DVI (Digital Visual Interface)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 22:31, 5 июня 2019.

DVI (Digital Visual Interface)- (перевод с англ. цифровой видеоинтерфейс) одна из разновидностей стандарта видового разъёма, приспособленного для отправки видеоизображения на различные цифровые механизмы отображения, включающие мониторы, телевизоры и проекторы. Этот стандарт был создан консорциумом Digital Display Working Group.

История

Основные видеоинтерфейсы, такие как MDA, CGA и EGA, были цифровыми. Несмотря на это в видеоадаптере VGAсовместно с его 18-битным колором возникла необходимость сформировать и аналоговую передачу сигналов (три линии сигналов RGB для электронных пушек, плюс стандартные управляющие сигналы кадровой и строчной развёрток) — данная схема несла мощный запас по воспроизведению полосе частот, удобной и достаточной для большинства систем отображения. Интерфейс VGA не менялся в течение 10 лет, и за данный период число пикселей возросло в четыре раза (с 640×480 до 1280×1024). В итоге, маленькие плазменные панели, уже в конце 90 годов приобрели размеры достаточно больших телевизоров, ЖК-мониторы увеличились и в ноутбуках — но в обоих случаях, для информации поступающей на экран использовались только цифровые сигналы. А вот в 1999 году, отметилась новая спецификация DVI. Но на кинескопы возлагалась особая надежда, считалось, что срок их службы будет достаточно продолжителен, при этом самые первые ЖК имели слабую цветопередачу и изображение поступало на экраны со значительными задержками. Именно поэтому сохранялись и линии VGA.

Описание

Digital Video Interface (далее DVI) - это направление на стандарт быстрого перекидывания любой графической информации, не имеющей зависимости от способа вывода информации. На современном этапе данное соединения между компьютером и дисплеем соответствует нынешним запросам индустрии ПК и способна применяться во всех сегментах рынка (рабочие станции, настольные ПК, портативные ПК и т.д.).Это основано на передаче минимизированных высоко специфичных сигналов (T.M.D.S.)в последующем изложим ее принцип .Спецификация DVI делает возможным следующее:

  • Перенос информации от источника к потребителю без задержки
  • Независимость от типа дисплея
  • Поддержку спецификаций Plug and play, EDID и DDC2B
  • Поддержку цифрового и аналогового сигнала для переноса на одном соединении. На специфику DVI оказало влияние то, что на рынке были ПК. И поэтому возникла необходимость создать два типа соединений - простое цифровое и комбинированное аналого-цифровое. Соединение аналогового и цифрового интерфейсов создает возможность для подключения дисплея к DVI разъему независимо от его типа. Только цифровой DVI разъём создан так, чтобы его было можно соединять со стандартным разъёмом VGA (см. рисунок 1). Создание комбинированных и чисто цифровых соединений разрабатывается для устранения морально устаревшего разъёма VGA, и рынок тоже нацелен на его замену.[Источник 1]
    Рисунок 1 - Чисто цифровой DVI разъем на карте

Технические подробности

Формат данных, применяемых в DVI, в основе имеет PanelLink — это последовательная передача данных, созданная фирмой Silicon Image. Применяет технологию высокоскоростной передачи цифровых потоков TMDS (Transition Minimized Differential Signaling, дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) — три канала, проводящие потоки видео и дополнительных данных, с пропускной способностью до 3,4 Гбит/с на канал.

Максимальная длина кабеля не уточнена в спецификации DVI, так как она связана с количеством передаваемой информации. Кабель длиной 10,5 метра достаточен для передачи изображения с разрешением до 1920 x 1200 точек (см. рисунок 2). При 15 метровой длине кабеля можно передать в хорошем качестве изображение с разрешением 1280 x 1024 точек. Но для того чтобы усилить передачу по кабелю большой длины необходимо использовать специальные устройства. Благодаря им длина кабеля увеличивается до 61 метра (в случае использования усилителя с собственным источником питания).
Рисунок 2 - Разъем DVI

Разновидности разъёмов DVI

Существует несколько разновидностей разъёмов DVI,такие как:

  • Single link (или одинарный режим).

DVI этот вид разьема требует применения четыре витых пары проводов (красный, зелёный, синий, и clock), благодаря чему становится возможной передача 24 бита на пиксель. И максимальное разрешение 1920x1200 (60 Гц) или 1920x1080 (75 Гц).

  • Dual link (или двойной режим).

При этом DVI в два раза увеличивает пропускную способность и разрешения экрана 2560x1600 и 2048x1536. Именно поэтому для самых крупных ЖК мониторов с большим разрешением, например, 30" модели, необходима видеокарта с двухканальным DVI-D Dual-Link выходом. При использовании меньших мониторов, с максимальным разрешением экрана 1280x1024, бесмысленно подключение кабеля dual link, потому что этот кабель необходим для мониторов с бо́льшим разрешением.

Виды DVI

Кроме разновидностей существуют и различные виды DVI:

  • DVI-A — это аналоговая передача, использует принцип исключительно аналоговой передачи данных.
  • DVI-I — при этом происходит аналоговая и цифровая передача данных.
  • DVI-D — это исключительно цифровая передача данных.

Надо понимать, что видеокарты с DVI-A не поддерживают мониторы, соответствующие стандартам DVI-D. Видеокарту с DVI-I подключают к DVI-D-монитору (кабелем с двумя коннекторами DVI-D-вилка).[Источник 2]

Преимущества технологии DVI

  1. Полное (в перспективе) удаление с видеоадаптеров аналоговой части и перенос её в монитор, данное действие влияет на повышении качества изображения намного сильнее, чем устранение влияния ЭМИ в соединительном кабеле видеокарта-монитор. Это достаточно актуально, так как выпускающие недорогие китайские видеокарты имеют невысокое качество изображения из-за плохо реализованной аналоговой части, например MSI TNT 2.
  2. Информация об изображении передается от видеокарты к монитору в цифровом виде - это существенно увеличивает длину соединительных кабелей без потери качества изображения и устраняет действие внешних наводок.
  3. Существует возможность работы разнообразных устройств отображения информации (мониторы, проекторы и т.д.) без применения промежуточных адаптеров или усилителей.

Цифровой видеоинтерфейс DVI

Задача по улучшению характеристик качества сигнала при многократном аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании решилась с созданием нового стандарта DVI, который сегодня является общепринятым. Разработан стандарт группой — Digital Display Working Group (DDWG) — инициатором ее создания выступил Intel, она состоит из Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Спецификация DVI в апреле 1999 г, уже стала известна и в этот же период проведена демонстрация рабочих решений , применяющих стандарт – плазменные мониторы Fujitsu и Phillips, ЖК-мониторы IBM и Compaq и другие продукты. Данный переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам резко увеличил качество изображения, но это «аналог-цифра-аналог» ухудшило качество картинки. Разработчики стандарта DVI надеялись, что сфера его использования будет намного больше, чем цифровое соединение компьютера с монитором.

Развитие видеотехнологий

Интенсивное совершенствование видеотехнологий продолжалось и в конце 90-х годов ХХ века. Повсеместно стали использоваться и полностью цифровые DLP-проекторы, а LCD и CRT мониторы, если и оставались аналоговыми по принципу строения изображения, но у них были цифровые схемы обработки сигнала. В цифровом виде формировалось масштабирование изображения и усовершенствование развертки, нужное для корректного преображения количества строк, пикселей и полей. Регулировка цветности, яркости, контрастности и других параметров видео также проводилась благодаря цифровым методам. Продажа лицензии на плазменные технологии, фирмой Fujitsu , вывела на рынок еще один вид высококачественного цифрового дисплея. Решается проблемы широкого внедрения телевидения высокой четкости. Если экран стал большим, то соответственно увеличилось и его разрешение. Но оставался открытым вопрос цифрового видеоинтерфейса. Переход от композитного и S-Video к компонентному и RGB-трактам повысил качество изображения, но лишние преобразования «аналог-цифра-аналог» серьезно ухудшали качество картинки, при этом АЦП и ЦАП были мало приспособлены в тракте, структурированным из цифрового источника (DVD, компьютер), цифрового дисплея и цифрового же процессора между ними. И АЦП и ЦАП работали только на «провода» между источником и монитором. В этот период стала очевидной необходимость формирования цифрового интерфейса, отвечающего запросам HDTV и имеющего солидный запас на перспективу.

Интерфейс DVI

Интерфейс DVI — Digital Visual Interface — называются цифровыми RGB-интерфейсами. В одноканальной модификации формата Single Link DVI четыре канала передачи данных: три из них сформированы для передачи информации об основных цветах: синем, зеленом и красном, а четвертый передает сигнал тактовой частоты «Clock». Поток данных достигает максимальной скорости, равной 1,65 Гбит/с, или 165 мегапикселей в секунду при 10-битном кодировании (это дает эффективные 8 бит данных), это соответствует разрешению 1600 х 1200 пикселей (UXGA) при частоте обновления полей 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). Современному уровню HDTV вполне соответствует. Большую модификация интерфейса имеет Dual Link DVI. Здесь все то же самое, но в двойном размере (кроме сигнала тактовой частоты, которую дважды передавать не нужно). Dual Link DVI способен передавать сигналы QXGA (2048 х 1536 пикселей) при частоте смены кадров 60 Гц. DVI передает разрешения до 1600 х 1200 (UXGA) при 60 Гц (или 1920 х 1080 и даже 1920 х 1200). Что с запасом соответствует потребности HDTV Гиперфункция Dual Link DVI в отношении современных дисплеев, поддерживающие этот интерфейс устройства производятся (например, большие дисплеи для рабочих станций). Именно посредством технологии DVI стало возможным устранение аналоговой части с плат видеоадаптеров и перенос её в монитор, и это должно повысить качество изображения намного больше, чем устранение помех в соединительном кабеле видеокарта-монитор. Влияние внешних наводок снижается, так как информация об изображении передается от видеокарты к монитору в цифровом виде.

Кабель DVI

Версии Single Link могут не иметь контактов 4, 5, 12, 13, 20, 21 на разъеме. Версии DVI-D могут не иметь контактов C1, C2, C3, C4, С5 на разъеме.[Источник 3]

Стоимость

Кабель DVI можно приобрести на различных сайтах цена будет варьироваться от 300-500 рублей.[Источник 4] (см. рисунок 3).
Рисунок 3 - Разъем DVI,выставленный на продажу

Источники

  1. Цифровой Визуальный Интерфейс (Digital Visual Interface) // Xserver. [2019]. Дата обновления: 23.07.2018. URL:http://www.xserver.ru/computer/computer/video/1/ (дата обращения 26.05.2019).
  2. DVI - Digital Visual Interface // Live Journal. [2019]. Дата обновления: 30.03.2015. URL:https://notebook-jr-adm.livejournal.com/12811.html (дата обращения 26.05.2019).
  3. Интерфейсы. DVI и HDMI. Когда нужна хорошая картинка // AvLcub. [2019]. Дата обновления: 13.07.2018. URL:http://www.avclub.pro/articles/av-likbez/interfeysy-dvi-i-hdmi/ (дата обращения 26.05.2019).
  4. Кабель DVI // ЖелезаНет. [2019]. Дата обновления: 25.05.2019. URL:https://zheleza.net/kabeli-konvertori/kabeli-dvi-hdmi/kabel-dvi-dvi-3m (дата обращения 26.05.2019).