hdmi cableНе так давно на страницах Техномира мы рассказывали о HDTV и его перспективах в мире и Азербайджане. И вот пришло время поговорить о главном цифровом интерфейсе HD-эпохи, тем более, что нас часто спрашивают о его достоинствах и недостатках.
В сфере домашнего видео наступило время перемен. Появление HD-контента, телевидения высокой четкости, война форматов видео 1080p между стандартами HD-DVD и Blu-Ray. Также появилась и путаница в умах потребителей, касающаяся нового интерфейса для цифровой передачи потоков аудио и видео HDMI. Тем более, что спецификация HDMI продолжает развиваться.

Что такое HDMI?

В 2002 году крупные производители бытовой электроники – Hitachi, Philips, Sony, Toshiba – предложили новый интерфейс High-Definition Multimedia Interface (HDMI). Он стал первым полностью цифровым интерфейсом для передачи несжатых потоков аудио и видео, при этом обратно совместимым с DVI, который передаёт цифровой поток видео.
Интерфейс постоянно развивался. Сегодня насчитывается уже несколько версий с разными номерами. Первая версия HDMI 1.0 появилась ещё в 2002 году. Самая последняя HDMI 1.3 была утверждена в июне 2006. Каждая версия использует одни и те же аппаратные спецификации и кабель, но отличается увеличенной пропускной способностью и типами информации, которые можно передавать через HDMI. Например, HDMI 1.0 поддерживает максимальную скорость 4,9 Гбит/с, а HDMI 1.3 – уже 10,2 Гбит/с.

Версии HDMI.
HDMI 1.0 (2002) – один кабель для передачи цифровых потоков аудио/видео с максимальной пропускной способностью 4,9 Гбит/с. Поддерживает поток видео до 165 мегапикселей в секунду (1080p @ 60 Гц или UXGA) и 8-канальный звук 192 кГц/24 бита.
HDMI 1.1 (2004) – добавлена поддержка защиты контента DVD Audio.
HDMI 1.2 (2005) – добавлена поддержка Super Audio CD, разъём HDMI Type A для подключения ПК в качестве источника, источники ПК могут использовать “родной” режим цветов RGB, сохраняется опция режима цветов YCbCr, поддержка источников с низким напряжением.
HDMI 1.3 (2006) – пропускная способность соединения аудио/видео была увеличена до 10,2 Гбит/с, улучшенная поддержка цветов, включая глубину 30, 36 и 48 бит (RGB или YCbCr), добавлена поддержка цветовых стандартов xvYCC, добавлена поддержка автоматической синхронизации звука, добавлена поддержка потоков Dolby TrueHD и DTS-HD (форматы, используемые в дисках HD DVD и Blu-ray) для декодирования внешними ресиверами, был утверждён новый мини-разъём для таких устройств, как видеокамеры.

Функция HDMI 1.2 HDMI 1.3
Максимальная пропускная способность 4,95 Гбит/с 10,2 Гбит/с
Максимальная полоса частот 165 МГц 340 МГц
Максимальное разрешение 1920×1080 (1080p) 2560×1440 (1440p)
Максимальная глубина цвета 24 бит 48 бит
Максимальное число цветов 16,7 млн 281 трлн
DTS и Dolby Digital 5.1 Да Да
Dolby TrueHD и DTS-HD Нет Да
Частота сэмплирования звука 192 кГц 768 кГц
Технологии.

* TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling). Технология высокоскоростной передачи цифровых потоков, используемая в интерфейсах HDMI и DVI. Использует три канала, передающие потоки аудио/видео и дополнительных данных, с пропускной способностью до 3,4 Гбит/с на канал.
* CEC (Consumer Electronics Control). Позволяет передавать команды и управляющие сигналы между участниками связи. Функции CEC встраиваются по желанию производителя. Если все участники связи будут поддерживать HDMI CEC, то можно, например, посылать команды с пульта ДУ всей подключённой технике. Среди команд есть включение/выключение, воспроизведение, переход в режим ожидания, запись и другие.
* SCL (Serial Data Clock). Отвечает за синхронизацию передачи данных.
* SDA (Serial Data Access). Передаёт данные.
* DDC (Display Data Channel). Позволяет передавать спецификации дисплея, такие, как название производителя, номер модели, поддерживаемые форматы и разрешения и т.д.

Форматы.

HDMI поддерживает все основные форматы видео, включая PAL, NTSC, ATSC и другие. Разрешение видео возможно до 1440p или 2560×1440 в прогрессивном формате (у Blu-ray и HD-DVD оно составляет, максимум, 1080p). Поддерживается глубина цвета до 48 бит (более 280 трлн. цветов) с частотой обновления до 120 Гц.
Поддерживаемые форматы звука – сжатый звук. Dolby Digital, DTS, многоканальный звук SACD, DVD Audio, несжатый звук (PCM). До 8 каналов с частотой дискретизации до 192 кГц при 24 битах. Сжатый звук без потери качества. Недавно добавлена поддержка Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio.
Для интерфейса HDMI была лицензирована встроенная схема защиты цифрового контента High-Bandwidth Digital Content Protection (HDCP), которая была создана компанией Intel и некоторыми другими для борьбы с пиратством. Технология HDCP должна присутствовать на HD-ресиверах или плеерах/видеомагнитофонах DVD/HD-DVD/Blu-ray, которые используют HDMI.

HDMI-ресиверы.

Любой современный ресивер для домашнего кинотеатра в обязательном порядке должен обладать входами и выходами HDMI, а так же обладать следующими преимуществами данного интерфейса: многоканальный звук и видео, аналогово-цифровое преобразование видео, возможность коммутации для нескольких источников, деинтерлейсинг.
HDMI-ресивер позволяет подключить одним HDMI-кабелем источник потоков аудио/видео (плеер HD-дисков или приёмник кабельного HDTV) к своему входу, а вторым HDMI-кабелем – HDTV-телевизор к своему выходу. В результате ресивер будет передавать цифровой сигнал видео с плеера HD-дисков или приставки кабельного HDTV на HDTV-телевизор, а многоканальный звук пропускать через усилитель и подавать на подключённую акустику. Если аудио/видео-ресивер не поддерживает HDMI, то придётся использовать отдельный кабель (цифровой оптический или коаксиальный) для передачи звука с плеера или HDTV-приставки на вход ресивера. Разницы в качестве между HDMI и отдельным цифровым кабелем для передачи звука нет, недостаток в усложнении соединения и лишнем кабеле, который к слову не очень дешевый.
HDMI no lossНо по мере добавления HDMI-компонентов преимущества становятся более весомыми. Возвращаясь к вопросу коммутации, стоит сказать, что большинство HDMI-ресиверов оснащены двумя или тремя входами HDMI, что позволяет подключать к ним несколько источников аудио и видео. А HDTV-дисплей соединяется с HDMI-ресивером всего одним кабелем. Можно переключать на ресивере источник видео, что намного удобнее, чем переключать кабели сзади телевизора или на HD-источнике. Эта функция будет становиться всё важнее по мере появления в доме техники с поддержкой HDMI.
Что касается аналогово-цифровое преобразования видео, то ранние версии HDMI-ресиверов сохраняли цифровые и аналоговые сигналы в том виде, в каком они поступили, что требовало не только цифрового, но и аналогового подключения HDTV-телевизора к ресиверу. Но многие современные HDMI-ресиверы научились преобразовывать входящие аналоговые аудио/видео-сигналы в цифровой вид, что позволило передавать на телевизор любые потоки через единственный кабель HDMI. Кроме аналогово-цифрового преобразования, многие ресиверы выполняют ещё и деинтерлейсинг видео (с 480i на 480p). Это тоже весьма полезная функция, поскольку многие старые HDTV-телевизоры не поддерживают сигналы 480i через вход HDMI. Некоторые современные ресиверы могут преобразовывать сигналы 480i в форматы 720p, 1080i или 1080p, что помогает улучшить качество картинки со старых источников видео на новых HDTV-телевизорах.

Совместимость с HD-DVD и Blu-Ray.

Очень важной особенностью интерфейса HDMI является то, что плееры HD-DVD и Blu-ray будут передавать картинку в полном разрешении 1080p только через выход HDMI. Подобный шаг является результатом усилий индустрии по защите от пиратства. В отличие от других аудио/видео-интерфейсов, HDMI для передачи в полном разрешении требует обязательной защиты HDCP. Если использовать любой другой интерфейс, например, компонентное видео, то сигнал видео будет искусственно ухудшен до качества DVD или хуже.
Увеличенная пропускная способность интерфейса HDMI 1.3 очень пригодится новым технологиям, которые используются HD-DVD/Blu-ray. Сюда можно отнести увеличенную глубину цвета, которая позволит выводить до 69 млрд. оттенков (глубина 30-36 бит). HDMI 1.2 может передавать картинку только с 16,7 млн. оттенков (глубина 24 бита). Кроме того, HDMI 1.3 поддерживает звуковые форматы следующего поколения Dolby TrueHD и DTS HD Master Audio, которые используют сжатие без потерь с количеством каналов до восьми (96 кГц, 24 бита, до 18 Мбит/с). Все ресиверы без поддержки HDMI 1.3 смогут воспроизвести фильм со “старыми” форматами звука DTS и Dolby Digital.
Но есть область, в которой ситуация с HDMI пока ещё не очень понятна. Имеется в виду запись видео. Данные проходят через HDMI в несжатом виде, и основная функция HDCP заключается в защите несжатых данных от копирования. Поэтому записать информацию через HDMI пока не получится. Возможно, эта проблема решится в будущем.

HDMI в компьютерах.

Если еще год назад интерфейс HDMI был уделом техники для «домашнего кинотеатра», а уделом компьютеров, из цифровых видео-интерфейсов, был исключительно DVI, то сегодня все чаще можно слышать о его внедрении в видеокарты, при чем как во внешние, так и в интегрированные. Видеоплаты с HDMI и поддержкой HDCP интересны не только, как ускорители 3D-графики, но и как устройства видеовывода для построения мультимедийных компьютеров для домашних кинотеатров (HTPC) и развлекательных центров. По большому счету массовое распространение нового интерфейса будет способствовать в первую очередь большему распространению телевидения и видео высокого качества на компьютерах.
Особенно хочется отметить встроенную, а значит доступную графику с HDMI. Например, в этом месяце AMD должна представить первый чипсет из своей 690-й серии – 690G, с интегрированным графическим ядром Radeon X700, главной особенностью которого, как раз является возможность реализации на системной плате цифровых видеовыходов DVI или HDMI с поддержкой HDCP. Хотя официального анонса AMD 690G еще не было, некоторые производители уже представили материнские платы, построенные на данном чипе.
Новые LCD-мониторы также обзаводятся этим интерфейсом. Как правило, это широкоформатные дисплеи 19″-24″, которые дают возможность воспроизводить видео и игры в высоком разрешении (HD).
Но в компьютерной индустрии не все так просто. Дело в том, что в 2006 году был представлен интерфейс DisplayPort, одобренный Video Electronics Standards Association (VESA), призванный заменить аналоговый интерфейс VGA и цифровые DVI и LVDS (Low Voltage Differential Signaling, распространенный в ноутбуках). Так же существовал и UDI (Universal Display Port), который являлся по сути вариантом HDMI. Intel, Samsung и Silicon Image, которым принадлежит значительная часть интеллектуальной собственности, вложенной в HDMI, ранее поддерживали UDI. Однако, активное продвижение DisplayPort ведущими производителями ПК (Dell, Hewlett-Packard и Lenovo) привело к принятию этого стандарта ассоциацией VESA, что фактически говорит об уходе со сцены UDI. Intel решила реализовать в DisplayPort средства защиты HDCP, используемого в HDMI и теперь, после примерно года работы, поддержка HDCP версии 1.3 есть и в HDMI, и в DisplayPort.
То есть для потребителя существует некоторая путаница в связи с новыми цифровыми интерфейсами, и хотя HDMI сейчас завоевывает неслабые позиции, эксперты считают, что со временем сферы влияния интерфейсов разделятся: DisplayPort займет свое место в ПК, ноутбуках, компьютерных мониторах и проекторах, а HDMI воцарится в мире телевизоров и проигрывателей. А значит, прямой конкуренции между стандартами не будет.

Владимир Зимин
(c)InternetNews

6 february 2006