1
自從今年以來,“數(shù)字高清”彩電成了大家關(guān)注的焦點。不過,因為是“新鮮事物”,總會有一些疑問。其中,我們國產(chǎn)的數(shù)字高清電視的接口是不是真正的符合“國際數(shù)字高清晰電視接口標準”的問題一直在我的心中縈繞。通過我查閱了大量的資料,終于對這個問題有了比較明確的解釋。
我們可以分兩部分來探討:第一部分從國際上制定“標準”的角度來談;另一部分就從目前國產(chǎn)“數(shù)字高清(HDTV-Ready)的現(xiàn)狀來看。
首先,我們從世界的角度詳細的談?wù)剶?shù)字高清晰電視的“接口標準”問題。
八十年代中期,從日本開始全島大搞所謂的HDTV,實際上是“模擬方式”下的高清晰,到美國在上世紀九十年代初制定出了“數(shù)字HDTV的標準”,實際上就向全世界發(fā)出了一個明確的信號,“數(shù)字HDTV的標準”才是真正的“國際標準”。這個標準一出臺,就連日本也不得不重新審視自己的“模擬”HD。因此,可以說,數(shù)字HDTV一面市就是一直在“制定標準,到修改標準,再到制定標準”的“怪圈”中不斷的“折騰”著。
這也難怪,巨大的經(jīng)濟利益和相關(guān)技術(shù)的不斷進步使得在制定“游戲規(guī)則”成為“博弈”多方參與者致勝的關(guān)鍵所在。但技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢以及市場的培育成熟度更是其“制定標準”的核心。
數(shù)字高清晰電視的接口技術(shù)標準也是整個數(shù)字高清晰電視標準的重要部分。
目前,“流行的”數(shù)字高清晰電視的接口共有三個,第一個是DVI;第二是HDMI標準的端子;第三個是IEEE1394端子,也是i Live端子或“火線”。
我們先介紹DVI接口。目前,采用DVI接口的消費類產(chǎn)品已為數(shù)眾多。DVI接口規(guī)范問世于1999年,是數(shù)字顯示工作組(Digtal Display Working Group)所推出的一項成果,該小組成員包括康柏、富士通、惠普、IBM、英特爾、NEC以及Silicon lmage等廠家。其設(shè)計的最初目的,是為了實現(xiàn)個人電腦和平面顯示器之間的數(shù)字化連接,這也是此項技術(shù)在當前最常用的領(lǐng)域。如果讀者們最近購買了一臺中高檔個人電腦的話,那么你手中的這臺電腦就很可能配置了DVI信號輸出接口。
從本質(zhì)上來說,DVI是一種24位數(shù)字式RGB接口其基礎(chǔ)是一種名叫最小化的傳輸差分信號的技術(shù)。在單條DVI連接通道中,有三對低電壓差分信號通路,分別用來進行紅、綠、藍三種色度分量和同步信號的傳輸。除此之外,還有第四對信號通道。用來傳送各像素的時鐘頻率。每一個長度為8個數(shù)位的RGB分量信號數(shù)據(jù)都是以串行數(shù)位流方式進行傳送的。最高傳輸率可以達到每秒1.65千兆位(1.65Gbps)。因此,單條DVI連接通道的最大傳輸率就可以達到4.95 Gbps。在任何人看來,這樣的傳輸速度都快得驚人,而實際上,每個由8位數(shù)構(gòu)成的字節(jié),都是以10個位數(shù)的方式來進行傳輸?shù)摹@也是使傳輸損耗最小化的方式之一。因此,用預(yù)先述數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H可用帶寬應(yīng)為3.96Gbps,這依然是一個相當出色的指標。在這一帶寬之下,單條DVI連接通道就可以在數(shù)據(jù)未經(jīng)壓縮的情況下,輕而易舉的完成美國先進電視制式委員會(ATSC)所定義的所有格式的高清晰度電視節(jié)目信號的傳送任務(wù),而且,在計算機上的顯示圖像可達1600×1200像數(shù)(UXGA),甚至還能滿足1080p/60(即1920×1080像數(shù),刷新率為60赫茲)圖像傳輸對帶寬的要求。要知道,1080p/60已經(jīng)是當前高清晰度視頻格式的最高規(guī)格了。如果采用雙通道DVI接口,其最大傳輸率可達到9.9Gbps(可用帶寬為7.92Gbps),顯示圖像可以達到刷新率為60赫茲的2048×1536像數(shù)(QXGA)畫面。
與此同時,DVI規(guī)范不僅允許傳輸同步信號和數(shù)字視頻信號,還可以傳輸模擬RGB信號。
這里牽涉到了一個高帶寬數(shù)字節(jié)目的保護問題,對此,英特爾公司在其他公司的協(xié)助下,制定了高帶寬數(shù)字節(jié)目保護規(guī)范(簡稱HDCP),其目的在于防止經(jīng)由DVI接口傳送的節(jié)目遭到非法復(fù)制,這一規(guī)范得到了大多數(shù)好萊塢影片公司,衛(wèi)星電視節(jié)目以及有線電視節(jié)目供應(yīng)上的認可。
于是,將HDCP規(guī)范應(yīng)用到DVI接口,我們就獲得一種叫“DVI+HDCP”的應(yīng)用方案。如果將HDCP應(yīng)用在高清晰度電視機、高清晰度顯示器或者電視機頂盒上時,我們就得到了IEA/CEA—861標準(最新為IEA/CEA—861B標準)。這一標準定義了數(shù)字電視節(jié)目信號通過類似DVI這樣的非壓縮式數(shù)字接口進行傳輸時采用的傳輸方式(有標準、加強以及高清晰度三種傳輸方式),同時也對視頻信號同步,像素格式,數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)等細節(jié)問題加以規(guī)范。將這一系列標準應(yīng)用到與高清晰度視頻節(jié)目兼容的設(shè)備上,我們就得到一種通常稱作“DVI-HDCP”接口應(yīng)用方案。
下面介紹HDMI規(guī)范標準。
根據(jù)其設(shè)計,DVI連接無論是否結(jié)合HDCP規(guī)范,其高速采用“最小化的傳輸差分信號技術(shù)”的通道始終只能進行視頻及同步信號的傳輸。要想獲得實用效果,DVI還有許多需要改進的地方,而這也是人們制定高清晰度多媒體接口規(guī)范(簡稱HDMI)的目的之一。HDMI是日立、英特爾、松下、菲利浦、索尼、湯普遜、東芝、Silicon Image等廠家共同努力的成果其1.0版本發(fā)表前不久,許多好萊塢制片商、衛(wèi)星電視節(jié)目供應(yīng)商,還有消費電子產(chǎn)品制造商都已紛紛表示支持這一規(guī)范。到目前為止,市場上還沒有大量出現(xiàn)符合這一規(guī)范的產(chǎn)品。
HDMI的主要技術(shù)基礎(chǔ)是DVI-HDTV,HDMI所增加的功能便是數(shù)字音頻信號的傳輸,并且,在音頻設(shè)備之間實現(xiàn)了基本控制數(shù)據(jù)的傳輸。為了增強其作為消費類影音產(chǎn)品接口的競爭力,HDMI采用了更小的接頭,強化了對數(shù)字式高清晰度色差分量(Y/Cb/Cr)格式的支持,其性能以遠遠超過了IEA/CEA-861B標準所作為的規(guī)定。
HDMI的音頻處理能力足可滿足未來的需要,并且做到向后兼容,不僅可以傳輸我們已經(jīng)熟知并且喜愛的杜比數(shù)碼和DTS等經(jīng)過壓縮的多聲道數(shù)字音頻信號,也可以傳輸未經(jīng)壓縮的數(shù)字音頻信號。在后一種情況下,HDMI所支持的聲道數(shù)達8個之多,量化精度可達24位,采樣頻率高達192千赫。這些性能指標在進行高清晰度視頻節(jié)目傳送時也都可以同時達到。HDMI是利用視頻信號的逆程消隱期間進行音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù),因此不會占用可用視頻傳輸帶寬,而且,完全向后兼容于未將音頻傳輸考慮在內(nèi)的早期DVI產(chǎn)品。
除了以上所述之外,HDMI還有其它旨在確保高保真的圖像和聲音質(zhì)量的功能。在HDMI規(guī)范中,信號輸出設(shè)備可以指定畫面的分辨率和寬高比,以及聲音的編碼方式,采樣頻率和聲道分配等參數(shù)。尤其值得注意的是,IEA/CEA-861B標準只為每一個RGB和Y/Cb/Cr分量信號提供了8個數(shù)位的支持。而HDMI則為每一個4∶2∶2 Y/Cb/Cr分量信號提供了高達12個數(shù)位的支持。與之同時,目前專業(yè)用于高清晰度節(jié)目處理技術(shù)和數(shù)字影院也只支持到10個數(shù)位。一個有待觀望的問題是,究竟會有多少符合HDMI規(guī)范的產(chǎn)品會有效支持8位分量的圖像模式,但我們還是可以對10位分量產(chǎn)品的普及持謹慎樂觀的態(tài)度,至少在高端市場上我們有理由對此感到樂觀。
最后需要說明的是,HDMI接口規(guī)范采用的是19針接口,其尺寸也遠遠小于DVI接頭。這些小型接頭可以使連接線更加方便地穿過電纜導(dǎo)管和墻壁,使永久性的家庭影院系統(tǒng)設(shè)置變得更加方便。
最后,我們談一下1394能否成為最終的解決方案?
HDMI并不是唯一針對消費類影音產(chǎn)品而設(shè)計的數(shù)字接口方案,IEEE1394也是為這一幕的而開發(fā)的。1394貿(mào)易聯(lián)盟認為,IEEE1394是比DVI更好的影音設(shè)備連接方案。目前,1394接口的最大傳輸率為每秒400兆位(400Mbps)。這樣的傳輸率根本無法傳送未經(jīng)壓縮的逐行掃描或者高清晰度節(jié)目,也就是說,通過1394接口接受高清晰度節(jié)目信號的顯示設(shè)備必須內(nèi)置MPEG-2解碼器,F(xiàn)在,我們來分析一下目前市場上各種顯示設(shè)備的接口情況。所有內(nèi)置高清晰度電視節(jié)目調(diào)諧器的顯示設(shè)備都配備有MPEG-2解碼器,但沒有1394接口。而且,大多數(shù)高清晰度電腦顯示器既沒有1394接口,也沒有內(nèi)置MPEG-2解碼器。而不具備1394接口的高清晰度兼容顯示設(shè)備都配有模擬色差分量信號(Y/Pb/Pr)輸入接口或者RGB輸入接口,越來越多的新產(chǎn)品也已經(jīng)開始配置DVI接口。
根據(jù)上述分析,那些采用1394接口的設(shè)備,如機頂盒等,要想獲得實際應(yīng)用,還應(yīng)該配置一組模擬信號輸出接口,或者符合HDCP規(guī)范的DVI信號輸出接口,或者兩者兼而有之。如果相關(guān)產(chǎn)品制造商要想售出更多的產(chǎn)品,至少應(yīng)該做到這一點。
HDMI是否成為數(shù)字影音接口的最終方案呢?我們將拭目以待。
就國產(chǎn)“數(shù)字高清(HDTV-Ready)的現(xiàn)狀來看,幾個“實力”廠家大多采用了逐行色差分量接口(Y/Cb/Cr)和RGB接口的方案,而沒有采用IEEE1394接口的方案。采用的前者方案應(yīng)該說就是“DVI+HDCP”的應(yīng)用方案的“簡化版”。但是,它們還是不符合HDMI標準。因為,HDMI標準的接口不僅對其視頻帶寬有具體要求(前面有說明),而且,特別強調(diào)了對數(shù)字音頻的支持,如壓縮的杜比數(shù)碼和DTS信號和未經(jīng)壓縮的多聲道信號等,其量化精度可達24位,采樣頻率高達192千赫。這兩點,國產(chǎn)HDTV-Ready彩電,包括16∶9的“高端”電視,以及機頂盒都沒有做到。所謂的低端機,我就不說了。但是,高端機一定不能做成有缺陷的“殘廢機”!
目前,國產(chǎn)HDTV-Ready彩電正在經(jīng)歷這種考驗——數(shù)字高清晰度接口的“不確定性”。如果HDMI接口標準最終成為“國際標準”。那么,無論是國內(nèi)的生產(chǎn)廠家還是消費者還是有可能笑到最后的。
