеокартах качеству аналогового выхода уделяется меньше внимания, и для получения чёткой картинки на высоких разрешениях лучше использовать цифровое подключение.

Разъёмы D-Sub были фактически единственным стандартом до времени широкого распространения LCD-мониторов. Такие выходы и сейчас часто используются для подключения LCD-мониторов, но лишь бюджетных моделей, которые плохо подходят для игр. Для подключения современных мониторов и проекторов рекомендуется использовать цифровые интерфейсы, одним из наиболее распространенных из которых является DVI.

Разъём DVI (вариации: DVI-I и DVI-D )

DVI — это стандартный интерфейс, чаще всего использующийся для вывода цифрового видеосигнала на ЖК-мониторы, за исключением самых дешевых. На фотографии показана довольно старая видеокарта с тремя разъёмами: D-Sub, S-Video и DVI. Существует три типа DVI-разъёмов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (integrated — комбинированный или универсальный):

DVI-D — исключительно цифровое подключение, позволяющее избежать потерь в качестве из-за двойной конвертации цифрового сигнала в аналоговый и из аналогового в цифровой. Этот тип подключения предоставляет максимально качественную картинку, он выводит сигнал только в цифровом виде, к нему могут быть подключены цифровые LCD-мониторы с DVI-входами или профессиональные ЭЛТ-мониторы со встроенным RAMDAC и входом DVI (весьма редкие экземпляры, особенно сейчас). От DVI-I этот разъём отличается физическим отсутствием части контактов, и переходник DVI-to-D-Sub, о котором речь пойдет далее, в него не воткнуть. Чаще всего этот тип DVI применяется в системных платах с интегрированным видеоядром, на видеокартах он встречается реже.

DVI-A — это довольно редкий тип аналогового подключения по DVI, предназначенного для вывода аналогового изображения на ЭЛТ-приемники. В этом случае сигнал ухудшается из-за двойного цифрово-аналогового и аналогово-цифрового преобразования, его качество соответствует качеству стандартного VGA-подключения. В природе почти не встречается.

DVI-I — это комбинация двух вышеописанных вариантов, способная на передачу как аналогового сигнала, так и цифрового. Этот тип применяется в видеоплатах наиболее часто, он универсален и при помощи специальных переходников, идущих в комплекте поставки большинства видеокарт, к нему можно подключить также и обычный аналоговый ЭЛТ-монитор со входом DB-15F. Вот как выглядят эти переходники:

Во всех современных видеокартах есть хотя бы один DVI-выход, а то и два универсальных разъёма DVI-I. D-Sub чаще всего отсутствуют (но их можно подключать при помощи переходников, см. выше), кроме, опять же, бюджетных моделей. Для передачи цифровых данных используется или одноканальное решение DVI Single-Link, или двухканальное — Dual-Link. Формат передачи Single-Link использует один TMDS-передатчик (165 МГц), а Dual-Link — два, он удваивает пропускную способность и позволяет получать разрешения экрана выше, чем 1920×1080 и 1920×1200 на 60 Гц, поддерживая режимы очень высокого разрешения, вроде 2560×1600. Поэтому для самых крупных LCD-мониторов с большим разрешением, таких как 30-дюймовые модели, а также мониторов, предназначенных для вывода стереокартинки, обязательно будет нужна видеокарта с двухканальным выходом DVI Dual-Link или HDMI версии 1.3.

Разъём HDMI

В последнее время широкое распространение получил новый бытовой интерфейс — High Definition Multimedia Interface. Этот стандарт обеспечивает одновременную передачу визуальной и звуковой информации по одному кабелю, он разработан для телевидения и кино, но и пользователи ПК могут использовать его для вывода видеоданных при помощи HDMI-разъёма.

На фото слева — HDMI, справа — DVI-I. HDMI-выходы на видеокартах сейчас встречаются уже довольно часто, и таких моделей всё больше, особенно в случае видеокарт, предназначенных для создания медиацентров. Просмотр видеоданных высокого разрешения на компьютере требует видеокарты и монитора, поддерживающих систему защиты содержимого HDCP, и соединенных кабелем HDMI или DVI. Видеокарты не обязательно должны нести разъём HDMI на борту, в остальных случаях подключение HDMI-кабеля осуществляется и через переходник на DVI:

HDMI — это очередная попытка стандартизации универсального подключения для цифровых аудио- и видеоприложений. Оно сразу же получило мощную поддержку со стороны гигантов электронной индустрии (в группу компаний, занимающихся разработкой стандарта, входят такие компании, как Sony, Toshiba, Hitachi, Panasonic, Thomson, Philips и Silicon Image), и большинство современных устройств вывода высокого разрешения имеет хотя бы один такой разъём. HDMI позволяет передавать защищенные от копирования звук и изображение в цифровом формате по одному кабелю, стандарт первой версии основывается на пропускной способности 5 Гбит/с, а HDMI 1.3 расширил этот предел до 10,2 Гбит/с.

HDMI 1.3 — это обновленная спецификация стандарта с увеличенной пропускной способностью интерфейса, увеличенной частотой синхронизации до 340 МГц, что позволяет подключать дисплеи высокого разрешения, поддерживающие большее количество цветов (форматы с глубиной цвета вплоть до 48 бит). Новой версией спецификации определяется и поддержка новых стандартов Dolby для передачи сжатого звука без потерь в качестве. Кроме этого, появились и другие нововведения, в спецификации 1.3 был описан новый разъём mini-HDMI, меньший по размеру по сравнению с оригинальным. Такие разъёмы также используются на видеокартах.

HDMI 1.4b — это последняя новая версия данного стандарта, вышедшая не так давно. В HDMI 1.4 появились следующие основные нововведения: поддержка формата стереоотображения (также называемого «3D») с поочередной передачей кадров и активными очками для просмотра, поддержка Fast Ethernet-соединения HDMI Ethernet Channel для передачи данных, реверсивный аудиоканал, позволяющий передавать цифровой звук в обратном направлении, поддержка форматов разрешения 3840×2160 до 30 Гц и 4096×2160 до 24 Гц, поддержка новых цветовых пространств и самый маленький разъём micro-HDMI.

В HDMI 1.4a поддержка стереоотображения была значительно улучшена, появились новые режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom в дополнение к режимам спецификации 1.4. И наконец, совсем свежее обновление стандарта HDMI 1.4b произошло буквально несколько недель назад, и нововведения этой версии пока неизвестны широкой публике, да и устройств с его поддержкой пока что на рынке нет.

Собственно, наличие именно разъёма HDMI на видеокарте необязательно, во многих случаях его может заменить переходник с DVI на HDMI. Он несложен и поэтому прилагается в комплекте большинства современных видеокарт. Мало того, современные GPU имеют встроенный аудиочип, необходимый для поддержки передачи звука по HDMI. На всех современных видеокартах AMD и NVIDIA нет необходимости во внешнем аудиорешении и соответствующих соединительных кабелях, и передавать аудиосигнал с внешней звуковой карты не нужно.

Передача видео- и аудиосигнала по одному HDMI-разъёму востребована прежде всего на картах среднего и низшего уровней, которые устанавливают в маленькие и тихие баребоны, используемые в качестве медиацентров, хотя и в игровых решениях HDMI применяется часто, во многом из-за распространения бытовой техники с такими разъёмами.

Разъём

Постепенно, в дополнение к распространенным видеоинтерфейсам DVI и HDMI, на рынке появляются решения с интерфейсом DisplayPort. Single-Link DVI передаёт видеосигнал с разрешением до 1920×1080 пикселей, частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета, Dual-Link позволяет передавать 2560×1600 на частоте 60 Гц, но уже 3840×2400 пикселей при тех же условиях для Dual-Link DVI недоступны. У HDMI почти те же ограничения, версия 1.3 поддерживает передачу сигнала с разрешением до 2560×1600 точек с частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета (на более низких разрешениях — и 16 бит). Хотя максимальные возможности у DisplayPort немногим выше, чем у Dual-Link DVI, лишь 2560×2048 пикселей при 60 Гц и 8 бит на цветовой канал, но у него есть поддержка 10-битного цвета на канал при разрешении 2560×1600, а также 12 бит для формата 1080p.

Первая версия цифрового видеоинтерфейса DisplayPort была принята VESA (Video Electronics Standards Association) весной 2006 года. Она определяет новый универсальный цифровой интерфейс, не подлежащий лицензированию и не облагаемый выплатами, предназначенный для соединения компьютеров и мониторов, а также другой мультимедийной техники. В группу VESA DisplayPort, продвигающую стандарт, входят крупные производители электроники: AMD, NVIDIA, Dell, HP, Intel, Lenovo, Molex, Philips, Samsung.

Основным соперником DisplayPort является разъём HDMI с поддержкой защиты от записи HDCP, хотя он предназначен скорее для соединения бытовых цифровых устройств, вроде плееров и HDTV-панелей. Ещё одним конкурентом раньше можно было назвать Unified Display Interface — менее дорогую альтернативу разъёмам HDMI и DVI, но основной её разработчик, компания Intel, отказалась от продвижения стандарта в пользу DisplayPort.

Отсутствие лицензионных выплат важно для производителей, ведь за использование в своей продукции интерфейса HDMI они обязаны выплачивать лицензионные сборы организации HDMI Licensing, которая затем делит средства между держателями прав на стандарт: Panasonic, Philips, Hitachi, Silicon Image, Sony, Thomson и Toshiba. Отказ от HDMI в пользу аналогичного «бесплатного» универсального интерфейса сэкономит производителям видеокарт и мониторов приличные средства — понятно, почему им DisplayPort понравился.

Технически, разъём DisplayPort поддерживает до четырёх линий передачи данных, по каждой из которых можно передавать 1,3, 2,2 или 4,3 гигабит/с, всего до 17,28 гигабит/с. Поддерживаются режимы с глубиной цвета от 6 до 16 бит на цветовой канал. Дополнительный двунаправленный канал, предназначенный для передачи команд и управляющей информации, работает на скорости 1 мегабит/с или 720 мегабит/с и используется для обслуживания работы основного канала, а также передачи сигналов VESA EDID и VESA MCCS. Также, в отличие от DVI, тактовый сигнал передаётся по сигнальным линиям, а не отдельно, и декодируется приёмником.

DisplayPort имеет опциональную возможность защиты контента от копирования DPCP (DisplayPort Content Protection), разработанную компанией AMD и использующую 128-битное AES-кодирование. Передаваемый видеосигнал несовместим с DVI и HDMI, но по спецификации допускается их передача. На данный момент DisplayPort поддерживает максимальную скорость передачи данных 17,28 гигабит/с и разрешение 3840×2160 при 60 Гц.

Основные отличительные особенности DisplayPort: открытый и расширяемый стандарт; поддержка форматов RGB и YCbCr; поддержка глубины цвета: 6, 8, 10, 12 и 16 бит на цветовую компоненту; передача полного сигнала на 3 метра, а 1080p — на 15 метров; поддержка 128-битного AES-кодирования DisplayPort Content Protection, а также 40-битного High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP 1.3); бо́льшая пропускная способность по сравнению с Dual-Link DVI и HDMI; передача нескольких потоков по одному соединению; совместимость с DVI, HDMI и VGA при помощи переходников; простое расширение стандарта под изменяющиеся потребности рынка; внешнее и внутреннее присоединение (подсоединение LCD-панели в ноутбуке, замена внутренним LVDS-соединениям).

Обновленная версия стандарта — 1.1, появилась через год после 1.0. Её нововведениями стала поддержка защиты от копирования HDCP, важная при просмотре защищенного контента с дисков Blu-ray и HD DVD, и поддержка волоконно-оптических кабелей в дополнение к обычным медным. Последнее позволяет передавать сигнал на ещё бо́льшие расстояния без потерь в качестве.

В DisplayPort 1.2, утверждённом в 2009 году, была вдвое увеличена пропускная способность интерфейса, до 17,28 гигабит/с, что позволило поддержать более высокие разрешения, частоту обновления экрана и глубину цвета. Также именно в 1.2 появилась поддержка передачи нескольких потоков по одному соединению для подключения нескольких мониторов, поддержка форматов стереоотображения и цветовых пространств xvYCC, scRGB и Adobe RGB. Появился и уменьшенный разъём Mini-DisplayPort для портативных устройств.

Полноразмерный внешний разъём DisplayPort имеет 20 контактов, его физический размер можно сравнить со всем известными разъёмами USB. Новый тип разъёма уже можно увидеть на многих современных видеокартах и мониторах, внешне он похож и на HDMI, и на USB, но также может быть оснащён защёлками на разъёмах, аналогичным тем, что предусмотрены в Serial ATA.

Перед тем как AMD купила компанию ATI, последняя сообщила о поставках видеокарт с разъёмами DisplayPort — уже в начале 2007 года, но слияние компаний отодвинуло это появление на какое-то время. В дальнейшем AMD объявила DisplayPort стандартным разъёмом в рамках платформы Fusion, подразумевающей унифицированную архитектуру центрального и графического процессоров в одном чипе, а также будущих мобильных платформ. NVIDIA не отстаёт от соперника, выпуская широкий ассортимент видеокарт с поддержкой DisplayPort.

Из производителей мониторов, объявивших о поддержке и анонсировавших DisplayPort-продукты, первыми стали Samsung и Dell. Естественно, такую поддержку получили сначала новые мониторы с большим размером диагонали экрана и высоким разрешением. Существуют переходники DisplayPort-to-HDMI и DisplayPort-to-DVI, а также DisplayPort-to-VGA, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый. То есть даже в случае присутствия на видеокарте исключительно разъёмов DisplayPort, их можно будет подключить к любому типу монитора.

Кроме вышеперечисленных разъёмов, на старых видеокартах также иногда встречаются композитный разъём и S-Video (S-VHS) с четырьмя или семью штырьками. Чаще всего они используются для вывода сигнала на устаревшие аналоговые телевизионные приемники, и даже на S-Video композитный сигнал зачастую получают смешиванием, что негативно влияет на качество картинки. S-Video лучше по качеству, чем композитный «тюльпан», но оба они уступают компонентному выходу YPbPr. Такой разъём есть на некоторых мониторах и телевизорах высокого разрешения, сигнал по нему передается в аналоговой форме и по качеству сравним с интерфейсом D-Sub. Впрочем, в случае современных видеокарт и мониторов обращать внимание на все аналоговые разъёмы просто не имеет никакого смысла.

Мы привыкли сетовать на относительно несущественные отличия в производительности чипсетов, материнских плат и даже процессоров. При этом мы упускаем из вида один из наиболее важных аспектов современных компьютеров - качество видеоизображения.

За последние несколько лет, с распространением 19" и 21" мониторов, все больше пользователей стало выказывать недовольство качеством изображения, формируемым видеокартой. Изображение получается не таким ясным, в нем присутствует чрезмерная размытость, бывает невозможно читать текст, набранный мелким шрифтом. А так как все эти симптомы проявлялись при работе стандартных Windows приложений, об этом стали говорить как о плохом качестве "2D изображения". Мы тоже не без греха - в прошлом мы проводили серию тестов, где субъективно оценивали качество 2D изображения различных видеокарт. Однако термин "2D" ошибочен, поскольку плохое качество наблюдается на любых приложениях, а не только в 2D.

Для того, чтобы разобраться в причинах этого явления, важно понимать, что монитор подключается к видеокарте все ещё по аналоговому соединению. Что имеется в виду, когда мы говорим "аналоговый"? Хотя в основе цифровых схем лежит набор аналоговых компонентов, цифровой системе понятны лишь только два дискретных значения. Цифровое оборудование работает всегда правильно: каждый раз, когда вы передаете единицу цифровым способом, вы получаете именно единицу. В независимости от колебаний напряжения или от любых помех, происходящих при передаче. В аналоговой же системе, в результате передачи единицы, можно получить уже не единицу, а 0,935 или 1,062. Поэтому необязательно, что вы увидите на экране именно то, что формирует видеокарта.

Представьте, к примеру, аналоговое соединение между клавиатурой и компьютером. Если бы аналого-цифровой преобразователь компьютера неправильно интерпретировал сигнал, поступающий с клавиатуры, то вместо буквы "а", которую вы только что напечатали на клавиатуре, на экране вы могли бы увидеть букву "б". Точно таким же образом размытость, которую вы видите при высоком разрешении, отнюдь не формируется графическим чипом. Данные, которые отображаются на экране, поступают из буфера кадров (памяти) видеокарты в цифровом виде, но перед тем, как выйти из видеокарты, сигнал пройти через RAMDAC. RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter - цифро-аналоговый преобразователь с ОЗУ) преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал, и до недавнего времени, именно в нем заключалась причина плохого качества изображения. В настоящее время полоса пропускания современных RAMDAC значительно выше, да и качество лучше. Поэтому потери в качестве изображения по вине RAMDAC сейчас случаются реже.

После преобразования RAMDAC, аналоговый сигнал покидает видеокарту, и через VGA кабель (очередной источник потери качества сигнала) поступает в монитор. И если у вас вместо традиционного аналогового ЭЛТ монитора используется цифровая панель, то измывательства над сигналом не прекращаются - и без того плохого качества аналоговый сигнал здесь преобразуется обратно в цифровой. Согласитесь, в этой последней фазе очень мало смысла. Ведь мы только что говорили, что из буфера кадров сигнал поступает в полностью цифровом виде. И здесь на сцене появляется DVI.

В этой статье мы познакомимся с цифровым видео-интерфейсом (DVI) и рассмотрим, как решаются проблемы передачи сигнала между компьютером и монитором. Кроме того, мы поговорим о различных реализациях DVI в современных видеокартах, и о том, как с минимальными затратами улучшить качество выходящего аналогового сигнала.


Что такое DVI?

Многие воспринимают DVI как "тот белый разъем, который я никогда не использовал". Но на самом деле DVI является очень важным стандартом. За ним стоит целая группа компаний во главе с Digital Display Working Group (DDWG) - группой разработки цифровых дисплеев. Кроме нее, ключевую роль здесь играют Intel и Silicon Image. Почему так произошло, мы расскажем позднее.

Группа DDWG пришла к тому же выводу, который мы озвучили ранее: нет смысла преобразовывать цифровой сигнал в аналоговый, чтобы на мониторе преобразовывать его обратно в цифровую форму. Спецификация DVI была разработана именно с расчетом на то, что в будущем большинство мониторов станут цифровыми. И мы редко используем DVI именно потому, что до сих пор применяем традиционные ЭЛТ-мониторы.

Спецификация достаточно проста для понимания. Для передачи данных по DVI соединению используется протокол последовательного кодирования TMDS, разработанный компанией Silicon Image. И неудивительно, что когда дело дошло до TMDS передатчиков, чаще использовались интегральные схемы именно этой компании. Спецификация DVI предполагает, по крайней мере, одно TMDS "соединение", которое состоит из трех каналов данных (RGB) и одного канала синхронизации.

Два соединения TMDS - из спецификации DVI 1.0

В соответствии со спецификацией DVI, соединение TMDS может работать на частоте до 165 МГц. Одно 10-битное TMDS соединение позволяет передавать данные со скоростью 1,65 Гбит/с - этого более чем достаточно для цифровой панели 1920х1080 с частотой регенерации 60 Гц. Максимальное разрешение зависит от пропускной способности канала, требуемого для воспроизведения данного разрешения, а также от эффективности устройства, на которое передается сигнал. Цель нашей статьи несколько иная, однако все же следует отметить, что в цифровых панелях разных технологий максимально допустимое разрешение разное.

Чтобы спецификация была максимально гибкой, возможно использование второго TMDS соединения. Оно должно работать на той же частоте, что и первое, то есть для того, чтобы достичь пропускной способности 2 Гбит/с, каждый канал должен работать на частоте 100МГц (100МГц х 2 х 10 бит).

Эта спецификация оставила позади себя всех своих конкурентов именно в силу высокой пропускной способности.


DVI-I vs DVI-D

Ещё одним преимуществом спецификации DVI, хотя и незаслуженно оставленным без внимания, является поддержка на одном интерфейсе как аналогового, так и цифрового соединений. Ниже как раз представлена иллюстрация разъема DVI.

Слева вы видите три ряда по восемь выводов. Для работы трех каналов данных и одного канала синхронизации достаточно этих 24 выводов. Крестообразный район справа заключает в себе пять выводов, необходимых для передачи аналогового видеосигнала.

И здесь спецификация делится на две части: разъем DVI-D содержит только 24 вывода, необходимых для работы в цифровом виде, а DVI-I, кроме 24 цифровых выводов, имеет ещё и пять аналоговых (на фотографии как раз представлена фотография разъема DVI-I). Далее отметим, что официально разъема DVI-A - полностью аналогового разъема - не существует. Тем не менее, в различной литературе можно встретить подобные обозначения. В настоящее время, большинство графических карт поддерживают разъемы DVI-I.

За универсальностью этого разъема стоит идея замены стандартных 15-выводных VGA разъемов, к которым мы так привыкли. Предполагается, что такое решение намного лучше - ведь будут поддерживаться как аналоговые, так и цифровые мониторы.


Как насчет масштабирования?

Главной проблемой, с которой сталкиваются когда речь идет о цифровых панелях (главном применении спецификации DVI), является фиксированное "родное" разрешение. Именно в этом разрешении гарантируется правильное изображение. Так как экран состоит из фиксированного количества пикселей, работа в разрешении больше "родного" невозможна.

Тем не менее, намного чаще случается, когда экран работает в меньшем разрешении. Взять, к примеру, монитор Apple 22" Cinema Display. Его "родное" разрешение составляет 1600 х 1024. Играть при таком разрешении в игры - чистое безумие. Не говоря уже о том, что игр, поддерживающих такое странное разрешение, не существует. Поэтому вам придется играть либо в разрешении 1024 x 768, либо 1280 х 1024. Проблема теперь заключается в том, что изображение должно быть масштабировано для правильного отображения на экране.

До поры до времени о масштабировании изображения никто не задумывался. Но лишь до тех пор, пока цифровые панели не начали приобретать популярность. И здесь производителям пришлось призадуматься. Спецификация DVI подразумевает перекладывание работы по масштабированию, фильтрации и отображению картинки в правильных координатах на плечи производителей мониторов. Поэтому любой монитор, полностью совместимый со спецификацией DVI должен уметь сам масштабировать и фильтровать изображение. На самом деле, применить относительно хороший алгоритм масштабирования не так и сложно, поэтому не стоит ожидать большой разницы между мониторами в этом отношении (Тем не менее, мы уверены, разница будет).


Поддержка DVI в современных видеокартах

С появлением GeForce2 GTS, NVIDIA встраивает TMDS передатчики в GPU. Точно таким же образом они встраиваются и в современной линейке карт Titanium. Недостатком встроенных TMDS передатчиков является то, что они работают на слишком медленной тактовой частоте, не позволяющей поддерживать высокие разрешения. Создается впечатление, что интегрированные передатчики TMDS не задействовали и не задействуют по максимуму всю пропускную способность 165 МГц соединения. Поэтому вся реализация DVI в картах nVidia относительно бесполезна для экранов с высоким разрешением.


Если у вашей карты nVidia имеется разъем DVI,
то, скорее всего, на карте вы найдете и нечто подобное

Чтобы преодолеть эти недостатки, платы nVidia стали оснащаться вторым, внешним TMDS передатчиком производства Silicon Image. В зависимости от дизайна платы, этот передатчика может осуществлять второе соединение, параллельно с соединением встроенного TMDS, либо он может игнорировать встроенный TMDS передатчик. Непонятно, почему встроенный передатчик TMDS не справляется с возложенными на него обязанностями, но если проблема будет решена, то производителям не придется добавлять внешний TMDS передатчик на видеокарту, и на этом будет достигнута определенная экономия. Именно благодаря внешнему TMDS передатчику возможна работа через разъем DVI-I в разрешениях до 1920 х 1440.

Вам могут попасться карты nVidia с DVI разъемом, которые не будут работать с подключенным DVI монитором. Мы провели неформальное тестирование нескольких DVI карт, имевшихся в нашей лаборатории, и вот каковы результаты: все новые карты Titanium работали прекрасно, а вот Gainward GeForce3 и nVidia Reference GeForce2 MX не работали. Если у вас одна из последних карт Titanium - скорее всего она будет работать у вас прекрасно практически в любом высоком разрешении, хотя в документации заявлен максимум 1280х1024. Мы проверили все новые карты Titanium с DVI на нашем Apple Cinema Display в разрешении 1600х1024.

Что касается ATI, то это совершенно другая история. Все цифровые выходы DVI карт ATI работают от встроенных в GPU ATI TMDS. ATI по-своему решила проблему разъемов DVI-I. Часть её видеокарт поставляется с DVI выходами и с переходниками DVI - VGA. Этот переходник соединяет 5 аналоговых выводов DVI-I и VGA разъем.


ATI All-in-Wonder Radeon была первой картой ATI,
поставляемой с переходником DVI-VGA (показан на рисунке)

Похоже, Matrox является единственным производителем графики для ПК, представляющем на рынке двойное решение DVI. Matrox G550 поставляется с двойным DVI кабелем, тем не менее, Matrox утверждает, что максимальное разрешение DVI монитора всего лишь 1280х1024. Так как нам не удалось ни подтвердить, ни опровергнуть эти данные, тем, кто планирует работу в высоких разрешениях, советуем отнестись к такому выбору более осторожно.


Заключение: что делать, пока нет DVI, и как улучшить качество изображения на картах nVidia?

Вместо пожеланий "как все будет прекрасно, когда все перейдут на DVI", закончим статью более жизненным выводом. Быть самым лучшим производителем графических чипов на земле не так-то просто. Для nVidia основная проблема заключается в невозможности контроля и отслеживания производства всех карт, носящих имя компании. Позволив сторонним компаниям (таким как ASUS, Chaintech, Gainward, Visiontek и т.д.) создавать карты на базе чипов nVidia, компания возлагает контроль качества на самих производителей. Но поскольку компания предлагает производителям эталонный дизайн, они редко сталкиваются с крупными проблемами. Впрочем, одной из таких немногочисленных проблем является ситуация с качеством изображения.

Чтобы соответствовать стандарту FCC (по защите от помех), непосредственно перед аналоговым видеовыходом всех видеокарт устанавливается низкочастотный фильтр. Он пропускает сигналы с частотой ниже определенного значения и задерживает все остальные высокочастотные сигналы, не сказывающиеся на качестве.

Проблемы с картами nVidia начинаются тогда, когда низкочастотные фильтры сторонних производителей, кроме различных ненужных частот, не пропускают некоторые важные частоты. Вряд ли конденсаторы и катушки индуктивности, из которых состоят эти низкочастотные фильтры, преднамеренно выбирались самого плохого качества. Точно так же, вряд ли номинальные характеристики компонентов не соответствуют требованиям nVidia. Возможно, что когда производители покупали компоненты для этих фильтров, некоторые из них отличались по качеству. Скорее всего, этим и объясняется спорадический характер появления проблем с изображением. Какая бы причина ни крылась за всем этим, улучшить качество изображения можно удалением низкочастотного фильтра. Далее мы рассмотрим, как проделать эту операцию с минимальными затратами.

Оговоримся, что после удаления низкочастотного фильтра вы лишаетесь гарантии на свою видеокарту, и мы не несем ответственность за возможные неисправности. Сама же операция предельно проста. На всех видеокартах nVidia, начиная с GeForce, низкочастотный фильтр можно заметить по 3 наборам по три конденсатора, параллельно соединенных с двумя наборами из 3 катушек индуктивности рядом с разъемом VGA. Для каждого компонента сигнала RGB, посылаемого монитору, используется свой набор устройств. Кроме того, на большинстве плат имеется набор защитных диодов, хотя далеко не всегда.

На этой GeForce2 Pro, в прямоугольники обведены три набора по три конденсатора. Их нужно откусить. Слева направо на рисунке: колонка конденсаторов, набор катушек, второй набор конденсаторов, набор защитных диодов, ещё один набор катушек и последний набор конденсаторов.

На плате GeForce3 с разъемом DVI-I, низкочастотный фильтр расположен рядом с разъемом DVI-I. Если на карте нет разъема DVI-I, тогда компоненты фильтра можно найти рядом с выходом VGA, либо там, где должен был находиться разъем DVI.

На этой Visiontek GeForce3 Ti 500 уже удален ряд конденсаторов (в красном прямоугольнике). Поэтому неудивительно, что карта дает качественное изображение. Конденсаторы находятся рядом с разъемом DVI. После того, как вы откусите конденсаторы, все, что должно остаться, можно увидеть выше в красном прямоугольнике.

Вся операция по откусыванию 9 конденсаторов выполняется простыми кусачками. При правильном подходе плату вы не повредите. В итоге же все зависит от того, насколько плохим был сигнал с вашей карты до операции. В результате некоторых операций мы не достигали практически никаких улучшений, а бывало, и без того отлично работавшая карта показывала ещё более превосходный результат.

Чтобы полностью избавиться от низкочастотного фильтра, вам придется замкнуть катушки индуктивности, чтобы они тоже не оказывали никакого воздействия. После удаления конденсаторов, эффект от замыкания катушек не такой значительный. Сама же операция намного сложнее.

Опять же, удалив этот фильтр, появляется вероятность пропускания высоких частот, которые способны создавать помехи для других устройств. Но вероятность тому крайне мала.

Почему такая модернизация не требуется картам ATI или Matrox? До недавнего времени и ATI, и Maxtor сами производили все платы на своих собственных чипах, поэтому весь контроль всех компонентов осуществлялся очень тщательно. Нам ещё предстоит увидеть, повлияет ли решение ATI о производстве плат сторонними производителями на качество изображения. Столкнуться ли пользователи с теми же проблемами, что и пользователи nVidia.

Очевидно, что скоро, с развитием и популяризацией стандарта DVI, конечным пользователям уже не придется забивать голову вопросами, почему качество изображения такое плохое, и что тому виной...

Технический прогресс в области хайтека набирает скорость подобно истребителю-перехватчику. Еще недавно цифровая электроника ассоциировалась исключительно с громоздкими ЭВМ в вычислительных центрах, а сегодня сотовые телефоны, ноутбуки и плазменные дисплеи уже ни у кого не вызывают удивления. Правда, пути совершенствования радиоэлектронной аппаратуры иногда бывают довольно странными, и в начале XXI века в продаже появляются аудиоусилители класса Hi End, на кожухах которых, как на довоенных радиоприемниках, гордо выстраиваются радиолампы-самовары. Но это так – игрушки для богатых, а на самом деле, после того, как цены на мощные микропроцессоры упали до уровня 20 долларов за штуку, переход к цифровым методам создания, обработки, хранения и передачи видео- и аудиоинформации стал неизбежен. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала.

Переход на цифровые форматы аудио и видео обусловлены их техническими и пользовательскими преимуществами по сравнению с аналоговыми.

К техническим преимуществам относят:

С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала

  • принципиальное исключение потери качества сигнала при передаче, перезаписи и хранении сигнала;
  • возможность точной временной синхронизации видеоматериала;
  • более совершенные системы управления и контроля качества сигнала;
  • упрощение технологии получения, обработки, хранения и передачи качественного сигнала;
  • расширение творческих возможностей персонала телестудий;
  • возможность шифрования видеоданных (использование криптографии).

К пользовательским свойствам цифрового формата относят:

  • возможность получения высококачественной, лишенной помех и шумов картинки с многоканальным стереозвуком;
  • широкие сервисные возможности цифровой аппаратуры.

Понятно, что аналоговые интерфейсы для работы с цифровым сигналом не годятся или подходят плохо, поэтому для него были созданы специальные, цифровые интерфейсы.

К ним относятся последовательный цифровой интерфейс SDI/SDTI, используемый в профессиональной и студийной аппаратуре, а также цифровые видеоинтерфейсы DVI и HDMI .

Последние два интерфейса рассматриваются ниже. Интерфейс HDMI является развитием интерфейса DVI, в нем используются те же базовые технологии, поэтому они и рассматриваются в переделах одной брошюры.

ЦИФРОВОЙ ВИДЕОИНТЕРФЕЙС DVI

Проблема ухудшения характеристик качества сигнала при многократном аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании была решена с появлением нового стандарта DVI, который сейчас можно уверенно рассматривать в качестве общепринятого. Группа, разработавшая стандарт - Digital Display Working Group (DDWG) - была создана по инициативе Intel, в нее вошли Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Спецификация DVI была представлена в апреле 1999 г, тогда же были продемонстрированы и рабочие решения, использующие стандарт – плазменные мониторы Fujitsu и Phillips, ЖК-мониторы IBM и Compaq и прочие продукты.

Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам позволил резко увеличить качество изображения, однако лишние преобразования «аналог-цифра-аналог» ощутимо ухудшали качество картинки

Создатели стандарта DVI рассчитывали, что область его применения окажется гораздо шире, чем цифровое соединение компьютера с монитором. В конце 90-х годов ХХ века продолжалось бурное развитие видеотехнологий. В обиход прочно вошли полностью цифровые DLP-проекторы, а LCD и CRT мониторы, если и оставались аналоговыми по принципу формирования изображения, имели цифровые схемы обработки сигнала. В цифровой форме осуществлялось масштабирование изображения и преобразование развертки, необходимое для корректного преобразования количества строк, пикселей и полей. Функции регулировки цветности, яркости, контрастности и других параметров видео также были реализованы цифровыми методами. После того, как фирма Fujitsu начала продавать другим производителям лицензии на плазменные технологии, стало ясно, что выход на рынок еще одного вида высококачественного цифрового дисплея - вопрос недалекого будущего.

В практическую плоскость перешло внедрение телевидения высокой четкости. Размеры экранов росли, увеличивалось их разрешение. Не было только одного - отвечающего текущим и перспективным запросам рынка цифрового видеоинтерфейса. Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам позволил резко увеличить качество изображения, однако лишние преобразования «аналог-цифра-аналог» ощутимо ухудшали качество картинки, что было особенно обидно из-за абсолютной ненужности АЦП и ЦАП в тракте, состоящем из цифрового источника (DVD, компьютер), цифрового дисплея и цифрового же процессора между ними. Получалось, что АЦП и ЦАП работали только на «провода» между источником и монитором.

Необходимость создания цифрового интерфейса, отвечающего запросам HDTV и имеющего солидный запас на перспективу, стала совершенно очевидной.

Интерфейс DVI - Digital Visual Interface - можно с определенными допусками назвать цифровым RGB-интерфейсом. В одноканальной модификации формата Single Link DVI имеется четыре канала передачи данных: три из них предназначены для передачи информации об основных цветах: синем, зеленом и красном, а четвертый передает сигнал тактовой частоты «Clock». При этом достигается максимальная скорость потока данных, равная 1,65 Гбит/с, или 165 мегапикселей в секунду при 10-битном кодировании (это дает эффективные 8 бит данных), что соответствует разрешению 1600 х 1200 пикселей (UXGA) при частоте обновления полей 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). На сегодняшний день это с запасом покрывает потребности современных форматов HDTV.

Еще большую пропускную способность имеет модификация интерфейса Dual Link DVI. Здесь все то же самое, но в двойном размере (кроме сигнала тактовой частоты, которую дважды передавать не нужно). Dual Link DVI способен передавать сигналы QXGA (2048 х 1536 пикселей) при частоте смены кадров 60 Гц.

DVI передает разрешения до 1600 х 1200 (UXGA) при 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). Это с запасом покрывает потребности HDTV

Несмотря на явную избыточность Dual Link DVI в отношении современных дисплеев, поддерживающие этот интерфейс устройства производятся (например, большие дисплеи для рабочих станций).

Благодаря технологии DVI появилась возможность удаления аналоговой части с плат видеоадаптеров и перенос её в монитор, что должно сказаться на повышении качества изображения гораздо сильнее, чем устранение влияния помех в соединительном кабеле видеокарта-монитор. Поскольку информация об изображении передается от видеокарты к монитору в цифровом виде, влияние внешних наводок значительно снижается.

РАЗНОВИДНОСТИ DVI

Существуют ещё две разновидности интерфейса DVI: DVI-D и DVI-I, различие между которыми заключается в том, что для обеспечения более широкой совместимости аппаратуры разных поколений в разъеме DVI, помимо трех рядов «цифровых» контактов, могут быть предусмотрены еще и аналоговые, на которые подается обычный аналоговый RGBHV-сигнал (то же, что VGA, на рис. 1 - контакты С1 – С5). Таким образом, вариант интерфейса DVI, включающий аналоговую и цифровую части, называют DVI-I (Integrated), т.е. совмещенный. Таким образом, всего можно встретить 4 разновидности интерфейса:

  • DVI-I Dual Link (цифровой + аналоговый, до 2048 х 1536)
  • DVI-I Single Link (цифровой + аналоговый, до 1920 х 1200)
  • DVI-D Dual Link (цифровой, до 2048 х 1536)
  • DVI-D Single Link (цифровой, до 1920 х 1200)

КАБЕЛЬ DVI

Версии Single Link могут не иметь контактов 4, 5, 12, 13, 20, 21 на разъеме. Версии DVI-D могут не иметь контактов C1, C2, C3, C4, С5 на разъеме.

Разводка разъема DVI (для «полного» интерфейса Dual Link DVI-I) показана на рис. 1, а назначение контактов сведено в таблицу 1.

Таблица 1. Распайка разъема DVI-I Dual Link

Конт. Описание Конт. Описание
1 Данные T.M.D.S 2– 16
2 Данные T.M.D.S 2+ 17 Данные T.M.D.S 0–
3 Экран для данных T.M.D.S 2 и 4 18 Данные T.M.D.S 0+
4 Данные T.M.D.S 4–* 19 Экран для данных T.M.D.S 0 и 5
5 Данные T.M.D.S 4+* 20 Данные T.M.D.S 5–*
6 Такты DDC 21 Данные T.M.D.S 5+*
7 Данные DDC 22 Экран для тактов T.M.D.S
8 Аналоговая кадровая синхр.** 23 Такты T.M.D.S+
9 Данные T.M.D.S 1– 24 Такты T.M.D.S–
10 Данные T.M.D.S 1+ 25 Аналоговый канал R**
11 Экран для данных T.M.D.S 1 и 3 26 Аналоговый канал G**
12 Данные T.M.D.S 3–* 27 Аналоговый канал В**
13 Данные T.M.D.S 3+* 28 Аналоговая строчная синхр.**
14 Питание +5 В 29 Аналоговая земля**
15 Земля 30

* только для Dual Link; ** только для DVI-I

Рис. 1. Разъемы DVI-D и DVI-I

ВНУТРЕННОСТИ: ПЕРЕДАЧА ВИДЕОДАННЫХ (TMDS)

Высокие скоростные характеристики интерфейса DVI достигнуты за счет использования специально разработанного для него алгоритма кодирования сигналов, который называется Transition Minimized Differential Signaling (T.M.D.S) – дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней.


Рис. 2. Линия связи TMDS

Дифференциальный (или балансный, симметричный) способ передачи, когда по каждому проводнику витой пары проходит один и тот же прямой и инвертированный сигнал, обеспечивает эффективную защиту данных от синфазных помех.


Рис. 3. Балансная линия связи с дифференциальным приёмником


Рис. 4. Балансная линия связи подавляет помехи

На передающей стороне интерфейса DVI находится передатчик T.M.D.S. в котором производится преобразование оцифрованного RGB-сигнала и формирование последовательного потока данных в каждом из каналов. На приемной стороне, наоборот, происходит полное восстановление цифровых потоков по каналам R, G, B, а также сигнала Clock.

Формат передачи всегда один: цветовое пространство RGB, глубина цвета 24 бита (по 8 бит на компоненту). Для высоких разрешений поддерживаются частоты кадров до 60 Гц (прогрессивной развертки).

При восстановлении используется автоматическая компенсация потерь в кабеле и перетактирование (реклокинг, устранение джиттера, т.е. дрожания фазы цифрового сигнала).

Рис. 5. Сигнал до и после восстановления

Восстановление эффективно только если деградация сигнала не превышает некоторого порогового значения. В этом случае цифровой сигнал восстанавливается практически полностью, без потерь и ошибок. Однако ситуации стоит лишь немного ухудшиться (например, берем кабель немного большей длины) - и сигнал восстановить не удается, а картинка испещряется помехами, «разваливается», а то и вовсе пропадает. Это явление называется «эффектом обрыва» и характерно именно для цифровых сигналов.


Рис. 6. «Эффект обрыва»

В результате, при использовании кабелей разумной длины и репитеров (приёмников-передатчиков сигнала с его промежуточным восстановлением) можно транслировать цифровой сигнал на практически неограниченные расстояния - без потерь!

Рис. 7. Использование репитеров

Чем выше разрешение сигнала (а, значит, и скорость передачи данных в каналах TMDS), тем больше потери в кабеле и (при прочих равных) короче может быть используемый кабель. Стандарт DVI не оговаривает возможную длину кабеля и разрешение сигнала, при котором такая длина будет работать. Реальные качественные кабели DVI обычно хорошо работают при длинах и разрешениях, не превышающих показанные ниже на графике (приведен для интерфейса версии Single Link):


Рис. 8. Разрешения против длин кабелей

В некоторых случаях будут работать и более длинные кабели, однако это в каждом конкретном сочетании аппаратуры требует экспериментального подтверждения.

Чтобы преодолеть ограничения на длину кабеля, можно:

  • приобрести электрические кабели DVI сверхвысокого качества (и цены). В некоторых случаях производители таких кабелей гарантируют их работу с максимальными разрешениями при длине до 15 метров
  • использовать схему с репитерами (см. рис. 7)
  • использовать волоконно-оптические удлинители или иные специальные решения. Обычно это дешевле репитеров (при числе последних более 2), удлинители работают на расстояниях от десятков до сотен метров.


Рис. 9. Интегрированный оптоволоконный кабель (слева, длина до 100 м), передатчик и приемник для использования с отдельным оптическим кабелем (справа, длина кабеля до 500 м)

ВНУТРЕННОСТИ: СЛУЖЕБНЫЙ КАНАЛ (DDC)

Если служебный канал DDC не работает, видеоданные в каналах TMDS могут блокироваться

Интерфейсы DVI-D и DVI-I, помимо описанных выше цифровых каналов, содержат еще один, предназначенный для обмена информацией между оснащенным видеопроцессором источником (например, PC с видеокартой) и дисплеем. Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: марка изготовителя, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.

При запуске DVI-совместимого источника активизируется процесс HPD (Hot Plug Detect, или опознание активного соединения). После этого источник производит считывание блока данных EDID. В случае если монитор отказывается выдать информацию о себе, канал T.M.D.S блокируется.

При использовании аппаратуры, соответствующей стандарту и стандартных кабелей, для простой схемы включения (источник–кабель–монитор) такая схема нормально работает. Однако в более сложных случаях канал DDC может и не работать - например, если между выходом и дисплеем установлены коммутаторы, усилители-распределители и др. элементы сложных AV-систем. В этом случае возникает проблема: как заставить работать выход, например, видеокарты ноутбука, при отсутствии служебного канала.


Рис. 10. Устройство - эмулятор EDID и его применение
(Нажмите на фото для увеличения)

«Обмануть» видеовыход можно с помощью специального устройства. Такой прибор хранит блок данных EDID в своей внутренней памяти и выдаёт его оттуда по запросу видеокарты. При этом видеоданные проходят через прибор «прозрачно». Если эмулятор предварительно «обучить» (прочитав реальный EDID из реального дисплея), источник сигнала будет «думать», что постоянно подключён к дисплею, и выдавать данные на выход.

Во многие коммутаторы и усилители-распределители для сигналов DVI и HDMI подобные эмуляторы уже встроены, что облегчает труд установщика. Заметим, что наличие эмулятора ни в коем случае не обеспечивает работу системы шифрования видеоданных HDCP, для которой наличие «живого» канала DDC обязательно.

ВНУТРЕННОСТИ: ШИФРОВАНИЕ ДАННЫХ HDCP

Разработанная фирмой Intel криптографическая система HDCP (Highbandwidth Digital Content Protection) - это метод защиты цифровых данных высокого разрешения. Она обеспечивает возможность в зависимости от конкретного случая установить разные уровни защиты, благодаря чему она не ограничивает свободу обращения с видео данными в пределах одобренных действующим законодательством рамок. Так, например, HDCP не обеспечивает защиту от копирования и искусственно не ухудшает качества копий. Под жесткий запрет подпадают следующие действия: копирование программ со снятой защитой, получение незащищенного цифрового потока высокого разрешения. Разрешены повторители и разветвители сигнала, но при этом они должны «обменяться паролями» друг с другом и получить взаимное одобрение, что возможно только в том случае, если все устройства обладают HDCP-совместимостью.

На диске Blu-Ray или в DVB-потоке записана специальная метка, при наличии которой плейер или ресивер обязан включить шифрование данных на своём цифровом выходе

Заметим, что HDCP не привязана, например, к шифрованию данных на Blu-Ray диске или потока в DVB-приёмнике. Это иные технологии. На самом диске или в DVB-потоке просто записана специальная метка, при наличии которой аппарат (плейер или ресивер) обязан включить шифрование данных на своём цифровом выходе.

Система HDCP может работать как с интерфесом DVI, так и с HDMI. Правда, для (в основном) компьютерного интерфейса DVI система HDCP применяется крайне редко, тогда как для потребительского интерфейса HDMI кодирование HDCP используется повсеместно (и для большинства видеопрограмм - в обязательном порядке).

HDCP защищает права потребителя, ограждая его от потока низкосортной
видеопродукции

Необходимо особо отметить, что HDCP работает не только на правообладателей киноматериалов, но и защищает права потребителя, ограждая его от потока низкосортной видеопродукции (например, по- лученной через Интернет), качество которой несовместимо с современными форматами телевидения высокого разрешения.

Работает HDCP по сложной схеме, предусматривающей прежде всего наличие своих «секретных» кодовых комбинаций в каждом передатчике и приемнике DVI/HDMI. В единой системе допускается наличие до 127 пар передатчиков и приемников и до 7 уровней разветвления (или ретрансляции). Для того чтобы канал DVI/HDMI активизировался, должен успешно пройти процесс взаимной аутентификации каждой пары передатчиков и приемников. Для этой задачи используется всё тот же служебный канал DDC.

При работе HDCP аналоговые выходы могут выдавать картинку высокого разрешения, либо низкого разрешения, либо вовсе не выдавать картинку - на усмотрение производителя

Первый этап процесса аутентификации – обмен кодовыми комбинациями, которые «зашиты» в микросхемы оборудования и недоступны пользователю. Кодовые комбинации должны обладать правдоподобностью, для проверки которой производится вычисление математической суммы R0. В передатчике вырабатывается псевдослучайная последовательность AN, которая вместе с т. н. «вектором выбора кода» (KSV) отсылается на приемник. Аналогично с приемника поступает подобное сообщение на передатчик. В случае положительного результата проверки KSV (в их структуре, помимо всего прочего, обязательно должны присутствовать 20 нулей и 20 единиц) на обеих сторонах запускаются генераторы кодов, вырабатывающие 24-разрядные шифровальные коды, соответствующие определенным значениям «секретного» параметра Ks. Синтезированные в передатчике и приемнике значения R0 и Ks сравниваются.

Значения KSV являются индивидуальными для каждого отдельного устройства. Существует также «черный список» взломанных кодов, который хранится в памяти устройства и пополняется при проигрывании новых BluRay-релизов (один из способов). При совпадении индивидуальных данных конкретного аппарата с данными из этого списка процесс инициализации немедленно блокируется. Таким образом, единожды замеченный в попытке обойти запреты DVD/BluRay-плейер станет персоной нон-грата в любой системе, при условии, что кто-то данную попытку заметит и сообщит куда следует.

Весь процесс «запуска» работы интерфейса DVI/HDMI (считывание EDID, настройка выхода) и cистемы HDCP (аутентификация) может занимать до нескольких секунд. В это время изображения на дисплее нет.

Когда на цифровом выходе плейера или спутникового ресивера идет видеопоток с кодированием HDCP, его аналоговые выходы могут выдавать картинку высокого разрешения, либо низкого разрешения, либо вовсе не выдавать картинку - на усмотрение производителя аппарата. К сожалению, в документации описание такого поведения можно найти крайне редко.

Концептуальная сложность всей системы (DVI/HDMI, DDC/EDID, HDCP) оказывается на порядки выше, чем всех ранее использовавшихся аналоговых интерфейсов. Хотя при массовом производстве это практически не приводит к удорожанию аппаратуры (и теоретически даже должно её удешевить), проблемы совместимости и даже простой работоспособности аппаратуры, особенно от разных производителей, теперь оказываются крайне актуальными. Особенности «прошивок» аппаратуры и ошибки в реализации интерфейсов способны свести на нет все преимущества самой дорогой и совершенной современной техники.

Перед приобретением комплекта аппаратуры с интерфейсом DVI/HDMI и поддержкой HDCP обязательно включите её и проверьте во всех режимах, в том числе и при воспроизведении контента с включенной защитой HDCP

Рекомендуем перед приобретением аппаратуры с интерфейсом DVI/HDMI и поддержкой HDCP обязательно включить её (весь комплекс - источники сигнала, промежуточные коммутаторы, распеределители, AV-ресиверы, дисплеи и все соединительные кабели) и проверить во всех режимах, в том числе и при воспроизведении контента с включенной защитой HDCP.

БУДУЩЕЕ DVI И HDMI

По оптимистичным прогнозам Intel, стандарт DVI и HDMI будет актуален как минимум следующие десять лет.

Вытеснение старых интерфейсов набирает обороты. В не столь уж отдаленном будущем дело, скорее всего, дойдет до отмирания аналоговой части видеоаппаратуры. Для интерфейса HDMI, идущего на смену DVI, это уже свершилось (аналоговой части там нет).

ИНТЕРФЕЙС HDMI

Развитием интерфейса DVI является мультимедийный интерфейс высокой четкости HDMI (High Definition Multimedia Interface). Видеочасть HDMI, а также служебный канал DDC полностью совместимы с DVI, но вид у него совершенно другой, т.к. использован другой разъём. HDMI – это более совершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможности передачи многоканального звука. Дополнительно HDMI снабжён управляющим интерфейсом CEC (его нет в DVI).

HDMI – это более совершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможности передачи многоканального звука

Так же, как и DVI, интерфейс HDMI может быть одноканальным (Single Link) и двухканальным (Dual Link) (для этих версий используются разные разъёмы). Линии связи TMDS и служебный канал DDC работают в точности так же, как и в DVI.

Пропускная способность HDMI (как и DVI) достигает 5 Гбит/с. Этого достаточно для видеосигнала 1080p и двух каналов несжатого цифрового звука в PCM до 48 кГц либо 5.1 каналов в Dolby Digital или DTS. Передача аудио осуществляется в смеси с видео, используются те же линии TMDS (никаких дополнительных проводников для аудио в кабеле нет).


Рис. 11. Сравнение кабельных вилок HDMI и DVI (справа)

Разъем HDMI более компактный, однако лишен фиксаторов, и (при использовании сколько-нибудь длинных и тяжёлых кабелей) склонен выпадать из своей розетки.

КАБЕЛЬ HDMI

Последняя на момент выпуска брошюры версия стандарта HDMI 1.3a описывает 3 разновидности разъёма:

  • Стандартный Single Link (Type A)
  • Стандартный Dual Link (Type B)
  • Миниатюрный Single Link (для компактных устройств) (Type C)

Самый распространённый тип - стандартный Single Link (Type A). Другие типы разъёмов встречаются пока редко. Разводка такого разъема показана на рис. 12, а назначение контактов сведено в таблицу 2.

Таблица 2. Распайка разъема HDMI (Type A, Single Link)

Конт. Описание Конт. Описание
1 Данные T.M.D.S 2+ 2 Экран для данных T.M.D.S 2
3 Данные T.M.D.S 2– 4 Данные T.M.D.S 1+
5 Экран для данных T.M.D.S 1 6 Данные T.M.D.S 1–
7 Данные T.M.D.S 0+ 8 Экран для данных T.M.D.S 0
9 Данные T.M.D.S 0– 10 Такты T.M.D.S+
11 Экран для тактов T.M.D.S 12 Такты T.M.D.S–
13 CEC 14 (не используется)
15 Такты DDC (SCL) 16 Данные DDC (SDA)
17 Земля (для DDC/CEC) 18 Питание +5 В
19 Датчик «горячего» подключения


Рис. 12. Кабельная часть разъёма HDMI Type A

ВНУТРЕННОСТИ: TMDS, DDC, HDCP

Технологии передачи видеоданных (TMDS), служебнный канал (DDC), cистема шифрования (HDCP) аналогичны описанным для интерфейса DVI.

Длины кабелей и максимальное разрешения оказываются аналогичными таковым для DVI - см. рис. 8. Для преодоления ограничений по длине можно использовать те же методы что и для DVI (рис. 13).


Рис. 13. Оптический кабель для удлинения HDMI (Type A) до 100 метров

В дополнение ко всем видеорежимам DVI интерфейс HDMI поддерживает:

  • с версии 1.2 - цветовое пространство YUV (т.е. Y/Pb/Pr)
  • с версии 1.3 - цветовое пространство xvYCC (IEC 61966-2-4, имеет в 1,8 раз более широкий цветовой охват)
  • с версии 1.3 - удвоенную скорость передачи данных (х2) по TMDS. Режим требует применения специальных кабелей («категории 2») с улучшенными параметрами. Кабели для всех предыдущих версий при этом попадают в «категорию 1». Кроме режима х2 поддерживаются режимы х1,25 и х1,5.

При использовании режима удвоения скорости передачи, начиная с версии 1.3 возможно следующее:

  • увеличить глубину цвета вплоть до 48 бит
  • увеличить кадровую частоту для стандартных максимальных разрешений до 120 Гц
  • увеличить максимальное разрешение

ВНУТРЕННОСТИ: ПЕРЕДАЧА АУДИО

Аудиоданные передаются вместе с видео по тем же линиям связи TMDS. Аудиопоток «нарезается» на пакеты и передается в неиспользуемых участках видео (во время интервалов гашения по горизонтали и вертикали).


Рис. 14. Аудиопоток передается пакетами в интервалах гашения видео

  • с версии 1.0 поддерживается PCM stereo до 48k, Dolby Digital, DTS
  • c версии 1.1 также поддерживается DVD-audio
  • c версии 1.2 также поддерживается SACD
  • c версии 1.3 также поддерживается Dolby®TrueHD и DTS-HD Master Audio™ (с битрейтами до 8 Мбит/с)

ВНУТРЕННОСТИ: КАНАЛ УПРАВЛЕНИЯ (СЕС)

Многие производители электроники объявили о поддержке канала управления СЕС

Дополнительная линия связи СЕС (Consumer Electronics Control) может использоваться для управления потребительской электроникой. Благодаря ей все соединенные по интерфейсу HDMI приборы (до 10 штук) объединяются в управляющую сеть. Предусмотрены типовые команды управления (Пуск, Стоп, Перемотка, команды для меню, тюнеров, ТВ и т.д.), которые приборы могут передавать друг другу. Это позволяет управлять одним аппаратом (скажем, проигрывателем Blu-Ray) с пульта другого (скажем, телевизора), автоматизировать некоторые процессы и т.д. С выходом версии HDMI 1.3 многие производители электроники объявили о поддержке данного канала управления.

СОВМЕСТИМОСТЬ ИНТЕРФЕЙСОВ

Стандарт HDMI оговаривает полную совместимость всех версий интерфейсов (сверху-вниз и снизу-вверх):

  • DVI (версии 1.0) должен быть совместим с HDMI (любой версии). Разумеется, поддержка аудио при этом отсутствует. Режимы видео будут ограничены режимами, оговорёнными для DVI. Подключение можно производить переходным кабелем (или через адаптер-переходник)
  • HDMI (любой версии) должен быть совместим с HDMI (любой версии). При этом возможности такой системы определяются возможностями «младшего» её компонента.
  • Допустимы любые сочетания версий источника сигнала, дисплея и промежуточных приборов (репитеров, коммутаторов и т.д.), с той же оговоркой по возможностям.


Рис. 15. Кабель-переходник и адаптер DVI-HDMI

К сожалению, такую великолепную совместимость демонстрируют далеко не все имеющиеся на рынке устройства. Например, некоторые широкоэкранные дисплеи для домашних кинотеатров не поддерживают цветовое пространство RGB (необходимое для DVI и HDMI 1.0) и понимают лишь ограниченное количество видеорежимов (против минимально требуемого стандартом). При этом на таких дисплеях красуется логотип «HDMI» и провозглашается поддержка версии 1.3.

Заметим также, что расширенные возможности версии HDMI 1.3а, в основном, являются необязательными, и поэтому «соответствовать» требованиям этой новейшей версии стандарта оказывается легко - достаточно выполнить лишь минимальные требования (фактически - требования к версии 1.0). Поэтому при покупке аппаратуры обязательно убедитесь, что она действительно имеет те расширения, которые Вам нужны - цифра 1.3а в спецификации ещё ни о чём, к сожалению, не говорит...

Ссылки в Интернете:

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