【科普】HDMI vs DisplayPort vs DVI 傻傻分不清楚

对于我们日常使用过程中，这些接口见到实物应该都能分得清楚，但是当我们进行设计时，您又能分清这些接口的协议吗？

左上DVI 左下DP 右上HDMI 右下VGA

常见接口截面图

现在去google或者度娘搜索相关的对比，会罗列出很多这些接口的对比，但是很多都是止于“皮毛”，讲讲接口的形状和信号的对比，但是这些都不是重要的。

要彻底了解这些接口的不同，还是需要了解古老的模拟接口，这些接口的出现都是为了替代这些模拟接口（主要原因就是高清接口的需求，古老的模拟接口达不到所需要的带宽和分辨率）。

Video Electronics Standards Association(视频电子标准协会，简称“VESA”)是制定计算机和小型工作站视频设备标准的国际组织，1989年由NEC及其他8家显卡制造商赞助成立。

DVI 代表“数字可视接口”，是 PC 显示器上的另一种常见连接。当您考虑到三种不同类型的 DVI 时，事情可能会变得有点混乱。有 DVI-A（模拟信号）、DVI-D（数字信号）和 DVI-I（集成模拟和数字信号）。不仅如此，DVI-D和DVI-I还有单链路和双链路版本。如今，DVI-A 非常罕见，因为它并不比 VGA 好。

1998年，数字显示器工作组（Digital Display Working Group,DDWG）(Silicon Image、Interl、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成)，目的是解决PC和VGA显示器之间的数字视频接口。DVI 1.0规范于1994年4月正式发布。

DVI是为了传输非压缩的实时数字视频。在DVI之前也存在一些数字接口标准，但都未能成为工业标准。目前便携系统中采用低电压差分信令（Low Voltage Differential Signaling,LVDS）数字接口连接液晶显示屏，但是这一技术不太适合桌面显示器。其他数字接口，如数字平板标准（Digital Flat Panel,DFP）、视频电子标准协会的即插即显标准（VESA（r）Plug and Display）、以及OpenLDI标准也未能被业界普遍接受。

DVI接口的诞生也是基于上面的标准（DFP接口），DVI也支持EDID和DDC通道，CEA-861标准也规定了强制和可选支持的分辨率和时序，同时还包含了宽高比和格式信息之类的数据。

DVI接口包括高宽带数字内容保护（（HDCP，High-bandwidth Digital Content Protection）是英特尔公司为防止经数字视频接口（DVI）传送的内容遭到非法复制而制定的一个规范。），同时为了自动进行显示监测和配置，DVI也支持VESA的扩展显示标识数据（EDID: Extended Display Identification Data）、显示数据通道（DDC:Display Data Channel）。

为了进行高速传输，DVI使用了差分信号（TMDS：过渡调制差分信号，也被称为最小化传输差分信号，Transition-minimized differential signaling）。

TMDS在传输时，8位视频数据转换为10位最小化传输、DC平衡的值，然后进行串行化进行传输。这样为了传输24位RGB数据就需要三个通道的TMDS信号组成的TMDS链（需要再加上CLK通道）。

上面的传输模式只能传输24位RGB（每个通道8位），但是对于颜色分量多于8位的应用，DVI可以采用第二个TMDS链作为附加，传输低位的有效位。

我们来总结一下：

首先不管DVI的分类，我们了解到，DVI的出现是为了解决VGA数字信号传输的弊端（数字信号过多等原因），制定的基于EFP接口的标准，其TMDS传输的方式还是很先进的，所以后面的HDMI接口时基于DVI技术制定的标准（注意先后顺序）。

DVI传输的缺点也很明显，接头或者座子太大，不能传输音频，不灵活等。

HDMI 在众多连接选项中是独一无二的，因为它能够传输未压缩的视频和未压缩的音频。这就是为什么它成为大多数多媒体设备的首选连接，因为它是一种单电缆解决方案。

HDMI 的其他优势包括 HDMI-CEC（HDMI 消费电子控制）等功能，让您可以用一个遥控器控制众多设备。例如，通过 HDMI-CEC 兼容端口将条形音箱连接到电视，条形音箱可以随电视打开和关闭，并由单个遥控器控制。

2002年4月，是由索尼、日立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共同开发的。

自 2002 年成立以来，HDMI 经历了无数次修订。目前用于大多数消费设备的最常见版本是 1.4，但现在有一个更新、更令人兴奋的 2.0 规范变得更加突出。1.4 和 2.0 规范之间的主要区别集中在可用带宽上。HDMI 1.4 的最大带宽为 10.2 Gbps/s，而 HDMI 2.0 的最高带宽为 18 Gbps/s。

带宽变得重要的原因是 4K 内容的出现。由于 HDMI 1.4 的带宽有限，在 4K 分辨率 (3,840 x 2,160) 下只能达到 24fps。现在，由于 2.0 规范中可用的额外带宽，在 4K 分辨率下最高可达 60fps。这还允许您通过 HDMI 2.0 连接以 1080p (1,920 x 1,080) 观看 144Hz。

颜色深度也是新的 HDMI 2 规范获得一些优势的另一个领域。1.4 仅限于 8 位颜色，而 HDMI 2 有 10 位或 12 位可用。当高动态范围 (HDR) 内容变得更广泛应用时，这很重要。

HDR 可以描述为图像最亮和最暗部分之间的比率。通常，在标准动态范围内，您会丢失光谱两端的细节。为阴影细节曝光场景，最终会导致高光溢出，或者为高光曝光并丢失阴影细节。HDR 允许在整个光谱范围内提供更大范围的细节。

您可能已经通过摄影接触过 HDR。大多数智能手机现在都有 HDR 模式，它们基本上可以在不同的曝光度下拍摄大量图像并将它们组合起来。随着 HDR 已成为超高清标准的一部分，您可以期待更多超高清蓝光内容得到利用。亚马逊和 Netflix 之类的流媒体 HDR 内容、工具。

通常情况下，如果您将某些东西连接到电视，HDMI 将是您最好的选择，而且可能是唯一的选择。大多数 PC 显示器还将包括 HDMI 输入。好消息是，1.4 与 2 相比，您无需急于购买新电缆。要利用 2.0 规范，您只需要电缆两端的两个设备都兼容 2。任何 HDMI 电缆都可以，而且我们已经看到HDMI 电缆质量没有区别。

需要注意的是不同的 HDMI 连接尺寸。不仅有全尺寸 HDMI（A 型），您还可以看到 mini-HDMI（B 型）和 micro-HDMI（C 型）。这些常见于便携式设备上，例如平板电脑、摄像机和运动相机，这些设备需要物理上较小的连接。您可以购买 HDMI-mini-HDMI/HDMI-Micro-HDMI 线缆，也可以购买 mini/micro-HDMI 适配器，以便使用全尺寸 HDMI 线缆。

之前说过，HDMI是基于DVI制定的，所以像EDID、HDCP、DDC之类的规范也是继承过来的。

与DVI所不同的是，HDMI的视频数据格式不仅支持RGB，还包括：4:4：4 YCbCr、4:2:2 YCbCr、4:4：4 xvYCC和4:2：2 xvYCC。可以传输每像素的数据位数为24、30、36和48位。

HDMI的音频支持包含1~8个非压缩音频流，采样率可以是48kHz、96kHz或者192kHz。

HDMI继承于DVI，在接口、视频格式、音频方面进行了改善，同时由于其先进性，HDMI的标准也越来越完善，支持的分辨率及功能也越来越强大。

在 HDMI 2.0 成为标准之前，DisplayPort 在高分辨率方面表现出色。DisplayPort 1.2 长期以来一直能够以 60fps（或 60Hz 的刷新率）传输 3,840 x 2,160 分辨率的视频，并且是现在大多数消费显示器和设备上最常见的 DisplayPort 规范。具有 17.28Gbits/sec 的带宽。

较新的 1.3 和 1.4 版本都具有 25.92 Gbits/sec 的最大数据速率，它们都变得更加广泛可用。随着带宽能力的增加，它为更高分辨率打开了闸门，例如 7,680 x 4,320 (8K)。

DisplayPort 1-1.1a 能够以 1080p 输出 144Hz，而 1.2-1.2a 可以以 144Hz 输出 1440p，1.3 以 4K 输出高达 120Hz，而 1.4 可以使用 Display Stream Compression (DSC) 在 4K 输出 144Hz。

DisplayPort 的主要优点是能够通过多流传输 (MST) 输出到多个显示器。为此，您可以通过 DisplayPort 以菊花链形式连接兼容的显示器，或将 DisplayPort MST 分配器连接到 PC 或笔记本电脑上的单个 DisplayPort 输出。您必须在所使用的任何 DisplayPort 规范的带宽限制内工作，例如两个 1,920 x 1,080 显示器超过 1.2 或两个 3,840 x 2,160 显示器超过 DisplayPort 1.3+ 规范。因此，DisplayPort 通常是那些希望使用多台显示器的人的绝佳选择。

通过 AMD Adaptive-Sync/FreeSync 和 Nvidia G-Sync，DisplayPort 在屏幕刷新率方面也有优势。这就是两家公司都选择使用的图形实现方式。从本质上讲，这有助于减少屏幕撕裂，这是游戏玩家特别感兴趣的。

接口的设计是为取代传统的VGA、DVI和FPD-Link（LVDS）接口，2006年5月发布。带宽10.8Gbps。DisplayPort 1.0的最大传输速度是8.64Gbit/s，长度是2米。

DP接口也是继承于DVI，在接口、视频格式、音频方面进行了改善，同时与DVI和HDMI接口最大不同的地方在于，DP是第一个依赖数据包化数据传输技术的显示通信端口，这种数据包化传输技术来源于以太网、USB和PCI Express等技术。DisplayPort协议是基于小的数据报文被称为微报文，这种微报文可以将定时器信号嵌入在数据流中。其优点是较少的引脚数，就可以实现更高的分辨率。

DisplayPort可用于同时传输音频和视频，这两项中每一项都可以在没有另外一项的基础上单独传输。视频信号路径中每个颜色通道可以有6到16位，音频路径可以有多达8通道24位192 kHz的非压缩的PCM音频，或可以在音频流中封装压缩的音频格式。

DP在技术方面结合了DVI和以太网、USB、PCIe等方面的优点，以微报文形式进行数据传输，这种方式不仅能够实现更高的分辨率也可以传输一些附带信息（例如双向USB传输），这方面是DVI和HDMI所不具备的。

这三者基本介绍完毕，他们的大哥不用想就是VGA，继而是DVI，最后就是HDMI和DP接口。每个接口都有自己的优点和不足，所以三者在未来来看，DVI接口大概率是被HDMI取代，而HDMI和DP未来也是并驾齐驱。

由于这三者都是互相借鉴的，所以三者互相转换是比较容易的，下面就从基础上分析这三者互相转换的技术。

HDMI源于DVI接口技术，它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心，这也就是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因，其在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的 DDC可选功能。从原理上讲，HDMI完全向下兼容DVI。

DisplayPort信号不兼容DVI或HDMI。然而，双模式DisplayPorts被设计用来通过该通信端口传输单链接DVI或HDMI1.2/1.4的协议，需要通过使用一个外部无源连接器来实现，选择所需的信号，并将电气信号从LVDS转换为TMDS。