【技术】影音百科之HDMI篇 标准/带宽/规格(上)

继索尼PS5、微软Xbox Series之后,天龙、马兰士于近期陆续宣布,将在年内推出首批支持8K音视频信号输入,并配置HDMI2.1接口的新款AV放大器,可实现8K/120Hz、8K/60Hz的视频信号直通。虽然HDMI2.1标准早在2017年就发布了,此前也有配备HDMI2.1接口的电视问世,但个人感觉好像直到最近才有一种标准落地的真实感。再加上新一代H.266VVC通用视频编码标准的发布让4K/8K资源的传输效率更高,也将促进HDMI2.1标准的普及速度,或许很快我们就可以在家中配齐一套支持HDMI2.1接口的信号源、功放和显示设备的家庭影院,来观看8K内容了。而此时距离HDMI1.0标准的发布,已经过去了将近18年。

天龙、马兰士于近期陆续宣布,将在年内推出首批支持8K音视频信号输入,并配置HDMI2.1接口的新款AV放大器

HDMI标准发展史

2002年12月9日,由日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司组成的HDMI高清多媒体接口组织式发布了HDMI 1.0版标准。彼时HDMI的传输带宽为4.95Gbps,支持1080p全高清分辨率和Rec.709色域,音频方面支持8声道的PCM、24bit/192kHz格式。和更早之前的DVI相比,HDMI最明显的优势是能同时传输影像和音频信号,播放器和显示设备之间只需要一条HDMI连接即可,不仅提高了音视频传输的质量,而且大大简化了器材之间的连接方式。凭借着堪称革命性的优势,HDMI迅速扩张自己的势力,短短几年内就在大量家庭和个人娱乐相关的产品上占据一席之地。尽管成为HDMI论坛的会员、使用HDMI接口需要缴纳费用,但目前HDMI论坛仍然拥有来自全球各地和多个行业的超过90家公司会员,几乎所有的家庭/个人音视频设备都配备HDMI接口,比如电脑、电视、投影机、游戏机、播放机等等。可以说,我们已经离不开HDMI了。
HDMI接口共有19个脚位
而在这么多年的发展历程中,HDMI之所以能牢牢占据着庞大的市场份额,以几乎无敌的姿态立足消费级传输标准领域,最主要的原因在于始终保持自我更新能力。以下我们简单回顾一下HDMI标准的主要发展历程:
一下HDMI标准的主要发展历程:
2002年,HDMI1.0标准发布。
2004年,HDMI 1.1标准宣布支持DVD-Audio格式。
2005年,HDMI 1.2标准新增对DSD无损格式的支持。
2006年, HDMI 1.3版本将带宽增加至10.2Gbps,支持xvYCC广色域、Dolby TrueHD和DTS-HD MA等音频格式。之后又陆续推出1.3a、1.3b、1.3b1、1.3c等小更新的标准。
2009年,HDMI 1.4标准问世,首次支持4K 30p、3D格式和ARC功能。
2013年,HDMI 2.0标准将带宽提升至18Gbps,支持4K 60p并兼容Rec.2020色深。音频方面开始支持32声道格式。
2015年,HDMI 2.0a标准开始支持HDR高动态范围技术,HDMI2.0b则新增了对HLG的支持。
2017年,HDMI2.1标准一下子将带宽增加到48Gbps,支持8K/60Hz、4K/120Hz格式和动态HDR技术。
微软Xbox Series和索尼PS5是首批支持HDMI2.1接口的游戏主机

迎合8K时代的HDMI2.1标准

一般来说,标准总是先于产品,但标准的更新让我们可以展望未来的发展趋势。虽然目前HDMI2.1还未普及,市面上的产品普遍配备的都是HDMI2.0接口,但HDMI2.1标准发布时还是让人感到相当振奋。因为HDMI2.0标准的18Gbps最高只能传输4K/60Hz/4:2:2/10bit的视频信号,无法应对将要到来的8K时代。而拥有48Gbps带宽的HDMI2.1标准就不一样了,基本可以胜任8K/60Hz/4:2:0/12bit规格的信号传输,只是需要利用DSC压缩传输技术才能传输8K/120Hz规格的视频。除了带宽之外,HDMI2.1标准还强化和新增了几个实用的功能,比如eARC增强型音频回传讯道功能、VRR可变刷新频率、QMS快速媒体切换功能和QFT快速帧传输功能等。其中eARC增强型音频回传讯道功能是已有ARC功能的强化版,最高支持杜比全景声和DTS:X等三维沉浸式音效,以及未压缩的5.1、7.1以及最高32通道的未压缩音频信号的回传,对于Soundbar等产品而言非常实用。VRR可变刷新频率如名称所示,可通过不断改变刷新频率将视频源与显示设备同步,从而带来更加流畅的观看体验,有效减少或消除游戏画面延迟、卡顿与撕裂的问题。至于QMS快速媒体切换功能,简单来说,它可以解决信号源切换时的黑屏问题,改善使用体验。另外还有QFT快速帧传输和ALLM自动低延迟模式这两个特别针对VR设备的功能,它们的主要作用还是在于减少画面延迟,带来更好的佩戴和游戏体验。
HDMI2.1标准一下子将带宽增加到48Gbps,支持8K/60Hz、4K/120Hz格式和动态HDR技术
相比于前一代标准,HDMI2.1 标准新增对动态 HDR 技术、eARC 增强型音频回传讯道功能、VRR 可变刷新频率等的支持
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