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    視頻與影像技術之VGA接口
    2014-7-16
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    1.概述

         VGA是美國IBM公司在1987年隨個人計算機推出一種計算機與顯示器之間進行圖像連接的外部信號接口,該標準后來被VESA組織收錄為計算機與外設(早期主要是顯示器)之間的視頻傳輸工業標準。雖然VGA標準的分辨率只有640*480(這對于分辨率現今的電腦來說是也不能再低了),但是由于它采用R\G\B三個信道傳輸圖像信息,用H/V兩個信道傳輸掃描信息。因此與電視機的分辨率(720*480隔行)相比,它具有分辨率高、顯示速度快、顏色豐富等特點。因此很快被作為計算機的一個工業標準。目前所說的VGA信號是泛指所有使用RGBHV這種信號傳輸方式的圖像信號,而不再確指為分辨率為640*480圖像信號。

    2.信號

        標準的VGA接口為15針D型連接器,有些資料又稱為D-Sub接口,是一個雙向傳輸接口。在早期的VGA接口中,這15針信號按功能分為圖像信號、同步信號和顯示器ID信號三類,分別是6根圖像信號(R/Gnd、G/Gnd、B/Gnd)、3根同步信號(H/V/ Gnd)、5根顯示器ID信號(ID0-3/Gnd)和1根接NC線。在這些信號中,6根圖像信號和3根同步信號負責把計算機的圖像信號和掃描信號傳遞到顯示器進行顯示。同時計算機又通過ID0到ID3來獲取顯示器支持視頻傳輸標準。
        在VESA組織推出即插即用功能后,該標準引入了PHILIPS公司的I2C數據傳輸總線作為外設和計算機之間的信息交換通道(又稱為DDC通道),并且把原來的顯示器地址線ID3作為傳輸總線的時鐘信道,把原來的顯示器地址線ID1作為傳輸總線的數據信道。余下的顯示器地址線ID0和ID2保留未用。
        現在的VGA接口被廣泛的應用各種設備中,由于不是所有的前后級設備之間都需要進行信息交換,因此在很多設備中都沒有使用VGA接口中的DDC通道,同時為了降低這種應用系統中的電纜成本,有些廠家再制作電纜時也就去掉了DDC通道的連接線。這就是俗稱的3+2VGA電纜,這里的3代表的是RGB三個圖像信道,2代表的是HV兩個同步信道。而與3+2對應的則是3+4VGA電纜,這里的3還是代表的是RGB三個圖像信道,4則分別代表HV兩個同步信道和DDC的數據和時鐘兩個信道。
        另外在信號傳輸方面,由于標準VGA電纜比較細,而傳輸的信號分辨率又比較高,因此標準VGA電纜的傳輸距離都不會太長(一般在20米以內)。為了提高VGA的傳輸距離,因此人們使用傳統的75-3/5視頻電纜來傳輸VGA信號,這時往往是使用五根視頻電纜來分別作為紅、綠、藍、行、場信號的傳輸信道。這就是一些行業俗稱的RGBHV信號,其實它是和3+2 VGA電纜的本質是一樣的,其差別僅是外型不一樣而已。

    3.引腳定義 

    引腳 名稱 描述 電平/阻抗 電纜
    1 R  圖像的紅色信號  0.7V/75  紅色
    2 G  圖像的綠色信號  0.7V/75  綠色
    3 G  圖像的藍色信號  0.7V/75  藍色
    4 ID2/GND  顯示器地址ID2    
    5 GND  顯示器ID信號地    外層屏蔽
    6 R GND  圖像的紅色信號地    紅色屏蔽
    7 G GND  圖像的綠色信號地    綠色屏蔽
    8 B GND  圖像的藍色信號地    藍色屏蔽
    9 NC  空    
    10 S GND  同步信號地    
    11 ID0/GND  顯示器地址ID0    
    12 ID1/SDA  顯示器地址ID1/DDC的數據線  TTL  黑色
    13 HS/CS  水平同步信號/復合同步信號  TTL  黃色
    14 VS  垂直同步信號  TTL  白色
    15 ID3/SCL  顯示器地址ID3/DDC的時鐘線  TTL  


    4.接口外形圖
     

                     

    5.應用 

        VGA接口是計算機工業的標準圖形傳輸接口,因此被廣泛使用在計算機顯卡、圖形采集卡、CRT/液晶/LED顯示器、高清電視機、投影機以及分配器、轉換器、矩陣等各種計算機圖形信號處理設備中。雖讓現在的VGA接口大有被DVI、HDMI、Displayport等數字接口所取代的趨勢。但是在今后比較長的一個時期內。VGA接口還將是上述設備所標準配備的一種結構。


    6.VGA標準 

     
       目前的VGA信號標準除了用于計算機行業外,還用電視、手機等行業,下表列出了常見的一些VGA標準和它所支持的最高分辨率。很多人覺得只有DVI/HDMI/DP接口才能進行高清信號的傳輸,實際這是一個很大的誤區,因為通過VGA接口同樣支持1080P的圖像分辨率,而實際上VGA接口的分辨率早就已經達到了2560*1536,而且技術也相當成熟。而這個分辨率對DVI/HDMI/DP等數字接口來說,還是一個努力追求的目標,所以說只要在不考慮傳輸距離的情況下,使用VGA接口來實現高清視頻連接是完全沒有問題的。

    序號 標準名稱 最高分辨率 使用范圍
    1 QQCIF 88*72  
    2 SQCIF 128*96  
    3 QCIF 176*144  176*144QCIF標準格式,但手機設計上是指176×220
    4 CIF 352*288  DVR、圖像采集卡、畫面分割器等
    5 QQVGA 160*120  手機設計中QQVGA一般指160*128
    6 QVGA 240*320  多用在手機、PDA、MP4上(多指2.4屏)
    7 HVGA 320*480  部分智能手機
    8 VGA 640*480  CRT顯示器、ATM終端、Windows95,2k等系統開機分辨率
    9 WQVGA 400*240  
    10 SVGA 800*600  CRT顯示器、Windows XP Win7等系統開機分辨率
    11 WVGA 854*480  僅包含854*480800*480兩個分辨率
    12 XGA 1024*768  顯示器
    13 XGA+ 1152*864  顯示器
    14 WXGA 1280*800  一般15吋和12.1吋筆記本電腦屏幕
    1366*768  37、42、46吋平板電視
    15 WXGA+ 1280*854  少數15.2吋筆記本電腦屏幕
    16 XVGA 1280*960  
    17 SXGA 1280*1024  
    18 SXGA+ 1400*1050  筆記本電腦屏幕
    19 WXGA+ 1440*900  低端寬屏顯示器
    20 WSXGA 1600*1024  
    21 UXGA 1600*1200  高端顯示器
    22 WSXGA+ 1680*1050  寬屏液晶顯示器、15吋以上寬屏筆記本電腦,大尺寸LCD-TV
    23 WUXGA 1920*1200  高端寬屏顯示器
    24 QXGA 2048*1536  
    25 WQXGA 2560*1600  
    26 QSXGA 2560*2048  
    27 WQSXGA 3200*2048  
    28 QUXGA 3200*2400  
    29 WQUXGA 3840*2400  
    30 HSXGA 5120*4096  
    31 WHSXGA 6400*4096  
    32 HUXGA 6400*4800  
    33 WHUXGA 7680*4800  

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