從模擬到數字 顯卡輸出接口演變史簡述

2020-11-22 中關村在線

模擬時代 輸出設備決定

  作為個人電腦(PC)目前核心五大部件之一的顯卡,其重要性隨著PC職能越來越偏向娛樂而逐步提升。在GPU概念出現之後,它甚至一躍成為和CPU並駕齊驅的個人電腦中另一計算核心,在3D遊戲和視頻的推波助瀾下,顯卡得到普通PC用戶空前的關注,一個有趣的歷史是顯卡輸出模式以上個世紀和這個世紀的交替正好形成模擬信號向數位訊號的換代,筆者則將在本文中簡單和讀者一起回顧PC顯卡輸出/輸入接口的發展歷程。

  ● D-SUB一統天下

  在2000年以前,鑑於主流顯示輸出設備(CRT顯示器)的工作原理,大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬信號接口連接,計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息,被顯卡中的數字/模擬轉換器(D/A)轉變為RGB三原色信號和行、場同步信號,信號通過電纜傳輸到顯示設備中。

  早期存在的一些沒有成為行業標準的接口這裡不再考究,從VGA級別輸出開始的D-SUB接口是模擬信號輸出時代當之無愧的絕對主流,這種接口在2007年的現在,仍然是入門級顯卡的標準配置。顧名思義,D-SUB是一種D型接口,接口上上面共有15針,分成三排,每排五個,這種接口的延展性不錯,從320*240解析度到2048*1536以上的解析度都能支持,這也是它能生存至今的原因之一。



07年的今天DX10級別顯卡上仍能看到D-SUB接口

  D-SUB接口通常被玩家成為VGA接口,這其實不夠準確,VGA的英文全稱是Video Graphic Array,即顯示繪圖陣列,被用來標稱模擬輸出的規格與檔次。VGA支持在640*480的較高解析度下同時顯示16種色彩或256種灰度,或在320X240解析度下顯示256種顏色。在問世之初VGA的規格相當高因此迅速開始流行,廠商們紛紛在VGA基礎上加以擴充,顯存提高至1MB情況下能夠輸出800*600解析度,這些擴充的模式就稱之為VESA(Video Electronics Standards Association,視頻電子標準協會)的SVGA模式。後續的規格還有 XGA(1024*768)、SXGA(1280*1024)、UXGA(1600*1200)和QXGA(2048*1536)。

  ● 專業另類BNC

  模擬時代的PC專業圖形卡和輸出設備中BNC(同軸電纜卡環形接口)佔有一席之地,這種接口實際上是D-SUB的一種改良變體,它使用5根同軸電纜代替D型頭,分別接收R、G、B三色和水平同步、垂直同步信號。BNC接頭可以讓視頻信號互相間幹擾減少,可達到最佳信號響應效果。此外,由於BNC接口的特殊設計,連接非常緊,不必擔心接口鬆動而產生接觸不良。


Canopus的SSH-B BNC顯卡輸出模塊

  少數高端CRT顯示器和顯卡提供BNC接口,顯卡中比較著名的是Canopus品牌,其大量產品提供BNC輸出模塊。

  對於模擬顯示設備,如CRT顯示器,信號被直接送到相應的處理電路,驅動控制顯像管生成圖像,這是非常順暢的流程,但輸出質量也仍然非常依賴於顯卡的RAMDAC和低通濾波電路。對於LCD、DLP等數字顯示設備,顯示設備中需配置相應的模擬/數字(A/D)轉換器,將D-SUB模擬信號轉變為數位訊號。在經過顯卡端的D/A和顯示器端的A/D轉換後,不可避免地造成了一些圖像細節的損失。因此當主流顯示輸出設備向數字式產品轉變時,對應的接口也發生了變革。

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