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信号方式と映像インタフェース

低頻約 18 分入出力デバイス

概要

本ユニットでは、すべての入出力インタフェースの土台となるアナログ/デジタルの信号区分を学び、その応用としてディスプレイ接続に使う映像インタフェース(アナログRGB・DVI・HDMI・DisplayPort)の種類と特徴を整理します。各規格が信号方式・音声対応の有無でどう違うかは試験で問われやすい頻出の観点です。

用語6

アナログ

連続的に変化する量で情報を表す信号方式。電圧などが滑らかに変化する。

アナログとは、電圧や電流などの大きさを連続的に変化させて情報を表す方式です。波形がなめらかな曲線を描くのが特徴で、音声や映像など本来連続的な情報をそのまま扱えます。 一方で、伝送の途中で混入したノイズも信号と区別しづらく、距離が長いほど劣化しやすい弱点があります。試験では、0と1で表すデジタルとの対比で問われ、「連続=アナログ」「離散(段階的)=デジタル」と区別できることが重要です。映像インタフェースではアナログRGBがこの方式の代表例です。

たとえアナログ時計の針のように、目盛りの間も連続して滑らかに動くイメージ。坂道をなめらかに上り下りする様子に近いです。

記憶フックアナログといえば連続的に変化する信号

アナログ

連続的に変化

なめらかな波形

ノイズに弱い

デジタル

0と1の離散値

段階的な波形

ノイズに強い

デジタル

0と1の離散的な値で情報を表す信号方式。段階的に変化する。

デジタルとは、情報を0と1の組み合わせ(離散値)で表す方式です。値が段階的(とびとび)に変化するのが特徴で、コンピュータ内部のデータ処理はすべてこの方式で行われます。 ノイズが混入しても0か1かを判定し直せるため復元しやすく、劣化に強い・複製しても品質が落ちにくいという利点があります。試験ではアナログとの対比が頻出で、「連続=アナログ」「離散=デジタル」と押さえます。映像インタフェースではHDMIやDisplayPortがデジタル方式の代表で、近年の主流です。

たとえデジタル時計の数字のように「12:00」「12:01」と段階的に切り替わるイメージ。階段を一段ずつ上るように値が飛び飛びに変わります。

記憶フックデジタルといえば0と1の離散的な信号

アナログRGB

赤緑青の色信号をアナログ伝送する映像インタフェース。VGA端子が代表。

アナログRGBは、映像を赤(R)・緑(G)・青(B)のアナログ信号として送る、古くからある映像インタフェースです。パソコンとディスプレイの接続に長く使われ、台形状のD-Sub 15ピン(VGA)端子が代表的です。 アナログ方式のため伝送時に画質が劣化しやすく、解像度が高いほど不利になります。試験では、後述のDVI・HDMI・DisplayPortがデジタル中心なのに対し、アナログRGBは「アナログ方式の映像インタフェース」である点が区別のポイントです。

たとえ昔ながらのアナログ放送のテレビ配線のように、信号を生のまま流す方式。長い配線や高画質ではノイズで画面が乱れやすいイメージです。

記憶フックアナログRGBといえばVGA端子のアナログ映像伝送

DVI

デジタル映像伝送に対応した映像インタフェース。アナログ対応の種類もある。

DVI(Digital Visual Interface)は、パソコンとディスプレイをつなぐ映像インタフェースで、デジタル映像を高画質に伝送できます。アナログRGBからデジタル映像への橋渡しとなった規格で、種類によってはアナログ信号にも対応します。 映像専用で音声は流せない点が、映像と音声を一本で送るHDMIとの違いです。試験では、アナログRGB(アナログ)とHDMI/DisplayPort(デジタル+音声)の中間に位置づけ、「DVIはデジタル映像中心で音声は非対応」と整理できることがポイントです。

たとえアナログ放送からデジタル放送への移行期にあたる規格。両方の言葉を話せる通訳のように、デジタルを基本にアナログにも橋渡しできるイメージです。

記憶フックDVIといえばデジタル映像中心で音声なしの映像インタフェース

HDMI

映像と音声を1本のケーブルでデジタル伝送する映像インタフェース。

HDMI(High-Definition Multimedia Interface)は、デジタルの映像と音声を1本のケーブルでまとめて伝送できる映像インタフェースです。テレビ・レコーダー・ゲーム機などの家電(AV機器)やパソコンで広く使われています。 映像専用で音声を送れないDVIと違い、音声も一緒に送れるのが最大の特徴で、配線がすっきりまとまります。試験では、この『映像+音声を一体でデジタル伝送』という点が頻出で、本ユニットの映像インタフェースの中でも最も出題頻度が高い用語です。

たとえテレビとゲーム機をつなぐおなじみのケーブル。映像と音声を一本の管でまとめて運ぶ「合流した水道管」のようなイメージです。

記憶フックHDMIといえば映像と音声を1本でデジタル伝送

DisplayPort

映像と音声をデジタル伝送する、主にパソコン向けの映像インタフェース。

DisplayPort(ディスプレイポート)は、デジタルの映像と音声を伝送できる映像インタフェースで、主にパソコンやモニタの接続に使われます。高い解像度・リフレッシュレートに対応しやすく、複数画面の接続にも向いています。 家電を中心に普及したHDMIと並ぶデジタル映像インタフェースで、用途がパソコン寄りという違いがあります。試験では、HDMIと同じく『映像+音声をデジタル伝送するインタフェース』として、アナログRGBやDVIと対比して押さえておきましょう。

たとえHDMIがテレビ向けの定番なら、DisplayPortはパソコン売り場の定番という関係。同じ役割を持つ別ブランドの接続口のようなイメージです。

記憶フックDisplayPortといえばパソコン向けのデジタル映像インタフェース

映像インタフェース

アナログ方式

デジタル方式

アナログRGB(VGA)

DVI(映像のみ)

HDMI(映像+音声)

DisplayPort(映像+音声)

まとめ

要点

  • 信号方式は「連続的に変化するアナログ」と「0と1の離散値で表すデジタル」に大別され、すべての入出力インタフェースの前提となる。
  • デジタルはノイズに強く劣化しにくいため、近年の映像インタフェースはデジタルが主流になった。
  • 映像インタフェースのうちアナログRGB(VGA)はアナログ方式、DVI・HDMI・DisplayPortはデジタル方式に分類される。
  • DVIは映像中心で音声非対応、HDMIとDisplayPortは映像と音声を1本でまとめて伝送できる点が違い。
  • HDMIは家電(AV機器)中心、DisplayPortはパソコン中心という用途の違いがあり、HDMIは本ユニット内で最頻出の用語。

記憶フック一覧

  • アナログ: アナログといえば連続的に変化する信号
  • デジタル: デジタルといえば0と1の離散的な信号
  • アナログRGB: アナログRGBといえばVGA端子のアナログ映像伝送
  • DVI: DVIといえばデジタル映像中心で音声なしの映像インタフェース
  • HDMI: HDMIといえば映像と音声を1本でデジタル伝送
  • DisplayPort: DisplayPortといえばパソコン向けのデジタル映像インタフェース

関連の過去問演習は今後のアップデートで追加予定です。