详细了解液晶显示器使用的各种视频输入接口。 随着新一代接口的出现，越来越多的液晶显示器具备多个不同的接口。 图像质量和易用性在很大程度上取决于用户在连接相应的设备时是否了解每种接口的特点。

 

注： 以下是2008年12月16日发表的日文文章“IT Media液晶显示器课程（二），第2部分”的翻译。 版权所有 2011 ITmedia公司。 关于Mini DisplayPort的信息已添加到英文翻译。

配备多种视频输入接口的液晶显示器

由于对更高分辨率的显示器环境的需求和高清设备的普及，液晶显示器视频输入接口（以下简称“接口”）的类型不断增加。 大量的用户面对集成有多个输入系统的液晶显示器时很可能会束手无策，不知道哪个设备应该连接到哪个端口。 在本文中，我们将逐一讨论目前使用的主要接口。 但首先，让我们概括介绍一下可用接口的类型。

艺卓24.1英寸宽屏FORIS FX2431液晶显示器的背面，该显示器可接受音频视频输入，具有多个接口

 

适合用于PC的液晶显示器的接口可以分为两类： 自CRT显示器时代就沿用至今的模拟接口和近年来开发的数字接口。 模拟接口需要进行一些额外的转换，包括在PC内将数字信号转换为模拟信号以进行输出，然后在接收信号的液晶显示器内将这些模拟信号转换回数字形式。 这一系列操作可能会降低图像质量。 （图像质量也依赖于模拟到数字转换路径的质量。） 数字接口能够提供出色的图像质量，因为它能够直接发送数字信号，无需转换或修改。

 

液晶显示器接口还可以按照所连接的设备进行分组。 可以分为PC输入和音频视频 (AV) 设备输入两个大类。 PC输入通常包括以下五种接口类型之一： 用于模拟连接的D-Sub；用于数字连接的DVI-D; 兼容模拟和数字连接的DVI-I；以及用于新一代数字连接的接口HDMI和DisplayPort。 还有一些更新型的适配器可以使用USB作为视频输入接口，向液晶显示器输入和输出PC RGB信号。

 

主要的AV输入接口包括复合视频、S-Video、分量接口、D1-5，以及HDMI。 除了新的HDMI标准以外，其他接口均采用模拟连接。 与PC输入一样，数字HDMI连接通常能够为AV输入提供比各种模拟接口更好的图像质量。

 

值得一提的是，虽然HDMI接口设计用于与AV输入和输出，但是该标准也支持PC输入和输出。 带HDMI接口的液晶显示器包括一些正式支持PC输入的显示器，另外还有一些显示器并不正式支持PC输入，无论是否可以显示PC输入。

D-Sub和DVI： 适用于PC的标准接口

D-Sub和DVI是目前PC环境的标准接口。

 

D-Sub的正式名称为D-Sub miniature，其用途并不仅限于显示。 它也可用于串行端口、并行端口、SCSI和其他连接器，连接器的针脚数取决于实际用途。 然而，这些连接器标准目前已经很少应用于一般个人用途的PC，大多数这样的应用已经迁移到USB接口。

 

当作为显示器接口使用时，D-Sub端口也被称为VGA端口，它用作模拟连接标准已经很长时间。 连接器采用3排15针的DE-15，通常称为“mini-D-Sub 15针”或“D-Sub 15针”连接器。 （有些连接器省略了未使用的针脚。） D-Sub是目前应用最广泛的显示器接口，兼容众多PC和液晶显示器。

D-Sub母头（左侧照片）安装在显示器端，D-Sub公头（中间照片）安装在电缆端。 D-Sub电缆在连接器的两侧各有一枚螺丝，可以用手拧紧，以防止意外断开（右侧照片）。

 

数字视频接口（DVI）标准采用以下三种类型的连接器： 用于数字连接的DVI-D；用于模拟连接的DVI-A；以及兼容数字和模拟连接的DVI-I。 用于模拟连接的DVI-A连接器并不用于一般用途，在选择显示器产品时可以忽略。

 

请记住，有两种主流的DVI-D数字连接： 单链路和双链路。 用于单链路DVI-D连接，可显示的最大分辨率为1920×1200像素 (WUXGA)。 更高分辨率（如2560×1600像素）需要双链路DVI-D接口，可提供单链路DVI-D（7.4 GB /秒或更高）两倍的带宽。 要使用双链路DVI-D接口，液晶显示器端的DVI-D输入、PC端的DVI-D输出以及DVI-D电缆都必须兼容双链路DVI-D标准。

 

另一种DVI标准DVI-I可以采用数字和模拟两种连接，这取决于所使用的显示器电缆。 由于DVI-I模拟信号与D-Sub标准兼容，所以可以使用一根一端带D-Sub连接器，另一端带DVI-I连接器的显示器电缆进行模拟连接。 根据PC端和液晶显示器端的电缆和连接器，也可以使用适配器来连接DVI-I连接器和D-Sub连接器。

DVI-D母头安装在显示器端（左侧照片），DVI-D单链路（18针）公头安装在电缆端（中间照片）。 与D-Sub电缆一样，DVI-D电缆可以通过拧紧连接器两侧的螺丝来固定到位（右图）。
针脚布局决定了DVI连接器的类型。 左边是一个DVI-D双链路（24针）连接器；右边是一个DVI-A（17针）连接器。
左边是一个DVI-I单链路（23针）连接器；右边是一个DVI-I双链路（29针）连接器。

 

曾经推出过两端带DVI-I连接器的显示器电缆。 而这种电缆今天已经很少见到，因为这种配置会导致难以确定连接的是数字还是模拟接口，导致频繁连接。 同时在PC端和液晶显示器端都采用DVI-I连接器可能会导致混乱。 在这种情况下，理想的配置是用DVI-D电缆进行数字连接。

新一代数字接口的三个例子

作为最新的数字接口，高清晰度多媒体接口（HDMI）、DisplayPort和Mini DisplayPort吸引了众多关注。 所有这些标准都具有使用单根线缆以数字形式传输音频和视频信号的能力，而且电缆的连接和拆卸都很方便。

 

HDMI、DisplayPort和Mini DisplayPort连接器的形状类似于USB-A类连接器（在USB主机端，例如PC）。 连接器不使用螺丝，可以很容易地插入和移除。 （缺点： 如果手或脚被电缆勾住，很容易将电缆拉出。）

左边是一个HDMI（A型）母连接器；中间是一个DisplayPort母连接器；右边是个Mini DisplayPort母连接器。 HDMI连接器有19根针脚。 DisplayPort和Mini DisplayPort端口连接器有20根针脚，而且（左右）不对称。 （HDMI标准还定义了分辨率超过1080p的29针B型连接器。）

 

HDMI、DisplayPort和Mini DisplayPort标准也与高带宽数字内容保护系统（HDCP）兼容。 HDCP是一项旨在保护数字内容版权的技术，能够在播放视频前对输出和输入设备授权。

 

另一个特点是，HDMI、DisplayPort和Mini DisplayPort视频信号可以在PC数字接口以DVI-D标准前后转换。 使用适当的转换适配器或电缆，我们可以从一个DVI-D、HDMI、DisplayPort和Mini DisplayPort连接器输出视频，并输入到其中的任何一个连接器。 然而，这项功能目前似乎还不太完美： 在某些情况下，输入和输出设备并不完全兼容（即，视频不显示）。

 

HDMI、DisplayPort和Mini DisplayPort都可以使用一根电缆同时传输音频和视频，而DVI-D只能仅传输视频，并且需要单独的输入/输出端口，以及用于音频传输的电缆。 由于这个原因，在DVI-D与HDMI、DisplayPort或Mini DisplayPort标准进行转换时，通过一根电缆只能传输视频。 （有些产品可以通过一个转换适配器从DVI端传输音频。）

 

让我们来更详细地了解HDMI和DisplayPort技术。

HDMI，兼容高清视频的数字接口新标准

作为目前适用于多种设备（主要是电视和录像机）的标准接口，HDMI于2002年12月由Sony、Toshiba、Thomson Multimedia、Panasonic（原名Matsushita）、Hitachi和Philips在Silicon Image的主导下制定。 HDMI视频信号以PC中使用的数字RGB接口—DVI-D标准为基础，并增加了音频传输和数字权限管理（DRM）功能。 HDMI主要应用于家用电子产品和AV设备的数字视频和音频接口。

HDMI（A型）母连接器（左侧照片）和公连接器（中间照片）。 紧凑的HDMI电缆能够方便地连接和断开，就像USB电缆一样（右侧照片）。 HDMI电缆有两种类型： 标准（1类），指通过74.25 MHz传输速度测试的电缆，以及高速（2类），指通过340 MHz认证的电缆。 高速电缆建议用于高清信号，例如1440P。

 

在有关HDMI的讨论中，不可避免地要谈到HDMI标准各个版本之间的功能差异。 下表总结了主要差异。 1.2a及以前的HDMI版本与1.3及以后的版本在功能上有着显著差异。

 

由于HDMI的版本是向后兼容的，如果输出端兼容1.3或更高版本，输入端兼容1.2a或更低版本，我们仍然可以输入和输出视频和音频。 不过，如果输出设备使用了1.3或更高版本的功能，这些功能在兼容1.2a或更低版本的输入设备上将被取消。

 

顺便说一下，虽然HDMI1.3采用了xvYCC和Deep Color这样的宽色域标准，可以处理大于24位的彩色数据，这些规格仍然可以根据需要进行选择。 如同1.3这样的版本号仅仅表示适用技术规范的编号；制造商可以根据具体的产品选择使用哪些功能。 出于这个原因，即使标榜兼容HDMI1.3a标准的产品也可能无法提供HDMI1.3a支持的所有功能。

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1消费电子控制（CEC）功能： 用于在HDMI所连接的设备之间进行控制的信号；应用于Sharp Aquos Familink、Toshiba Regzalink和Panasonic Viera Link等技术。 2 Lip同步： 该功能可自动同步音频和视频信号。 点击放大

最新型接口DisplayPort—DVI的继任者，HDMI的竞争对手

DisplayPort标准由美国视频电子标准协会（VESA）于2005年5月发布，并于2006年5月正式批准。 VESA是一个制定PC相关接口标准的行业组织，其成员主要包括PC和显示器制造商。作为由VESA推广的视频接口，DisplayPort的目的是继DVI和D-Sub标准之后成为新的PC接口标准。 然而，它也并非不能在AV设备上使用。

DisplayPort的母（左侧照片）和公（中间照片）连接器。 虽然DisplayPort电缆与HDMI电缆类似，但在连接器的顶部带有两个卡钩，使其不容易意外断开（右侧照片）。

 

它的最大传输速度达10.8 Gbps，兼容高达2560×2048像素或更高的分辨率，48位色深（每RGB色16位），最大刷新率达120 Hz (120 fps)，其基本视频接口规格接近于HDMI接口。 然而，与分别发送RGB视频信号和时钟信号数据的HDMI不同，它通过串行连接将所有视频和音频分割成微封包，这称为传输单元，然后发送到目标设备。

 

由于DisplayPort和PCI Express一样都是串行接口，从数据生成时钟，而不是使用外部时钟信号，所以数据传输速度和功能都容易提高。 此外，由于DisplayPort的配置允许液晶显示器直接操作，所以可能有助于减少部件的数量。 另一个好处是它的信号传输距离高达15米。

 

在DisplayPort标准中，输出端被定义为源设备，输入端被定义为同步设备。 在这样的配置下，源设备和同步设备相互通信，从而能够自动调整传输，达到最佳分辨率、色深和刷新率。 音频和视频数据可通过单、双或四路的组合（称为通道），以两种数据速率（1.62 Gbps和2.7 Gbps）进行传输。 最低配置为1.62 Gbps单通道；最高配置为四通道，每个通道2.7 Gbps，共计10.8 Gbps。

 

支持的音频格式和其他属性也是同步设备的重要组成部分。 对于音频，需要兼容16位线性PCM (32/44.1/48 kHz)。 其他格式均可选。 不过，该标准可兼容高达高清晰度音频的格式，例如Dolby TrueHD和DTS HD。 对于色彩信息，必须兼容RGB、YCbCr (4:2:2) 和YCbCr (4:4:4)。

艺卓的24.1英寸宽屏液晶显示器ColorEdge CG243W，配备内置的DisplayPort

 

专栏： 许可费： HDMI和DisplayPort之间的另一大区别

当我们比较HDMI和DisplayPort时，是否需要许可费也是一个显而易见的主要区别。 要在产品中采用HDMI，厂家需要支付每年1万美元的许可费，而要支持HDCP则需要每年支付15000美元的单独许可费。 这些许可费给生产厂家带来了可观的成本。 由于产品定价会体现出这些成本，所以它们会给普通用户造成或大或小的影响。 一个更为人熟悉的例子是HDMI电缆，它也需要缴纳许可费，因而比其他AV电缆价格更高。 （请注意，许可费不是价格高的唯一原因；质量要求等因素也推动了价格上涨）   而DisplayPort除HDCP以外不需要其他许可费，对于制造商来说更有吸引力，更易于采用。 如果应用到大规模生产，也将有可能为普通用户带来价格优势。 不过，HDMI仍然是目前视听设备和视频游戏机等产品的主流数字接口。 即使在PC厂商的领导下实现标准化，DisplayPort也不太可能取代其位置。 随着越来越多的PC图形芯片厂商开始支持DisplayPort，兼容的产品不断增加，包括MacBook，DisplayPort的使用预计将会不断增长。

D-Terminal和分量接口，兼容高清视频的模拟视频接口

让我们来讨论一下视频输入接口，首先是D-Terminal和分量视频标准。 对于这两种接口，视频信号本身是相同的。 视频信号是由下列三种类型的信号组成： Y亮度/同步信号；代表蓝色和Y之间色差的Pb (Cb) 信号；以及代表红色和Y之间色差的Pr (Cr) 信号。 这些共同被称为分量视频信号。 这种技术的一个特点是它能够通过省略视频信号分离和组合的过程来输入和输出高品质的模拟视频信号。

分量视频采用三根电缆输入视频信号

 

分量视频端口对于三种视频信号类型分别采用单独的连接器： 绿色连接器用于Y信号，蓝色连接器用于Pb (CB) 信号，红色连接器用于Pr (Cr) 信号。 在大多数情况下，兼容的视频格式为480i、480p、720p和1080i，标为Y、Cb和Cr的连接器兼容480i视频，标为Y、Pb和Pr的连接器兼容更高质量的视频格式。

 

虽然分量视频端口提供了比大多数其他类型的模拟视频输入更高的质量和更大的好处，它们也带来一些不便，例如连接更加复杂（因为使用三个连接器），在配备这种端口的设备中需要更大的空间。 此外，它们不能发送控制信号。 在日本，由日本电子情报技术产业协会（JEITA，当时名为日本电子工业协会，或EIAJ）制定的D-Terminal标准在这些问题上进行了一些改进，现在已经得到广泛使用。

 

D-Terminal连接器将三种类型的分量视频信号集成到一根电缆，连接更方便。 它也嵌入了一个控制信号，以识别扫描线、扫描方法和宽高比。 （顺带一提，它之所以被称为D-Terminal，仅仅是因为它的连接器形状像字母“D”；“D”并不代表“数字”。 通过D-Terminal和连接电缆的信号都是模拟信号。） 下表给出了D-Terminal的类型 (D1-5) 和相应的视频格式。 虽然许多产品都带有兼容1080p视频的D5端子，这在官方JEITA标准中并没有规定。

D-Terminal的母（左侧照片）和公（中间照片）连接器。 D-Terminal电缆的每个连接器端都带有卡钩，以防止意外断开（右图）。 该连接器具有14根针脚。

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分量视频和D-Terminal标准图像质量的比较表明，具有三个单独的连接器的分量视频可提供更高的图像质量，这是由电缆和连接器的结构特征决定的。 许多人认为在更长的电缆上这种差异变得更加明显。

S-Video和复合视频，标清模拟视频接口

下面让我们再来看看S-Video和复合视频端口。 视频包含一个亮度信号和一个色彩信号，共同构成复合视频信号。 复合视频端口按原样传输复合视频信号；S-Video端口则传输分离成亮度信号和色彩信号的复合信号。 由于合并和分离亮度和色彩信号需要的处理较少，所以S-Video端口能够提供比复合视频端口更高的图像质量。

在一排3根插针的RCA连接器上，黄色插针复合母连接器（左侧照片）。 大多数复合电缆都采用一根电缆分成三个连接器的形式，黄色连接器用于视频，红色和白色连接器用于立体声音频（中间照片）。 一个S-Video母连接器（右侧照片），带有四根针脚。

 

此外，有两种类型的S-Video端口： S1，它可以识别宽高比为4:3和16:9的视频；以及S2，它可以识别上下带黑边的“信箱”视频，在4:3宽高比的显示器上显示16:9宽高比的视频。 接收16:9或信箱比例视频的显示设备进行适当的比例缩放，以显示正确的宽高比。

 

S-Video和复合端口最高能够处理标准清晰度NTSC (480i) 的视频。 它们很可能在将来逐渐被淘汰，只有在需要连接老式视频设备，例如VHS录像机或数字摄像机时才会用到。

 

模拟视频接口，包括D-Terminal和分量视频，可以按照一般的画质效果降序排列如下： 分量视频、D-Terminal、S-Video和复合视频。

有些产品甚至使用USB作为视频输入/输出接口

让我们回到PC环境的话题，最后进行总结。 近来的一些产品采用USB端口作为PC显示输出。 虽然USB原本并非设计用作显示接口，但通过更简单的方法来设置多显示器环境（比使用D-Sub电缆更容易）的需求越来越大，特别对于笔记本电脑和低价上网本。

 

大多数这类产品都是适配器，通过USB接口连接到PC，在输出端带有DVI-D或DVI-I连接器。 然后将它们连接到液晶显示器。 用户安装设备驱动程序后，PC将适配器识别为显示器适配器。 用户可以在Windows下的“显示属性”中激活连接到适配器的辅助显示器，以创建多显示器环境。 在显示性能方面，这些适配器并不太适合需要高速响应的用途；它们对于鼠标或键盘操作的响应略有延迟。

 

市场上有少数液晶显示器使用USB作为视频输入接口，使其能够通过PC和液晶显示器之间的USB连接输出信号并在PC屏幕上显示。 这也非常适合笔记本电脑和上网本，因为用户可以在办公室或家中通过它们将笔记本电脑连接到大屏幕液晶显示器，在需要移动时只需拔下USB电缆就能将笔记本电脑随身带走。