想在虚拟实境的网球场上打球痛快地流一场汗？想到线上游戏的壮丽场景中挑战法力无边的魔王？想把上千万元打造的电影院搬回自己客厅中独享？这一切的问题全都指向同一个答案：高解析（High Definition；HD）。

是的，高解析真的比较好！数位内容供应商不断以提供更高解析度为最终目标，眼看目前各种DVD影片、电玩游戏的声光特效不断进化，解析度也从过去的VGA（640×480）、SVGA（800×600）、 XGA（1024×768），一路飙升到HD（1280×720），目前更已有厂商积极力推Full HD（1920×1080）的最高解析度显示产品。这无止尽的解析度更新，无非都是希望提供消费大众更为顶级的视觉享受。

先简单回顾一下显示器的发展。 TFT LCD厂不断地扩充产能，以供应电视用途的大尺寸面板之用，同时也为数位节目开播做准备。过去资讯业者和晶片业者，如Intel想藉由液晶面板来显示数位讯号，但在电视用面板尚未成熟时，只能将数位讯号显示在家用CRT电视上，当数位讯号显示在接收类比讯号的CRT TV上之VGA解析度（640×480）时，因数位与类比讯号转换时的失真与解析度问题，造成显示效果模糊字迹不清楚，所以家用的互动式STB并无法普遍被商品化。

如今数位式显示器快速发展已解决此一问题，不但解析度均能达到XGA（1024×768）等级以上，并能接收逐次扫描运算，未来数位家电得发展脚步会愈来愈快，加上数位节目与基础建设越来越成熟，数位平面显示器将带来无限商机。

从SD到HD

本文在此将先解释何谓HD。 HD为High Definition的缩写​​，中文为高解析的意思，运用在视讯系统时，简单来说，只要是比SD（Standard Definition，如NTSC等）解析度更高的影像规格，都可称为HD。

HD虽是现在流行的话题，但其实早在1981年就已进行开始研究，日本甚至在1983年起便开始在卫星电视上广播水平解析度达1080的类比高画质电视。但由于过去一般人所使用的电视尺寸并不大，因此对于HD高解析画质并没有太高的需求，加上相关产品价格昂贵，因此并未风行。到了现在，随着各国高画质数位电视陆续开播，加上大尺寸的高解析LCD或PDP电视价格普及并开始流行，数位HD高画质视讯系统才开始深入消费者的生活当中，而相关产品也陆续推出市面。

至于Full HD（1920×1080）则是代表影像之水平解析度达1080，垂直解析度达1920，组成16：9的黄金视觉比例。一般映像管电视的扫描线为480条，而市售LCD电视最常见的扫描条数为768条（1366×768），而Full HD（1920×1080）扫描条数达1080条，比起目前普遍的DVD画质还好上4.5倍，画质更细腻，细节层次更加丰富。

1920×1080的画素（2,073,600）是720等级（1,049,088）的两倍，能呈现的细节当然更丰富。且Full HD的规格可以满足数位电视及各项新世代高画质影像格式，像是HD-DVD、Blue-ray、X box或PS3等产品之视讯格式均可支援达1080i，因此不需担心规格被淘汰的问题。至于1080i与1080p的不同之处，其数字后面的「i」是代表隔行扫描（interlace）的意思，采单数与双数扫描线分别扫描后再组合，画面易闪烁。而「p」表示逐行扫描（Progressive），扫描完整的扫描线，画质稳定、柔和。

现在平面电视普遍朝40吋以上迈进，画面比过去29吋映像管电视（实际可看画面约27吋）大了四倍左右，所以更需Full HD的高解析影像讯号及相关设备，以应付大画面所需的更多画面资讯量，解析度高六倍以上的Full HD（与SD讯号相比），正是足以应付大画面时代的需求。

介绍完了高解析的优点之后，消费者一定迫不及待想一窥其所带来的视觉享受了。只是为了搭配这样的解析度，消费者在硬体设备方面当然也得跟上进度才行。本文接着将介绍新一代的数位影音传输介面：HDMI。

《图一 HDMI的认证标志》

VGA、DVI与HDMI

当谈到显示介面的规格发展时，VGA或许是个不错的开场。 VGA介面（D-Sub、DB-15）是IBM在1987年所制订，也是过去在PC上使用最为广泛的视讯介面。然而此种视讯介面发展至今刚好届满20周年，这样年代久远的类比规格当然很难符合目前日进千里的数位时代所使用，此外例如电视专用的RCA端子，在高画质的数位视讯时代也早已不敷使用。而正因为要符合纯数位讯号传输的需求，新一代的数位视讯介面（Digital Visual Interface；DVI）因而诞生。目前也已成为多数电子产品的标准视讯传输介面。

DVI设计的目标是透过数位化的传送来强化个人电脑显示器的画面品质。目前广泛应用于LCD、数位投影机等显示设备上。此标准由显示业界数家领导厂商所组成的论坛：「数位显示工作小组」（Digital Display Working Group；DDWG）所制订。 DVI介面可以传送未压缩的数位视讯资料到显示装置。

来比较一下VGA与DVI介面之间的差别，前文中的叙述或许可看出一些端倪。 VGA介面（如PC的D-Sub介面）是一种类比（Analog）讯号传输介面，过去的CRT显示器，视讯讯号必须先转换成类比讯号，再输出至萤幕上。必须注意的是，讯号每经过一次转换，就会造成一次的讯号衰减，进而造成影像的失真。为了解决这样的问题，DVI介面的出现可说正是为了解决这样的讯号转换问题。

DVI是以数位讯号方式进行传输，因此数位讯号在输出至显示器萤幕时，不必再经数位至类比的转换过程，也减少了讯号衰减所产生的问题，并提高显示的影像品质。因此DVI介面对于目前以数位讯号为主的传输方式，的确有其存在的必要性。特别是随着技术的成熟与价格的降低，当LCD Monitor及LCD TV等显示器大举入侵消费者生活的同时，DVI介面更是以其优势，快速淘汰过去VGA独大市场的局面，而渐渐成为PC等产品上之主要视讯传输介面。

尽管如此，DVI在视讯应用方面却遇上了传输频宽不足的窘境。为了因应更大传输频宽的高画质视讯需求，新一代的视讯介面规格开发工作从来不曾停歇。目前在消费市场上最被看好的，则是本文接着将要介绍的HDMI规格。

HDMI

HDMI的英文全名是「High Definition Multimedia Interface」，也就是高解析度多媒体介面。这是一种全数位化视讯、音讯传输介面，可以传送未经压缩的音讯讯号及视讯讯号，HDMI提供所有相容装置一个共通的资料连接管道，如数位机上盒（Set-Top Box；STB） 、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数位音响与电视机等，HDMI可以同时传送音讯和视讯讯号，由于视讯和音讯讯号采用同一条缆线进行传输，因此可大大简化系统安装的复杂度。

2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Sony、汤姆生RCA、东芝与Silicon Image等七家厂商共同成立了HDMI组织，开始制定专用于数位视讯与音讯之传输标准。 2002年尾声，HDMI 1.0标准正式公布。 HDMI在针脚上与DVI相容，但采用了不同的封装。与DVI相较之下，HDMI可以同时传输数位音讯讯号，并增加了对HDCP的支援，同时提供了更好的DDC（Display Data Channel）选择功能。

HDMI是被设计来取代较旧的类比影音传送介面，如前述的RCA端子或VGA等。 HDMI支援任何电视与电脑视讯格式，包括标准、加强以及高解析度视讯画面，再加上多声道数位音讯讯号。在传送时各种视讯资料将被HDMI收发晶片以TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）技术编码成资料封包。

HDMI支援5Gbps的资料传输率，最远可传输15公尺远，​​足以应付一个1080p视讯和一个8声道的音讯讯号传输需求。并且因为一个1080p的视讯和一个8声道的音讯讯号传输需求远少于HDMI所提供的5Gpbs频宽，因此HDMI在传输影音资料的同时，还有很大的传输能力。这也允许HDMI可以利用一条缆线分别连接DVD播放器、接收器和PRR（Personal Radio Recorders）。此外HDMI支援EDID、DDC2B，因此HDMI装置将具备随插即用功能，讯号源和显示装置之间会自动进行协调，并自动选择最合适之视讯与音讯格式。在规格制订初期时其最大视讯传输速率为165Mpx/sec，足以传输1080p解析度每秒60幅的画面解析度，或者UXGA解析度（1600×1200），而在HDMI 1.3规格版本中更增加到340Mpx /sec，以符合未来各种更快的需求。

HDMI也支援无压缩的8声道数位音讯传输（取样率192kHz、资料长度24bits/sample），以及任何压缩音讯串流如Dolby Digital或DTS，亦支援SACD所使用的8声道1bit音讯格式。在HDMI 1.3规格中又追加了超高资料量的无压缩音讯串流如Dolby TrueHD与DTS-HD的支援。

HDMI目前的规格还分成Type A以及Type B两种规格，其中Type A为19-pin，Type B为29-pin，而只有Type B规格才能传输音讯资料。标准的Type A接头为19-pin，而支援更高解析度的Type B接头目前则较乏人问津。 Type B接头为29-pin，容许其传送更大的视讯资料以应付未来的高频宽需求，如WQSXGA（3200x2048px）解析度。

继1.2版支援了PC平台之后，HDMI 1.3版本更做了大幅的功能增强，单一频宽从165MHz（4.95Gbps）增加到340MHz（10.2Gbps），解析度也从1080i增加到1440i，画面更新率达120MHz，并发展出更小的接头规格以方便可携式装置的视讯输出应用。接着将简单介绍一下最新的1.3规格的改进。

传输频宽加倍

HDMI 1.3 规格维持既有的接线与接头等实体规格设计，并向下相容于既有的HDMI 1.0到HDMI1.2a规格，1.3版将原先4.96Gbps的频宽倍增至10.2Gbps，提升幅度约为两倍，藉由将Single Link TMD的165MHz宽度提升至340MHz，希望借Single Link即可符合未来更高解析度与更高色深的影像传输需求，另也可采用B型双TMD规格，以更进一步加大频宽。

色深与对比提高

HDMI 1.1及1.2版仅能支援到24bit色深，1.3版HDMI介面则是大幅扩充至30bit、36bit以及48bit（RGB或YCbCr），具有输出一亿色以上的能力（厂商宣称可达十亿色） ，提供更精确的色彩与亮度表现，避免显示时发生不连续色阶条纹的状况并大幅增加对比的阶层。此外，支援新一代的xvYCC color space，具有color space规格的1.8倍颜色讯号输出能力，提供更鲜艳生动的影像。因而可以在黑白极端两色间展现更多层次的灰色阴影。在30位元像素色深,灰色阴影层次数量最少能够提升四倍,而一般来说都可以提升至八倍或更多。

支援无失真音讯标准

在音讯传输方面，由于目前许多音讯规格大多经过压缩，因此在动态表现上多少会出现失真的状况，而HDMI则支援了针对HD-DVD与BD等高解析度影音光碟所采用之Dolby TrueHD与DTS -HD Master Audio等无失真压缩音讯标准。

《图二 DVI接头》

HDCP

在智慧财产权的保护方面，HDMI也加入了一种新的资料保护技术HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection）。什么是HDCP呢？这是一种高频宽数位内容保护技术，由Intel所发展，用于确保数位化的影像与声音资料在通过DVI或HDMI介面传送时不至于遭到非法拷贝。 HDCP的规格受到多项专利权保护，任何人欲采用HDCP技术必须申请授权。

HDCP的授权管理是由Intel的子公司「Digital Content Protection, LLC」所负责。除了交付授权金之外，生产HDCP相容设备的厂商必须限制其产品功能，例如高解析度画面（解析度超过480p者）在通过产品上不支援HDCP的介面播放时必须支援碟片需求将解析度降至480p，而​​DVD音讯在通过不支援HDCP的介面时必须被强制降到DAT等级的类比输出。所有支援HDCP的影音播放设备都不得支援数位资料直接拷贝功能，并且必须将其产品设计到足以打消大多数破解者的念头。

基本来说，欲播放有HDCP保护的影音内容，如HD-DVD、Blu-ray Disc、PlayStation 3游戏机（透过HDMI输出时），讯号来源（播放机或电脑的显示卡）和显示器双方都必须内建HDCP密钥晶片才能正常播放。若系统任何一方不配备此种晶片，则影像品质将会降低，甚至不能播放。

换句话说，原本影音资料在透过HDMI介面传输的时候，都会以最高的解析度呈现，但是如果这些影音资料是未经授权的不合法版本，那么HDCP技术就会直接将画面的解析度限制在一定的范围内，例如原本1080i的解析度就被限定为以480i解析度呈现，或是直接去掉彩色，让非法使用者无法以最佳视讯品质来观赏。而受HDCP技术保护的数位内容，也必须在讯号源装置及播放设备都同时支援此技术的前提下，才能观赏此类受保护的影片内容。

因此许多电影公司纷纷表态支援HDCP这种技术规格，支持HDMI规格的主要电影制作公司包括了20世纪福斯、华纳兄弟、迪士尼，包括三星电子在内的各厂商，以及多家有线电视系统业者。目前微软的新一代作业系统Windows Vista，也已经支援HDCP功能。 HDMI组织的发起者包括各大消费型电子产品制造商，如日立、松下、Quasar、飞利浦、新力、汤姆生RCA、东芝与Silicon Image等厂商。

《图三 DVI接头形式》

HDMI之主要规格介绍

Type A HDMI可向下相容于现今多数电脑萤幕与显示卡所使用的single link DVI-D或DVI-I介面（但不支援DVI-A），这表示采用DVI-D介面的讯号来源可以透过转换线驱动HDMI萤幕，但是此种转换方式并不支援音讯传输与遥控功能。此外，如无HDCP认证的DVI萤幕也将不能收看从HDMI所输出，带有HDCP加密保护的视讯资料。这是因为所有HDMI萤幕皆支援HDCP，但大多数DVI介面的PC萤幕并不支援所致。此外，Type B HDMI接头也将向下相容于Dual-link DVI介面。

HDMI 1.3

长度限制问题

HDMI的缆线长度限制是其主要的问题之一，在部分消费者自行测试当中回报标准的28AWG（American Wire Gauge；美国缆线度量）规格HDMI铜线，大约在超过5公尺之后讯号便开始衰减。此长度通常​​不足以满足投影机与电脑的连接需求。

但HDMI组织网页并不认可此限制，其网页常见问答集HDMI FAQ page当中说明了：「HDMI的缆线厂商被期待制造与销售合理价格的铜缆线，长度最长至15公尺」。

一些报告指出增加缆线中铜线的直径以降低阻抗是有效延长缆线长度的方法之一，另外也有报告指出24AWG规格的缆线表现较28AWG好。另外也有人使用光纤或两条Cat-5网路缆线来取代标准HDMI铜线。某些厂商也制造HDMI讯号增强器以因应使用者的需求。

《图四 HDMI接头 》

HDMI发展前景

提到HDMI介面的重要性，那可从应用面来谈起。美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission；FCC）便规定从2005年7月1日起，所有数位电视周边产品都必须内建DVI或HDMI等介面。由于HDMI是从DVI所发展而来，因此HDMI不仅相容DVI/HDCP等介面，并且还加入了支援多声道音讯的功能。对于数位电视机厂商来说，具备HDMI技术与否便成为进入美国市场的关键。

DVI近年来已经成为LCD监视器与笔记型电脑主流的数位介面，虽然当初是以PC市场为目标，但是随着电浆电视的开始采用，因此也就顺势进入了消费性电子市场。不过，从2004年开始，数位介面市场开始产生了变化，那就是不论个人电脑或者DVD播放器等视听设备，更多消费性电子产品纷纷开始采用HDMI介面。

根据调查机构In-Stat/MDR的报告指出，从2003年至2008年，DVI介面装置平均成长率将达34.3％，但HDMI介面装置则将以惊人的462.3％平均成长率急速成长。另一份报告并指出在2005年到2010年间，HDMI在个人电脑市场的累计平均成长率将达到224％。负责HDMI规格授权的HDMI Licensing公司2007年CES展中，宣布目前全球已有500家制造商采用HDMI介面标准，与2006年同期比较成长了60％。此外，HDMI Licensing亦宣布，包括高频宽数位内容项目之1.3a版标准符合测试规格（Compliance Test Specification）已上市。 In-Stat也估计2006 年约有6000万台采用HDMI的装置上市，到了2007年将突破1.3亿台。

例如Microsoft便宣布了于2007年4月在美国开始发行配备HDMI介面的Xbox 360高阶机种—Xbox 360 Elite。 Xbox 360 Elite配备有HDMI介面，并内建了120GB大容量的硬碟机。 Microsoft表示，在美国，可下载电影、电视节目等非游戏内容的网站非常多，而这些的视讯介面来给予应用上的支援。而Sony的PS3游戏机，早于2006年11月便推出了配备HDMI介面的60GB机种。此外，许多个人电脑制造大厂均已宣布或开始供应内建HDMI介面的桌上型与笔记型电脑，也有越来越多的厂商将HDMI介面列为液晶显示器及电脑萤幕的标准配备，这都说明了HDMI在未来影音娱乐方面的重要性。此外，例如数位家庭的概念，也是HDMI发挥的绝佳场合。在往后日渐重视视讯与音讯品质的家庭视听设备上，HDMI无异将是绝佳的传输介面。

《图五 Type A HDMI脚位配置》

结语

躺在沙发上享受高解析影音所带来的震撼，的确是一件舒服的是情。而HDMI身为影音资料传输的媒介，重要性自然不言可喻。 HDMI市场是否一如市场预测单位所言那般顺遂仍为未知数，毕竟要扩大高解析影音市场，也得每个消费者家中的客厅里都有一台大尺寸平面显示器，外加足以匹配的音响装置。否则缺少这些设备，就算消费者购入了具备HDMI功能的​​高阶设备也无用武之地。而目前个人电脑用途的DVI介面依然是主流，HDMI想打入PC市场，像DVI取代VGA介面那样，也得看未来的应用而定了。

另外，新视讯传输介面的发展脚步也不容忽视。由VESA组织及PC厂商大力推行的DisplyPort介面可以达到10.8GBps的高频宽​​，这对HDMI无疑不是个具威胁性的竞争对手。因此抢在DisplayPort还未实际商品化之前，HDMI便推出了频宽达10.2Gbps的1.3版。尽管如此，HDMI在技术成熟度与部分画质表现上的确也有其优势存在，短期内地位似乎难以撼动。未来不论究竟是HDMI或者其他发展中的视讯介面独大市场，毕竟也都是担任讯号传输的桥梁角色，期待藉由这些传输媒介，让高解析影音娱乐能够更快融入消费者的生活当中。