隨著影音接口DisplayPort 與HDMI兩種不同規(guī)格的發(fā)展，電視與屏幕的廠商從過(guò)去到近期都將顯示分辨率的「10K,8K,4K」當(dāng)做商品宣傳的重點(diǎn)，不過(guò)在缺乏可相對(duì)應(yīng)的10K,8K影音播放來(lái)源的情況下，顯示器廠商大部分轉(zhuǎn)向以HDR作為宣傳的重點(diǎn)來(lái)向使用者說(shuō)明HDR帶來(lái)的精致畫質(zhì)呈現(xiàn)。

什么是HDR(High Dynamic Range)？舉個(gè)例，以大家使用相機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，在拍暗的景色要對(duì)焦才拍得清楚，而拍亮的地方也要對(duì)焦才拍的清楚，那么如果把這二張圖中暗的地方跟亮的地方合并起來(lái)，就可以在一張圖中可以同時(shí)看到亮的地方跟暗的地方，那么這就是一張HDR照片(也就是說(shuō)顏色對(duì)比更鮮明，照片更接近真實(shí)影像的色彩)。電視與屏幕的HDR其實(shí)也是與HDR照片有相同高細(xì)節(jié)效果，會(huì)指定用至少顏色深度10 bit以上來(lái)呈現(xiàn)更多色彩、使用的color space的標(biāo)準(zhǔn)像是色域BT.2020，以及使用可達(dá)最大亮度及最小暗度，來(lái)呈現(xiàn)HDR精致畫面給使用者。

目前推廣HDR著名國(guó)際組織有VESA(DisplayHDR)、UHDA、HDR10+，相關(guān)對(duì)應(yīng)Logo如下，用戶可易識(shí)別出來(lái)產(chǎn)品是否有支持相對(duì)應(yīng)的HDR功能

復(fù)雜HDR生態(tài)鏈的潛在風(fēng)險(xiǎn)

雖然以上三個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有推出Logo驗(yàn)證測(cè)試，通過(guò)驗(yàn)證的產(chǎn)品才能使用其Logo做為消費(fèi)者質(zhì)量把關(guān)的依據(jù)。由于市場(chǎng)上HDMI跟DisplayPort接口都可以支持Static/Dynamic HDR傳輸，同時(shí)也是市場(chǎng)上最常見(jiàn)兩大影音接口的主流，因此市場(chǎng)上也出現(xiàn)「HDMI to DisplayPort」或「DisplayPort to HDMI」的轉(zhuǎn)換芯片，這使得DisplayPort跟HDMI的裝置可以透過(guò)內(nèi)建DP to HDMI or HDMI to DP芯片的Dongle(轉(zhuǎn)換器)來(lái)相連接。以上轉(zhuǎn)換的過(guò)程也造成錯(cuò)綜復(fù)雜HDR生態(tài)鏈，因?yàn)镠DMI HDR與DP HDR產(chǎn)品的生態(tài)鏈都有復(fù)雜問(wèn)題，甚至是DP to HDMI HDR產(chǎn)品交錯(cuò)的產(chǎn)品生態(tài)鏈復(fù)雜程度更深！此篇文章便是率先討論最錯(cuò)綜復(fù)雜DP to HDMI HDR生態(tài)鏈，后續(xù)的系列文章會(huì)針對(duì)個(gè)別生態(tài)鏈問(wèn)題作探討。

以下為百佳泰（Allion）專業(yè)工程師針對(duì)DP to HDR實(shí)務(wù)上所做的研究與說(shuō)明：

現(xiàn)在的Sink(信號(hào)接受端)產(chǎn)品，都有HDMI的接口但不一定有DP接口，而越來(lái)越多Source(信號(hào)傳送端)產(chǎn)品的廠商推出的產(chǎn)品只有搭載USB-C接口，故會(huì)需要一條USB-C to HDMI cable來(lái)把HDMI Sink 產(chǎn)品連接起來(lái)。由于HDMI 2.0規(guī)格也有支持HDR功能，而DP1.4也有支持HDR，所以DP Source 連接到HDMI Sink也是可以實(shí)現(xiàn)HDR功能，但作為連接線的USB-C to HDMI cable也是必需支持HDR的功能(如接連下圖所示)。

百佳泰實(shí)測(cè)以下有支持HDR的USB-C to HDMI Dongle，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不同的現(xiàn)象。第一個(gè)是luminance(亮度)：例如在直接用HDMI 線纜連接到一臺(tái)HDMI HDR Source system時(shí)候，使用者的HDMI HDR Monitor/TV最佳的亮度可以達(dá)到600 nits。但是如果是連接到一臺(tái)DP HDR Source system，它亮度會(huì)下降，且這個(gè)變化是人的眼睛可容易識(shí)別出來(lái)。

另一個(gè)是Color Gamut Performance的改變，在HDR Monitor/TV的測(cè)試中，Color Gamut Performance的檢測(cè)是是關(guān)系到顯示器呈現(xiàn)物體色彩的表現(xiàn)，也是用戶有可能感覺(jué)到出差異的地方(同時(shí)也是面板顯示標(biāo)準(zhǔn)組織都會(huì)制定規(guī)格及要求檢驗(yàn)的項(xiàng)目)。

以下圖來(lái)說(shuō)，黑色的三角形為DCI-P3的規(guī)格要求，而紅色三角形是Monitor/TV，用光學(xué)設(shè)備所量出來(lái)的Color Gamut效能。要如何判斷顯示器的Color Gamut效能好壞，則要比較紅色與黑色三角形的重迭的部份跟黑色三角形的面積比，這個(gè)比例愈大愈好。

了解了上述的簡(jiǎn)介，來(lái)對(duì)應(yīng)到百佳泰實(shí)際在USB-C to HDMI 線纜的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)以下圖表狀況：可清楚看到下方的紅色三角形比上圖的紅色三角形形狀不同，可以看出顯示器的Color Gamut被 USB-C to HDMI線纜給改變了，這個(gè)改變會(huì)使的原本HDR顯示器無(wú)法呈現(xiàn)良好色彩度。

VESA協(xié)會(huì)推出DisplayHDR認(rèn)證測(cè)試，僅有對(duì)HDR面板產(chǎn)品檢測(cè)，并無(wú)針對(duì)DP Source產(chǎn)品及USB-C to HDMI/DVI Dongle產(chǎn)品做檢測(cè)，故可能會(huì)導(dǎo)致上述亮度與色彩度受到影響的狀況。若消費(fèi)者買了HDR產(chǎn)品，在啟動(dòng)HDR功能后，卻達(dá)不到HDR Ecosystem應(yīng)有的HDR Performance表現(xiàn)，且消費(fèi)者也找不出產(chǎn)生問(wèn)題的根源，恐會(huì)對(duì)HDR產(chǎn)品的廠商商譽(yù)產(chǎn)生不信任。

百佳泰針對(duì)HDR的解決測(cè)試方案

Allion針對(duì)上述的各種狀況，推出了「DisplayPort ?Advanced Test Program」，透過(guò)此方案來(lái)解決VESA協(xié)會(huì)測(cè)試不足的部份。通過(guò)了DisplayPort ?Advanced Test Program認(rèn)證測(cè)試，等于得到VESA DisplayPort的認(rèn)證且多了質(zhì)量的保障。而百佳泰協(xié)助的 ITE半導(dǎo)體的HDR-Capable DP to HDMI2.0 Converter IC(IT6564)，是第一個(gè)通過(guò)這個(gè)DisplayPort Advanced Test Program認(rèn)證測(cè)試，可做為質(zhì)量的擔(dān)保。

認(rèn)證書如下圖:

關(guān)于未來(lái)HDR問(wèn)題的延伸探討

無(wú)論是HDMI HDR與DP HDR產(chǎn)品本身轉(zhuǎn)換的過(guò)程恐就已令人霧里看花，若涉及到各產(chǎn)品的生態(tài)鏈，復(fù)雜程度又更深。百佳泰于認(rèn)證測(cè)試領(lǐng)域已有近30年的經(jīng)驗(yàn)，若有需要任何咨詢或認(rèn)證的需求，還請(qǐng)聯(lián)系百佳泰

下一篇我們將針對(duì)以下案例做技術(shù)分享：

DisplayHDR Source進(jìn)行應(yīng)用實(shí)務(wù)分析：

• 由于DisplayHDR并沒(méi)有針對(duì)Source端做認(rèn)證測(cè)試，探討DispalyHDR Soruce的設(shè)計(jì)可否對(duì)DisplayHDR顯示器產(chǎn)生正向的效果？

DP HDR to HDR10+實(shí)務(wù)分析：

• 由于DP to HDMI 芯片的使用，所以可使DP Source透過(guò)HDMI連接到HDR10+ 顯示器。就技術(shù)上的觀點(diǎn)來(lái)看，這類的芯片需要考慮到DP使用 static HDR技術(shù)：如轉(zhuǎn)換到HDR10+ 時(shí)需使用Dynamic HDR技術(shù)。同時(shí)也需要考慮的連接狀況還有一種DP也有支持Dynamic HDR，就是DP使用 Dynamic HDR技術(shù)：如轉(zhuǎn)換到HDR10+時(shí)需使用Dynamic HDR技術(shù)。

DisplayPort 1.4技術(shù)

DisplayPort 1.4（以下簡(jiǎn)稱DP 1.4）為VESA推出的最新規(guī)格，相較于DP 1.2，DP 1.4加入了顯示壓縮串流（Display Stream Compression; DSC）功能，該技術(shù)壓縮比高達(dá)3:1，可在同帶寬條件支持更高分辨率以及更新頻率。除了DSC技術(shù)，DP 1.4更新增了前向錯(cuò)誤更正（Forward Error Correction）、高動(dòng)態(tài)范圍數(shù)據(jù)封包（HDR meta transport），另針對(duì)影像輸出方面做了效能提升。

針對(duì)DP1.2到1.4的差異，可以參考以下表格一所列，相較于1.2， DP 1.4能夠傳遞更佳的分辨率、更豐富的色彩飽和度以及高動(dòng)態(tài)對(duì)比。而HDMI Forum也不約而同地，在本月初發(fā)表了HDMI 2.1的技術(shù)規(guī)格，HDMI 2.1在規(guī)格上不論帶寬亦或是影像輸出方面，看似都略勝DP 1.4一籌，不過(guò)HDMI 2.1的詳細(xì)規(guī)格跟測(cè)試規(guī)范得等到Q2、Q3才會(huì)逐漸明朗化，規(guī)格的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用方待年底揭曉，因此在此僅列表以供參考。

表格一：規(guī)格比較表

DisplayPort認(rèn)證測(cè)試（DisplayPort Compliance Test）

目前VESA協(xié)會(huì)制定的認(rèn)證測(cè)試規(guī)范，直接跳過(guò)DP 1.3，從DP 1.2一躍而至DP 1.4，由于DisplayPort是一運(yùn)用封包傳輸影像與聲音信息的影像接口，因此可以持續(xù)增加新的功能，同時(shí)維持良好的向下兼容性，所以廠商無(wú)須擔(dān)心產(chǎn)品兼容性之問(wèn)題。

DisplayPort替代模式（DisplayPort Alt Mode）

除了標(biāo)準(zhǔn)DP以及Mini-DP接口，DP技術(shù)亦可應(yīng)用在USB Type-C界面，也就是DP Alt Mode Over Type-C技術(shù)，DP Alt Mode擁有多樣性傳輸模式，亦可同時(shí)傳遞高分辨率影像、USB 數(shù)據(jù)以及電力；除了USB Type-C to Type-C傳輸接口，Type-C to DP/HDMI/VFA/DVI轉(zhuǎn)接器亦可作為DP溝通管道（參考圖例一）。

圖例一：Type-C to DP/HDMI/VFA/DVI轉(zhuǎn)接器

而HDMI協(xié)會(huì)亦于去年9月公告HDMI 替代模式（HDMI Alt Mode)，只需透過(guò)一個(gè) USB Type-C 對(duì) HDMI 傳輸線的轉(zhuǎn)接器（Source端為連接USB Type-C裝置；Sink端為連接HDMI），直接傳送 HDMI 的原生訊號(hào)、無(wú)須透過(guò)繁瑣的傳輸協(xié)議和連接轉(zhuǎn)接器或傳輸器（參考圖例二）。HDMI Alt Mode 支持HDMI 1.4b 功能，例如：分辨率高達(dá) 4K、音頻回傳信道 (ARC)、3D、HDMI 以太網(wǎng)信道以及消費(fèi)性電子控制 (CEC)。

圖例二：Type-C to HDMI轉(zhuǎn)接器/傳輸線（圖例來(lái)源為HDMI官網(wǎng))

不過(guò)相較于DP Alt Mode，HDMI Alt Mode功能性較單純，僅針對(duì)影音傳送；DP Alt Mode功能則較為多元（請(qǐng)見(jiàn)表格二DP Alt Mode和HDMI Alt Mode比較）。

表格二：DP Alt Mode與HDMI Alt Mode規(guī)格比較表

由于DP Alt Mode提供更彈性以及更多功能的用途（請(qǐng)參考圖例三），產(chǎn)品容易因?yàn)樵O(shè)計(jì)復(fù)雜性、協(xié)議溝通不良等，而造成產(chǎn)品間的兼容性問(wèn)題，故兼容性議題是廠商需要特別注意的重點(diǎn)之一。百佳泰備有超過(guò)百種USB Type-C設(shè)備，涵蓋手機(jī)、筆記本電腦、轉(zhuǎn)接器等市面上販賣之相關(guān)產(chǎn)品，能夠在兼容性測(cè)試方面，協(xié)助您發(fā)掘潛在問(wèn)題，進(jìn)而修正問(wèn)題。

圖例三：DP Alt Mode應(yīng)用

VESA最新的DP 1.4早期產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃已正式上路，百佳泰目前可提供DP所有相關(guān)認(rèn)證測(cè)試服務(wù)及技術(shù)咨詢；對(duì)于DisplayPort有相關(guān)問(wèn)題，或是想更了解DP 1.2 和 DP1.4認(rèn)證測(cè)試差異，歡迎徑洽百佳泰 service@allion.com。

表格三：百佳泰DisplayPort認(rèn)證服務(wù)

VESA協(xié)會(huì)于去年2月發(fā)布了DisplayPort 1.4版本(以下簡(jiǎn)稱DP)，此版本有更多新功能及特性，主要要求為DP Alt Mode技術(shù)搭配上具備DP功能的Type-C裝置，即可展現(xiàn)全面性的影音功能。為了推廣DP 1.4，近期VESA在亞洲有一系列的活動(dòng)，百佳泰于六月中陸續(xù)參與了VESA在日本、臺(tái)灣、中國(guó)舉辦的記者會(huì)及研討會(huì)，此篇文章為分享VESA協(xié)會(huì)最新信息予讀者。

Type-C產(chǎn)品是目前最受矚目的議題，Type-C搭載的DP Alt mode能執(zhí)行USB數(shù)據(jù)和影音的傳輸，因此手機(jī)、顯示器、VR裝置等設(shè)備皆能透過(guò)Type-C及DisplayPort的加持，展現(xiàn)更佳的視覺(jué)體驗(yàn)。

這次在VESA在媒體發(fā)表會(huì)中，由VESA標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證經(jīng)理Jim Choate為大家介紹最新的技術(shù)，首先他提出DisplayPort 1.4比之前的版本(DisplayPort 1.3)有50%以上的性能提升，此次版本有許多更新，如顯示串流壓縮技術(shù)(DSC)、指向性糾錯(cuò)(FEC)具可靠性、通過(guò)多流傳輸(MST)可在單一的視頻接口上接上多個(gè)顯示器等。除了以上更新之外，DisplayPort1.4亦維持DP原有的獨(dú)特性，可支持之前的高清音頻格式，藉由轉(zhuǎn)換器也可以支持VGA、DVI、HDMI等視頻標(biāo)準(zhǔn)。

Jim Choate也于現(xiàn)場(chǎng)介紹了DP標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率的演進(jìn)，目前最新的DP1.4已經(jīng)可以提供到8.1Gbps，亦可支持5K或8K的最大分辨率。對(duì)于耗能的問(wèn)題，Jim表示「無(wú)論是4K或8K，都要確保來(lái)源端及接收端具備相應(yīng)的能力(意指能夠支持這么高的分辨率)。以手機(jī)為例，雖然HBR3中可以支持8K，但是手機(jī)的電池電量或是GPU可能無(wú)法完整支持8K所需的效能。所以在追求高分辨率時(shí)，也要考慮到什么樣的情境需要使用到8K這么高的分辨率，此外還有8K影像內(nèi)容是否容易取得?！挂虼?，無(wú)論是8K或4K，其分辨率還是取決于具體的應(yīng)用。

Jim Choate表示USB Type-C搭載的DP Alt Mode是利用USB Type-C接口來(lái)實(shí)現(xiàn)DP的功能，可視為USB Type-C接口的一種功能延伸。由于未來(lái)USB Type-C的接口可以支持正/反兩面插拔、10Gbit/s高速傳輸、供電率從BC 1.2版本的7.5W一躍而升至100W等特性，將能夠提供開發(fā)者更佳的環(huán)境，開發(fā)出具有差異化的產(chǎn)品。

Jim Choate也于現(xiàn)場(chǎng)舉了一些USB Type-C和DP的應(yīng)用范例(如下圖)。第一個(gè)范例為裝置充電。第二個(gè)范例為中間的Dock鏈接不同設(shè)備，可以同時(shí)進(jìn)行USB 2.0 或 USB 3.1的數(shù)據(jù)傳輸，從筆電輸出的訊號(hào)將會(huì)通過(guò)Dock傳送至屏幕，同時(shí)亦可以轉(zhuǎn)換支持HDMI, VGA, DVI等視頻輸出。第三個(gè)范例為一條USB-C to C的線纜，最多可乘載4條DP通道，DP可以與USB3.1在同一條Type-C線纜上使用，如此一來(lái)就有兩條高速通道可供DP使用。而USB PD的功能，可以提供最高20V的可變電壓，最多可提供到100W的功率。

DP測(cè)試預(yù)計(jì)2016下半年度正式開跑

由于Type-C的測(cè)試認(rèn)證非常復(fù)雜，VESA協(xié)會(huì)此次率先提出DP Alt Mode標(biāo)準(zhǔn)的早期認(rèn)證程序。百佳泰業(yè)務(wù)經(jīng)理周成怡小姐也于現(xiàn)場(chǎng)分享在Type-C的早期階段，百佳泰是如何協(xié)助廠商解決各種測(cè)試挑戰(zhàn)，周小姐表示「根據(jù)我們的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)新規(guī)格產(chǎn)品的確存在一些問(wèn)題，而這些問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致不愉快的使用者體驗(yàn)甚至是安全性疑慮，因此VESA協(xié)會(huì)所推廣的LOGO認(rèn)證非?；厩抑匾??！雇高^(guò)第三方公正單位的驗(yàn)證及測(cè)試，將能夠協(xié)助廠商在上市前能夠有良好的質(zhì)量管理，也可有效降低之后廠商可能面臨的客訴、維修等問(wèn)題。

Jim Choate也于會(huì)中提及，DP的相關(guān)測(cè)試規(guī)范將于2016第三季就緒，對(duì)于DP Alt Mode的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，測(cè)試及認(rèn)證屬于非常重要的步驟，其中有許多細(xì)節(jié)需要注意，百佳泰也會(huì)陸續(xù)追蹤相關(guān)進(jìn)度，并快速提供信息給我們的客戶。

目前Type C/DP ALT Mode相關(guān)規(guī)格中可以進(jìn)行的測(cè)試，包含了VESA協(xié)會(huì)提供的DP Alt Mode的認(rèn)證、USB Type C的預(yù)先測(cè)試。另外，如果產(chǎn)品有支持Intel Thunderbolt接口的部分，百佳泰皆可提供測(cè)試服務(wù)。

新規(guī)格有突破性的便利，就有突破性的難題需要去解決。周小姐表示「百佳泰從眾家品牌商和客戶那都聽到了一樣的心聲， USB Type-C / DP Alt mode的產(chǎn)品互搭配組合變化實(shí)在是太龐大，他們無(wú)法像從前的接口一樣，規(guī)劃出具有高度信心水平的檢查方式，加上這些周邊配件的質(zhì)量參差不齊，實(shí)在令眾家品牌廠傷透腦筋?！?/span>

百佳泰因應(yīng)客戶的需求，以我們既有的測(cè)試資源，發(fā)展了一套Allion Total Solutions，協(xié)助生產(chǎn)USB Type-C / DP Alt mode產(chǎn)品的廠商理出一些頭緒，并根據(jù)我們多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)相關(guān)產(chǎn)品。其中從5個(gè)面向來(lái)包覆產(chǎn)品，全方位的為產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)。

1. 從產(chǎn)品初期的 Cable connector的選料把關(guān)

2. 到產(chǎn)品驗(yàn)證階段時(shí)，使用我們Allion自行開發(fā)的Power Delivery檢測(cè)工具

3. 借著我們龐大豐富的消費(fèi)性產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)與其他各種產(chǎn)品的互操作性檢查

4. 進(jìn)行USB以及Power Delivery的Pretest

5. 不可或缺的DP Early certification

若您有任何DisplayPort相關(guān)認(rèn)證問(wèn)題，歡迎逕洽百佳泰: service@allion.com