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从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?

来源:劲浪科技 更新时间:2021-04-21      

在进入数码时代之前,很多技术都经历了由模拟时代到数字时代的转变,从移动通讯技术的 1G 到 2G,从黑胶、磁带到 CD 光盘,从模拟有线电视到有线数字电视 ...

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图1)
 

视频传输的信号也一样,它们也经历了模拟信号时代到如今数字信号时代的转变,这一过程中诞生了不少视频接口类型;有的模拟视频接口发展至今仍被使用,有的数字接口不断迭代适应新的技术变化 ... 我们先来走进历史,从模拟接口聊起。

模拟接口

模拟接口的种类有很多,而我们熟悉的模拟接口主要有 VGA、AV 接口、RCA 接口、S 端子接口、BNC 接口等。

在有线数字电视普及前,甚至是有线数字电视普及之初,RAC 可以说是我们最常见的一种视频接口,它是由美国无线电公司 Radio Corporation of America 发明的,便简称为 RAC 接口,它还有个更普及的名字 —— AV 接口,或者是莲花接口。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图2)
 

RAC / AV / 莲花接口(? Evan-Amos)

RAC 其实是一种泛用类的模拟接口,不仅能跑视频信号,还能跑音频信号,不少 VCD、DVD 播放器,甚至如今一些有线数字电视机顶盒都配有这样的接口,而如今的一些电视端甚至将「莲花接口」转变成了 3.5mm 接口的形态,来缩减电视机接口的数量。

AV 接口,其实就是音频、视频分离的一种混合接口组,一般有一个 RAC 视频口(一般用黄色作标识)加两个 RAC 音频口(左右声道各一个,一般分别用白/黑、红色作标识),这样信号分离是为了避免各个信号之间的干扰导致影音质量的下降。

而走的视频通道的 RCA 一端,通常承载了画面信息亮度 Y,和颜色(彩度)信息 U、V 三个要素,将这道信号的三个要素传送到电视上,最终处理形成彩色的画面。

RAC 是电视机上最常见的模拟信号视频接口,VGA 则是显示器上最常见的模拟信号接口。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图3)
 

VGA 接口(? Duncan Lithgow)

细看 VGA 接口能发现有三行错开排列的 5 针阵列,整个共计 15 针,承载了 RGB 三色模拟信号和水平、垂直同步信号,理论上最高支持2018 × 1536 分辨率画面的传输;拥有非常明显的防呆设计,一般拥有两个螺丝口,用以固定插头。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图4)
 

S 端子接口(? Komatta)

S 端子接口,即 Separate Video 二分量视频接口,可以理解为在 AV 端口的基础上,将亮度信号和色度信号分离开来独立传输,避免因为信号串扰造成的画面失真。S 端子一般有 4 针和 7 针两种类型,前者只承载视频信号,后者会包含有音频信号。这种接口的成本相比起 RAC 要高,画质的提升的吸引力也比较有限,普及程度远远要低于后者。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图5)
 

BNC 接口(? Meggar)

BNC 接口,即 Bayonet Neill-Concelman 同轴螺母接口,是一种比较高端的模拟信号接口,一般用在专业的视频设备上,连接稳定且干扰小,就连不少的安防监控系统都用上这种接口。

数字接口

如今最主流的视频接口绝对要数 HDMI 接口,不仅被广泛地应用到显示器上,在近年来生产的电视背后都能看到它,甚至还被运用到了一些相机、视频机,以及其它专业级别多媒体设备上。

HDMI 接口,即 High Definition Multimedia Interface 高清多媒体界面接口,它既能传输视频信号,还能传输音频信号,本来是为了取代较旧的模拟信号接口,画面是以逐行的方式传输的,起初设计最高只满足 1080p 60fps 的传输,如今最新版本的 HDMI 2.1 中,支持 8K 60fps 的水平(以 10K 120fps 的标准设计),带宽达到 48Gbps 的水平。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图6)
 

由左往右:

标准 HDMI 、mini-HDMI、Micro-HDMI(? SIMOBORTOLO)

HDMI 有四种规格,其中 HDMI A Type 被运用得最为广泛,我们一般称作为标准 HDMI 接口,而尺寸相对较小的 mini HDMI、Micro HDMI 分别对应的是 C Type 和 D Type,市面基本看不到 B Type 的身影。
 

HDMI 各版本特性对比(表源:维基百科)

虽说 HDMI 2.1 是最新版本,但市面上大多的新电视都还停留在 HDMI 2.0,甚至是 HDMI 1.4 协议上,不同版本的协议性能上会有所不同,在选择电视、显示器前建议先对自己的需求和产品支持的协议性能进行匹配。

DP 接口,即 DisplayPort 接口,它是由 PC 及芯片制造商联盟开发的接口标准,相比起 HDMI,它无需授权费、无需认证就能使用,跟 HDMI 一样支持视频、音频的传输,甚至还能进行其它形式的数据传输。

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图7)
 

DP 接口

DP 接口跟 USB 类似,是通过类似数据包的形式传输信号的,第一个版本被推出时带宽达 10.8Gbps,至今的 DP 2.0 版本中,最高宽带甚至能达到 77.37Gbps 之高,理论上不仅支持无压缩的 8K 输出外,甚至还能支持 30 bit 的色深。

除了标准尺寸的 DP 接口,市面上还有一个微型的版本 —— Mini DP 接口,是由苹果在 2008 年发布的,而在 2011 年 2 月份起,新的雷电接口向下兼容 Mini DP 了。

雷电接口,也就是 Thunderbolt 接口,早期是由英特尔独立开发的,而后来苹果的加入,共同推进了雷电接口的发展。从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图8)

旧款 MacBook Air 的 Thunderbolt 接口(? Mk2010)

从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图9)
 

新款 MacBook Pro 的 Thunderbolt 接口(? Maurizio Pesce)

如今雷电接口已经来到了第四代(Thunderbolt 4),第一、二代的接口是依托在 Mini DP 口上,到了第三代开始改为如今非常广泛的 USB Type-C 接口,也顺便将原版的 Mini DP 接口推向了 USB Type-C 接口。
从模拟到数字,市面上都有哪些视频接口?(图10)

DVI 接口(? Greg Ebdon)

 

DVI 接口,也就是 Digital Visual Interface 数字视频接口,虽然走的也是数字信号,但它只能传输图像信号,并不能传播音频信号,而且支持 8 bits的 RGB 信号的输出,相比起 HDMI、DP 接口,它只是个落后的数字视频接口。