HDMI矩陣切換器

HDMI矩陣切換器是將一路或多路視HDMI信號(hào)分別傳輸給一個(gè)或者多個(gè)顯示設(shè)備,如兩臺(tái)電腦主機(jī)要共用一個(gè)顯示器,矩陣切換器可以將兩臺(tái)電腦主機(jī)上的內(nèi)容任意切換到同一個(gè)或多個(gè)顯示器上。

HDMI矩陣切換器主要應(yīng)用于廣播電視工程、多功能會(huì)議系統(tǒng)、多媒體會(huì)議廳、大屏幕顯示工程、電視教學(xué)、指揮控制中心等要求極高清晰度的場(chǎng)合。具體應(yīng)用領(lǐng)域有:學(xué)校教學(xué)、醫(yī)院研討、政府辦公、企業(yè)會(huì)議、監(jiān)控指揮等。

HDMI:HDMI的英文全稱是"High Definition Multimedia Interface"，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HD MI接口可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。應(yīng)用HDMI的好處是:只需要一條HDMI線，便可以同時(shí)傳送影音信號(hào)，而不像那些需要多條線材來(lái)連接;同時(shí)，由于無(wú)線進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。對(duì)消費(fèi)者而言，HDMI技術(shù)不僅能提供清晰的畫(huà)質(zhì)，而且由于音頻/視頻采用同一電纜，大大簡(jiǎn)化了家庭影院系統(tǒng)的安裝。

2002年的4月，日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開(kāi)始制定新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。2002年歲末，高清晰數(shù)字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標(biāo)準(zhǔn)頒布。HDMI在針腳上和DVI兼容，只是采用了不同的封裝。與DVI相比，HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號(hào)，并增加了對(duì)HDCP的支持，同時(shí)提供了更好的DDC可選功能。HDMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，最遠(yuǎn)可傳輸15米，足以應(yīng)付一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)。而因?yàn)橐粋€(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一個(gè)電纜分別連接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有"即插即用"的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行"協(xié)商"，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。美國(guó)FCC 規(guī)定2005 年7 月1 日起，所有數(shù)字電視周邊產(chǎn)品都必須內(nèi)建HDMI或DVI。

采用HDMI2.0規(guī)范的線纜除了傳輸速度更快之外，其它主要改進(jìn)包括:可以向同一屏幕傳輸不同的視頻和音頻，支持21:9的廣角視頻，并實(shí)現(xiàn)音頻與視頻內(nèi)容的自動(dòng)同步等。

HDMI 2.0并沒(méi)有定義新的數(shù)據(jù)線和接頭、接口，能保持對(duì)此前版本的HDMI規(guī)范的兼容。但是現(xiàn)有設(shè)備如果想要支持HDMI 2.0規(guī)范，需要廠商對(duì)硬件進(jìn)行更新。

HDMI協(xié)議發(fā)布至今已近更有6個(gè)版本，HDMI的首個(gè)1.0版本的發(fā)布時(shí)間是2002年12月。采納HDMI此前版本規(guī)范的廠商采用HDMI 2.0規(guī)范，不需要額外的專利費(fèi)用。

現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的HDMI矩陣大都為HDMI1.4/1.3及以下版本，很多新的產(chǎn)品都是采用HDMI1.4，最高只支持4K分辨率30幀率的分辨率，在60幀的前提下，最大僅能支持2048x1536p的視頻，而對(duì)于4K視頻，可以提供24幀和30幀的幀速。這樣的速率顯然無(wú)法滿足未來(lái)的需求了，為此，HDMI-UH矩陣采用了2013年9月發(fā)布的HDMI2.0技術(shù)，可以同步傳輸4K分辨率下60幀的視頻，并且支持8K分辨率傳輸。

矩陣切換器的功能是將一路或多路音視頻信號(hào)分別傳輸給一個(gè)或者多個(gè)顯示設(shè)備，因此我們可以按照信號(hào)源的不同來(lái)分類矩陣切換器。也就是，根據(jù)想要切分的信號(hào)不同，來(lái)確定矩陣切換器的種類。矩陣切換器按信號(hào)源的類型可以分為:VGA、AV、VIDEO、DVI、HDMI矩陣切換器等等。例如:VGA矩陣切換器就是輸入輸出信號(hào)為VGA信號(hào)的矩陣切換器。其它類型可以類推。像矩陣就有很多種類如AV矩陣、VGA矩陣、RGB矩陣、DVI矩陣等，下面將著重介紹一下幾種常見(jiàn)信號(hào)源的種類。

矩陣，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)進(jìn)，多路信號(hào)輸出，可以將任意一個(gè)輸出口進(jìn)行信號(hào)切換，來(lái)輸出任意一個(gè)輸入信號(hào)。

顯卡所處理的信息最終都要輸出到顯示器上，顯卡的輸出接口就是電腦與顯示器之間的橋梁，它負(fù)責(zé)向顯示器輸出相應(yīng)的圖像信號(hào)。CRT顯示器因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造上的原因，只能接受模擬信號(hào)輸入，這就需要顯卡能輸入模擬信號(hào)。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號(hào)的接口，VGA(Video Graphics Array)接口，也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數(shù)字信號(hào)，但很多低端產(chǎn)品為了與VGA接口顯卡相匹配，因而采用VGA接口。VGA接口是一種D型接口，上面共有15針空，分成三排，每排五個(gè)。VGA接口是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型，絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。

目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)與外部顯示設(shè)備之間都是通過(guò)模擬VGA接口連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備，如模擬CRT顯示器，信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路，驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備，顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在經(jīng)過(guò)D/A和A/D2次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無(wú)可厚非，但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備，則轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖像損失會(huì)使顯示效果略微下降。VGA矩陣實(shí)現(xiàn)的是多路VGA信號(hào)輸入，多路信號(hào)輸出。

對(duì)一種顏色進(jìn)行編碼的方法統(tǒng)稱為"顏色空間"或"色域"。用最簡(jiǎn)單的話說(shuō)，世界上任何一種顏色的"顏色空間"都可定義成一個(gè)固定的數(shù)字或變量。RGB(紅、綠、藍(lán))只是眾多顏色空間的一種。采用這種編碼方法，每種顏色都可用三個(gè)變量來(lái)表示-紅色、綠色以及藍(lán)色的強(qiáng)度。記錄及顯示彩色圖像時(shí)，RGB是最常見(jiàn)的一種方案。但是，它缺乏與早期黑白顯示系統(tǒng)的良好兼容性。因此，件多電子電器廠商普遍采用的做法是，將RGB轉(zhuǎn)換成YUV顏色空同，以維持兼容，再根據(jù)需要換回RGB格式，以便在電腦顯示器上顯示彩色圖形。RGB矩陣是將VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣功能。

AV端口(又稱復(fù)合端口)原文為Composite video connector，是家用影音電器用來(lái)傳送類比視訊的常見(jiàn)端口。AV端口通常是黃色的RCA端口，另外配合兩條紅色與白色的RCA端口傳送音訊。歐洲的電視機(jī)通常以SCART端口取代RCA端口，不過(guò)SCART的設(shè)計(jì)上可以載送畫(huà)質(zhì)比YUV更好的RGB訊號(hào)，故也被用來(lái)連接顯示器、電視游樂(lè)器或DVD播放機(jī)。在專業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，也有使用BNC端口以求獲得更佳訊號(hào)品質(zhì)。在AV端口中傳送的是類比電視訊號(hào)的三個(gè)來(lái)源要素:Y、U、V，以及作為同步化基準(zhǔn)的脈沖信號(hào)。Y代表影像的亮度(luminance，又稱brightness)，并且包含了同步脈沖，只要有Y信號(hào)存在就可以看到黑白的電視影像。U信號(hào)與V信號(hào)之間承載了顏色的資料，U和V先被混合成一個(gè)信號(hào)中的兩組正交相位(此混合后的信號(hào)稱為彩度(chrominance))，再與Y信號(hào)作加總。因?yàn)閅是基頻信號(hào)而UV是與載波混合在一起，所以這個(gè)加總的動(dòng)作等同于分頻多工。