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DVI(Digital Visual Interface),即數字視頻介面。它是1999年由Silicon Image、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(Digital Display Working Group,數字顯示工作組)推出的介面標準。

1技術簡介

DVI介面是以Silicon Image公司的PanalLink介面技術為
DVI轉VGA轉接頭

  DVI轉VGA轉接頭

基礎,基於TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化傳輸差分信號)電子協議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號機制,可以將象素數據編碼,並通過串列連接傳遞。顯卡產生的數字信號由發送器按照TMDS協議編碼后通過TMDS通道發送給接收器,經過解碼送給數字顯示設備。
一個DVI顯示系統包括一個傳送器和一個接收器。傳送器是信號的來源,可以內建在顯卡晶元中,也可以以附加晶元的形式出現在顯卡PCB上;而接收器則是顯示器上的一塊電路,它可以接受數字信號,將其解碼並傳遞到數字顯示電路中,通過這兩者,顯卡發出的信號成為顯示器上的圖象。

2介面分類

一個是DVI-D介面,只能接收數字信號,介面上只有3排8列共24個針腳
各種介面示意圖

  各種介面示意圖

,其中右上角的一個針腳為空。不兼容模擬信號。
另外一種則是DVI-I介面,可同時兼容模擬和數字信號。兼容模擬信號並不意味著模擬信號的介面D-Sub介面可以連接在DVI-I介面上,而是必須通過一個轉換接頭才能使用,一般採用這種介面的顯卡都會帶有相關的轉換接頭。
DVI信號,HDCP信號和HDMI 信號針對VGA信號而言,如果排除各種協議的話,信號通道本質是一致的,都是DVI信號。因此先介紹DVI信號的特點。
在模擬顯示方式中,將待顯示的數字R.G..B信號(8bit并行信號)在顯卡中經過D/A轉換成模擬信號,傳輸後進入顯示器,經處理后驅動R.G..B電子槍,顯示到熒光屏上,整個過程是模擬的。而數字顯示方式不同,模擬的R.G.B信號到達顯示設備后(LCD 或DLP,PDP等)經過A/D處理,轉換為數字信號,隨後由數字信號在TFT LCD source driver中通過DAC轉換變成模擬信號控制液晶板透射或反射光線或DMD晶片反射光線或由等離子體發光,達到顯示的效果。在這個過程中明顯地存在一個由數字→模擬→數字→模擬的轉換過程,信號損失較大(一次A/D,D/A過程將在頻譜上損失6dB,帶寬最大保留為像素時鐘的1/2),並且會存在諸如拖尾,模糊,重影等傳輸問題。 當前帶有數字介面的計算機顯卡已經相當普遍,甚至筆記本電腦也配備了DVI介面,顯示設備中也是越來越多的設備帶有數字信號介面,因此數字→數字方式的應用環境已經成熟。
DVI原理上是將待顯示的R.G.B數字信號與H.V信號進行組合編碼,每個像素點按10bit的數字信號按最小非歸零編碼方式進行並→串轉換,把編碼后的R.G..B數字串列碼流與像素時鐘等4個信號按照平衡方式進行傳輸,其每路碼流速率為原像素點時鐘的10倍,以1024×768×70的解析度為例,碼流時鐘為70Mbps×10,摺合為0.7Gbps。一般DVI1.0的碼流在0.24Gbps到1.65Gbps之間。
DVI有DVI1.0和DVI2.0兩種標準,其中DVI1.0僅用了其中的一組信號傳輸通道,傳輸圖像的最高像素時鐘為165M(1600RGB*1200@60Hz,UXGA),通道中的最高信號傳輸碼流為1.65Gbps。DVI2.0則用了全部的兩組信號傳輸通道,傳輸圖像的最高像素時鐘為330M,每組通道中的最高信號傳輸碼流也為1.65Gbps。在顯示設備中,目前還沒有DVI2.0的應用,因此本文所討論的DVI都是指DVI1.0標準。

3介面優點

考慮到兼容性問題,目前顯卡一般會採用DVI-I介面,這樣可以通過轉換接頭連接到普通的VGA介面。而帶有DVI介面的顯示器一般使用DVI-D介面,因為這樣的顯示器一般也帶有VGA介面,因此不需要帶有模擬信號的DVI-I介面。當然也有少數例外,有些顯示器只有DVI-I介面而沒有VGA介面。顯示設備採用DVI介面具有主要有以下幾大優點:
一 速度快 
DVI傳輸的是數字信號,數字圖像信息不需經過任何轉換,就會直接被傳送到顯示設備上,因此減少了數字→模擬→數字繁瑣的轉換過程,大大節省了時間,因此它的速度更快,有效消除拖影現象,而且使用DVI進行數據傳輸,信號沒有衰減,色彩更純凈,更逼真。
二 畫面清晰   計算機內部傳輸的是二進位的數字信號,使用VGA介面連接液晶顯示器的話就需要先把信號通過顯卡中的D/A(數字/模擬)轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號,這些信號通過模擬信號線傳輸到液晶內部還需要相應的A/D(模擬/數字)轉換器將模擬信號再一
高清視頻

  高清視頻

次轉變成數字信號才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉換和信號傳輸過程中不可避免會出現信號的損失和受到干擾,導致圖像出現失真甚至顯示錯誤,而DVI介面無需進行這些轉換,避免了信號的損失,使圖像的清晰度和細節表現力都得到了大大提高。
三 支持HDCP協議 
DVI介面可以支持HDCP協議,為將來看帶版權的高清視頻打下基礎。不過要想讓顯卡支持HDCP,光有DVI介面是不行的,需要加裝專用的晶元,還要交納不菲的HDCP認證費,因此目前真正支持HDCP協議的顯卡還不多。
HDCP信號從介面形式,管腳定義,數據格式等都與DVI相同,只是考慮保密的原因,對數據進行了加密,要符合HDCP的協議要求。考慮到這只是協議層面的不同,我們可將此兩者等同考慮。

4介面標準

DVI介面和VGA介面不同,DVI介面存在很多標準,使用顯示器時一定要搞明白。DVI一共分為5種標準。其中DVI-D和DVI-I分為「雙通道」和「單通道」兩種類型,我們平時見到的都是單通道版的,雙通道版的成本很高,因此只有部分專業設備才具備,普通消費者很難見到。
DVI-A是一種模擬傳輸標準,晚期的大屏幕專業CRT中能看見。不過由於和VGA沒有本質區別,性能也不高,因此DVI-A事實上已經被廢棄了。至於DFP介面,這是一種已經被廢棄的
DVI

  DVI

早期的數字規範。
關於DVI信號的各種特性,可以參考下表:
規格 信號 備註
DVI-I雙通道 數字/模擬 可轉換VGA
DVI-I單通道 數字/模擬 可轉換VGA
DVI-D雙通道 數字 不可轉換VGA
DVI-D單通道 數字 不可轉換VGA
DVI-A 模擬 已廢棄

5引腳定義

dvi各種標準之間的比較如下表所示:
DVI-A
( A= Analog )
DVI-D
( D= Digital )
DVI-I
( I = A+D = Integrated )
是模擬信號介面, 只能去接 DVI-A 或者 VGA 介面的信號。
是數字信號介面, 只能去接 DVI-D 介面的信號。
含及上述兩個介面, 在管腳定義上有明顯的區分。
不支持數字信號
不支持模擬信號
當 DVI-I 接 VGA 時, 就是 起到了 DVI-A 的作用。
當 DVI-I 接 DVI時, 只起了 DVI-D 的作用。
其中DVI-D和DVI-I的引腳定義如下表所示:
DVI-D針腳圖
DVI-I針腳圖
DIV-I介面針腳含義圖:
C1 = Analog Red
模擬視頻信號 三基色信號線中的 紅
C2 = Analog Green
模擬視頻信號 三基色信號線中的 綠
C3 = Analog Blue
模擬視頻信號 三基色信號線中的 藍
C4 = Analog H
( Horizontal )sync
模擬視頻信號 (水平掃描) 行同步信號
C5 = Analog Ground
模擬視頻信號 地線
8 = Analog V
( Vertical ) sync
模擬視頻信號 (垂直掃描) 場同步信號
( 在 DVI-D 中, 8 是 No Connect 就是 空腳, 什麼也沒有連接 )
從針腳上可以看出,除了地線以外,DVI-I介面比DVI-D介面原架構規範上,多了RGBHV這幾個與 VGA 定義一樣的信號線插腳。而這些多餘出來的針腳就是DVI-A,兩者結合就構成了DVI-I介面。
三種介面的區別

6介面現狀

目前市場上的DVI線有18+1和24+1以及18+5和24+5這4種規格。
18針屬於單通道DVI,傳輸速率只有24針的一半,為165Mbps。在畫面顯示上,單通道的DVI支持的解析度和雙通道的完全一樣,但刷新率卻只有雙通道的一半左右,會造成顯示質量的下降。一般來講,單通道的DVI介面,最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz,即現有23寸寬屏顯示器和20寸普通比例顯示器的正常顯示,再高的話就會造成顯示效果的下降。而使用大屏液晶顯示器的話,24針的雙通道DVI是必須具備的條件。
至於18+5和24+5這種規格都屬於DVI-I,多出來得4根線用於兼容傳統VGA模擬信號。這種介面在顯示卡上用的多,顯示器基本不用,除非是970P這樣的單介面顯示器才會考慮採用。
如果顯示器低於23寸寬屏或20寸普屏的話,使用18針DVI完全沒有問題,用24針的當然可以,但有些浪費了。另外,如果想用大屏幕顯示器的話,一款具備雙通道輸出的顯示卡也非常重要。因此現在大多數顯卡採用的是DVI-I雙通道介面,性能達到要求。實際上現在顯示卡在很多情況下,DVI能達到應有的性能指標。

7HDMI影響

HDMI是基於DVI(Digital Visual Interface)制定的,是High Definition Multimedia Interface(高分數字多媒體介面)的簡稱,可以看作是DVI的強化與延伸,兩者可以兼容。HDMI在保證高品質的情況下能夠以數碼形式傳輸未經壓縮的高解析度視頻和多聲道音頻數據。HDMI可以支持所有的ATSC HDTV標準,不僅能夠滿足目前最高畫質1080p的解析度,還可以支持DVDAudio等最先進的數字音頻格式,支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數碼音頻傳遞,而且只用一條HDMI線連接,可以用於免除數碼音頻接線。與此同時HDMI標準所具備的額外擴展空間,它允許應用在日後升級的音頻或視頻的格式中。與DVI相比HDMI介面的體積更小而且支持同時傳輸音頻及視頻信號。
HDMI 和 DVI 介面

  HDMI 和 DVI 介面

HDMI與現有同屬數字介面的DVI相比,HDMI最大的改變在於集成了視頻和音頻傳輸,並且介面體積小,其靈活性和方便性較有優勢,HDMI介面只用一條線就解決了兩種輸出,將大大簡化設備的連線,讓桌面更加整潔。

8附文

DVI文件(device independent)為TeX電子排版系統的輸出文件。
七十年代末,Donald E. Knuth(高德納) 在看到其多卷巨著「The Art of Computer Programming」第二卷的校樣時,對由計算機排版的校樣的低質量感到無法忍受。因此決定自己來開發一個高質量的計算機排版系統,這樣就有了TeX 。TeX 的輸出文件稱為 DVI 文件,即是「Device I
印表機

  印表機

ndependent」。一旦 TeX 處理了你的文件,你所得到的 DVI 文件就可以被送到任何輸出設備如印表機,屏幕等並且總會得到相同的結果,而這與這些輸出設備的限制沒有任何關係。這說明 DVI 文件中所有的元素,從頁面設置到文本中字元的位置都被固定,不能更改。
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