當我們在討論顯示器接口的時候，我們在討論什麼？

當代生活，我們對顯示器的要求已經不只是「有畫面」，更是要有極致的畫面。什麼 4K 超高分辨率、HDR 高動態範圍、144Hz 高刷新率、10bit 色彩、1ms 延遲……反正什麼好來什麼，能上什麼就上什麼。
但是同一台顯示器後面通常都會有不同的接口，這些接口有什麼不同？應該優先選擇哪種接口？

另外，本文主要討論的是「家用範疇」的顯示器接口，而不是工業用途的，這兩者之間有相當大的不同。

從模擬到數字

作為當代計算機系統最重要的發明，顯示器和操作系統的出現讓使用計算機的學習成本大幅降低。而眾所周知的是，CPU 不承擔畫面輸出的功能的，這個功能主要由顯卡負責。顯卡輸出視頻信號，經過線纜傳遞到顯示器，處理後呈現在我們眼前。
早期的顯示器都是 CRT 顯示器，就是那種以前常見的「大腦袋」顯示器，這種顯示器只能接收「模擬信號」，而顯卡輸出的都是數字信號。這就需要經過一次「數字 – 模擬」的數模信號轉換，輸出模擬信號後經由線纜傳遞到顯示器上。


在這個時代最受歡迎的就是 D-Sub 端口，更被人們所熟知的名字是 VGA 端口。

作為一項誕生在 1987 年的產物，VGA 僅能傳輸視頻信號，不能傳輸聲音信號。總共 15 針的接口被分成了 3 排，分別傳輸 RGB 三色信號。默認傳輸 640*480 分辨率的視頻信號，理論上最高能夠支持到 2048*1536 的 60 幀信號。

但是問題是這種模擬信號非常容易受到物理層面的干擾，包括晃動、接口鬆動、老化等等，所以儘管在接口旁邊裝了兩顆（當時看起來很酷的）螺絲，依然無法從物理上免除接口給畫質帶來的影響。
除了物理層面的影響，模擬信號本身也非常容易受到干擾，數模轉換也會導致信號內容的丟失，因此實際上的 VGA 很難提升到 1080P 分辨率以上；此外由於數模轉換的存在還會造成屏幕的延遲、拖影等問題。


而隨着同樣使用數字信號的液晶顯示器的推廣，VGA 這種輸出模擬信號的端口也逐漸消逝在了歷史的河流中。
而頂替 VGA 的，則是另一種帶螺絲的接口 —— DVI。DVI 既可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數字信號，是模擬時代到數字時代的理想過渡。


數字信號到數字信號的直接傳輸使得 DVI 型號有很多種，包括可以傳輸模擬信號的 DVI-A、可以傳輸數字信號的 DVI-D 和集成模擬信號和數字信號的 DVI-I，另外 DVI-D 和 DVI-I 還有單通道和雙通道區分。

雙通道的 DVI 接口最高可以輸出 2560*1600 分辨率的圖像，也就是略高於 2K 的分辨率；即使是單通道模式下也可以傳輸最高 1920*1200 分辨率，也就是略高於 1080P 分辨率的圖像。這樣的性能在 21 世紀初期可以説很強勁了。

而且 DVI 是由矽映半導體、英特爾、康柏、IBM、惠普、富士通等公司組成的 DDWG（Digital Display Working Group，數字顯示工作組）推出的，這些業界大佬們的鼎力支持也讓 DVI 成為了當時的行業通用標準。

但是 DVI 也不是沒有問題：最高只能傳輸 8bit 的 RGB 信號；不能傳輸音頻信號；體積大，對筆記本支持不友好……

在這樣的情況下，兩個現階段顯示器接口的「王者」出現了。

多説一句，模擬信號時代有非常多形式的接口存在，比如電視上常見（主要用來連接小霸王學習機）的三色接口，學名「CVBS 接口」的 AV 接口也是模擬信號的一種。
▲ 黃色的是視頻傳輸接口；紅色和白色的分別是左右聲道的音頻傳輸接口

HDMI 和 DP

2002 年 4 月，日立、松下、飛利浦、東芝、硒映半導體、法國湯姆遜和Sony七家公司成立了 HDMI 組織，並在 2002 年 12 月 9 日推出了 HDMI 1.0 版標準，這個統治全球的接口正是進入了歷史的進程中。

高清晰度多媒體接口（英文：High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一種數字化視頻/音頻接口技術，是適合影像傳輸的專用型數字化接口，其可同時傳送音頻和影像信號。目前市面上常見的最低版本的 HDMI 1.3 的傳輸帶寬已經達到了 10.2Gbps，已經發售的 HDMI 2.0 的帶寬已經達到了驚人的 14.4Gbps。

這是個什麼概念呢？如果你曾經看過我寫的關於視頻壓縮算法的文章就應該知道「每秒原生視頻體積」的計算公式：

引用橫向像素數量*縱向像素數量*灰度*3*每秒幀率

▲ 乘 3 是因為 RGB 三色

顯示器帶寬的計算公式和這個非常類似，主要是幀率變成了刷新率；不過顯示器帶寬可沒有壓縮算法。所以我們可以很容易地計算出現階段主流顯示器所需要的帶寬：

· Apple XDR 6K 8bit 60Hz：29.31Gbps

· 4K 8bit 60Hz：11.94Gbps

· 2K 8bit 144Hz：12.74Gbps

· 2K 8bit 60Hz：5,3Gbps

· 1080P 8bit 240Hz：11.94Gbps

也就是説，HDMI 2.0 可以支持 4K 60Hz 或者是 2K 144Hz 或者是 1080P 240Hz，以及額外的音頻輸出。此外還支持 HDR、10bit 色深、顯卡自適應同步（AMD 的 FreeSync）等等一系列新型顯示技術。

更重要的是，由於 HDMI 創始公司都是當代家電類，尤其是顯示類行業的超級巨頭，所以 HDMI 的推廣一路順風順水，從 PC 到筆記本，從顯示器到電視，HDMI 已經成為了現階段最主流的高清接口。

當然最主流不代表是最好的，至少 DP 不這麼覺得。
如果你用過顯示器支架，那你一定聽説過 VESA 標準，而這個 VESA 就是視頻電子標準協會（Video Electronics Standards Association）的簡稱。作為為整個計算機和小型工作站定製視頻設備標準的國際組織，他們也推出了自己的高清端口 —— DisplayPort，簡稱 DP。


DP 推出的時間比較晚，在 DP 1.0 推出的 2006 年，HDMI 已經公佈了最普及的 1.3 版本。但是 DP 來勢洶洶，1.0 版本的參數已經非常恐怖了。在最重要的帶寬這個指標上，DP1.0 是 10.8Gbps，已經超過當年發佈的 HDMI 1.3（10.2Gbps），並且同樣支持音視頻輸出。

最新的 DP 1.4 帶寬高達 25.92 Gbps，比 HDMI 2.0（14.4Gbps）多了小一倍。最高支持 8K 30Hz、5K 60Hz、4K 120Hz 信號傳輸，支持 HDR、P3 色域、Rec2020 色彩空間、英偉達 G-SYNC 等等新技術，可以説比 HDMI 在性能上更強一步。

並且在 PC 上，DP 的表現（尤其在多屏支持上）遠勝於 HDMI，尤其是「菊花鏈」技術。
傳統的多屏需要每個顯示器單獨接入到 PC 上，這樣不但需要設備上有多接口，還可能會影響到顯示器間的同步；而菊花鏈技術則是讓兩台顯示器先連接到一起，再讓其中一台接入到主機，除了同步效果更好，還可以節省主機端口，尤其是對於筆記本產品來説，節省一個接口的意義還是很重大的。


另外，蘋果還會用 DP 的多流功能將一整屏的分辨率分成兩份來渲染，這樣可以降低渲染壓力。

除了 HDMI 和 DP，還有一些顯示器支持 Thunderbolt 雷電接口進行連接，不過這種連接其實是雷電輸出 DP 信號重新打包傳輸，本質上也還是 DP 傳輸。目前最新的雷電 3 接口也支持 DP 1.4。

總結

我幫大家總結了個表格，來對比 HDMI 2.0 和 DP 1.4 的優劣。


目前來看，DP 1.4 是民用消費領域最強的視頻輸出端口，並且由於推出的時間足夠長，泛用度也比較高。優先選擇 DP 接口通常是沒錯的，畢竟同代性能更強；在沒有 DP 的情況下 HDMI 也是個不錯的選擇，具體情況可以看產品説明書。

但是在 2017 年，HDMI 2.1 標準正式提出：42.6Gbps 的帶寬帶寬，最高支持 10K（10240*5400）分辨率輸出，並且支持動態 HDR 和 DSC 顯示壓縮流，從參數上來看可以支持目前市面上所有主流的消費級顯示設備。

DP 也不遑多讓，新的 DP 2.0 版本參數更是恐怖：77.37 Gbps 的恐怖帶寬，最高 16K（15360*8460）60Hz 輸出，並且支持 HDR 10。總結起來就是強無敵。

但是目前來看 HDMI 2.1 的工業標準已經成型，並進入量化生產的階段；而 DP 2.0 除了參數尚不見蹤影。
但是如果條件允許的情況下，請千萬不要再用 DVI 甚至是 VGA 接口的產品了，尤其是 VGA，模擬信號帶來的不可見頻閃會對視力造成影響。

數字時代，對自己好一點。

另外還請注意，接口的高質量輸出也需要「主機 – 線材 – 顯示器」三方面同時支持，否則都會帶來顯示效果的衰弱。

本文來自微信公眾號「愛否科技」（ID：FViewXFG），作者愷倫，愛範兒經授權發佈。


資料來源：愛範兒（ifanr）