前段时间刚换了个显示器,配了各种视频线,自己用的话就只用其中一个。其实买电脑的时候也会看到显示器和显卡有多个接口。那为什么我们还有那么多电脑视频接口?这些界面除了形状不同还有什么区别?
视频接口的多样性
在我们计算机的历史上,有很多接口,比如VGA,DVI,HDMI,DP。到现在很多显卡还是支持老的VGA和DVI接口。
目前公共显卡上有HDMI和DP接口,但一般显卡厂商都会在显卡上加一个DVI接口。但是如果我们新买的显示器有完整的接口,也会携带这三个接口。VGA目前已经被淘汰,因为VGA传输的是模拟信号。除了形状不同,这些界面有什么大的区别?
VGA接口
显示数据线性能:DP>HDMI>DVI>VGA。其中VGA是模拟信号,目前已经被主流淘汰了,这也是为什么我们在最新的显卡上可以看到其他三种接口却看不到VGA接口的原因。DVI,HDMI,DP都是数字信号,目前主流。但是我们很多老式的显示器还是VGA接口,所以我们经常用一个适配器把HDMI或者其他接口转换成VGA接口。
数字显示工作组
DVI是高清接口,但是没有音频,也就是说DVI视频布线只传输图片和图形信号,不传输音频信号。但是DVI接口也有很多缺点:因为最初是为PC设计的,所以由于与电视兼容性差等问题,保留了很多引脚来支持模拟器件,只支持8-8位RGB信号传输。目前比较好的DVI接口可以传输2K图片,但基本是极限了。
HDMI接口
HDMI可以传输高清图形和音频信号。一般来说,家里连电视,抗干扰能力强。目前最高的HDMI2.1标准支持8k 60Hz和4k 120Hz,分辨率最高的是10K。它还支持高动态范围HDR,带宽增加到48千兆位/秒。
差压接口
DP接口也是高清数字显示接口标准,可以连接电脑和显示器,也可以连接电脑和家庭影院。DP接口可以理解为HDMI的增强版,在音视频传输方面更加强大。目前,DP和HDMI的性能没有太大差异。如果使用3840*2160分辨率,HDMI由于带宽不足最多只能传输30帧,所以DP没问题。
以上,我们了解了各个接口的区别,也提到了色深和带宽的概念。其实主流接口都是HDMI和DP,但是两者还是有很大区别的,尤其是在带宽方面。事实上,我们的图像信号传输所需的带宽也很高。
我们来看看接口、带宽、分辨率、色深之间的关系。
颜色深度
我们先来了解一下色深。
我们经常可以看到一些面向彩色专业领域的显示器标有8位/10位面板。bit是什么意思?应该怎么理解?
实际上,位代表计算机二进制的基本单位,二进制信息由0和1组成,应用于显示时也是如此。
假设我做了一个显示器,采用了1位面板,也就是说显示器的像素只能识别1位信息,那么这个像素可以显示的信息是“1”或者“0”,那么这个像素可以显示2位颜色,每个像素由RGB三种颜色组成,那么最终我们的显示器可以显示2 ^ 1 ^ 3 = 8种颜色。
我们假设当我做的显示器是2位面板时,意味着显示器的像素只能识别1位信息,所以像素可以显示“00”、“01”、“10”和“11”四种信息,所以像素可以显示2 ^ 2 ^ 3 = 64种颜色。
以此类推,如果显示器是8-8位面板,它可以显示2 8 3 = 16777216种颜色。
可能有网友会问,色深和带宽接口有什么关系。前面说过,bit代表数据,而我们的接口是用来传输数据的,带宽代表接口传输数据的速度。
计算不同分辨率下所需的带宽
很多时候,不是我们的电脑不行。大概是你用的界面限制了你的画面传输。
目前我们普遍使用的显示器是8位色深显示器,那么我们来计算一下,在8位色深,60fps的情况下,1080p,2K,4K每个需要多少带宽进行数据传输:
1080 p:1920×1080×24位×60fps=2.99Gbps
2K:2048×1556×24位×60fps=4.59Gbps
4K:4096×2160×24位60fps = 11.94Gbps
这个计算结果很理论,还有其他因素要考虑。HDMI采用TMDS机制,8位/10位编码模式,实际效率是理论值的80%,所以11.94Gbps的带宽实际上需要1.25倍的带宽,也就是14.9Gbps,不过DP不会有这个问题。
面对来势汹汹的4K高清,我们该如何选择?
ITU设定的最佳帧率为120Hz,最低色码为10位。否则,它就不能被称为真正的4K。目前,4K分为入门级4K、航母级4K和极限4K。其中,载波级4K体验标准可以满足60Hz帧率,10位色深,接入带宽要求在50兆以上。目前广泛宣传的是4K 30Hz,极限4K需要4K/120hz/12bit。
然后继续计算:
条目4k:4096×2160×24位× 30fps = 6.37gbps。
工作4k: 4096× 2160× 30位× 60 fps = 15.93 Gbps
终极4k:4096×2160×36位×120 fps = 38.22 bps。
目前HDMI2.1的速率是48Gbps,DP1.4的速率是32.4Gbps,虽然看起来HDMI的速率比DP好,但是HDMI的传输效率只能达到80%,音频占用带宽,所以用HDMI2.1线做极限4K可能不够。因此,这两种接口的最新标准只能支持更好的4K/120赫兹/10位图像和显示。
总结
相信这个分析可以让你对显示器和电线的选择有一个清晰的认识,希望对你选择电线和显示器有所帮助。不过话说回来,虽然有一台分辨率为4K的120Hz显示器,电视上也有8K的水平,但现在谈论终极4K还为时过早。
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