VGA、HDMI、DP你都懂嗎？顯示接口大盤(pán)點(diǎn)
電腦顯示器，就像我們?nèi)祟?lèi)的眼睛一樣，是我們和電腦之間進(jìn)行信息交流的重要窗口。電腦顯示器接口，則好比是我們?nèi)祟?lèi)的視神經(jīng)，承載著傳遞信息的重要任務(wù)。
隨著科技與硬件的不斷發(fā)展，這個(gè)“視神經(jīng)”也在不斷地更新，從最初的EGA接口，到現(xiàn)在的HDMI、DisplayPort等多種接口，每一種接口都在屬于他們的時(shí)代中讓我們看到豐富多彩的信息世界。
接下來(lái)，我們將對(duì)曾經(jīng)與當(dāng)下市面上常見(jiàn)的顯示接口進(jìn)行梳理盤(pán)點(diǎn)，首先就穿越回電腦發(fā)明之初，讓我們看看那時(shí)候的電腦是怎么顯示內(nèi)容的吧。
模擬信號(hào)時(shí)代
最早的電腦并沒(méi)有像現(xiàn)代電腦一樣配備顯示器，因?yàn)樗鼈冎饕糜趫?zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算和科學(xué)研究等任務(wù)。然而，在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一批早期的計(jì)算機(jī)，例如IBM 1620和DEC PDP-1等，它們采用了一種叫做"Cathode Ray Tube"（陰極射線管）的技術(shù)來(lái)顯示內(nèi)容。
PDP-1 是數(shù)字設(shè)備公司PDP系列的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，于1959年首次生產(chǎn)。其開(kāi)辟了電腦游戲的世界，運(yùn)行了第一款電腦游戲《空間大戰(zhàn)！》
陰極射線管是一種通過(guò)電子束在熒光屏上形成圖像的裝置。當(dāng)電子束擊中熒光屏?xí)r，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)或一組點(diǎn)，從而形成一個(gè)像素。通過(guò)控制電子束的位置和強(qiáng)度，計(jì)算機(jī)可以在熒光屏上顯示各種不同的字符、圖形和圖像。
1984年 — EGA
在經(jīng)過(guò)20多年的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域使用后，個(gè)人電腦時(shí)代開(kāi)始到來(lái)，隨之而來(lái)的還是更加高清、色彩更加豐富的顯示設(shè)備。其中一個(gè)具有里程碑意義的視頻接口便是EGA（Enhanced Graphics Adapter），其是由IBM于1984年推出的視頻接口標(biāo)準(zhǔn)，EGA支持640x350分辨率和16位的色彩顯示，或者320x200分辨率和256位色彩的顯示。
EGA采用的信號(hào)傳輸協(xié)議是模擬信號(hào)，接口使用的是D-sub 9針接口，它包含了五個(gè)模擬信號(hào)線和四個(gè)數(shù)字信號(hào)線，分別用于傳輸圖像數(shù)據(jù)、同步信號(hào)、控制信號(hào)和其他信號(hào)。這些信號(hào)被發(fā)送到顯示器中，經(jīng)過(guò)處理和放大后被顯示出來(lái)。
EGA標(biāo)準(zhǔn)在推出后得到了廣泛應(yīng)用和認(rèn)可，成為了早期計(jì)算機(jī)顯示器領(lǐng)域的主流標(biāo)準(zhǔn)之一。許多軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)始開(kāi)發(fā)適用于EGA的應(yīng)用程序。其中就包括了windows 3.0
1987年 — VGA
在IBM推出EGA顯示接口的3年后，1987年，VGA橫空出世，其作為CGA、EGA接口的改良升級(jí)款推出，其擁有更高分辨率、真彩顯示（256位）、在當(dāng)時(shí)較高的刷新率（60Hz）、與更加自由的分辨率調(diào)整、屏幕位置平移等功能。
VGA的推出同時(shí)也標(biāo)志著電腦顯示器標(biāo)準(zhǔn)的成熟，也標(biāo)志著計(jì)算機(jī)圖形和文本顯示技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。VGA接口在當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)界占據(jù)著重要的地位，成為了計(jì)算機(jī)顯示器的主流標(biāo)準(zhǔn)之一，是曾經(jīng)最流行的顯示器接口，如今也能在一些低端顯示器、顯卡、投影儀、監(jiān)控設(shè)備上見(jiàn)到它的身影。
VGA接口采用的是模擬信號(hào)傳輸協(xié)議，信號(hào)線數(shù)量為15條。這些信號(hào)包括紅、綠、藍(lán)三色的模擬信號(hào)、垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和其他控制信號(hào)。其實(shí)現(xiàn)原理如下：
電腦將圖片數(shù)據(jù)按照像素點(diǎn)的順序發(fā)送到VGA接口中。VGA接口通過(guò)紅、綠、藍(lán)三種顏色的模擬信號(hào)，將每個(gè)像素點(diǎn)的顏色值傳輸?shù)斤@示器。同時(shí)，VGA接口還發(fā)送垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)，告訴顯示器何時(shí)需要開(kāi)始新的一行或新的一幀。
顯示器接收到這些信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)化為電子束信號(hào)，然后通過(guò)陰極射線掃描屏幕，將每個(gè)像素點(diǎn)的顏色值顯示在屏幕上。
在數(shù)字信號(hào)時(shí)代出來(lái)之前，VGA接口曾是家用電腦、顯示器的主宰，但由于其插拔需要擰上螺絲，支持的分辨率低、刷新率低（最高支持2048 x 1536分辨率，但容易受干擾而花屏，主流的VGA接口僅支持1080P 60Hz），隨著顯示設(shè)備的不斷更新，VGA最終也沒(méi)落在時(shí)代的海洋里。
數(shù)字信號(hào)時(shí)代
1999年 — DVI
在數(shù)字信號(hào)技術(shù)的不斷完善下，顯示接口也終于迎來(lái)了數(shù)字信號(hào)時(shí)代，首先登場(chǎng)的便是英特爾聯(lián)合IBM、惠普、富士康等老牌電腦公司于1999年推出的DVI接口，DVI接口的優(yōu)勢(shì)在于可以傳輸更高質(zhì)量的數(shù)字顯示信號(hào)，支持更高分辨率的顯示，同時(shí)也可以支持模擬信號(hào)。
DVI接口還支持加密，以防止數(shù)字內(nèi)容的盜版和傳播。此外，DVI接口的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于使用和安裝。
以下是DVI各種規(guī)格接口的具體參數(shù)，可以看出，雖然在分辨率和刷新率上都較VGA等模擬信號(hào)接口有了較大的提升，但仍然存在接口規(guī)格混亂、復(fù)雜且?guī)缀醪恢С忠纛l傳輸?shù)那闆r，進(jìn)而也被后來(lái)者而取代，而這個(gè)后來(lái)者就是大家熟悉的HDMI。
2002年 — HDMI
HDMI接口最初是由日立、松下、飛利浦、東芝、索尼等電視廠家于2002年聯(lián)合推出，是當(dāng)下普及最廣的視頻接口，廣泛應(yīng)用在電視、電腦、影音設(shè)備、游戲機(jī)等領(lǐng)域，HDMI相較于DVI接口的優(yōu)勢(shì)在于可同時(shí)傳輸視頻和音頻信號(hào)，簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu)；有較好的兼容性和易用性，僅需一根線纜即可連接設(shè)備；同時(shí)兼容DVI接口。
在經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，HDMI已經(jīng)經(jīng)過(guò)了多次的迭代，通過(guò)以下表格可以看出，如今流行的HDMI 2.0和HDMI 2.1都已經(jīng)完善了對(duì)2K/4K高刷顯示器的支持。
HDMI接口形態(tài)也比較豐富，除了常見(jiàn)的傳統(tǒng)HDMI接口，還有Mini HDMI和Micro HDMI來(lái)滿(mǎn)足不同類(lèi)型設(shè)備的顯示輸出需求。
但HDMI畢竟是由電視廠家聯(lián)合推出的接口，在電腦顯示器上的應(yīng)用就沒(méi)有那么“出彩”，除了被詬病的亮度降低、色彩不飽和、N卡會(huì)出現(xiàn)“灰屏”的情況外，同時(shí)被收取的使用費(fèi)也是許多廠家頭疼的地方。
2006年 — DP
于是，在2006年，幾家電腦硬件巨頭，包括intel、AMD、Nvida、蘋(píng)果、聯(lián)想、惠普、戴爾等就與美國(guó)VESA一起推出了DP（DisplayPort）接口，旨在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的VGA、DVI接口的同時(shí)，與HDMI進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與抗衡，值得一提的是DP接口使用是完全免費(fèi)的，這促使了DP接口在這些年的快速擴(kuò)張，現(xiàn)在幾乎是在PC領(lǐng)域?qū)DMI接口壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
雖然DP接口推出時(shí)間沒(méi)有那么長(zhǎng)，但也經(jīng)過(guò)了幾個(gè)版本的迭代，目前主流的DP接口規(guī)格為DP 1.4和DP 2.0，其中DP1.4可提供4K 120Hz 8bit輸出，若搭配DSC技術(shù)，可提供4K 144Hz 10bit輸出。
而DP 2.0則相較于DP 1.4a提升了3倍的帶寬，這也讓DP 2.0可以第一個(gè)以60 Hz刷新率支持8K分辨率（7680 x 4320）的標(biāo)準(zhǔn)，全彩色4：4：4顯示，并支持HDR-10。
戴爾 UP3218K 32英寸8K顯示器，其在連接方式上已經(jīng)沒(méi)有對(duì)HDMI的支持；圖片來(lái)源-網(wǎng)絡(luò)
在2022年的10月，DP2.1也成功問(wèn)世，其相較于DP2.0最大的變動(dòng)就是確認(rèn)使用與USB4相同的物理層（PHY）規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)了與USB4接口的完全兼容。
也就是說(shuō)，在未來(lái)配備USB4 80Gbps接口的電腦都可以直接從USB端口實(shí)現(xiàn)8K 120Hz的DP2.1視頻信號(hào)。同時(shí)DP2.1將DSC（顯示流壓縮技術(shù)）列為必選項(xiàng)，降低了在高分辨率、高刷新率下對(duì)于線材規(guī)格的需求，為將DP2.1廣泛推廣到市場(chǎng)鋪路。
