现在,全球有超过十亿的社交媒体用户在使用各种形式的社交媒体,用户发布得内容是视频流量的重要来源,而YouTube和Facebook等应用程序则变得普及。


随着用户的移动性不断提高,他们期望在旅途中保持相同的质量,性能和可访问性。他们希望能够观看假期视频,家庭网络摄像头聊天,或以更快,更丰富的用户体验观看以前下载的HDTV节目。这些多种趋势要求朝着易于使用,可移植且足够灵活的通用接口的融合,以提供跨各种应用程序的所有类型的媒体的连接性链接。USB立即成为最人性化和通用连接选项之一。


随着向USB3.0的演进,该接口现在可提供5 Gbps的数据速率,从而进一步增强了其作为视频连接接口的选择范围。


本文讨论了USB3.0在视频传输领域中所扮演的角色,并将其与两个也很适合成功的主要接口进行了比较:HDMI和DisplayPort。所有这三种技术的优点都迫使它们在数字客厅以及PC和移动领域中使用。


为什么使用USB视频?


USB3.0通过双单工差分信令接口提供5Gbps的信令速率。这种高带宽能力使其成为视频传输的理想选择。考虑到8b / 10b编码带来的开销,USB3.0上的原始吞吐量约为500MBps,从而能够以120Hz的刷新率可靠地传输1080p视频。(对于刷新率为120Hz和10位数据的1920x1080p高清电视,其带宽要求约为2.5Gbps。对于其他视频应用程序(如网络摄像头至PC的连接),其带宽要求通常较低,因为它们通常仅需30fps。)类似于USB2.0 ,USB3.0协议支持批量和同步数据传输。可以根据应用需求选择传输类型。同步传输可提供确定性的带宽,并具有潜在的精度折衷,通常用于视频流应用程序,例如网络摄像头。


通过使用新协议中引入的“ Streams”模型,可以进一步增强USB3.0的高带宽。该模型使多个数据流可以通过单个物理USB3.0接口在批量端点之间传输。通过从源发送多个“数据流”,可以将不同的内容显示在不同的设备上,然后通过USB集线器将这些数据流路由到相应的设备。该模型使多个数据流可以通过单个物理USB3.0接口在批量端点之间传输。通过从源发送多个“数据流”,可以将不同的内容显示在不同的设备上,然后通过USB集线器将这些数据流路由到相应的设备。该模型使多个数据流可以通过单个物理USB3.0接口在批量端点之间传输。通过从源发送多个“数据流”,可以将不同的内容显示在不同的设备上,然后通过USB集线器将这些数据流路由到相应的设备。


由于USB接口与实际传输的数据无关,因此USB3.0可以传输未压缩和压缩的视频。这种灵活性允许USB3.0成为生产力应用程序,高清视频播放,和许多其它应用,例如从PC侧载的视频的移动设备或视频流过一个网络摄像头选择的接口(参见图1)。还可以支持音频,这使USB与其他接口(如HDMI和DisplayPort)保持一致。


此外,USB3.0引入了增强的电源管理技术,该技术与传输压缩视频的能力(请参见图2)一起,可以仔细优化移动设备中的功耗。由于压缩具有明显的成本优势,因此现在大多数2D和3D内容都以压缩格式通过光学媒体或高速Internet分发。例如,非常流行的蓝光是压缩格式。出现了有趣的使用模型,例如将手机或上网本/平板电脑连接到监视器或几个较大的显示器(请参见图3)。现有的USB生态系统都可以启用连接到客厅电视的游戏机,而无需进行任何更改。


在这些领域中采用USB 3.0将大大增强这些用例,同时保持易用性。


USB作为连接端口,这些优势你知道吗?


图1:连接到高清电视的摄像头


USB在消费者采用和熟悉度方面已经排名很高。将相同的即插即用连接接口扩展到了媒体丰富的应用程序,例如将高清视频从PC下载到移动设备,将PC连接到多台显示器以及其他场景。此外,相同的USB电缆也可用于为USB设备充电。


尽管USB在易用性,支持HD格式的带宽和庞大的安装基础方面具有优势,但它确实遭受了媒体室中完善的现有接口的困扰。我们将研究在客厅中具有据点的两个主要界面以及它们提供的好处。


USB作为连接端口,这些优势你知道吗?


图2:未压缩/压缩的高清视频播放


顾名思义,HDMI是连接高清产品的标准,并且是全数字接口。在单个连接上,HDMI支持任何格式的未压缩视频传输,包括HD,多达8个通道的未压缩音频以及CEC(消费电子控制)连接。HDMI也向后兼容DVI(数字视觉接口)。


USB作为连接端口,这些优势你知道吗?


图3: PC连接到多个显示设备


HDMI提供的主要功能和优势包括:


支持大多数视频/音频格式


HDMI通过一根电缆传输所有格式的数字音频和视频,从而取代了多达十三根的旧电缆,并消除了电缆的混乱情况。


HDMI简化了将其他设备连接到家庭影院系统的过程:PC,游戏机和摄像机都可以通过相同的一键式便捷连接。


由于所有DMI版本都与先前版本向后兼容,因此HDMI体系结构使安装或升级全数字家庭娱乐系统变得容易。


HDMI提供高达10.2 Gbps的带宽容量,是传输未压缩的1080p信号所需带宽的两倍以上。这意味着为消费者提供更好看的电影,更快的游戏和更丰富的音频。


HDMI的带宽也意味着它已为新兴技术(如3D电影,更高分辨率的游戏)以及对更高的分辨率(高于1080p)(如1440p或Quad HD)的支持做好了准备。它还可以实现更快的刷新率(例如120Hz)和更深的色彩,从而使HDTV调色板从数百万种色彩扩展到数万亿种色彩。


其他辅助功能


HDMI是一种“智能”双向连接,允许设备相互通信和交互以改善整体家庭影院体验。


使用HDMI连接的设备可以扫描彼此的功能并自动配置某些设置。例如,HDTV和蓝光播放器可以自动协商诸如分辨率和宽高比之类的设置,以将传入内容的格式正确匹配到HDTV的最高功能。


USB作为连接端口,这些优势你知道吗?


消费电子控制(CEC)提供跨多个链接组件的集成“一键式”命令。由制造商启用后,CEC允许系统范围内的行为,例如单按播放或单按记录,其中按遥控器上的单个按钮可以启动一系列协调的命令。


HDMI 1.3提供“ Lip Sync”功能,从而可以非常高精度地完成音频与相应视频的同步。


HDMI非常适合在客厅中使用,但由于可扩展性方面的局限性以及其主要市场关注点是消费类电子产品,HDMI无法在高性能PC显示器中广泛应用。


显示端口


DisplayPort是显示接口,由VESA(视频电子标准协会)管理。它主要是为在PC和显示器之间使用而设计的,从而使HDMI在消费电子设备和客厅中保持了自己的地位。DisplayPort旨在替代VGA和DVI。由于DisplayPort技术现已集成到所有主流通用处理器(GPU)和集成的GPU芯片组中,因此DisplayPort插座开始出现在大多数新型PC和笔记本电脑上。DisplayPort通过提供整合内部和外部显示信号的开放标准,克服了HDMI面临的一些限制。它还具有足够的带宽,可用于将来的性能扩展。借助最新的标准DisplayPort 1.2,带宽已高达17.28 Gbps(多达4条通道,其中5条通道 每通道每秒4Gbit)。嵌入式DisplayPort(eDPTM)是内部显示面板的新标准,并取代了LVDS作为面板接口。移动显示界面的争战仍在继续,随着Mini DisplayPort界面的引入,在手持式应用程序中启用了DisplayPort。Mini DisplayPort(mDP)由Apple于2008年推出,目前正在与笔记本电脑和小型计算设备中的USB 3.0竞争。


DisplayPort的主要优势包括:


高达17.28Gbps的更高显示带宽支持更高的分辨率– 60 FPS和24 bpp时高达4K x 2K。还支持24 bpp的1080p刷新率最高为240 FPS,即使在60 FPS的2560 x 1600时,色彩深度也高达48 bpp。5.4 Gbps的链接速率将视频数据带宽增加到2160Mbytes / sec的流带宽。


支持3D游戏PC显示器应用的高帧频。DisplayPort 1.2可以在高达WQXGA(2560P X 1600P)的显示器上每秒支持120帧。


可用于提高PC游戏应用(尤其是3D应用)的电视显示功能。


多台显示器


DisplayPort可实现监视器的菊花链连接或支持多台显示器(单个连接最多可支持63个独立的A / V流)。


支持的监视器数量取决于监视器的分辨率,并且从10个WXGA(1280x768)监视器到2个WQXGA(2560x1600)监视器不等。


时分复用机制支持63个AV流,并建立了虚拟源到接收器的连接。


辅助功能


DisplayPort 1.2提供了720Mbps的快速辅助通道。这样就可以通过一条DisplayPort电缆进行批量数据传输。示例应用程序包括USB大容量存储传输,音频和相机视频传输。


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