HDMI,DVI,VGA,DisplayPort — Всё об интерфейсах подключения. Руководство покупателя игровой видеокарты

Современные компьютеры обладают широкими возможностями для работы с видео, и их владельцы частенько смотрят фильмы на экране монитора. А с появлением мультимедийных платформ barebone, ориентированных на использование в качестве домашнего медиацентра, интерес к подключению аудио- и видеоаппаратуры только усиливается.
Куда как удобнее и практичнее смотреть видео на большом экране телевизора, тем более что практически все современные видеокарты оснащены телевизионным выходом.
Необходимость в подключении телевизора к компьютеру возникает также при монтаже любительского видео. Как вы легко сможете убедиться на практике, изображение и звук на компьютере существенно отличаются от тех, что вы потом увидите и услышите по телевизору. Поэтому все видеоредакторы позволяют просматривать предварительные результаты монтажа на телевизионном приемнике прямо с рабочей шкалы еще до создания фильма. Опытные видеолюбители постоянно контролируют изображение и звук, выводя их на телевизионный экран, а не на монитор компьютера.
Такие темы, как настройка видеокарт, выбор стандарта изображения, а также сравнение качества видеовыходов видеокарт различных производителей и решение возникающих при этом проблем, выходят за рамки данной статьи - здесь мы рассмотрим лишь следующие вопросы: какие разъемы могут встретиться на телевизоре и на видеокарте, как они согласуются между собой и какие существуют способы подключения компьютера к телевизору.

Интерфейсы для подключения дисплея

Классический аналоговый интерфейс (VGA)

В компьютерах уже довольно давно используется 15-контактный аналоговый интерфейс D-Sub HD15 (Mini-D-Sub), который по традиции называют VGA-интерфейсом. Интерфейс VGA передает сигналы красного, зеленого и синего цветов (RGB), а также информацию о горизонтальной развертке (H-Sync) и вертикальной синхронизации (V-Sync).

Все современные видеокарты имеют такой интерфейс или же обеспечивают его при помощи переходника из универсального комбинированного интерфейса DVI-I (DVI-integrated).

Таким образом, к разъему DVI-I можно подключать как цифровые, так и аналоговые мониторы. Переходник с интерфейса DVI-I на VGA обычно входит в комплект поставки ко многим графическим картам и позволяет подключать старые мониторы с 15-контактной вилкой D-Sub (VGA).

Обратите внимание, что не любой DVI-интерфейс поддерживает аналоговые VGA-сигналы, которые можно получить через подобные переходники. У некоторых видеокарт имеется цифровой интерфейс DVI-D, к которому можно подключать только цифровые мониторы. Визуально такой интерфейс отличается от DVD-I отсутствием четырех отверстий (контактов) вокруг горизонтальной прорези (сравните правые части белых DVI-разъемов).

Часто современные графические карты оснащаются двумя выходами DVI, и в этом случае они, как правило, универсальные - DVI-I. Такая видеокарта может одновременно работать с любыми мониторами, причем как с аналоговыми, так и с цифровыми в любом наборе.

Цифровой интерфейс DVI

DVI-интефейс (TDMS) был разработан главным образом для цифровых мониторов, которые не требуют от графической карты перевода цифровых сигналов в аналоговые.

Но поскольку переход с аналоговых мониторов на цифровые идет медленно, то разработчики графического оборудования обычно используют эти технологии параллельно. Кроме того, современные видеокарты могут работать и с двумя мониторами одновременно.

Универсальный интерфейс DVI-I позволяет использовать как цифровое, так и аналоговое подключение, а DVI-D - только цифровое. Впрочем, интерфейс DVI-D встречается сегодня довольно редко и обычно применяется только в дешевых видеоадаптерах.

Кроме того, цифровые разъемы DVI (причем как DVI-I, так и DVI-D) имеют две разновидности - Single Link и Dual Link, которые отличаются количеством контактов (в Dual Link задействованы все 24 цифровых контакта, а в Single Link - только 18). Single Link годится для применения в устройствах с разрешением вплоть до 1920x1080 (полное разрешение HDTV), для бо льших разрешений требуется уже Dual Link, который позволяет вдвое увеличить количество выводимых пикселов.

Цифровой интерфейс HDMI

Цифровой мультимедийный интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) разработан совместно целым рядом крупных компаний - Hitachi, Panasonic, Philips, Sony и др. 19-контактный вариант HDMI широко используется сегодня для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV) с разрешением до 1920x1080 (1080i). Для передачи видеосигнала более высокого разрешения требуются уже 29-контактные разъемы типа B. Кроме того, HDMI может обеспечить до восьми каналов звука с разрядностью 24 бит и частотой 192 кГц и имеет встроенный механизмом защиты авторских прав Digital Rights Management (DRM).

Интерфейс HDMI относительно новый, но в компьютерном секторе у него довольно много конкурентов - как со стороны традиционного интерфейса DVI, так и со стороны более новых и прогрессивных интерфейсов, таких как UDI или DisplayPort. Однако продукты с портами HDMI планомерно продвигаются на рынок, так как современная бытовая видеотехника все больше оснащается именно разъемами HDMI. Таким образом, развитие популярности мультимедийных компьютерных платформ будет стимулировать появление графических и материнских плат с портами HDMI, даже несмотря на то, что компьютерным производителям для использования этого стандарта приходится покупать довольно дорогую лицензию и еще платить некоторые фиксированные лицензионные отчисления с каждого проданного продукта с интерфейсом HDMI.

Лицензионные выплаты приводят и к удорожанию изделий с HDMI-портами для конечного производителя - например видеокарта с портом HDMI будет стоить примерно на 10 долл. дороже. Кроме того, вряд ли в комплект поставки будет входить дорогой HDMI-кабель (10-30 долл.), поэтому его придется приобретать отдельно. Однако есть надежда, что с ростом популярности интерфейса HDMI размер подобной наценки будет постепенно уменьшаться.

Интерфейс HDMI использует ту же технологию сигналов TDMS, что и DVI-D, поэтому существуют недорогие переходники для этих интерфейсов.

И пока интерфейс HDMI еще не заменил DVI, такие переходники могут использоваться для подключения видеоаппаратуры по DVI-интерфейсу. Обратите внимание, что HDMI-кабели не могут быть длиннее 15 м.

Новый интерфейс UDI

В начале нынешнего года компания Intel анонсировала новый цифровой интерфейс UDI (Unified Display Interface) для подключения цифровых мониторов к компьютеру. Пока Intel только заявила о разработке нового типа подключения, но в ближайшее время она планирует полностью отказаться от старого аналогового интерфейса VGA и осуществлять подключение компьютеров к устройствам отображения информации через новый цифровой интерфейс UDI, недавно разработанный инженерами этой компании.

Создание нового интерфейса обусловлено тем, что и аналоговый VGA-интерфейс, и даже цифровой DVI-интерфейс, по мнению представителей компании Intel, сегодня безнадежно устарели. Кроме того, эти интерфейсы не поддерживают новейшие системы защиты контента, которыми оснащаются цифровые носители нового поколения, такие как HD-DVD и Blu-ray.

Таким образом, UDI является практически аналогом интерфейса HDMI, используемого для подключения компьютеров к современным HD-телевизорам. Основным (и, пожалуй, единственным) отличием UDI от HDMI будет отсутствие звукового канала, то есть UDI будет передавать только видеоизображение и целиком рассчитан на работу с компьютерными мониторами, а не с HD-телевизорами. Кроме того, Intel, по всей видимости, не хочет платить лицензионные отчисления за каждое произведенное HDMI-устройство, поэтому UDI станет хорошей альтернативой для компаний, стремящихся к удешевлению своих продуктов.

Новый интерфейс полностью совместим c HDMI, а также будет поддерживать все известные в настоящее время системы защиты контента, что позволит беспрепятственно воспроизводить новые носители, оборудованные защитой от копирования.

Новый интерфейс DisplayPort

Еще один новый видеоинтерфейс - DisplayPort - недавно получил одобрение со стороны компаний, входящих в состав ассоциации VESA (Video Electronics Standards Association).

Открытый стандарт DisplayPort разработан рядом крупных компаний, в том числе ATI Technologies, Dell, Hewlett-Packard, nVidia, Royal Philips Electronics и Samsung Electronics. Предполагается, что в перспективе DisplayPort станет универсальным цифровым интерфейсом, позволяющим подключать дисплеи различных типов (плазменные, жидкокристаллические, ЭЛТ-мониторы и др.) к бытовым устройствам и к компьютерному оборудованию.

Спецификация DisplayPort 1.0 предусматривает возможность одновременной передачи и видеосигнала и аудиопотока (в этом смысле новый интерфейс полностью аналогичен HDMI). Отметим, что максимальная пропускная способность по стандарту DisplayPort составляет 10,8 Гбит/с, причем для передачи используется относительно тонкий соединительный кабель с четырьмя проводниками.

Другая особенность DisplayPort заключается в поддержке функций защиты контента (аналогично HDMI и UDI). Встроенные средства безопасности позволяют отображать содержимое документа или видеофайла только на ограниченном количестве «санкционированных» устройств, что теоретически уменьшает вероятность незаконного копирования материалов, защищенных авторскими правами. И наконец, разъемы, выполненные в соответствии с новым стандартом, тоньше современных разъемов DVI и D-Sub. Благодаря этому порты DisplayPort можно будет использовать в оборудовании небольшого формфактора и запросто делать многоканальные устройства.

О поддержке стандарта DisplayPort уже объявили компании Dell, HP и Lenovo. По всей видимости, первые устройства, снабженные новыми видеоинтерфейсами, появятся до конца текущего года.

Видеоразъем на графической карте

На современных видеокартах, помимо разъемов для подключения мониторов (аналоговых - D-Sub или цифровых - DVI), находится композитный выход для вывода видео («тюльпан»), или 4-штырьковый S-Video-выход, или 7-штырьковый комбинированный видеовыход (одновременно и S-Video и композитные входы и выходы).

В случае с S-Video ситуация проста - в продаже имеются кабели S-Video или переходники под другие разъемы типа SCART.

Однако когда на видеокартах встречается нестандартный 7-штырьковый разъем, то в этом случае лучше сохранить тот переходник, который имеется в комплекте видеокарты, потому что стандартов разводки такого кабеля несколько.

Композитный видеосигнал (RCA)

Так называемый композитный видеовыход давно и широко используется для подключения бытовой аудио- и видеоаппаратуры. Разъем для этого сигнала обычно обозначается как RCA (Radio Corporation of America), а в народе называется «тюльпан» или VHS-разъем. Обратите внимание, что подобными штекерами в видеоаппаратуре может передаваться не только композитное видео или аудио, но и многие другие сигналы типа компонентного видео либо телевидения высокой четкости (HDTV). Обычно вилки «тюльпанов» имеют цветовую маркировку, чтобы пользователям легче было ориентироваться в клубке проводов. Распространенные значения цветов приведены в табл. 1.

Таблица 1

	Использование	Тип сигнала
Белый или черный	Звук, левый канал	Аналоговый
	Звук, правый канал	Аналоговый
	Видео, композитный сигнал	Аналоговый
	Компонентный сигнал яркости (Luminance, Luma, Y)	Аналоговый
	Компонентный сигнал цветности (Chrominance, Chroma, Cb/Pb)	Аналоговый
	Компонентный сигнал цветности (Chrominance, Chroma, Cr/Pr)	Аналоговый
Оранжевый/желтый	Цифровой звук SPDIF	Цифровой

Провода для передачи композитного сигнала могут быть достаточно длинными (для удлинения проводов можно применять простые переходники).

Однако использование невысокого качества соединений и неряшливой коммутации «тюльпанами» постепенно отходит в прошлое. К тому же дешевые RCA-разъемы на оборудовании часто ломаются. Сегодня на цифровой аудио- и видеоаппаратуре все чаще применяются другие типы коммутации и даже при передаче аналоговых сигналов удобнее использовать SCART.

S-Video

Часто на видеокарте и в телевизоре имеется четырехконтактный разъем S-Video (Y/C, Hosiden), который служит для передачи видеосигналов более высокого качества, чем композитный. Дело в том, что стандарт S-Video использует разные линии для передачи яркости (сигнал яркости и синхронизации данных обозначается буквой Y) и цвета (сигнал цветности обозначается буквой C). Разделение сигналов яркости и цвета позволяет достичь лучшего качества картинки по сравнению с композитным RCA-интерфейсом («тюльпаном»). Более высокое качество при передаче аналогового видео могут обеспечить только полностью раздельные RGB- или компонентные интерфейсы. Для получения композитного сигнала из S-Video используется простой переходник S-Video - RCA.

Если такого переходника у вас нет, то его можно сделать самостоятельно. Впрочем, существует два варианта вывода композитного сигнала с видеокарты, оборудованной S-Video-интерфейсом, и выбор зависит от типа вашей видеокарты. Некоторые карты умеют переключать режимы вывода и подают на S-Video-выход простой композитный сигнал. В режиме подачи такого сигнала на S-Video требуется просто соединить контакты, на которые подается композитный сигнал, с соответствующими выходами «тюльпана».

Разводка RCA-кабеля простая: по центральной жиле подается видеосигнал, а внешняя оплетка - это «земля».

Разводка S-Video такова:

• GND - «земля» для Y-сигнала;
• GND - «земля» для С-сигнала;
• Y - яркостный сигнал;
• С - сигнал цветности (содержит оба цветоразностных).

Если S-Video-выход может работать в режиме подачи композитного сигнала, то на второй контакт его разъема подается «земля», а на четвертый - сигнал. На разборном S-Video-штекере, который потребуется для изготовления переходника, контакты обычно нумеруются. Разъемы гнезда и штекера нумеруются зеркально.

Если же видеокарта не имеет режима вывода композитного сигнала, то для его получения придется смешать сигнал цветности и яркости из S-Video-сигнала через конденсатор емкостью 470 пФ. Полученный таким образом сигнал подается на центральную жилу, а «земля» со второго контакта - на оплетку композитного шнура.

SCART

SCART является наиболее интересным комбинированным аналоговым интерфейсом и широко распространен в Европе и Азии. Его название происходит от французской аббревиатуры, предложенной в 1983 году Объединением разработчиков радио- и телеаппаратуры Франции (Syndicat des Constructeurs d’Appareils, Radiorecepteurs et Televiseurs, SCART). Этот интерфейс сочетает аналоговые сигналы видео (композитного, S-Video и RGB), стереозвука и управления. Сегодня каждый произведенный для Европы телевизор или видеомагнитофон оснащен как минимум одним разъемом SCART.

Для передачи простых аналоговых сигналов (композитного и S-Video) на рынке имеется много различных переходников для SCART. Этот интерфейс удобен не только тем, что всё подключается с помощью только одного кабеля, но и тем, что позволяет подключить к телевизору источник высококачественного RGB-видео без промежуточного кодирования в композитные или S-Video-сигналы и получить наилучшее качество изображения на экране бытового телевизора (качество изображения и звука при подаче через SCART заметно превосходит качество любых других аналоговых подключений). Подобная возможность, правда, реализуется не во всех видеомагнитофонах и телевизорах.

Кроме того, разработчики заложили в интерфейс SCART дополнительные возможности, зарезервировав несколько контактов на будущее. И с тех пор, как интерфейс SCART стал стандартом в европейских странах, он приобрел несколько новых свойств. Например, при помощи некоторых сигналов на контакте 8 можно управлять через SCART режимами телевизора (переводить его в режим «монитор» и обратно), переключать телевизор в режим работы с RGB-сигналами (контакт 16) и т.д. Контакты 10 и 12 предназначены для передачи через SCART цифровых данных, что делает количество команд практически неограниченным. Существуют несколько известных систем обмена информацией посредством SCART: Megalogic, используемая фирмой Grundig; Easy Link от компании Philips; SmartLink от фирмы Sony. Правда, их применение ограничено общением между телевизором и видеомагнитофоном этих фирм.

Кстати, стандарт предусматривает четыре вида кабелей SCART: тип U - универсальный, обеспечивающий все соединения, V - без сигналов звука, С - без сигналов RGB, А - без видеосигналов и RGB. К сожалению, современные компонентные режимы (Y, Cb/Pb, Cr/Pr) в стандарте SCART не поддерживаются. Однако некоторые производители DVD-плееров и телевизоров большого формата встраивают возможность передачи через SCART и компонентного видеосигнала, который передается через контакты, используемые в стандарте для RGB-сигнала (впрочем, от подключения по RGB такая возможность практически не отличается).

Для подключения к SCART композитных или S-Video-источников в продаже имеются различные переходники. Многие из них универсальные (двунаправленные) с переключателем вход-выход.

Есть также простые однонаправленные переходники, переходники для подключения моно- или стереозвука, а также разъемы для управления переключением. В том случае, когда необходимо к одному устройству подсоединить сразу два, можно использовать SCART-разветвитель на два или три направления. Те же, кого не устраивают или кому недоступны предлагаемые варианты, могут сделать собственный в соответствии с назначениями контактов в SCART, приведенными в табл. 2 .

Нумерация штырьков обычно указана на разъеме:

Конечно, в компьютерах не используется разъем SCART, однако, зная его спецификацию, всегда можно изготовить соответствующий переходник для использования аналогового компьютерного монитора в качестве приемника видеосигнала с магнитофона или, напротив, для подачи видеосигнала с компьютера на телевизор, оборудованный разъемом SCART.

Например, для того чтобы ввести либо вывести композитный сигнал с разъема SCART, необходимо взять коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом и распределить внешнюю оплетку («землю») и внутреннею жилу (композитный сигнал) на SCART-разъеме.

Вывод видеосигнала из компьютера в телевизор (TV-OUT):

• композитный сигнал подается на 20-й контакт разъема SCART;

Для ввода видеосигнала с видеомагнитофона в компьютер (TV-IN):

• композитный сигнал - на 19-й контакт разъема SCART;
• «земля» - на 17-й контакт разъема SCART.

Соответствие контактов при изготовлении переходника для S-Video также указано в табл. 2.

Вывод видеосигнала из компьютера в телевизор по S-Video (TV-OUT):

• 3-й контакт S-Video - 20-й контакт SCART;

Ввод видеосигнала с видеомагнитофона в компьютер по S-Video (TV-IN):

• 1-й контакт S-Video - 17-й контакт SCART;
• 2-й контакт S-Video - 13-й контакт SCART;
• 3-й контакт S-Video - 19-й контакт SCART;
• 4-й контакт S-Video - 15-й контакт SCART.

Для подключения компьютера к телевизору по RGB необходимо, чтобы компьютер выдавал RGB-сигнал в виде, понятном для телевизора. Иногда RGB-сигнал подается через специальный 7-, 8- или 9-штырьковый комбинированный видеовыход. В этом случае в настройках видеокарты должна быть возможность переключения видеовыхода в RGB-режим. Если видеовыход на видеокарте имеет семь контактов (такой штекер называется mini-DIN 7-pin), то в нормальном режиме S-Video-сигнал подается точно на те же контакты, что и в обычном четырехконтактном S-Video-разъеме. А в RGB-режиме сигналы по контактам могут распределяться разными способами в зависимости от производителя видеокарты.

В качестве примера можно привести соответствие контактов одного из таких 7-штырьковых разъемов со SCART (такая разводка применяется на некоторых видеокартах, базирующихся на чипе NVIDIA, но на вашей видеокарте может быть по-другому):

• 1-й контакт mini-DIN 7-pin (GND, «земля») - 17-й контакт SCART;
• 2-й контакт mini-DIN 7-pin (Green, зеленый) - 11-й контакт SCART;
• 3-й контакт mini-DIN 7-pin (Sync, развертка) - 20-й контакт SCART;
• 4-й контакт mini-DIN 7-pin (Blue, синий) - 7-й контакт SCART;
• 5-й контакт mini-DIN 7-pin (GND, «земля») - 17-й контакт SCART;
• 6-й контакт mini-DIN 7-pin (Red, красный) - 15-й контакт SCART;
• 7-й контакт mini-DIN 7-pin (+3 V управление режимом RGB) - 16-й контакт SCART.

Для любых видов переходников требуется использовать качественные кабели с сопротивлением 75 Ом.

На графической карте нет разъема для подключения видео

Если у вас на видеокарте отсутствует телевизионный выход, то, в принципе, телевизор можно подключить и к обычному VGA-разъему. Однако в этом случае понадобится электрическая схема согласования сигналов (в общем случае, правда, несложная). На рынке имеются специальные устройства, которые конвертируют обычный компьютерный VGA-сигнал в RGB и в сигнал развертки (синхронизации) для телевизора. Такое устройство подключается к VGA-кабелю между компьютером и монитором и дублирует сигнал, который идет через VGA-выход.

В принципе, такое устройство можно сделать и самостоятельно. Соответствие сигналов VGA и SCART будет следующее:

• VGA SCART PIN SCART Description;
• VGA RED - на 15-й контакт SCART;
• VGA GREEN - на 11-й контакт SCART;
• VGA BLUE - на 7-й контакт SCART;
• VGA RGB GROUND - на 13-й, или 9-й, или 5-й контакт SCART;
• VGA HSYNC & VSYNC - на 16-й и 20-й контакты SCART.

Также необходимо будет подать +1-3 В на 16-й контакт SCART и 12 В на 8-й контакт SCART для переключения в AV-режим с соотношением сторон 4:3.

Однако прямое подключение, скорее всего, не сработает и для синхронизации придется делать электросхему, как показано на http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/vga2tv/circuit.html или http://www.e.kth.se/~pontusf/index2.html .

В настоящее время существует огромное количество разнообразных видеостандартов и интерфейсов. Одни используются уже больше десятка лет, другие только входят в нашу подседневную жизнь и в этом разнообразии довольно легко запутаться. Это так же сложно, как неспециалисту разобраться в шаблоне для форума . В этой статье мы сделали небольшую подборку различных интерфейсов для передачи видеосигнала, а также распространенных видеоразъемов.

Надеемся, эта информация окажется для вас полезной.

Композитный видеовыход

Композитный видеовыход предназначен для передачи по одному проводу всех составляющих видеосигнала в смешанном виде.

Обычно композитный разъем представляет из себя желтое гнездо RCA, или универсальный универсальный разъем SCART. Для передачи композитного видеосигнала используется коаксиальный кабель с разъемами RCA ("тюльпан") на концах.

Композитный видеосигнал (composite video ) используется еще со времен господства видеокассет, но не способен передавать сигнал высокого качества. По этой причине в настоящее время он используется только в недорогой видеоаппаратуре, например, в телевизорах с небольшой диагональю экрана (14"-21").

Компонентный видеовыход

Компонентный видеосигнал еще называется цветоразностным. Он содержит сигнал яркости (Y) и два цветоразностных сигнала (U и V), которые определяются по формуле:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B

Для вывода изображения используется чересстрочная (interlaced ) или прогрессивная (progressive ) развертка. Чересстрочная развертка применяется во всех существующих системах телевизионного вещания. Прогрессивная развертка применяется в современном телевизионном стандарте HDTV и в современных DVD-проигрывателях , так как позволяет получить более высокое качество изображения.

Для передачи такого видеосигнала используются три отдельных коаксиальных кабеля, на концах которых находятся разъемы RCA ("тюльпан") или разъемы BNC.

Видеовыход S-Video

Разъем S-Video обычно используется для вывода видеосигнала с видеокамер, ПК и игровых приставок на бытовые телевизоры и другую бытовую видеотехнику. Интерфейс S-Video использует две сигнальные линии - сигнал цветности (C) и сигнал яроксти (Y). При использовании в качестве источника сигнала DVD плеера или или спутникового ресивера и телевизора с диагональю от 25" этот интерфейс позволяет нолучить более качественное изображение, чем композитный видеосигнал.

Кабель для передачи этого видеосигнала содержит разъемы различных типов: 2 разъема BNC, 2 разъема RCA ("тюльпан"), 4-контактный разъем Mini DIN или универсальный разъем SCART.

Видеовыход RGB

Для передачи цветного изображения на ЭЛТ-монитор используются сигналы интенсивности каждого из цветов RGB, а также сигналы горизонтальной (H) и вертикальной (V) разверток. В сумме получается пять сигналов - RGBHV.

Для передачи сигнала RGB используют 5 коаксиальных кабелей, оснащенных разъемами BNC.

VGA видеовыход

В разъем VGA, кроме сигналов RGB и синхронизации, добавлены еще так называемые сигналы DDC для передачи информации между видеокартой и монитором. Кабель VGA подключается с помощью разъема D-Sub с 15 штырьками (его также называют D-Sub 15 pin).

DVI видеовыход

Цифровой видеовыход DVI применяется в основном в видеоадаптерах персональных компьютеров. Он обеспечивает передачу сигнала в цифровой форме непосредственно с видеоадаптера компьютера или ноутбука на проектор. При этом не используется промежуточное цифро-аналоговое изображение (как в стандарте S-Video или в композитном видеосигнале), что позволяет получать картинку более высокого качества.

На сегодняшнее время имеются две разновидности разъема DVI:

• универсальный комбинированный разъем DVI-I . Он позволяет подключать как цифровые, так и аналоговые мониторы (при наличии переходника с DVI-I на 15-контактный VGA D-Sub);
• полностью цифровой разъем DVI-D , к которому можно подключать только цифровые мониторы. Такой разъем отличается от разъема DVD-I отсутствием четырех отверстий (контактов) вокруг горизонтальной прорези. Как правило, такой интерфейс используется только в дешевых видеокартах.

Кроме того, разъемы DVI (DVI-I и DVI-D) имеют две разновидности разъема: Single Link и Dual Link , отличающиеся количеством контактов. При этом в Dual Link используются все 24 цифровых контакта, в то время как в Single Link - только 18. Single Link применяется в устройствах с разрешением до 1920x1080 (так называемое HDTV). Для больших разрешений используется уже Dual Link, позволяющий вдвое увеличивать количество выводимых пикселов.

Видеовыход HDMI

Интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface ) предназначен для подключения к DVD плеерам, спутниковым ресиверам и видеоадаптерам персональных компьютеров современных телевизоров и домашних конотеатров. На сегодняшний день он является стандартом для передачи цифрового аудио и видео в несжатой форме.

HDMI – это полностью цифровой цифровой формат, позволяющий передавать не только видео высокого разрешения, но и множество цифровых аудиоканалов, используя только один кабель. Кабель HDMI при ширине спектра сигнала до 10 Гбит/с позволяет не только выводить видеосигнал высокого разрешения, но и одновременно с ним передавать до восьми каналов высококачественного аудиосигнала.

Интерфейс HDMI является дальнейшим развитием интерфейса DVI-D и полностью с ним совместим, но имеет более совершенные параметры.

В настоящее время имеются следующие виды HDMI разъемов:

• Type A, имеющий 19 контактов и получивший наибольшее распространение.
• Type B, имеющий 29 контактов. У него расширенный видео-канал, что позволяет передавать видеоинформацию с разрешением выше 1080p. В настоящее время этот разъем еще не слишком востребован.
• mini HDMI разработан для использования видеокамерах и портативных устройствах. Он являюется вариацией разъема HDMI Type A, но обладает с уменьшенными размерами.

Необходимо обратить внимание, что кабель HDMI не может иметь длину более 15 м.

Если расположить все описанные выше видеостандарты в порядке возрастания качества видеосигнала, то мы получим:

• композитный (composite video)
• S-Video
• компонентный (component video)

Статья подготовлена специально для сайта

На выбор видеокарты также может повлиять и имеющийся или предполагаемый к приобретению монитор. Или даже мониторы (во множественном числе). Так, для современных LCD-мониторов с цифровыми входами очень желательно, чтобы на видеокарте был разъём DVI, HDMI или DisplayPort. К счастью, на всех современных решениях сейчас есть такие порты, а зачастую и все вместе. Ещё одна тонкость заключается в том, что если требуется разрешение выше 1920×1200 по цифровому выходу DVI, то обязательно нужно подключать видеокарту к монитору при помощи разъёма и кабеля с поддержкой Dual-Link DVI. Впрочем, сейчас с этим проблем уже нет. Рассмотрим основные разъёмы, использующиеся для подключения устройств отображения информации.

Аналоговый D-Sub разъём (также известен как VGA -выход или DB-15F )

Это давно известный всем и привычный 15-контактный разъём для подключения аналоговых мониторов. Сокращение VGA расшифровывается как video graphics array (массив пикселей) или video graphics adapter (видеоадаптер). Разъём предназначен для вывода аналогового сигнала, на качество которого может влиять множество разных факторов, таких, как качество RAMDAC и аналоговых цепей, поэтому качество получаемой картинки может отличаться на разных видеокартах. Кроме того, в современных видеокартах качеству аналогового выхода уделяется меньше внимания, и для получения чёткой картинки на высоких разрешениях лучше использовать цифровое подключение.

Разъёмы D-Sub были фактически единственным стандартом до времени широкого распространения LCD-мониторов. Такие выходы и сейчас часто используются для подключения LCD-мониторов, но лишь бюджетных моделей, которые плохо подходят для игр. Для подключения современных мониторов и проекторов рекомендуется использовать цифровые интерфейсы, одним из наиболее распространенных из которых является DVI.

Разъём DVI (вариации: DVI-I и DVI-D )

DVI — это стандартный интерфейс, чаще всего использующийся для вывода цифрового видеосигнала на ЖК-мониторы, за исключением самых дешевых. На фотографии показана довольно старая видеокарта с тремя разъёмами: D-Sub, S-Video и DVI. Существует три типа DVI-разъёмов: DVI-D (цифровой), DVI-A (аналоговый) и DVI-I (integrated — комбинированный или универсальный):

DVI-D — исключительно цифровое подключение, позволяющее избежать потерь в качестве из-за двойной конвертации цифрового сигнала в аналоговый и из аналогового в цифровой. Этот тип подключения предоставляет максимально качественную картинку, он выводит сигнал только в цифровом виде, к нему могут быть подключены цифровые LCD-мониторы с DVI-входами или профессиональные ЭЛТ-мониторы со встроенным RAMDAC и входом DVI (весьма редкие экземпляры, особенно сейчас). От DVI-I этот разъём отличается физическим отсутствием части контактов, и переходник DVI-to-D-Sub, о котором речь пойдет далее, в него не воткнуть. Чаще всего этот тип DVI применяется в системных платах с интегрированным видеоядром, на видеокартах он встречается реже.

DVI-A — это довольно редкий тип аналогового подключения по DVI, предназначенного для вывода аналогового изображения на ЭЛТ-приемники. В этом случае сигнал ухудшается из-за двойного цифрово-аналогового и аналогово-цифрового преобразования, его качество соответствует качеству стандартного VGA-подключения. В природе почти не встречается.

DVI-I — это комбинация двух вышеописанных вариантов, способная на передачу как аналогового сигнала, так и цифрового. Этот тип применяется в видеоплатах наиболее часто, он универсален и при помощи специальных переходников, идущих в комплекте поставки большинства видеокарт, к нему можно подключить также и обычный аналоговый ЭЛТ-монитор со входом DB-15F. Вот как выглядят эти переходники:

Во всех современных видеокартах есть хотя бы один DVI-выход, а то и два универсальных разъёма DVI-I. D-Sub чаще всего отсутствуют (но их можно подключать при помощи переходников, см. выше), кроме, опять же, бюджетных моделей. Для передачи цифровых данных используется или одноканальное решение DVI Single-Link, или двухканальное — Dual-Link. Формат передачи Single-Link использует один TMDS-передатчик (165 МГц), а Dual-Link — два, он удваивает пропускную способность и позволяет получать разрешения экрана выше, чем 1920×1080 и 1920×1200 на 60 Гц, поддерживая режимы очень высокого разрешения, вроде 2560×1600. Поэтому для самых крупных LCD-мониторов с большим разрешением, таких как 30-дюймовые модели, а также мониторов, предназначенных для вывода стереокартинки, обязательно будет нужна видеокарта с двухканальным выходом DVI Dual-Link или HDMI версии 1.3.

Разъём HDMI

В последнее время широкое распространение получил новый бытовой интерфейс — High Definition Multimedia Interface. Этот стандарт обеспечивает одновременную передачу визуальной и звуковой информации по одному кабелю, он разработан для телевидения и кино, но и пользователи ПК могут использовать его для вывода видеоданных при помощи HDMI-разъёма.

На фото слева — HDMI, справа — DVI-I. HDMI-выходы на видеокартах сейчас встречаются уже довольно часто, и таких моделей всё больше, особенно в случае видеокарт, предназначенных для создания медиацентров. Просмотр видеоданных высокого разрешения на компьютере требует видеокарты и монитора, поддерживающих систему защиты содержимого HDCP, и соединенных кабелем HDMI или DVI. Видеокарты не обязательно должны нести разъём HDMI на борту, в остальных случаях подключение HDMI-кабеля осуществляется и через переходник на DVI:

HDMI — это очередная попытка стандартизации универсального подключения для цифровых аудио- и видеоприложений. Оно сразу же получило мощную поддержку со стороны гигантов электронной индустрии (в группу компаний, занимающихся разработкой стандарта, входят такие компании, как Sony, Toshiba, Hitachi, Panasonic, Thomson, Philips и Silicon Image), и большинство современных устройств вывода высокого разрешения имеет хотя бы один такой разъём. HDMI позволяет передавать защищенные от копирования звук и изображение в цифровом формате по одному кабелю, стандарт первой версии основывается на пропускной способности 5 Гбит/с, а HDMI 1.3 расширил этот предел до 10,2 Гбит/с.

HDMI 1.3 — это обновленная спецификация стандарта с увеличенной пропускной способностью интерфейса, увеличенной частотой синхронизации до 340 МГц, что позволяет подключать дисплеи высокого разрешения, поддерживающие большее количество цветов (форматы с глубиной цвета вплоть до 48 бит). Новой версией спецификации определяется и поддержка новых стандартов Dolby для передачи сжатого звука без потерь в качестве. Кроме этого, появились и другие нововведения, в спецификации 1.3 был описан новый разъём mini-HDMI, меньший по размеру по сравнению с оригинальным. Такие разъёмы также используются на видеокартах.

HDMI 1.4b — это последняя новая версия данного стандарта, вышедшая не так давно. В HDMI 1.4 появились следующие основные нововведения: поддержка формата стереоотображения (также называемого «3D») с поочередной передачей кадров и активными очками для просмотра, поддержка Fast Ethernet-соединения HDMI Ethernet Channel для передачи данных, реверсивный аудиоканал, позволяющий передавать цифровой звук в обратном направлении, поддержка форматов разрешения 3840×2160 до 30 Гц и 4096×2160 до 24 Гц, поддержка новых цветовых пространств и самый маленький разъём micro-HDMI.

В HDMI 1.4a поддержка стереоотображения была значительно улучшена, появились новые режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom в дополнение к режимам спецификации 1.4. И наконец, совсем свежее обновление стандарта HDMI 1.4b произошло буквально несколько недель назад, и нововведения этой версии пока неизвестны широкой публике, да и устройств с его поддержкой пока что на рынке нет.

Собственно, наличие именно разъёма HDMI на видеокарте необязательно, во многих случаях его может заменить переходник с DVI на HDMI. Он несложен и поэтому прилагается в комплекте большинства современных видеокарт. Мало того, современные GPU имеют встроенный аудиочип, необходимый для поддержки передачи звука по HDMI. На всех современных видеокартах AMD и NVIDIA нет необходимости во внешнем аудиорешении и соответствующих соединительных кабелях, и передавать аудиосигнал с внешней звуковой карты не нужно.

Передача видео- и аудиосигнала по одному HDMI-разъёму востребована прежде всего на картах среднего и низшего уровней, которые устанавливают в маленькие и тихие баребоны, используемые в качестве медиацентров, хотя и в игровых решениях HDMI применяется часто, во многом из-за распространения бытовой техники с такими разъёмами.

Разъём

Постепенно, в дополнение к распространенным видеоинтерфейсам DVI и HDMI, на рынке появляются решения с интерфейсом DisplayPort. Single-Link DVI передаёт видеосигнал с разрешением до 1920×1080 пикселей, частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета, Dual-Link позволяет передавать 2560×1600 на частоте 60 Гц, но уже 3840×2400 пикселей при тех же условиях для Dual-Link DVI недоступны. У HDMI почти те же ограничения, версия 1.3 поддерживает передачу сигнала с разрешением до 2560×1600 точек с частотой 60 Гц и 8 бит на компоненту цвета (на более низких разрешениях — и 16 бит). Хотя максимальные возможности у DisplayPort немногим выше, чем у Dual-Link DVI, лишь 2560×2048 пикселей при 60 Гц и 8 бит на цветовой канал, но у него есть поддержка 10-битного цвета на канал при разрешении 2560×1600, а также 12 бит для формата 1080p.

Первая версия цифрового видеоинтерфейса DisplayPort была принята VESA (Video Electronics Standards Association) весной 2006 года. Она определяет новый универсальный цифровой интерфейс, не подлежащий лицензированию и не облагаемый выплатами, предназначенный для соединения компьютеров и мониторов, а также другой мультимедийной техники. В группу VESA DisplayPort, продвигающую стандарт, входят крупные производители электроники: AMD, NVIDIA, Dell, HP, Intel, Lenovo, Molex, Philips, Samsung.

Основным соперником DisplayPort является разъём HDMI с поддержкой защиты от записи HDCP, хотя он предназначен скорее для соединения бытовых цифровых устройств, вроде плееров и HDTV-панелей. Ещё одним конкурентом раньше можно было назвать Unified Display Interface — менее дорогую альтернативу разъёмам HDMI и DVI, но основной её разработчик, компания Intel, отказалась от продвижения стандарта в пользу DisplayPort.

Отсутствие лицензионных выплат важно для производителей, ведь за использование в своей продукции интерфейса HDMI они обязаны выплачивать лицензионные сборы организации HDMI Licensing, которая затем делит средства между держателями прав на стандарт: Panasonic, Philips, Hitachi, Silicon Image, Sony, Thomson и Toshiba. Отказ от HDMI в пользу аналогичного «бесплатного» универсального интерфейса сэкономит производителям видеокарт и мониторов приличные средства — понятно, почему им DisplayPort понравился.

Технически, разъём DisplayPort поддерживает до четырёх линий передачи данных, по каждой из которых можно передавать 1,3, 2,2 или 4,3 гигабит/с, всего до 17,28 гигабит/с. Поддерживаются режимы с глубиной цвета от 6 до 16 бит на цветовой канал. Дополнительный двунаправленный канал, предназначенный для передачи команд и управляющей информации, работает на скорости 1 мегабит/с или 720 мегабит/с и используется для обслуживания работы основного канала, а также передачи сигналов VESA EDID и VESA MCCS. Также, в отличие от DVI, тактовый сигнал передаётся по сигнальным линиям, а не отдельно, и декодируется приёмником.

DisplayPort имеет опциональную возможность защиты контента от копирования DPCP (DisplayPort Content Protection), разработанную компанией AMD и использующую 128-битное AES-кодирование. Передаваемый видеосигнал несовместим с DVI и HDMI, но по спецификации допускается их передача. На данный момент DisplayPort поддерживает максимальную скорость передачи данных 17,28 гигабит/с и разрешение 3840×2160 при 60 Гц.

Основные отличительные особенности DisplayPort: открытый и расширяемый стандарт; поддержка форматов RGB и YCbCr; поддержка глубины цвета: 6, 8, 10, 12 и 16 бит на цветовую компоненту; передача полного сигнала на 3 метра, а 1080p — на 15 метров; поддержка 128-битного AES-кодирования DisplayPort Content Protection, а также 40-битного High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP 1.3); бо́льшая пропускная способность по сравнению с Dual-Link DVI и HDMI; передача нескольких потоков по одному соединению; совместимость с DVI, HDMI и VGA при помощи переходников; простое расширение стандарта под изменяющиеся потребности рынка; внешнее и внутреннее присоединение (подсоединение LCD-панели в ноутбуке, замена внутренним LVDS-соединениям).

Обновленная версия стандарта — 1.1, появилась через год после 1.0. Её нововведениями стала поддержка защиты от копирования HDCP, важная при просмотре защищенного контента с дисков Blu-ray и HD DVD, и поддержка волоконно-оптических кабелей в дополнение к обычным медным. Последнее позволяет передавать сигнал на ещё бо́льшие расстояния без потерь в качестве.

В DisplayPort 1.2, утверждённом в 2009 году, была вдвое увеличена пропускная способность интерфейса, до 17,28 гигабит/с, что позволило поддержать более высокие разрешения, частоту обновления экрана и глубину цвета. Также именно в 1.2 появилась поддержка передачи нескольких потоков по одному соединению для подключения нескольких мониторов, поддержка форматов стереоотображения и цветовых пространств xvYCC, scRGB и Adobe RGB. Появился и уменьшенный разъём Mini-DisplayPort для портативных устройств.

Полноразмерный внешний разъём DisplayPort имеет 20 контактов, его физический размер можно сравнить со всем известными разъёмами USB. Новый тип разъёма уже можно увидеть на многих современных видеокартах и мониторах, внешне он похож и на HDMI, и на USB, но также может быть оснащён защёлками на разъёмах, аналогичным тем, что предусмотрены в Serial ATA.

Перед тем как AMD купила компанию ATI, последняя сообщила о поставках видеокарт с разъёмами DisplayPort — уже в начале 2007 года, но слияние компаний отодвинуло это появление на какое-то время. В дальнейшем AMD объявила DisplayPort стандартным разъёмом в рамках платформы Fusion, подразумевающей унифицированную архитектуру центрального и графического процессоров в одном чипе, а также будущих мобильных платформ. NVIDIA не отстаёт от соперника, выпуская широкий ассортимент видеокарт с поддержкой DisplayPort.

Из производителей мониторов, объявивших о поддержке и анонсировавших DisplayPort-продукты, первыми стали Samsung и Dell. Естественно, такую поддержку получили сначала новые мониторы с большим размером диагонали экрана и высоким разрешением. Существуют переходники DisplayPort-to-HDMI и DisplayPort-to-DVI, а также DisplayPort-to-VGA, преобразующий цифровой сигнал в аналоговый. То есть даже в случае присутствия на видеокарте исключительно разъёмов DisplayPort, их можно будет подключить к любому типу монитора.

Кроме вышеперечисленных разъёмов, на старых видеокартах также иногда встречаются композитный разъём и S-Video (S-VHS) с четырьмя или семью штырьками. Чаще всего они используются для вывода сигнала на устаревшие аналоговые телевизионные приемники, и даже на S-Video композитный сигнал зачастую получают смешиванием, что негативно влияет на качество картинки. S-Video лучше по качеству, чем композитный «тюльпан», но оба они уступают компонентному выходу YPbPr. Такой разъём есть на некоторых мониторах и телевизорах высокого разрешения, сигнал по нему передается в аналоговой форме и по качеству сравним с интерфейсом D-Sub. Впрочем, в случае современных видеокарт и мониторов обращать внимание на все аналоговые разъёмы просто не имеет никакого смысла.

Наше поколение живет в эпоху научно-технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем стремительной смены поколений окружающих нас технических устройств. Если раньше бытовая техника могла служить десятилетиями, то сейчас за два-три года она безнадежно устаревает – появляются новые идеи, новые технологии и материалы, которые позволяют эти идеи реализовать.

С момента создания первых искровых передатчиков радиоэлектронная аппаратура была аналоговой. Однако после Второй мировой войны, когда был изобретен биполярный и полевой транзистор, были разработаны первые интегральные микросхемы, цифровые технологии начали завоевывать себе место под солнцем. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Несмотря на это, в области современных телевизионных технологий аналоговые видеосигналы применяются весьма широко и не собираются уходить в прошлое.

Проблема цифрового представления видеосигнала состоит в том, что ширина его спектра во много раз больше ширины спектра такого же видеосигнала, но в аналоговой форме. Современные системы цифрового телевидения, на которые постепенно переходят во всем мире, не способны работать с несжатым сигналом. Его приходится кодировать с помощью алгоритма MPEG, а это, как известно, алгоритм с потерей качества. Вот и выходит, что несмотря на развитие и совершенствование цифровых технологий, проще и дешевле для передачи видеосигнала на большие расстояния пользоваться аналоговыми видеоформатами: и ширина спектра сигнала вполне приемлема, и парк оборудования обширен, да и технологии отработаны до совершенства.

Цифровые интерфейсы DVI и его развитие HDMI – это, в общем, интерфейсы хоть недалекого, но будущего, да и предназначены они для решения других задач.

Аналоговый видеосигнал, используемый в современных телевизионных системах, может быть композитным и компонентным.

Композитный CV (composite video) – это простейший вид аналогового видеосигнала, в котором информация о яркости, цвете и синхронизации передается в смешанном виде. На ранних этапах развития видеотехники именно композитный сигнал передавался по коаксиальному кабелю, соединявшему видеомагнитофоны или видеоплееры с телевизорами.

Более совершенным вариантом композитного сигнала является сигнал S‑Video . Этот вид аналогового видеосигнала обеспечивает раздельную передачу сигнала яркости (Y) и двух объединённых сигналов цветности (C) по независимым кабелям, из-за чего этот сигнал называют еще YC. Поскольку сигналы яркости и цветности передаются раздельно, сигнал S-Video занимает значительно более широкую полосу частот, чем композитный. По сравнению с композитным видеосигналом, S-Video обеспечивает заметный выигрыш в чёткости и устойчивости изображения, в меньшей степени – в цветопередаче. S-Video широко используется в полупрофессиональной аппаратуре, вещательными студиями, а также при записи на 8-мм пленку в стандарте Hi-8 фирмы Sony.

Для телевидения высокой четкости и компьютерного видео эти интерфейсы не подходят, поскольку не обеспечивают необходимого разрешения изображения.

Компонентные видеосигналы

Для достижения максимального качества изображения и создания видеоэффектов в профессиональном оборудовании видеосигнал разделяется на несколько каналов. Например, в системе RGB видеосигнал делится на красный, синий и зеленый компоненты, а также сигнал синхронизации. Такой сигнал еще называют сигналом RGBS, наибольшее распространение он получил в Европе.

В зависимости от способа передачи сигналов синхронизации сигнал RGB имеет несколько разновидностей. Если синхроимпульсы передаются в канале зеленого цвета, то сигнал называют RGsB, а если сигнал синхронизации передается во всех цветовых каналах, то RsGsBs.

Для подключения сигнала RGBS используют кабели с четырьмя разъемами BNC или разъем SCART.

Кабель для видеосигнала RGBS с разъемами BNC.

Разъем SCART

Таблица 1. Назначение контактов разъема SCART

Контакт	Описание
1.	Выход аудио, правый
2.	Вход аудио, правый
3.	Выход аудио, левый + моно
4.	Земля для аудио
5.	Земля для RGB Blue
6.	Вход аудио, левый + моно
7.	Вход RGB Blue (синий)
8.	Вход, переключение режима телевизора, в зависимости от типа телевизора – Audio/RGB/16:9, иногда включение AUX (старые телевизоры)
9.	Земля для RGB Green
10.	Data 2: Clockpulse Out, только в старых видеомагнитофонах
11.	Вход RGB Green (зеленый)
12.	Data 1 Выход данных
13.	Земля для RGB Red
14.	Земля для Data, дистанционное управление, только в старых видеомагнитофонах
15.	Вход RGB Red (красный) или вход канала С
16.	Вход Blanking Signal, переключение режима телевизора (композит/RGB), «быстрый» сигнал (новые телевизоры)
17.	Земля композитного видео
18	Земля Blanking Signal (для контактов 8 или 16)
19.	Выход композитного видео
20.	Вход композитного видео или канал Y (яркости)
21.	Защитный экран (корпус)

В системе YUV, получившей распространение в США, используют другой набор компонентов: смешанный сигналы яркости и синхронизации, а также красный и синий цветоразностные сигналы. Для каждой компонентной системы требуется свой тип оборудования, каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Для объединения устройств различных видеоформатов необходимы специальные интерфейсные блоки. Разъёмы на концах кабелей обычно бывают RCA или BNC.

Компонентый сигнал YUV

Компонентый сигнал формата RGBHV

Путь формирования видеосигнала таков: изображение раскладывается на сигналы трех первичных цветов: красного (Red – R), зеленого (Green – G) и синего (Blue – В) – отсюда и название «RGB», к которым добавляются сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации (HV), а затем превращается в RGB-сигнал с синхроимпульсами в канале зеленого (RGsB), который далее преобразуется в: компонентный (цветоразностный) сигнал YUV, где Y=0,299R+0,5876G+0,114В; U=R–Y; V= В–Y, преобразуемый затем в сигнал S-Video и композитный видеосигнал. Композитный видеосигнал преобразуется в радиочастотный сигнал, сочетающий аудио- и видеосигналы. Затем он модулируется несущей частотой и превращается в эфирный телесигнал.

На приемной стороне радиочастотный сигнал в результате демодуляции преобразуется в композитный видеосигнал, из которого в свою очередь в результате ряда преобразований получают компоненты RGB и HV.

Компонентный сигнал YPbPr преобразуется в RGB + HV в обход многих цепей видеотракта. Разделение цветоразностных сигналов Pb и Pr по отдельным каналам существенно повышает точность передачи фазы цветовой поднесущей, а настройка цветового тона не требуется.

Сигналы телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) 720p и 1080i всегда передаются в компонентном формате, ТВЧ в композитном или s-video форматах не существует.

Когда зарождался формат DVD, было решено, что при оцифровке материала для записи на DVD именно компонентный сигнал будет переводиться в цифровой вид, а затем обрабатываться по алгоритму MPEG-2 сжатия видеоданнных. Сигнал RGB на выходе DVD-плеера получается из компонентного сигнала YUV.

Важно отметить различие между соотношением цветовых компонент в RGB и компонентном сигнале формата YUV (YPbPr). В цветовом пространстве RGB относительное содержание (вес) каждой цветовой компоненты одинаково, тогда как в YPbPr оно учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.

Соотношение компонент в цветовом пространстве RGB

Соотношение компонент в цветовом пространстве YPbPr

Ограничения по расстоянию передачи компонентных разновидностей видеосигнала от источников сигнала к приемникам сведены в таблицу 2 (для сравнения приведены и некоторые цифровые интерфейсы).

Тип сигнала	Полоса пропускания, МГц	Тип кабеля	Расстояние, м
UXGA (компонентный) HDTV/1080i (компонентный)	170 70	Коаксиальный 75 Ом	5 5-30
Компонентный UXGA (с усилением)	170	Коаксиальный 75 Ом	50-70
Стандарт (цифровой SDI) HDTV (цифровой SDI)	270 1300	Коаксиальный 75 Ом	50-300 50-80
DVI-D	1500	Витая пара	5
DVI-D (с усилением)	1500	Витая пара	10
IEEE 1394 (Firewire)	400(800)	Витая пара	10

Видеосигналы VGA

Одна из широко распространенных разновидностей компонентного сигнала – формат VGA.

Формат VGA (Video Graphics Array) – это формат видеосигналов, разработанный для вывода на компьютерные мониторы.

По разрешающей способности форматы VGA принято классифицировать в соответствии с разрешением видеокарт персональных компьютеров, формирующих соответствующие видеосигналы:

• VGA (640х480);
• SVGA (800х600);
• XGA (1024х780);
• SXGA (1280х1024);
• UXGA (1600x1200).

В каждой паре чисел первое показывает число пикселей по горизонтали, а второе – по вертикали изображения.

Чем выше разрешение, тем меньше размеры светящихся элементов и более качественно изображение на экране. К этому всегда следует стремиться, однако с увеличением разрешения стоимость видеокарт и устройств отображения возрастает.

Видеотехника развивается стремительно, и некоторые компьютерные форматы, такие как MDA, CGA и EGA ушли в прошлое. Например, формат CGA, считавшийся в течение нескольких лет самым распространенным, обеспечивал изображение с разрешением всего лишь 320х200 при четырех цветах!

Самый «слабый» из используемых в настоящее время видео форматов, VGA, появился в 1987 году. Количество градаций каждого цвета в нем увеличено до 64, в результате чего число возможных цветов составило 643=262144, что для компьютерной графики имеет даже более важное значение, чем разрешающая способность.

Назначение контактов разъема VGA приведено в таблице.

Контакт	Сигнал	Описание
1.	RED	Канал R (красный) (75 Ом, 0,7 В)
2.	GREEN	Канал G (зеленый) (75 Ом, 0,7 В)
3.	BLUE	Канал B (синий) (75 Ом, 0,7 В)
4.	ID2	Идентификационный бит 2
5.	GND	Земля
6.	RGND	Земля канала R
7.	GGND	Земля канала G
8.	BGND	Земля канала B
9.	KEY	Нет контакта (ключ)
10.	SGND	Земля синхронизации
11.	ID0	Идентификационный бит 0
12.	ID1 or SDA	Идентификационный бит 1 или данные DDC
13.	HSYNC or CSYNC	Строчная H или композитная синхронизация
14.	VSYNC	Кадровая синхронизация V
15.	ID3 or SCL	Идентификационный бит 3 или такты DDC

Кроме собственно видеосигналов (R, G, B, H и V) в разъеме (по спецификации VESA) предусмотрены также некоторые дополнительные сигналы.

Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: бренд-нейм, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.

Таким образом, из таблицы видно, что если не использовать канал DDC, то сигнал формата VGA представляет собой, по сути дела, компонентный сигнал RGBHV.

В профессиональной аппаратуре вместо кабеля D-Sub с разъемом DB-15 обычно используют кабель с пятью разъемами BNC, что обеспечивает лучшие характеристики линии передачи. Такой кабель лучше согласован с приемником и передатчиком сигнала по импедансу, имеет меньшие перекрестные помехи между каналами, а следовательно лучше подходит для передачи видеосигнала с высоким разрешением (широким спектром сигнала) на большие расстояния.

Кабель VGA с разъемом DB-15

Кабель VGA с пятью разъемами BNC

В настоящее время наиболее широко используются устройства отображения с соотношением сторон 4:3: 800x600, 1024x768 и 1400x1050, однако существуют форматы с необычным соотношением сторон: 1152x970 (около 6:5) и 1280x1024 (5:4).

Распространение плоских панелей подталкивает рынок к более широкому использованию широкоэкранных дисплеев с соотношением сторон 16:9 с разрешением 852x480 (плазменные дисплеи), 1280x768 (жидкокристаллические дисплеи), 1366x768 и 920x1080 (плазменные и жидкокристаллические дисплеи).

Требуемая ширина полосы линии связи для передачи сигнала VGA или видеоусилителя определяется как результат произведения количества пикселей по горизонтали на количество строк по вертикали на частоту кадров. Полученный результат следует умножить на коэффициент запаса, равный 1,5.

Ш [Гц] = Гор * Верт * Кадр * 1,5

Частота строчной развертки есть произведение числа строк (или рядов пикселей) на частоту кадров.

Вид сигнала	Занимаемый спектр частот, МГц	Рекомендуемое макс. расстояние передачи, м
Аналоговый видеосигнал NTSC	4,25	100 (кабель RG-6)
VGA (640x480, 60 Гц)	27,6	50
SVGA (800x600, 60 Гц)	43	30
XGA (1027x768, 60 Гц)	70	15
WXGA (1366x768, 60 Гц)	94	12
UXGA (1600x1200, 60 Гц)	173	5

Таким образом, сигнал UXGA требует полосу пропускания 173 МГц. Это огромная полоса: она простирается от звуковых частот до седьмого телевизионного канала!

Как удлинить компонентный сигнал

На практике часто возникает необходимость передать видеосигналы на расстояния большие, чем указано в вышеприведенных таблицах. Частичным решением проблемы является использование коаксиальных кабелей высокого качества, с малым омическим сопротивлением, хорошо согласованных с линией, имеющих малый уровень помех. Такие кабели довольно дороги и не дают полного решения проблемы.

Если устройство-приемник сигнала находится на значительном расстоянии, следует использовать специализированное оборудование – так называемые удлинители интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети. Удлинители сигналов VGA действуют на аппаратном уровне, поэтому они свободны от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.

Если рассматривать пассивную линию (т.е. линию без активного оконечного оборудования), то кабель типа RG-59 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC только на 20-40 м (либо до 50-70 м по кабелю RG-11). Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.

Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA, полученных с графических плат компьютеров, обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640x480 на расстояние 5-7 м (а при разрешении 1024x768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.). Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м. Кроме того, линия связи будет подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости.

Для устранения этой проблемы можно использовать линейный усилитель-корректор, включенный ПЕРЕД длинным кабелем. В нем используется схема компенсации потерь на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control. Схема EQ обеспечивает частотно-зависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Регулятор общего усиления позволяет парировать обычные (омические) потери в кабеле.

Такие линейные усилители позволяют (при использовании кабелей максимального качества) передать сигнал с разрешением до 1600х1200 (60 Гц) на расстояния до 50-70 м (и больше, при меньших разрешениях).

Однако не всегда этого достаточно: иногда нужны большие расстояния, иногда на длинный кабель могут наводиться помехи, с которыми линейный усилитель бороться не может. В этом случае обычный коаксиальный кабель VGA можно заменить на иной, более подходящий носитель. Сегодня для этого чаще всего используют недорогой и удобный кабель витой пары, устанавливая на концах кабеля специальные преобразователи (передатчик и приемник).

Передающее устройство такого удлинителя преобразует видеосигналы в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат.

Используется обычный кабель для локальных сетей Ethernet, категории 5 и выше. Для видеосигналов лучше подходит неэкранированный кабель (UTP). За счет дешевизны такого кабеля весь тракт передачи сигнала обычно не удорожается, несмотря на необходимость установки дополнительных приборов.

Данный метод удлинения сигнала VGA хорошо работает на расстояниях до 300 м.

Аналогичные методы можно использовать и для удлинения компонентных сигналов других типов (YUV, RGBS, s-Video), промышленность выпускает соответствующие разновидности приборов.

Заметим, что для передачи компонентного видео YUV обычно хорошо подходят и приборы для сигнала VGA (и это оговаривается в их описаниях), если использовать их каналы R, G, B для передачи каналов Y, U и V (каналы синхронизации H и V можно не использовать). Обычно для этого достаточно использовать кабели-переходники для согласования типа разъемов.

Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто.

Приветствую своих читателей, и мы продолжаем обсуждать различные типы коннекторов, используемых для передачи видеосигнала. Предметом нашей беседы сегодня будет VGA разъем, который хорошо известен многим по запоминающейся синей расцветке.

Некоторые считают изобретателем данного разъема компанию IBM, которая в 1987 году предложила использовать его для подключения мониторов к своим компьютерам PS/2 .

Тогда, с помощью такого коннектора, получившего название Video Graphics Array (видео-графический массив) передавалось изображение размером 640х480 пикселей (ставшее так же именоваться VGA форматом).

Но фактически прародителем разъемов такого типа является подразделение корпорации ITT. Предложившая в 1952 году концепцию компактных коннекторов с многочисленным количеством штырьковых контактов, расположенных внутри экрана.

Его форма напоминала перевернутую буку D, что обеспечивало соединение только правильным способом. Благодаря литере эти разъемы стали маркировать D-sub (субминиатюрные).

Пятнадцать важных контактов

Но вернемся на 30 лет назад, когда VGA разъем получил повсеместное распространение в компьютерной индустрии (видеокартах, мониторах). Его особенностью было построчная передача аналогового видео. Каждый из 15-и его контактов отвечал за определенные параметры:

• Отдельные RGB сигналы;
• Способы синхронизации;
• Прочие контрольные каналы

Более детально стандартная распиновка контактов выглядит вот так:

Показатели яркости определялись изменением напряжения сигнала в пределах 0,7-1 В.

Такая компоновочная схема вместе со стабильно работающим компонентным видеоинтерфейсом обеспечивали довольно приличное качество изображения с быстрой частотой обновления. Потенциал, заложенный в данную систему, позволял переназначать задачи для отдельных контактов. А также обеспечивать передачу сигналов для боле совершенного оборудования. Дополнительным преимуществом разъема являлась система его фиксации с помощью двух винтов, обеспечивающая высокую надежность соединения.

Разъем с большим потенциалом

Если сначала VGA разъемом подсоединялись мониторы с ЭЛТ, то со временем он стал использоваться и в современных жидкокристаллических экранах с разрешением 1280×1024 и частотой кадров до 75 Гц. Фактически с помощью такого кабеля передавался цифровой сигнал. Который проходил двойную конвертацию (в аналог и обратно). При соответствующем качестве соединительного провода, наличия экранирующей оплетки и небольшой длины соединения передаваемая картинка была довольно неплохая.

Со временем появилась и уменьшенная версия – mini VGA, которая применялась в компактном оборудовании и ноутбуках.

А основной типоразмер коннектора, в силу своей высокой надежности, стал востребованным в системах промышленной автоматизации. Так же появились многочисленные переходники для подключения VGA штекера к разъемам других типов (RCA DVI-I, HDMI ).

Кроме того аналоговый сигнал позволяет одновременно транслировать изображение на два монитора. Как выглядит кабель VGA сплиттер , для такой коммутации вы можете увидеть на картинке.

Конечно, сегодня для видео с максимальным разрешением возможностей аналогового VGA уже недостаточно и нужно переходить на цифровую трансляцию потока с помощью , а еще лучше HDMI или , обладающий наибольшей скоростью передачи данных. Такую идею активно продвигают Intel и AMD. Официально заявившие, что с 2015 года их продукция не будет поддерживать работу с VGA.

Вот и вся информация о VGA разъемах. Напоследок я хочу порекомендовать вам провести ревизию используемого монитора и ТВ на предмет отказа от аналоговых кабелей в пользу цифровых. И я уверен, что такая возможность найдется.

На этом все, до скорых встреч на страницах моих новых статей.