HDMI: интерфейс настоящего и будущего – THG.RU

Введение

В 2002 году крупные производители бытовой электроники, включая Hitachi, Philips, Sony, Toshiba и других, предложили новый интерфейс High-Definition Multimedia Interface (HDMI). Он стал первым полностью цифровым интерфейсом для передачи несжатых потоков аудио и видео, при этом он обратно совместим с DVI, который передаёт цифровой поток видео.

Интерфейс HDMI 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.

Ниже приведена краткая информация о версиях HDMI.

• HDMI 1.0 – 12/2002.
  • 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 – 5/2004.
  • Добавлена поддержка защиты контента DVD Audio.
• HDMI 1.2 – 8/2005.
  • 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 – 6/2006.
  • 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.

Ниже приведена таблица основных улучшений версии 1.3 по сравнению с 1.2.

Техническая информация

Ниже приведена схема интерфейса HDMI.

Контакт 1 – TMDS Data2+
Контакт 2 – TMDS Data2 Shield
Контакт 3 – TMDS Data2-
Контакт 4 – TMDS Data1+
Контакт 5 – TMDS Data1 Shield
Контакт 6 – TMDS Data1-
Контакт 7 – TMDS Data0+
Контакт 8 – TMDS Data0 Shield
Контакт 9 – TMDS Data0-
Контакт 10 – TMDS Clock+
Контакт 11 – TMDS Clock Shield
Контакт 12 – TMDS Clock-
Контакт 13 – CEC
Контакт 14 -Reserved (N.C. on device)
Контакт 15 – SCL
Контакт 16 – SDA
Контакт 17 – DDC/CEC Ground
Контакт 18 – +5 V Power
Контакт 19 – Hot Plug Detect

Легенда.

• 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 вы сможете, 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.

Поддержка форматов

Сегодня поддерживаются 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 включают.

• Сжатый звук. Dolby Digital, DTS и т.д.
• 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.

Защита контента (HDCP)

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.

Ресиверы HDMI

Если вы следите за развитием “домашних кинотеатров”, то наверняка знаете, что сегодня ресивер аудио/видео-потоков должен обладать поддержкой HDMI. Современные ресиверы, как правило, обладают входами и выходами HDMI и поддерживают следующие функции.

1. Многоканальный звук и видео. 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/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 вам придётся использовать отдельный кабель (цифровой оптический или коаксиальный) для передачи звука с плеера/приставки на вход ресивера. Разницы в качестве между HDMI и отдельным цифровым кабелем для передачи звука нет, но зачем терпеть в системе ещё один кабель?
   В принципе, преимущества подобной конфигурации, когда вы используете плеер с выходом HDMI, не слишком велики. Но по мере добавления HDMI-компонентов преимущества становятся более весомыми. А именно…
2. Коммутация HDMI. Большинство HDMI-ресиверов оснащены двумя или тремя входами HDMI, что позволяет подключать к ним несколько источников HDMI-аудио/видео. А HDTV-дисплей соединяется с HDMI-ресивером всего одним кабелем. Вы можете переключать на ресивере источник видео, что намного удобнее, чем перетыкать HDMI-кабели сзади телевизора или на HD-источнике. Эта функция будет становиться всё важнее по мере появления в вашем доме техники с поддержкой HDMI.
3. Аналогово-цифровое преобразование видео и деинтерлейсинг. 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 (скажем, через композитный вход или S-Video) 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). 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 HD-DVD/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 вы будете использовать любой другой интерфейс, например, компонентное видео, то сигнал видео будет искусственно ухудшен до качества DVD или даже ещё хуже.

Увеличенная пропускная способность интерфейса HDMI 1.3 как нельзя кстати 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.

Все новые возможности рано или поздно улучшат наслаждение домашним кинотеатром, но есть область, в которой ситуация с HDMI пока ещё не очень понятна. Мы имеем 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. Посмотрим, как эта проблема решится в будущем.

Заключение

В сфере домашних кинотеатров наступило время перемен. Уже началась война форматов видео 1080p между стандартами HD-DVD и Blu-Ray, а также и появилась путаница в умах потребителей, касающаяся нового интерфейса для цифровой передачи потоков аудио и видео HDMI. Тем более, что спецификация HDMI продолжает развиваться.

Выход новой версии HDMI 1.3 заставляет о многом подумать. И, возможно, внимательнее отнестись к закупке аудио/видео-оборудования. HDMI-ресиверы появились на рынке совсем недавно, но за несколько лет они существенно продвинулись по своим возможностям. HDMI 1.3 является важным шагом вперёд по сравнению с HDMI 1.2, поэтому, при возможности, всегда покупайте оборудование с поддержкой именно версии 1.3. Тем более, что диски HD-DVD и Blu-Ray будут использовать улучшенные возможности HDMI 1.3. Впрочем, ресиверы с поддержкой HDMI 1.3 могут не появиться на рынке до середины 2007 года. Да и кто знает, по каким ценам они будут продаваться. С другой стороны, многие любопытные функции HDMI, например, коммутация HDMI и преобразование видео, уже доступны на сегодняшних HDMI-ресиверах.

HDTV-телевизоры тоже перейдут на стандарт HDMI 1.3, причём, как ожидается, уже в моделях начала 2007 года. Новые телевизоры должны использовать такие преимущества HDMI 1.3, как улучшенную глубину цвета, а также решить многие “проблемы молодости” HDMI (проблемы с синхронизацией звука, поддержка Consumer Electronics Control и т.д.). Итог будет таков. Перед покупкой тщательно проверяйте возможности каждого компонента. Постарайтесь сравнить их с текущими требованиями, а также, возможно, и с будущими.

Обсудить статью в форуме THG.ru