2023年11月30日发(作者：)

显示器接口知识全解

显示器接口是指显示器和主机之间的接口，通常有DVI、HDMI和15针D-SubVGA三种：

DVI数字输入接口：DVIDigital Visual Interface，数字视频接口是近年来随着数字

化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先

要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，

而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。

在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。而

DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转

换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。另外DVI接口实

现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。现

在很多液晶显示器都采用该接口，CRT显示器使用DVI接口的比例比较少。需要说明的是，

现在有些液晶显示器的DVI接口可以支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基

础。

HDMI数字输入接口：HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的

意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无

压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，

可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同

时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接;同时，由于无线进行数/模或者模/数

转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画

质，而且由于音频/视频采用同一电缆 ，大大简化了家庭影院系统的安装。HDMI接口支持

HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。

2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家

公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰

数字多媒体接口High-definition Digital Multimedia InterfaceHDMI 1.0标准颁布，

到2021底已经颁布了1.3版本，主要变化在于近一步加大带宽，以便传输更高分辨率和

色深。HDMI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。HDMI支持

5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频

信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有

很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持

EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会

自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。

15针D-SubVGA输入接口：也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接

受模拟信号输入，最基本的包含RGBHV分别为红、绿、蓝、行、场5个分量，不管以

何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接

口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺

的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据

分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参

数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP即插即用功能。

除了以上三种常见的接口外，还有一种ADC接口，是苹果机显示器的专用接口。最大

的特点是数据线和电源线做在一起，这样显示器就只需一根线，满足苹果电脑清爽时尚的

风格。

DVI接口的优点

DVI全称为Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel英特

尔、Compaq康柏、IBM、HP惠普、NEC、Fujitsu富士通等公司共同组成DDWGDigital

Display Working Group，数字显示工作组推出的接口标准。它是以Silicon Image公司

的PanalLink接口技术为基础，基于TMDSTransition Minimized Differential

Signaling，最小化传输差分信号电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制，

可以将象素数据编码，并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协

议编码后通过TMDS通道发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统

包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源，可以内建在显卡芯片中，也可以以

附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路，它可以接受数字

信号，将其解码并传递到数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成为显示器上的

图象。

目前的DVI接口分为两种，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号，接口上只有3排

8列共24个针脚，其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。

另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模

拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，

一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用DVI-I接口，这样可以通过转换接头连接到

普通的VGA接口。而带有DVI接口的显示器一般使用DVI-D接口，因为这样的显示器一般

也带有VGA接口，因此不需要带有模拟信号的DVI-I接口。当然也有少数例外，有些显示

器只有DVI-I接口而没有VGA接口。显示设备采用DVI接口具有主要有以下几大优点：

一、速度快

DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设

备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更

快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼

真。

二、画面清晰

计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先

把信号通过显卡中的D/A数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，

这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D模拟/数字转换器将模拟信号

再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输

过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像出现失真甚至显示错误，而DVI

接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大

提高。

三、支持HDCP协议

DVI接口可以支持HDCP协议，为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡

支持HDCP，光有DVI接口是不行的，需要加装专用的芯片，还要交纳不斐的HDCP认证费，

因此目前真正支持HDCP协议的显卡还不多。

HDCP 信号从接口形式，管脚定义，数据格式等都与DVI相同，只是考虑保密的原因，

对数据进行了加密，要符合HDCP的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同，我们可将

此两者等同考虑。

HDCP是High-bandwidth Digital Content Protection的缩写，中文可称作“HDCP

数字内容保护”。HDCP技术是由好莱坞与半导体界巨人Intel合作发开，它可以实际运用

在显卡、DVD播放机等传输端，以及显示器、电视机、投影机的接收端之间。是高清电影、

电视节目的重要反盗版技术，不支持HDCP协议的显示器无法正常播放有版权的高清节目。

DVD之后的高清电影节目采用了HDCP和AACS反盗版技术，蓝光和HD DVD都使用了这

种反盗版技术，高清电视HDTV也会使用。使用了HDCP和AACS反盗版技术后电影节目只

能在支持HDCP的设备上正常播放，否则只能看到黑屏显示或者低画质显示清晰度大约只

有正常的四分之一，也就便失去了高清的价值。其中AACS是加密技术，同时被用在HD

DVD和蓝光光盘当中，保护光盘中的视频内容无法正常复制出来在其它地方播放。

而HDCP协议是用来防止视频内容在传输的过程被完整的复制下来。这种技术并不是

让数字讯号无法被不合法的录制下来，而是将数字讯号进行加密，让不合法的录制方法，

无法达到原有的高分辨率画质。例如蓝光影碟机在播放高清碟片时无法同时录下清晰的节

目，在计算机上播放碟片时无法清晰的录制显示器上的节目。HDCP从始到终都保护视频信

号，也就是说整套播放系统中每一个环节都必须支持HDCP协议，如果显示器不支持HDCP

协议，那么就无法正常播放高清节目，只能看到黑屏或者低画质的节目。要支持HDCP协

议，必须使用DVI、HDMI等数字视频接口，传统的VGA等模拟信号接口无法支持HDCP协

议。当使用VGA等模拟信号接口时，画面就会下降成为低画质，或者提示无法播放，从而

失去高清的意义，防止了盗版。需要说明的是，HDMI接口内嵌了HDCP协议，带有HDMI接

口的显示器都支持HDCP协议。但是并不是带DVI接口的液晶显示器都支持HDCP协议，必

须经过带有相应硬件芯片，通过认证的显示器才行。

在电脑平台上受到HDCP技术保护的数据内容在输出时会由操作系统中的COPP驱动认

证输出保护协议首先验证显卡，只有合法的显卡才能实现内容输出，随后要认证显示设备

的密钥，只有符合HDCP要求的设备才可以最终显示显卡传送来的内容。HDCP传输过程中，

发送端和接受端都存储一个可用密钥集，这些密钥都是秘密存储，发送端和接受端都根据

密钥进行加密解密运算，这样的运算中还要加入一个特别的值KSV视频加密密钥。同时

HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号，发送端和接受端的密码处理单元会核对对方

的KSV值，以确保连接是合法的。HDCP的加密过程会对每个像素进行处理，使得画面变得

毫无规律、无法识别，只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理，完成数据

的还原。在解密过程中，HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认，同时每128帧画面进行

一次发送端和接受端同步识别码，确保连接的同步。为了应对密钥泄漏的情况，HDCP特别

建立了“撤销密钥”机制。每个设备的密钥集KSV值都是唯一的，HDCP系统会在收到KSV

值后在撤销列表中进行比较和查找，出现在列表中的KSV将被认做非法，导致认证过程的

失败。这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新。

可见要想在计算机上播放有版权的高清节目，不论是HDTV、蓝光还是HD DVD碟片，

都要求显示器和显卡支持HDCP协议。不过厂商要为产品打上HDCP的Logo，则需要支付一

定的认证费用，还要增加硬件芯片，显然提高了成本，目前只有部分产品通过认证。由于

高清节目会逐渐普及，HDCP已成定局，因此支持HDCP协议的设备也会越来越多。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。