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[音视频] DisplayPort接口是什么

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音频应用新手发布

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发表于 2020-3-17 16:49:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
音频应用公众号
就像是无线网络技术从4G向5G过进行过渡,视频传输的规格标准也在逐步发展,从2K到4K,再到如今被广泛宣传的8K,视频规格和清晰度不断增加。与此同时,视频传输的接口标准上也随着技术的不断进步而“推陈出新”。


提起视频传输接口,如今的市场上,HDMI接口似乎占据了市场的“天时地利”。从目前的普及程度来看,HDMI要优于DisplayPort(简称DP)接口。在日常生活中,我们所见到的HDMI接口明显要比DP接口多,而DisplayPort接口却仅仅在PC领域流行,为了保证高端显示的画面输出,DP接口的优势还是十分明显的。


DisplayPort接口是什么

它是过时显示技术(如DVI,LVDS和VGA)的行业替代品,目前它已被内置于所有新的PC芯片组,GPU(图形处理器)和主要芯片制造商的显示控制器中。DiplayPort采用先进的数字协议,提供可扩展的基础,以实现惊人的数字显示技术,同时提供与现有设备的兼容性。专为空间受限的应用而设计。它常常应用在超薄笔记本电脑,上网本和显卡中,减少占用空间的同时提供了强大的显示性能。



DisplayPort旨在成为面向未来的可扩展解决方案,用于高性能数字显示连接。与旧式的VGA、DVI等接口标准相比,它可实现更高的分辨率,更快的刷新率和更深色深。DisplayPort接口的加入不需要旧式接口所有者更换他们的设备,因为这种设备接口能够和拥有DVI、HDMI、VGA等技术的设备实现兼容。


DisplayPort 2.0标准发布

随着8K视频逐渐成为主流,美国视讯电子标准协会(VESA)在较早前宣布推出DisplayPort 2.0标准,而上一代DisplayPort 1.4标准是于2016年推出的。那么1.4和2.0规格标准上有什么不同呢?


根据2016年2月份最终版的DP 1.4通信端口规范,此标准带宽速度最高可达32.4 Gbps(HBR3),编码后有效带宽为25.92 Gbps,还加入了显示压缩流(Display Stream Compression)技术、前向错误更正(Forward Error Correction)、高动态范围数据包(HDR meta transport),声道也提升到32声道1536 KHz采样率,将为笔记本电脑、智能手机及AIO一体机带来8K级别(7680×4320)的60Hz输出,4K则可以上升到120Hz。既然连3年前发佈的DP 1.4标准都能够支持8K视频输出,那么本次DisplayPort 2.0标准必定也会支持甚至是超越8K传输。


果不其然,在VESA标准组织宣布的DisplayPort 2.0影音数据传输标准规范中,DisplayPort 2.0不但与雷电3、USB Type-C紧密结合,甚至满足了8K(7680×4320)乃至16K(15360×8460)的高质量显示输出需求。DP 2.0将理论带宽一举提升到了80Gbps,并且采用全新的编码机制128b/132b,将有效率提升至97%,实际可用高达77.4Gbps,相当于DP 1.3/1.4的整整三倍,远远超过目前广泛使用的HDMI 2.1。值得一提的是,HDMI 2.1理论带宽为48Gbps。这样一来,DP 2.0可以轻松支持8K/60Hz HDR、大于8K/60Hz SDR、4K/144Hz HDR、2×5K/60Hz等输出格式,不仅能支持任何8K显示器且不需要压缩,还可以支持到30-bit色深(超过10亿色),实现8K HDR。据VESA预计,首批基于DP 2.0的零售产品将在2020年晚些时候问世,不得不说,有成熟的雷电3接口作为基础,DP 2.0接口的出产还是相当快速的。


但这并不意味着DP 2.0完全与雷电3接口相同,DP 2.0的官方物理接口有两个,一是原有DP接口保持不变并向下兼容,二是USB-C接口(DP Alt模式),同时内部物理层几乎完全换成了雷电3,毕竟它已经完全开放,本身就可以实现40Gbps的高带宽,直接拿来利用要比从零开发简单得多。但是,不同于USB 4几乎直接就是把雷电拿过去改了个名,DP 2.0更进一步,改变了内部机制。雷电3内部有四个20Gbps的通道,双向全双工机制,每个方向两个通道,因此输入输出带宽都是40Gbps,只不过可以同时工作。DP 2.0出于单向传输更大规模数据的需求,改成了单向单工机制,四个通道一致对外,因此获得了80Gbps的总理论带宽。



自诞生以来最大规模的升级

单纯从版本升级的对比来看,输出频宽方面, DisplayPort 2.0 支持最高 77.37Gbps ,比早于 2016 年推出的 DisplayPort 1.4 标准的 25.92Gbps 输出频宽高出约 2.5 倍。更大的带宽能够兼容的数据传输量也更高,除了能把显示上限从8K提升到16K,这个新标准最高能让设备同时连接两个 120Hz 的 8K 显示器,又或者是连接一个 16K 显示器,进一步提了设备对于高像素、高刷新率显示设备的支持。DisplayPort 2.0 可以通过 DisplayPort、USB-C 和 Thunderbolt 3 接口实现。伴随着这次升级,2.0 还会支持 VESA 全新的 Panel Replay 功能,这项全新的功能可以改善连接高分辨率显示器时的能耗。


数据线方面,DP 2.0引入了三种不同机制,按照带宽分别叫做UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20。UHBR 10的原始带宽为40Gbps,有效带宽38.69Gbps,被动型铜线材即可,即通过8K认证的DP数据线就符合要求。UHBR 13.5、UHBR 20原始带宽54Gbps、80Gbps,有效带宽52.22Gbps、77.37Gbps,被动线材只能用于极短距离传输, 比如笔记本扩展坞,长一点就需要主动线材,也就是植入相应控制和放大芯片。


DisplayPort 2.0的应用

众所周知,近年来全球虚拟显示(VR)设备不断面世,本次DisplayPort 2.0的面世,让不少厂商看到了高质量视频传输的一种解决方案。VR很酷,但是它从诞生之日起,就存在着先天不足。重度VR沉浸体验,多由PC提供支持,需要使用线缆连接头显和PC,当然,业界也存在着使用无线传输的解决方案,但这种方案为了保证延迟率往往会降低视频的传输质量。为了保证高品质的视频传输,DP 2.0甚至是更优秀的传输方式必须更上脚步。在现实环境中实现无差别图像视频识别需要极其庞大的数据规模,如一条街道上,需要街景、人脸、服装等各种数据;目前数据的采集、存储、传输、分析技术都有需要解决的难题:仅海量数据的清洗、录入,本身就是浩瀚的工程。而更重要的是,如何无时无刻保持这种动态的数据传输,让VR使用者体验到“真实”,超高带宽的传输是最为重要的基础。



DisplayPort 2.0的速度非常快,可以支持8K显示器而不需要任何压缩(包括色度子采样),还可以以30位颜色格式输出8K视频,即使在高分辨率下也能支持HDR。同样,还可以在没有压缩的情况下以24位颜色输出10K分辨率,在压缩时可以输出16K分辨率。

总结

就目前来看,DP 2.0接口虽然强大,但由于其起步晚、被动线材无法进行长距离传输等原因被HDMI接口稳压一头,同时由于其偏向PC领域的原因,应用面也相对较窄。但无可否认的是,DP 2.0拥有强大的信号传输能力。笔者相信,随着技术的发展DP接口会越来越普及,最终受益更多影音爱好者。

http://www.fi-play.com/?p=54781
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