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既生DVI,何生HDMI?
HDMI陣營為何不認同DVI?或許真有其說法,根據瞭解與歸納,大體有如下的理由及主張:
1.與現有消費性電子所用的視訊端子(如AV端子、S端子)相比,DVI接頭的體積過大。
2.DVI的規格能力遠超乎消費性電子的需求,僅需使用DVI一半的TMDS傳輸力(Single-Link,而非Dual-Link)就足夠滿足與實現720p、1080i、1080p等高解析度的視訊輸出。
3.DVI可以相容PC的類比視訊信號,即是RGB訊號,但卻無法相容CE領域的類比視訊信號,例如Component端子(色差端子,今多用於DVD播放機、高吋數的內投影電視等)的YCrCb信號便不受支援。
4.PC領域的RGB訊號至多為True Color的24-bit,即三原色各自有8-bit,這是以過去PC用的CRT顯示器而論,CRT顯示器的螢光質呈現能力只要24-bit便可滿足,然而今日新型的家庭數位電視,都已有接近相片真色畫質的36-bit高逼真性,所以三原色也必須提升至10-bit、12-bit的Color Depth(原色深度),此方面DVI無法滿足。
5.DVI有相容PC原有類比RGB信號的包袱,所以多設置了C1∼C5的5個相容腳位,甚至動用一些DVI的保留腳位,但對CE陣營卻沒有此一相容需要。
6.HDCP功能在DVI上只是之後加搭的選用功能,不能完全確保數位視訊的播放安全,且添加性的防拷機制仍被認為不夠強制、不夠周全。
7.資訊領域多半將音訊能力視為可有可無的選擇,但消費性家電業者則是必備,因此希望藉由此次機會收斂視訊、音訊線路的糾纏紊亂性,收斂線路使用數,將數位音訊的傳送也含括到新端子規格中。
既然有如上的種種理由,HDMI在CE領域確實有其價值,而且也可瞭解HDMI反攻PC資訊陣營的企圖心,因為PC領域所用的SXGA(Super XGA)、UXGA(Ultra XGA)等都在支援之列,並且透過簡單的被動轉接器(Passvie Adapator)就能相容DVI 1.0,同時SDTV、HDTV等則表示仍保有對既有CE規格的支援,最高可到1920x1080的非交錯顯示,不過這仍稍遜於DVI 1.0,DVI除了有1600x1200、85Hz的UXGA模式外,最高還有2048x1536、75Hz的QXGA模式。
不僅保有支援而且更超越,HDMI與CE所用的類比色差端子相比,色差端子的線長約在3m∼5m距離,再加長則類比信號會劣化,除非使用「發燒」等級的貴族線路,但這已屬非正規作法。而HDMI與DVI相同,都可達10m∼15m的線距,比YCrCb的類比傳線長3倍。此外,現有HDTV至多使用2.0∼2.2Gbps的數位傳輸頻寬(以1080p模式而言),現有HDMI 1.0即可達5Gbps,這表示同時傳輸兩個HDTV的視訊資料都游刃有餘。
操控更方便 防拷更強固
接著我們來檢視HDMI是否真的如當初嫌棄DVI一般地強化改善。HDMI陣營認為DVI的接頭體積過大,HDMI確實更為精小,DVI為39.5mm×15.13mm,HDMI則為20.9mm×11.45mm,且HDMI標榜端子接頭的成本較低。
另一方面,HDMI採行類似USB接頭的作法,直接以端子連接做為接頭的固定方式,相對的DVI依然倚賴連接接頭之外的螺絲拴鎖來固定,製造成本與拆裝程序不如HDMI,事實上過往的消費性視訊端子也都採同樣的固定方式。
至於頻寬傳輸力,HDMI也不差,不過DVI確實需要用上Dual-Link才能實現QXGA的2048×1536,CE陣營不認同有此一需要,自然最高只到1920×1080。而CE陣營最需要的類比相容,在HDMI上也確實延續,包括有別於PC所用的RGB格式,而是YUV格式、YCrCb格式,各原色的色深也確實可及10-bit、12-bit,以及預設具備HDCP 1.1防拷機制,最高8通道數位音訊,等於最高可取代8條音訊線路,大幅降低線路紊亂性。
除這些外,更重要的是HDMI增加了操控的方便性。HDMI支援VESA協會制訂的延伸性顯示辨識資料(Extended Display Identification Data;EDID),以及顯示資料通道(Display Data Channel;DDC,僅用來讀取EDID),如此無論在PC或CE領域使用,只要輸出輸入端一相接,兩端即可自行進行資訊與組態的瞭解,並協商兩端所認同的傳輸模式,包括顯示解析度、更新頻率、顯色格式、掃瞄方式等,數位音訊方面也可決定是壓縮性傳輸或非壓縮性、解析度、取樣率、聲道數目等。
另外HDMI也提供所謂的AV.Link功效,可讓使用者透過單一遙控器去操控所有以HDMI串連的視訊輸出入裝置,不過僅限於基本操控功能,更進階的細部設定依然要倚賴各業者為各設備所提供的專配遙控器,或直接在該設備的操控面板上操作。
此外相信許多人會在意HDCP的防拷機制部分,HDCP的運作方式是輸出、輸入兩端會進行驗證程序(約花費2秒鐘),確認是經過信任的授權端才會開始傳輸正確的數位視訊內容(即進入正常播放狀態),如果有心人士想待驗證核可後,將線路拆卸,進行訊號攔截的拷貝,則HDMI線路也會偵測出傳訊曾經中斷,且再接入的裝置無法通過驗證,則會停止內容傳輸,一直到接回的裝置能重新通過驗證,才會接續傳輸。
而線路真的可以更簡潔嗎?若使用色差端子與Dolby Digital的5+1聲道,則色差端子要用上3條線路(通常會合捆),而Dolby Digital則會用上6條,如此即有9條線路,若按照HDMI組織的說法,使用8聲道+色差端子則足足有11條線,但HDMI都只需要1條線即可,且10m∼15m的長度對家庭需求絕對足夠。即便是最簡易的AV端子/S端子+單聲道(MONO),也都需要2條線,或雙聲道(STEREO)亦要3條線路。
HDMI的晶片與設備
雖然HDMI強調各種優點,但仍需要對應的晶片才行,就筆者的歸納整理,眼前會受到HDMI影響而在未來有所改變的PC、CE裝置有下:
1.顯示卡(PC)
2.顯示器(PC)
3.投影機(PC、CE)
4.數位電視、投影電視,所有數位電視xDTV(CE)
5.VCR磁帶錄放影機(CE)
6.PVR硬碟錄放影機(PC、CE)
7.電視遊樂器、遊戲主機(CE)
8.AV接收器、擴大機(CE)
9.上網電視、衛星電視,所有視訊機頂盒xSTB(CE)
另外,現有皆以固定運用的視訊介面為主,但未來也有可能擴展到手持的CE、PC產品,以CE而言有D8、V8攝影機或口袋型電視,以PC而言則有PMP(Portable Media Player)、PMC(Personal Media Center)等手持媒體播放裝置。
至於晶片方面,首要的關鍵業者為Silicon Image,另也有TOSHIBA在積極推展。Silicon Image的HDMI晶片以PanelLink Cinema系列為主,依據該公司的說法已推展至第二代,第一代為SiI 9190的發送晶片,以及SiI 9993的接收晶片,第二代則為SiI 9030發送晶片及SiI 9021/9031接收晶片,並使用0.18um技術產製。
TOSHIBA方面,主要由美國TOSHIBA的電子元件子公司負責研發,目前有TC70900FG的接收晶片,以及TC70901FG的發送晶片。TOSHIBA較為強調晶片的省電性,接收晶片用電不到600mW,發送晶片則不到400mW,筆者推測此為使用更先進的0.14um製程技術之故。
最後,HDMI真的能一統PC、CE之用的數位視訊規格嗎?雖然規格標準上展現很大的一統企圖,但門戶之見與客觀現實依然要考慮,以In-Stat/MDR方面的推估,就認為PC界依然用DVI,HDMI主要還是在CE界吃得開,且2004年開始逐漸有HDMI的使用,一直到2008年都會各半並存。
圖說:HDMI支援之視訊規格表、HDMI支援之音訊規格表。(製表/郭長祐)
圖說:HDMI具有AV.Link功能,透過線路的串連,可以達到單一遙控器或單一處的操控,通透到其他同為HDMI相連的視訊裝置上頭,圖中所示:只要按下DVD播放機的播放鈕,即便中間有A/V接收器所隔,但依然可以一貫通透到最末端的視訊顯示。(圖片來源/HDMI.org)
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