投影機的接口

【摘要】一般用戶使用投影機，其實就是對輸入輸出接口的操作。投影機的接口按照用途可以分成音頻接口、視頻接口、控制接口和綜合接口四種。USB連線投影，無線網絡投影等是當前的熱門技術。投影機的接口發展呈現出數字化、高速化、集成化、輕便化等特征。

【關鍵詞】投影機;接口;USB投影;無線網絡投影

【中圖分類號】G432【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2010)08—0130—05

投影機憑借其“小個頭”，可以投射出“大畫面”，在教育和商務領域得到了廣泛的應用，在高端顯示工程中大顯身手，在家庭客廳中也占據了一席之地。毋庸置疑，投影機作為一種集光學、機械、電子等技術于一體的精密設備，許多人對其內部構造知之甚少，但是這絲毫不會影響人們使用投影機。按照控制論的思想方法，可以把投影機看作一個黑箱，我們輸入視頻信號、音頻信號、控制信號以及電源，得到了圖像和聲音的輸出，就實現了投影機的功能，而對于其內部構造則無需知曉。從此種意義上來講，使用投影機和使用一臺電視機并無多大差別，使用投影機，其實就是對投影機各種輸入輸出接口的操作。一般來說，投影機越高檔，接口越多。低檔投影機接口少，夠用就行;高檔投影機接口多，滿足多種需要。

一 投影機接口的分類

為了滿足多種應用場合，投影機上往往有眾多接口。按照接口的用途，可以把接口分成視頻接口，音頻接口，控制接口和綜合接口四類。

1視頻接口

視頻接口傳輸視頻信號，有模擬視頻接口和數字視頻接口之分，如VGA接口，復合視頻端口，S-視頻端口屬于模擬視頻接口，而DVI接口則屬于數字視頻接口。

2音頻接口

音頻接口傳輸聲音信號，有3.5mm立體聲迷你接口，L-Audio-R音頻接口等。兩種接口通過轉接頭或者自制線纜可以方便地進行轉換。

3控制接口

控制接口則傳遞投影機的狀態信息或者對于投影機的控制信息，以實現對投影機的監控和控制，包括按鍵面板，遙控發送和接收器，線控接口，RS-232C串行接口等。

4 綜合接口

綜合接口可以同時傳輸視頻信號、音頻信號、控制信號中的兩種或三種，如USB接口，有線無線網絡接口，HDMI接口等。綜合接口往往是當前投影機的熱門技術，代表了投影機接口的發展方向。

二 投影機的視頻接口

1 復合視頻端口

AV復合接口(Audio-Video Composite)是目前在視聽產品中應用得最廣泛的模擬接口，將音頻和視頻進行分離傳輸，避免音視頻的混合干擾。該接口由黃、白、紅3路RCA蓮花接頭組成，白色接頭傳輸左聲道音頻信號，紅色接頭傳輸右聲道音頻信號，其中的黃色接頭則傳輸一種亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號。

2 S-視頻端口

S端子，即分離式影像端子S-video(Separate Video)，其實就是把復合視頻信號分離成視頻亮度信號Y和視頻色度信號C。S-視頻端口使用DIN Connector(DIN 連接頭)，是一種五芯圓形接口，由視頻亮度信號Y和視頻色度信號C和一路公共屏蔽地線組成。S-視頻端口比上復合視頻端口可以實現更高的分辨率，可以使用轉接頭轉換成復合視頻端口。

3 色差分量接口

色差分量(Component)接口采用YPbPr和YCbCr兩種標識，前者表示逐行掃描色差輸出，后者表示隔行掃描色差輸出。色差分量接口一般利用3根信號線分別傳送亮度和兩路色差信號。這3組信號分別是:亮度以Y標注，以及從三原色信號中的兩種——藍色和紅色——去掉亮度信號后的色彩差異信號，分別標注為Pb和Pr，或者Cb和Cr，在三條線的接頭處分別用綠、藍、紅色進行區別。這三條線如果相互之間插錯了，可能會顯示不出畫面，或者顯示出奇怪的色彩來。色差分量接口是模擬接口，支持傳送480i/480p/576p/720p/1080i/1080p等格式的視頻信號，本身不傳輸音頻信號。[1]

4 VGA視頻接口

VGA(Video Graphics Array)接口是電腦顯卡和投影機上最常見、最常用的接口。VGA支持640X480的分辨率，后來又擴充了SVGA(800X600)，XGA(1024X768)，SXGA(1280X1024)，UXGA(1600X1200)，WXGA(1280X768)，

WUXGA(1920X1200)等顯示模式，這些模式都符合VESA(Video Electronics Standards Association，視頻電子標準協會)的標準，都可以通過VGA接口實現傳輸。[2]

在投影機上既有VGA輸入接口，也有VGA輸出接口，使用時把電腦的視頻信號送入輸入端，再從輸出端送入電腦顯示器。為了防止插反，插頭被設計成了梯形，因為看起來像大寫字母D，所以也叫做VGA-D型插頭，并且有公、母兩種插頭。在多媒體教室安裝環境下，可以使用VGA分配器，將來自電腦的視頻信號分成兩路，一路送入電腦顯示器，一路送入投影機，并且可以把視頻信號放大加強，解決因線纜過長信號衰減的問題。

在VGA接口的15個針腳中，傳輸視頻信號的其實只有10個，即紅、綠、藍及接地線，三組6個，外加接地、同步接地、水平同步、垂直同步4個。VGA線纜既可以選用成品線，也可以用帶屏蔽層的視頻線和VGA插頭進行手工焊接。在沒有視頻線的情況下，也可以用網線來代替。網線中只有8根線芯，而信號傳輸需要10根線，怎么辦呢?因為模擬信號的接地線不會傳輸任何數據，所以可以把PIN5(接地)，PIN10(同步接地)，PIN8(藍色接地)三個針腳互相連通，合并成一根線芯，正好是8根線。

5 DVI接口

DVI(Digital Visual Interface)，即數字視頻接口。DVI傳輸的是TMDS信號。TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)最小化傳輸差分信號， 是由美國Silicon Image公司開發的一項高速傳輸資料技術。TMDS是一種微分信號機制，可以將像素數據編碼，并通過串行連接傳遞。DVI有1.0和2.0兩種標準。DVI1.0僅用了一組傳輸信道(data0-data2)，傳輸圖像的最高像素時鐘為165M，信道中的最高信號傳輸碼流為1.65GHz，最高分辨率可達1600X1200X60。而DVI2.0則用了全部的兩組信號傳輸信道(data0-data5)，傳輸圖像的最高像素時鐘為330M，可支持1920X1280分辨率，支持HDMI格式，每組信道中最高信號傳輸碼流也為1.65GHz。[3]

DVI接口有兩種，DVI-D(Digital)接口，只接收數字信號。DVI-I(Integrated)接口，可同時兼容模擬和數字信號，通過一個轉換接頭可轉為VGA接口。

三 投影機的音頻接口

投影機上的音頻接口有3.5mm立體聲迷你接口，也就是常見的耳機插孔，還有前面敘述過的AV復合接口中的L-Audio-R接口。

在以往的投影機中，自帶的揚聲器往往音質差，音量小，有的機型配備了單聲道揚聲器，揚聲器的功率通常是1W、2W。因此，音頻接口自然不受重視。投影機吊裝到教室里時，音頻線常常不接，聲音是通過另外的功放音箱來播放的，投影機內的揚聲器成了擺設。

而在當前的一些機型中，雙聲道揚聲器成為標配，功率也達到了5W、7W，甚至10W，音質和音量完全能滿足小型應用場合的需要，有力地提高了投影機的易用性和經濟性。當然，投影機自帶揚聲器要受到投影機體積的制約，還要考慮揚聲器對于投影機的可靠性、穩定性的影響。

部分廠家還開發了一些獨特的投影機音頻技術。如在待機狀態下，仍然可以播放聲音。又如，三菱的GX-540/320投影機，配合專門的藍牙話筒，可以混入講解的聲音播放。

四 投影機的控制接口

1 按鍵面板及鏡頭旋鈕

在投影機的機身上，有若干按鍵，供用戶控制機器，還有若干信號燈，反映投影機的工作狀態。當投影機被吊裝起來的時候，按鍵面板就操作不便了。在投影機的鏡頭上，有變焦、聚焦兩個旋鈕，可以調整畫面的大小和清晰度。有的投影機則在鏡頭上安裝馬達，這樣就可以實現電動聚焦和變焦，方便用戶使用遙控器進行調整。

2 遙控器

投影機都配備了紅外線遙控器。為了擴展紅外遙控器的使用范圍和使用距離，一些機器在頭部和尾部安裝了兩個紅外線接收器，還有些機器的遙控器上安裝了兩個紅外線發射器。當用USB線、網絡線等把投影機和電腦連接起來時，遙控器就變成了激光教鞭或者無線鼠標，可以控制電腦，在演示時進行翻頁等操作。

3 串行接口

串行接口即RS-232C接口，是由美國電子工業協會(EIA，Electronic Industry Association)制定的物理接口標準。RS(Recommended Standard)的意思是推薦標準，232是一個表示號碼，C表示該標準已被修改過的次數。[4]

投影機上的串口和計算機主板上集成的一致，有9個針腳，插頭也做成梯形以防止插反。在實際應用中，只將PIN2(接受數據)，PIN3(發送數據)，PIN5(信號地線)三個針腳用線纜接通，制成簡易串口線，把多媒體中央控制器和投影機連接起來，對投影機進行控制。當然根據投影機的品牌和型號，在中央控制器中要設置投影機控制碼。

在一些便攜式投影機上(例如:Panasonic PT-UX71)，為了節省空間，串行接口也可能采用變形了的圓形接口，針腳仍然為9個，但形狀和S-視頻端口類似。

4 線控接口

線控接口比較少見。在EPSON公司出品的4000流明工程教育專用投影機EB-G5150/G5100上，配置了一個線控插孔，可以用長達20米的線纜把投影機和遙控器連接起來，對投影機進行控制。

五 投影機的綜合接口

1 USB接口

標準大小的USB接口有兩種:長方形的A型，缺兩個角的方形的B型。除此之外，還有更小的Mini-USB接口。無論哪一種接口，里面都有四條連接線:+5V，數據信號負極，數據信號正極，接地。USB1.1理論傳輸速率為12Mbps(1.5MB/s)，USB2.0的是480Mbps(60MB/s)，而最新推出的USB3.0則高達5Gbps(625MB/s)，與HDMI接口相當，足以滿足高清視頻傳輸的需要。

(1)USB連線投影

USB接口在電腦上非常普及，用戶的接受程度也很高，投影機的USB連接輸出自然深受歡迎。USB接口是一種綜合接口，既可以傳輸視頻、音頻，也可以輕松實現鼠標控制功能。使用USB接口還可以實現即插即投，無需切換投影機的輸入信號源。

從技術上來看，多數USB視頻連接技術基于由DisplayLink公司研發的DisplayLink技術，該技術允許使用者通過USB接口直接連接投影機傳輸視頻信號。在具體應用中，用戶只需要在電腦上安裝DisplayLink驅動，負責GPU與CPU之間的信號轉換和自動調制;DisplayLink可通過自適應壓縮技術，自動根據CPU和USB帶寬的情況壓縮視頻內容;壓縮的數據包通過USB電纜快速傳送到DisplayLink設備上，讓用戶幾乎感覺不到延遲;如果高速DisplayLink芯片嵌入顯示設備或適配器上，則可以直接傳送視頻或圖形數據。應用了該技術的投影機產品可以非常簡單、方便地連接到電腦。該技術允許用戶用USB虛擬遙控器直接控制投影機，用戶還可以利用USB接口連接多臺投影機組成投影幕墻，實現超大畫面輸出。[5]

(2)用USB接口，存儲卡插槽實現無PC投影

有的投影機上的USB接口可以實現無PC投影，把U盤、MP3播放器、數碼相機等USB設備中儲存的圖片、電影、聲音等直接播放出來。這樣的機器往往還會配置SD、CF等常見的存儲卡插槽，可以直接播放存儲卡中的內容。由于技術的限制，無PC投影對圖片、電影、音樂等的文件格式會有限制，例如EPSON的EB-C1915，EB-C1925W只能播放JPEG格式的圖片，而對于最常用的PowerPoint演示文稿則需要用專用的軟件進行格式轉換，轉換成PowerPoint Converted Scenario文件后才能播放。雖然有限制，但是脫離電腦，只用一張存儲卡或者一個U盤，加上一臺投影機就可以投影，這對于那些要經常攜帶筆記本電腦和便攜式投影機出差的用戶，無疑是最大的福音。

2 網絡接口

(1)網絡監控

標稱是“教育專用”的投影機，往往會配置一個RJ45以太網絡接口，通過局域網或者互聯網可以對投影機進行監測和控制。用戶可以為每一臺投影機設置IP地址，可以通過網頁瀏覽器監測投影機狀態和更改設置;投影機也可以用電子郵件的方式報告燈泡和風扇的使用狀態，用戶可以隨時隨地了解投影機情況，更能及時獲知出錯故障信息;投影機上的網絡接口一般會遵循SNMP(簡單網絡管理協議)，也會符合PJLink的監控統一標準，可以對多臺不同的投影機進行中央控制和集中管理，這樣學校內的管理人員就可以在電腦屏幕前對幾十臺、幾百臺投影機進行監控和管理了。

PJLink是由JBMIA(Japan Business Machine and Information System Industries Association日本商業機器和信息系統工業協會)制定的，是操作和控制數據投影機的一個統一標準，用來保證不同廠商生產的投影機的中央控制器遵循統一的接口和協議，能被一個控制器來集中管理。[6]

(2)網絡投影

網絡投影就是利用有線或者無線網絡來把電腦上的圖像和聲音傳輸至投影機投射出來。

為了控制成本，有的投影機僅配置了有線網絡接口，有的投影機僅配置了無線網絡接口。但兩者可以方便地進行轉換。例如，EPSON的EB-C1910，EB-C1830投影機可以通過加配無線路由器，將有線網絡投影升級為無線網絡投影。EPSON的EMP-1715投影機，在不能或不宜使用無線連接的情況下，可以通過加裝一個以太網卡模塊將無線連接方式轉換成有線連接。

美國電氣與電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronics Engineers)IEEE802委員會制訂了一系列的WLAN無線局域網標準。802.11g提供54Mbps的傳輸速率，而802.11n可以提供300Mbps，甚至高達600Mbps。無線網絡投影不僅可以使投影擺脫線纜的束縛，部署更加便捷，使用更加靈活，而且可以衍生出一些新的應用模式。

一對多模式:即一臺電腦連接多臺投影機。例如，EPSON的EB-C1910，C-1830投影機，使用網絡連接方式，一臺電腦可以同時控制四臺投影機，并可同時投射出四個相同或者不同的畫面，或者橫向拼接成寬屏圖像，滿足用戶的特殊應用。

多對一模式:即多臺電腦連接一臺投影機，可以隨意切換來自不同電腦的圖像投射到屏幕上。Panasonic 的PT-BW10NT投影機，可以工作在多現場模式下。其中的四窗口模式可以把四臺電腦的圖像同時投射到屏幕上;擴展索引模式可以把多達16臺電腦的圖像同時投射到屏幕上;索引模式可以投射出一個主屏圖像和4個副屏圖像。

松下公司的該款投影機，可以實現選擇性區域傳輸，通過切換顯示圖像各區域，可以指定需要放大的內容并將該區域顯示于投影屏幕上。該款機器還設計了一個模擬遙控器，遙控器圖標顯示在電腦屏幕上，坐在電腦前面就可以輕松地操作投影機，而且在真的遙控器丟失損壞后也不用著急了。

為了解決無線連接設置復雜的問題，有的產品也進行了貼心的設計，一切為用戶考慮。EPSON的EB-C1915，EB-C1925W兩款投影機，就可以選配一個類似U盤的Quick Wireless Connection Key(快速無線連接鑰匙)， 先將其插入投影機，然后拔出再插入PC，即完成了無線連接的全部設置，投影機會在幾秒后自動識別PC信息開始投放。

當把具有網絡功能的投影機接入到Internet時，可以在相距甚遠的不同會議室之間進行投影畫面共享。例如，Sony的VPL-CX125/155/CW125等機型就為遠程會議等應用提供了支持。

Windows Vista 操作系統中的“附件”中有一個“Connect to a Network Projector wizard，網絡投影機連接向導”，運用這一向導，可以搜索到網絡上的投影機，在建立起網絡投影演示后，會出現一個“Network Presentation dialog box(網絡演示對話框)”，提供Pause/Resume， Disconnect等按鈕，供用戶來操作。[7]將網絡投影機應用軟件集成到操作系統中，極大地方便了用戶，很利于網絡投影技術的推廣。

3 HDMI

HDMI(High Definition Multimedia Interface) 即高清多媒體接口，由日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯合組成的HDMI組織研制。HDMI接口是為高清而生的，HDMI 1.2a的帶寬為4.95Gb/s，HDMI 1.3提供的帶寬達10.2Gb/s，最遠可傳輸15米，可以傳送無壓縮的8聲道數字音頻信號及1080p的高分辨率數字視頻信號。2009年6月由HDMI規范授權機構HDMI Licensing，LLC官方發布了HDMI 1.4的規范。HDMI 1.4 集成了高速以太網功能，還增加了一個音頻通道ARC，這個新通道能讓高清電視通過HDMI線把音頻直接傳送到A/V功放接收機上，無需另外一條線。HDMI 1.4支持更高的色彩空間。HDMI 1.4支持3D顯示器，并支持高清1080p的分辨率，同時還支持多種3D技術。而對于顯示器，其支持4K x 2K分辨率，支持30Hz刷新頻率下的 3840 x 2160和4096 x 2160分辨率。 NVIDIA的3D Vision Surround技術就是用HDMI1.4連接三臺顯示器，以全立體3D顯示的方式呈現身臨其境的視覺效果。

HDMI支持HDCP(High Definition Copyright Protection，高清版權保護協議)，HDMI還具有“即插即用”的特點，信號源和顯示設備之間會自動進行“協商”，自動選擇最合適的視頻、音頻格式。HDMI接口中有一條熱拔插探測線，因而可以支持熱拔插。HDMI在針腳上和DVI兼容，只是采用了不同的封裝，使得接口更小，線纜更細。[8]

HDMI接口有三種型號，A型為19個針腳;B型為29個針腳，可傳輸HDMI A type兩倍的TMDS數據量， 相當于DVI Dual-Link傳輸， 用于傳輸高分辨率圖像(WQXGA 2560x1600以上);C型總共有19pin， 可以說是縮小版的HDMI A type， 但腳位定義有所改變， 主要是用在便攜式裝置上。

4 DisplayPort接口

DisplayPort 是VESA發布的標準，這是一種針對所有顯示設備(包括內部和外部接口)的開放標準。Display Port問世之初提供的帶寬就高達10.8Gb/s，而且為以后的提升預留了空間，即使DisplayPort采用新的2X速率標準(21.6Gbps)，接頭和接線也不必重新進行設計。

和HDMI一樣，Display Port也允許音頻與視頻信號共用一條線纜傳輸，支持多種高質量數字音頻。在四條主傳輸通道之外，Display Port還提供了一條功能強大的輔助通道。該輔助通道的傳輸帶寬為1Mbps，最高延遲僅為500μs，可以直接作為語音、視頻等低帶寬數據的傳輸通道，另外也可用于無延遲的游戲控制。

DisplayPort具備高度的可擴展特性，要讓它同時傳輸多條視頻或音頻流也并非難事。畫中畫、分屏顯示功能對于DisplayPort而言就是“小菜一碟”，一條Display Port連接線最高可支持6條1080i或3條1080p視頻流。AMD的單GPU多顯示輸出技術ATI Eyefinity的實現就是得益于DisplayPort接口:AMD在GPU內集成了六條DisplayPort輸出信道，每條信道連接一臺顯示器，全部由一個顯示引擎驅動，可以輕松地搭建6屏幕顯示墻。

DisplayPort使用Philips為DisplayPort制訂的一套內容防拷協議，版權保護技術比HDMI的HDCP更加可靠。當然，DisplayPort的架構更富彈性，廠商也可根據需要選擇其他內容保護協議。[9]

顯而易見，DisplayPort接口相比HDMI接口而言，有過之而無不及。更重要的是DisplayPort實行免費政策，不像HDMI那樣征收授權費，因而更受青睞。

5 電視射頻輸入端口(RF， Radio Frequency，無線電射頻)

在投影機內加入一個電視節目接收模塊，投影機就搖身一變，成為一臺大屏幕電視機。在投影機上就多了一個電視射頻輸入接口，插上天線就可收看電視節目。如紐曼這樣的新興廠商，就把投影電視機作為賣點，并且以1000-3000元的低價銷售，有力地增加了投影機在普通百姓中的知曉度和認可度。

RF的成像原理是將視頻信號(CVBS， Composite Video Broadcast Signal，復合視頻廣播信號)和音頻信號(Audio)相混合編碼后輸出， 然后在顯示設備內部進行一系列分離/ 解碼的過程輸出成像。

六 投影機接口的發展特征

隨著投影機的發展，投影機的接口也在不斷發展。當前投影機接口的發展呈現出了數字化、高速化、集成化、輕便化等顯著特點。

數字化是大勢所趨，接口提供的帶寬、速率也越來越高，唯有如此，才能對方興未艾的高清視頻，3D立體視頻等提供支持。但是數字接口全面替代模擬接口絕非一蹴而就的事情，模擬接口表現出了頑強的生命力，淘而不汰，滿足用戶的多樣化需要，保證已有設備的繼續使用。

用戶總是希望產品易用好用。投影機的接口發展呈現出集成化的特點，一個接口既可以傳輸視頻，也可以傳輸音頻，還可以傳輸控制信號，真正實現“一線通”，甚至是“無線通”，避免繁瑣的線纜連接。而且接口和線纜的設計也追求輕便小巧，粗大笨重自然不為人所愛。

窺一斑而知全豹，透過投影機的接口我們可以了解投影機技術的不斷改進，用戶體驗的不斷改善。不斷創新并且體貼用戶，這就是投影機的發展之道。

參考文獻

[1] PConline數字家庭什么是色差分量接口?[EB/OL].

< http://family.pconline.com.cn/playtv/mcjs/0707/1048437.html.>

[2][3][8] 電腦報. 液晶顯示器維修手冊[M].重慶:電腦報電子音像出版社， 2009:86-88.

[4] 蔡皖東.計算機網絡(第3版)[M].西安:西安電子科技大學出版社，2007:29.

[5] 阿勻.光影魔術師——熱門投影技術與功能解析[N].電腦報，2009-11-16(20).

[6] JBMIA .What’s PJLink ? [EB/OL].

[7] Microsoft. Giving a presentation over a network[EB/OL].

[9] 百度百科. DisplayPort接口[EB/OL].