Miracast无线投屏技术的应用以及前景

随著移动设备的普及，相关的应用服务已与大多数人的日常生活密不可分。在微软(Microsoft)提出的「三端一云」概念中，各个屏幕间的互动连接，是许多用户曾渴望的功能，但却很少看到有良好的解抉方案。无线区域网路联盟(Wi-Fi Alliance)注意到上述需求，因此对于家庭及企业在屏幕间互动的应用，提出以无线方式进行屏幕共享的技术Miracast。

Miracast是Wi-Fi联盟的认证名称，原来的技术规格名称为Wi-Fi Display，是Wi-Fi联盟为巩固其在无线应用的龙头地位，基于既有无线通讯技术提出的尖端应用。该技术与认证项目由Wi-Fi联盟中的行动与消费性电子设备制造商及晶片厂商共同制定。

Miracast简化建立无线连结的过程，当使用者希望在设备间无线分享设备的画面内容时，不需再透过繁复的连接传输线或进行设定，而能直接相互识别、相互连结，并能管理链接，根据设备的功能与网路条件，协调影音传输格式，让影音画面能在不同的设备间串流分享。

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，也不需要确认用于连接设备的正确接头。智能手机、平板、个人电脑等设备不再需要连接界面复杂的设定，就能与其他的输出设备，如电视机、机顶盒(STB)、投影机、音响、耳机等连接，随即便能将多媒体与应用服务的内容在远端影音设备上播放。

目前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、WiGig联盟的WiGig、晶鐌(Silicon Image)UltraGig(Wireless HD)、WHDI联盟的无线数位家庭介面(WHDI)、汽车连线联盟(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。

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(相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 Direct Link Setup)、安全性方面的WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)加密、提供服务品质(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，以及方便使用者配置网路的WPS(Wi-Fi Protected Setup)技术。

Miracast规格在影像上规定使用ITU-T H.264影像编码演算法进行压缩，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，如基线协定(Baseline Profile, BP)定义的弹性聚集区块(Flexible Macroblock Ordering, FMO)、任意切片顺序(Arbitrary Slice Ordering, 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)中的上下文自我调整二进位算术编码(Context-adaptive Binary Arithmetic Coding, CABAC)和B Slice，成为新的CHP(Constrained High Profile)。

此外，Miracast影像传输规格级别(Level)定义在3.1到4.2，可选择的解析度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解析度组合，最高解析度及更新率可达1,920×1,200 60fps。另外，Miracast影像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、采样率及比特率等。Miracast规格中也有提到建议的流量控制方式。在网路传输不稳定的时候，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。

另外的变形应用是使用镜像技术将个人设备的延伸画面传送到远端屏幕，进而和原有的设备进行特殊的互动应用，例如将游戏画面投射在高解析度的电视上，手机上则显示与使用者互动的控制器画面。除此之外，结合UIBC的技术，可达到BYOD(Bring Your Own Device)的概念，消费者使用自己的智慧型设备做为一台可携式的主机，在办公室只须准备屏幕及输入设备后，就能轻鬆的办公，也毋须担心的资料的同步、传输的安全性及工作环境的机动性之类的问题。

Miracast是一项新的Wi-Fi联盟认证项目，透过既有Wi-Fi无线通讯技术的结合，完成包括电视、机上盒、投影机、智慧型手机、平板设备及笔记型电脑等消费类电子设备的互动，将图片、文字、声音与影像内容甚至是更多的服务应用画面在不同设备间共享，兼具高品质与便利性，让使用者免除连接线材与转换器的烦恼，以无线的方式分享手中的丰富内容。

从最近几次的消费性电子展(CES)或全球行动通讯大会(MWC)，可以看出镜像技术是各家大厂想推出的一项亮点技术，但是设备互通性一直是很重要的问题，若是独占性太高的产品，不容易把市场做大。Miracast为Wi-Fi联盟树立的一个共通标准，且能被大多数的厂商採用，有很高的互通性，将是该技术成功的关键。