Miracast是由Wi-Fi联盟于2012年所制定,以Wi-Fi直连(Wi-Fi Direct)为基础的无线显示标准。支持此标准的3C设备可透过无线方式分享视频画面,例如手机可透过Miracast将视频或照片直接在电视或其他设备播放而无需任何连接线,也不需透过无线热点(AP,Access Point)。

 

当使用者希望在设备间无线分享设备的画面内容时,毋须再透过繁复的手续连接传输线或进行设定,而能彼此识别、彼此连结,并能管理链接,根据设备的功能与网络条件,协调合适的影音传输格式,让影音画面能在不同的装置间串流分享。


利用Miracast技术,使用者不再需要寻找各种规格的线材与转换器,亦毋须确认用于连接设备的正确接头。除此之外,智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机等设备不再需要设计各种连接接口,就能与其他的输出设备,如电视机、机顶盒(STB)、投影仪、音响、耳机等连接,即可将多媒体与应用服务的内容在远程影音设备上播放。


镜像技术


镜像技术(Mirroring Technology)是数字生活网络联盟(DLNA)推出的技术方案或虚拟网络运算(VNC)技术混淆。DLNA技术的用途是多媒体档案(音乐、图片、影片)的分享;而VNC强调的是远程桌面的控制,本文讨论的镜射技术则是强调个人装置上的声音画面分享,不限于任何文件格式及服务应用。


与镜像技术相关的技术主要有苹果(Apple)的AirPlay Mirroring、英特尔(Intel)的WiDi、AMD 的AWD 3.0、WiGig联盟的WiGig、晶像(Silicon Image)UltraGig(Wireless HD)、WHDI联盟的无线数字家庭接口(WHDI)、汽车联机联盟(Car Connectivity Consortium)的MirrorLink,以及Miracast。除WiGig及UltraGig使用的是60GHz的频段,其他的技术都是使用2.4GHz或5GHz的频段,不同的技术也有不同的传输速率及影音格式的规范。


AirPlay Mirroring凭借着其iOS及Mac装置的热卖,在此技术领域占有一定的比例;WiDi以内建于英特尔笔记本电脑平台上的优势打入市场;WiGig技术的传输率可到达7Gbit/s,2013年初又与Wi-Fi联盟合并,因此未来的发展值得关注。UltraGig的传输率可到达28Gbit/s,不过该技术由晶像独占,得看设备制造商是否愿意采用;WHDI也由于其独占性,须看制造商是否支持;MirrorLink主要的应用目标是在车载系统,并同时定义有线及无线的应用,由于是汽车联机联盟主推,因此比较有机会被车商所采用;而Miracast由Wi-Fi联盟提出,并基于既有的Wi-Fi技术,容易与现有的无线产品结合,因此开发厂商较多,特别是英特尔宣布WiDi3.5版将与Mircast兼容。由此可见,Miracast是最被看好的一项技术,自从2012年9月中开放认证后,已有数十项产品通过认证,经认证的产品数量也陆续增加中。


兼容技术


Miracast建立在其他几项Wi-Fi联盟所发展的基础技术之上,包括无线传输技术802.11n(兼容于未来其他传输规格如802.11ac)、点对点连接技术的Wi-Fi Direct与TDLS(Tunneled DirectLink Setup)、安全性方面的WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)加密、提供服务质量(QoS)及流量管理的WMM(Wi-Fi Multimedia)技术、省电相关机制的WMM Power Save技术,以及方便用户配置网络的WPS(Wi-Fi Protected Setup)技术。
在Miracast规格中,将设备分为两类,一类称为传送端(Source),另一类称为接收端(Sink)。接收端又分为主接收端(Primary Sink)及次接收端(Secondary Sink),差别在于主接收端能支持影像或声音的数据输出;而次接收端只支持声音的数据输出,这样的区别是由于Miracast提出配对接收端(Coupled Sink)的操作架构(图1),使用者可选择将影音分流至不同设备并同时呈现影音信息。


Miracast操作的程序。首先,由于Miracast


定义服务搜寻的功能,不过在规格中是选择性的,因此会以Wi-Fi Direct寻找附近的Miracast装置,然后将寻找的讯息传达给用户。使用者可以从寻找到或是先前联机过的装置中,选择想要连接的装置,建立好无线联机后,两边的装置会进行设备功能与网络条件的协调,以选择适合的影音传输格式。建立影音串流的联机协议(Session)后,后续就是一连串的实时串流协议(RTSP)控制命令,以控制影音串流的播放及终止。
为Miracast的通讯架构中关于控制的部分,从底层来看是基于Wi-Fi Direct、TDLS及WPS等无线技术上。接下来会分为两个部分,一部分是在于开放系统互联第二层(OSI Layer 2),亦即数据链路层(Data Link Layer)的操作,以进行寻找装置及建立无线联机。另一部分是在无线网络联机建立后,TCP/IP层之上的控制命令,包括以RTSP协议进行装置能力沟通(Capability Negotiation)、影音串流联机协议的建立与管理、使用者输入反向信道(UIBC/User Input Back Channel)、远程I2C读写(Remote I2C Read/Write)或高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)控制讯息等数据的传送。


其中,UIBC定义如何将接收端的控制讯号回送到传送端,包括触控、鼠标、键盘、游戏杆等设备事件,让用户透过接收端的输入设备回控传送端;而远程IC读写是让传送端可透过TCP/IP读写一些接收端的IC讯号,如延伸显示能力识别(EDID),以取得讯息或进行控制;HDCP是由英特尔发展,用于保护数字内容的技术,主要是防止数字内容在传输的时候被盗录,在传送端及接收端之
前建立一套加解密的机制,如果在传输的过程中有不支持HDCP的装置,则被保护的影片将会无法显示或被迫调降分辨率观看。值得注意的是,UIBC、远程IC读写与HDCP等Miracast所定义的服务与功能,在规格中并非必备,厂商可依应用的需求决定是否实作。


不同规范


Miracast规格在视频上规定使用ITU-T H.264视频编码算法进行压缩,但为配合应用上的特性,有些微的修改,舍弃比较复杂的技术,如基线协议(Baseline Profile, BP)定义的弹性聚集区块(FlexibleMacroblock Ordering, FMO)、任意切片顺序(Arbitrary SliceOrdering, ASO)、冗余切片(Redundant Slice, RS)及CBP(Constrained Baseline Profile)等。另外,Miracast规格还调整HP(High Profile)中的上下文自适应二进制算术编码(Context-adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)和B Slice,成为新的CHP(Constrained High Profile)。


此外,Miracast视频传输规格级别(Level)定义在3.1到4.2,可选择的分辨率包括美国消费电子产品协会(CEA)、视讯电子标准协会(VESA)及HH(Handheld)标准中所订定的数十种分辨率组合,最高分辨率及更新率可达1,920×1,200 60fps。另外,Miracast视频传输规格也有定义三维(3D)影片格式,包括Top & Bottom[Half]、Frame Sequential、Frame Packing及Side by Side[Half]等格式。


在声音的格式方面,主要定义线性脉冲编码调变(Linear Pulse-Code Modulation, LPCM)、进阶音频编码(Advanced Audio Coding, AAC)及Dolby Advanced Codec 3(AC3)三种声音编码方式,及不同的声道数、取样频率及位频率等。


图4为Miracast通讯架构中关于视频数据处理流程的部分。整个视频数据处理及传输的流程,大致上分为几个阶段,一开始将撷取到系统的画面及声音进行压缩,而压缩后的影音数据再转为基本封包串流(Packetized Elementary Stream, PES)封包格式,若应用HDCP,会将相关信息加进来,再以MPEG2-TS的方式进行影音数据的融合(Mux),接下来再加上RTP的标头(Header),最后透过UDP/IP的方式传送。到接收端则是反向的解封装、分工(Demux)、HDCP解密及解压缩后,呈现影像及声音的数据。


Miracast规格中也有提到建议的流量控制方式。在网络传输不稳定的时候,可透过改变压缩率、略过画面或聚集区块,或者透过改变影音编码格式等方法达到流量的控制,以维持影音播放的流畅性。

 

miracast投屏方法如下:

 

1.首先检查电脑是不是支持Miracast,本次电脑以win10为例来跟大家分享一下流程。按住win+R,弹出【运行】窗口,输入dxdiag,点击确定。


2.电脑弹出DirectX诊断工具,点击【保存所有信息】,将所有信息保存到桌面。


3.打开Dxdiag的文本文档,用Ctrl+F搜索“Miracast”,搜索之后可以看到Miracast的信息,如果支持就会显示【Available】或者【Supported】,届时就可以进行投屏了。


4.如果支持Miracast,将小米盒子通过语音说出“快速投屏”,进入Miracast界面,PC端可以点击右下角【通知中心】,选择投影,并连接到无线显示器。


5.选择自家的小米盒子连接,就大功告成啦~!

 

miracast

(图片来自于网络)