Эволюция видеопортов в ноутбуках
АрхивТехнологииХотя производители не уделяют графическим выходам в ноутбуках особого внимания, последние тем не менее непрерывно развиваются.
Даже сегодня во вполне современных лэптопах можно встретить давно устаревший аналоговый видеовыход VGA (D-Sub 15). Совсем недавно его было вполне достаточно, чтобы подключить ноут к проектору для показа какой-нибудь презентации в Power Point. Стремительное распространение цифрового видео высокой чёткости и дисплеев с большими разрешением и диагональю сделало востребованными цифровые интерфейсы. В результате даже недорогие лэптопы стали снабжаться портами DVI и HDMI, а впоследствии и DisplayPort, благодаря которым ноутбук может выступать в роли источника видео высокой чёткости даже для самой "крутой" двухметровой "плазмы". Впрочем, обо всём по порядку.
VGA (D-Sub 15)
Один из самых старых компьютерных видеоразъёмов, появившийся ещё в 1987 году. Первоначально он предназначался для вывода аналогового RGB-сигнала на ЭЛТ-монитор с разрешением до 640х480 точек (VGA) и поддержкой всего 256 цветов. Со временем алгоритмы передачи сигналов совершенствовались, но сам разъём оставался тем же самым. На сегодняшний день к D-Sub 15 можно подключать жидкокристаллические мониторы с разрешением до 2560х1600 пикселей и 24-битной глубиной цвета, то есть с 16,7 миллиона оттенков.
Отказ от ЭЛТ-мониторов с аналоговым способом формирования изображения и переход к цифровым жидкокристаллическим дисплеям сделал нецелесообразным дальнейшее развитие аналогового интерфейса. К тому же при подключении к нему ЖК-экранов требуется двойное преобразование сигнала (из цифры в аналог в видеокарте и из аналога в цифру в мониторе), что не лучшим образом сказывается на качестве картинки.
Разъём VGA до сих пор устанавливается на многих десктопных системных платах со встроенным видео, а также в некоторых портативных компьютерах. Однако в конце 2010 года компании Intel, AMD, Dell, LG, Lenovo и Samsung выступили с заявлением, что к 2015 году полностью откажутся от использования этого порта в своей продукции. Число новых моделей техники с разъёмом VGA должно снизиться уже в текущем году.
S-Video
Аналоговый видеоинтерфейс, полностью вышедший из употребления в ноутбуках, сегодня применяется в некоторых десктопных видеокартах для вывода видеосигнала на телевизор или видеопроектор, а также для ввода сигнала с видеомагнитофона или другого аналогового источника.
В отличие от композитного, где для передачи сигнала используется один коаксиальный кабель, в S-Video (Separate video) сигналы яркости и цветности передаются по двум независимым линиям, что обеспечивает повышенную чёткость и улучшенную цветопередачу.
Стандартный разъём S-Video - четырёхштырьковый mini-DIN, устанавливавшийся в телевизорах, проекторах и прочей бытовой электронике. Семиштырьковый S-Video использовался в компьютерных видеокартах и в ноутбуках. Дополнительные контакты служили для передачи композитного видео CVBS и компонентного сигнала RGB: переходники обычно входят в комплект карты. Девятиштырьковые разъёмы применяются в графических ускорителях, оснащённых видеовходом (VIVO) и позволяющих оцифровывать сигнал с внешних аналоговых источников.
DVI
Цифровой интерфейс, разработанный в 1999 году, уже стал самым распространённым цифровым видеовыходом в графических ускорителях настольных компьютеров. При этом DVI не прижился в ноутбуках - просто по причине своей громоздкости: такой разъём примерно вдвое шире, чем VGA; к тому же он не вписывается в дизайн подавляющего большинства лэптопов.
Тем не менее он изредка встречается в ноутбуках, поэтому стоит упомянуть о его разновидностях. В большинстве случаев в лэптопы устанавливается порт DVI-I, обеспечивающий передачу как цифрового, так и аналогового (через переходник) видеосигнала. Разъём DVI-D передаёт исключительно цифровой сигнал - внешне он отличается тем, что у него отсутствуют четыре дополнительных контактных гнезда в стороне от основного массива контактов.
DVI c одной цифровой линией (Single Link DVI) состоит из четырёх витых пар (красный, зелёный, синий и clock) и обеспечивает передачу изображения с разрешением до 1920х1080 пикселей (3,7 Гбит/с). Для подключения, к примеру, тридцатидюймового ЖК-монитора с разрешением до 2560х1600 точек необходим DVI c двумя линиями (Dual Link, 7,4 Гбит/с). Эти разъёмы тоже несложно отличить: у Single Link отсутствует шесть средних контактов. В некоторых ноутбуках Apple в своё время использовались нестандартные порты Mini-DVI и Micro-DVI собственной разработки этой компании.
Максимальная длина кабеля DVI зависит от разрешения: чем оно меньше, тем длиннее может быть провод. Например, кабель длиной до 4,5 метра обеспечивает разрешение до 1920х1200 пикселей, а для передачи изображения 1280х1024 точек можно воспользоваться "шнурком" длиной до 15 метров. Для отправки сигнала на большие расстояния (до 61 метра) используют специальные усилители.
HDMI
Универсальный цифровой интерфейс, способный передавать цифровой видеосигнал высокой чёткости и многоканальный цифровой звук, был представлен в 2002 году. Изначально HDMI, поддерживающий технологию защиты от копирования HDCP, был ориентирован на бытовую аудиовидеотехнику, в частности на плоскопанельные плазменные и жидкокристаллические панели, цифровые плееры и многоканальные ресиверы. В бытовой и компьютерной технике этот интерфейс начал широко применяться в 2005 году, после выхода версии 1.2, в которой он избавился от обычных для новых разработок "детских болезней".
В настоящее время в бытовой и компьютерной технике наиболее распространена версия 1.3, в части оборудования используются также более свежие 1.4 и 1.4а. По сравнению с 1.2 в версии 1.3 максимальная пропускная способность шины увеличилась с 165 до 340 МГц, что позволяет передавать видео с высоким разрешением и несжатый многоканальный звук 7.1 24 бит/192 кГц, в том числе новых форматов Dolby HD и DTS-HD. Скорость потока выросла с 4,95 до 10,2 Гбит/с, из которых до 8,16 Гбит/с приходится на видеосигнал, а 36,86 Мбит/с - на звук. Предусмотрена передача уже не 24-, а 30-, 36- и 48-битного цвета (1,073 млрд, 68,71 млрд и 281,5 трлн оттенков), а максимальное разрешение при 24-битной глубине цвета достигает 2560х1600 точек с прогрессивной развёрткой.
В 2009 году была одобрена спецификация HDMI 1.4, отличающаяся от 1.3 встроенным двунаправленным Ethernet-каналом 100 Мбит/с, который позволяет передавать видео, звук и данные по сетевому протоколу, а также реверсивным аудиоканалом, упрощающим коммутацию техники. К примеру, в случае с HDMI 1.3, если телевизор подключён одним кабелем к BD/DVD-проигрывателю через AV-ресивер, то для воспроизведения звука с телевизионного тюнера через ресивер необходимо использовать ещё один кабель. Стандарт 1.4 позволяет передавать эти разные аудиосигналы в обоих направлениях через один кабель. Наконец, появилась поддержка видео высокого разрешения до 4K-2K с разрешениями 3840 × 2160 (24/25/30 Гц) и 4096 × 2160 точек (30 Гц).
Хотя стандарт 1.4 уже предусматривал передачу 3D-изображения с разрешением до 1080p, в версии 1.4a (март 2010 года) поддержка "объёмного" видеосигнала была улучшена. В частности, в число обязательных 3D-форматов были добавлены телевизионные вещательные форматы Side-by-Side Horizontal (1080i) и Top-and-Bottom (720p и 1080p), видеоформат Frame Packing (1080p) для проигрывателей Blu-ray и формат Frame Packing (720p) для игровых приставок.
Стандарт предусматривает четыре типа разъёмов HDMI: Type A c 19 контактами, электрически совместимый с DVI-D Single Link, Type B с 29 контактами, совместимый с DVI-D Dual Link (пока не применяется), Type C с 19 контактами - уменьшенный порт для установки в портативных устройствах, и Type D - миниатюрный 19-контактный разъём, по размерам сравнимый с micro-USB. В ноутбуках обычно используется полноразмерный разъём Type A.
Как и в случае с DVI, допустимая длина кабеля зависит от поддерживаемого разрешения. Заявленные характеристики полностью реализуются с кабелем длиной до 5 метров, со специальными удлинителями возможна передача сигнала через кабели длиной до 50 метров, а при использовании оптоволокна - на расстояние более 100 метров.
DisplayPort
Самый молодой и перспективный универсальный интерфейс для передачи цифрового видео и звука, появившийся в 2006 году. Текущая версия 1.2 утверждена VESA в декабре 2009 года. Создавался в качестве альтернативы HDMI, за который просят лицензионные отчисления (от 4 до 15 центов за устройство). В отличие от него, DisplayPort не облагается никакими сборами.
Этот стандарт изначально ориентирован на компьютеры и предназначается для подключения к ней мониторов, а также домашней аудиовидеотехники. При этом, как и в случае с HDMI, поддерживается технология HDCP, препятствующая несанкционированному копированию цифрового контента. Предусмотрена и собственная система защиты контента DPCP c 128-битным шифрованием AES.
Первоначально пропускная способность шины составляла до 10,8 Гбит/с (разрешение до 2560x1600 пикселей на одном мониторе), в версии 1.2 она была увеличена вдвое до 21,6 Гбит/с при использовании кабеля длиной до 3 метров (разрешение до 3840х2400 точек на одном мониторе (60 Гц), до 2560х1600 пикселей на двух или до 1920х1080 точек - на четырёх). Благодаря расширению канала появилась поддержка 3D-видео. Максимально допустимая длина кабеля без усилителей составляет 15 метров.
В настоящее время существуют два типа разъёмов: полноразмерный DisplayPort и уменьшенный Mini DisplayPort, разработанный компанией Apple и используемый пока только в компьютерах этой фирмы (за очень редким исключением).
Тенденция очевидна: устаревшие аналоговые интерфейсы уходят в прошлое, а их место занимают универсальные скоростные цифровые шины. HDMI и DisplayPort способны одновременно передавать видео высокого разрешения, в том числе 3D-видео, и многоканальный звук на любые современные телевизоры, проекторы и аудиосистемы. Очевидно, что в ближайшем будущем именно они будут самыми востребованными интерфейсами, но в перспективе, конечно, на смену им придут скоростные беспроводные интерфейсы.
