Интерфейс мультимедиа высокой четкости ( HDMI ) — это фирменный аудио/видеоинтерфейс для передачи несжатых видеоданных и сжатых или несжатых цифровых аудиоданных с исходного устройства, совместимого с HDMI, например, контроллера дисплея , на совместимый компьютерный монитор , видеопроектор , цифровой телевизор или цифровое аудиоустройство. [3] HDMI — это цифровая замена аналоговым видеостандартам .
.jpg/1280px-HIS_6670_iSilence_5-1708(Detail).jpg)
HDMI реализует стандарт ANSI/CTA-861 , который определяет видеоформаты и формы сигналов, транспорт сжатого и несжатого звука LPCM , вспомогательных данных и реализации VESA EDID . [4] [5] : стр. III Сигналы CEA-861, передаваемые HDMI, электрически совместимы с сигналами CEA-861, используемыми цифровым визуальным интерфейсом (DVI). Преобразование сигнала не требуется, и при использовании адаптера DVI-HDMI не происходит потери качества видео. [5] : §C Возможность управления бытовой электроникой (CEC) позволяет устройствам HDMI управлять друг другом при необходимости и позволяет пользователю управлять несколькими устройствами с помощью одного портативного пульта дистанционного управления . [5] : §6.3
Несколько версий HDMI были разработаны и развернуты с момента первоначального выпуска технологии, время от времени вводя новые разъемы с меньшими форм-факторами, но все версии по-прежнему используют одну и ту же базовую распиновку и совместимы со всеми типами разъемов и кабелей. Помимо улучшенной аудио- и видеоемкости, производительности, разрешения и цветовых пространств, новые версии имеют дополнительные расширенные функции, такие как 3D , подключение к данным Ethernet и расширения CEC.
Производство потребительских HDMI-продуктов началось в конце 2003 года. [6] В Европе DVI- HDCP или HDMI включены в спецификацию маркировки HD ready для телевизоров в магазинах для HDTV, разработанную EICTA совместно с SES Astra в 2005 году. HDMI начал появляться на потребительских HDTV в 2004 году, а видеокамеры и цифровые фотоаппараты — в 2006 году. [7] [8] По состоянию на январь 2021 года [обновлять]было продано около 10 миллиардов устройств HDMI. [9]
Основателями HDMI были Hitachi , Panasonic , Philips , Silicon Image , Sony , Thomson и Toshiba . [1] Digital Content Protection, LLC предоставляет HDCP (который был разработан Intel ) для HDMI. [10] HDMI поддерживается кинопроизводителями Fox , Universal , Warner Bros. и Disney , а также системными операторами DirecTV , EchoStar ( Dish Network ) и CableLabs . [3]
Основатели HDMI начали разработку HDMI 1.0 16 апреля 2002 года с целью создания AV-разъема, который был бы обратно совместим с DVI. [11] [12] В то время DVI-HDCP (DVI с HDCP) и DVI-HDTV (DVI-HDCP с использованием видеостандарта CEA-861-B) использовались на HDTV. [12] [13] [14] HDMI 1.0 был разработан для улучшения DVI-HDTV за счет использования меньшего разъема и добавления аудиовозможностей и улучшенных возможностей Y′C B C R , а также функций управления бытовой электроникой. [12] [13]
Первый авторизованный испытательный центр (ATC), который тестирует продукцию HDMI, был открыт Silicon Image 23 июня 2003 года в Калифорнии, США. [15] Первый ATC в Японии был открыт Panasonic 1 мая 2004 года в Осаке. [16] Первый ATC в Европе был открыт Philips 25 мая 2005 года в Кане, Франция. [17] Первый ATC в Китае был открыт Silicon Image 21 ноября 2005 года в Шэньчжэне. [18] Первый ATC в Индии был открыт Philips 12 июня 2008 года в Бангалоре. [19] Веб-сайт HDMI содержит список всех ATC. [20]
По данным In-Stat, количество проданных устройств HDMI составило 5 миллионов в 2004 году, 17,4 миллиона в 2005 году, 63 миллиона в 2006 году и 143 миллиона в 2007 году. [21] [22] [23] HDMI стал фактическим стандартом для HDTV, и, по данным In-Stat, около 90% цифровых телевизоров в 2007 году включали HDMI. [21] [24] [25] [26] [27] По оценкам In-Stat, в 2008 году было продано 229 миллионов устройств HDMI. [28] 8 апреля 2008 года насчитывалось более 850 компаний, выпускающих бытовую электронику и ПК, которые приняли спецификацию HDMI (принявшие HDMI). [29] [30] 7 января 2009 года HDMI Licensing, LLC объявила, что установленная база HDMI достигла более 600 миллионов устройств HDMI. [30] По оценкам In-Stat, в 2009 году будет продано 394 миллиона устройств HDMI, и к концу 2009 года все цифровые телевизоры будут иметь по крайней мере один вход HDMI. [30]
28 января 2008 года In-Stat сообщил, что ожидается, что поставки HDMI превысят поставки DVI в 2008 году, в основном за счет рынка бытовой электроники. [21] [31]
В 2008 году журнал PC Magazine присудил премию «За техническое совершенство» в категории «Домашний кинотеатр» за «инновацию, изменившую мир» части CEC спецификации HDMI. [32] Десять компаний получили премию «Эмми» за разработку технологии и инжиниринга от Национальной академии телевизионных искусств и наук 7 января 2009 года. [33]
25 октября 2011 года основатели HDMI основали HDMI Forum для создания открытой организации, чтобы заинтересованные компании могли участвовать в разработке спецификации HDMI. [34] [35] Все члены HDMI Forum имеют равные права голоса, могут участвовать в Технической рабочей группе и, если будут избраны, могут быть в Совете директоров. [35] Количество компаний, допущенных к участию в HDMI Forum, не ограничено, хотя компании должны платить ежегодный взнос в размере 15 000 долларов США с дополнительным ежегодным взносом в размере 5 000 долларов США для тех компаний, которые входят в Совет директоров. [35] Совет директоров состоит из 11 компаний, которые избираются каждые два года общим голосованием членов HDMI Forum. [35] Все будущие разработки спецификации HDMI происходят в HDMI Forum и основаны на спецификации HDMI 1.4b. [35] Также в тот же день HDMI Licensing, LLC объявила, что насчитывается более 1100 пользователей HDMI и что с момента запуска стандарта HDMI было поставлено более 2 миллиардов продуктов с поддержкой HDMI. [1] [34] С 25 октября 2011 года вся разработка спецификации HDMI стала обязанностью недавно созданного HDMI Forum. [34]
8 января 2013 года компания HDMI Licensing, LLC объявила, что число пользователей HDMI превысило 1300, а с момента запуска стандарта HDMI было поставлено более 3 миллиардов устройств HDMI. [36] [37] В этот день также отмечалась 10-я годовщина выпуска первой спецификации HDMI. [36] [37]
По состоянию на январь 2021 года [обновлять]было продано около 10 миллиардов устройств HDMI. [9]
Спецификация HDMI определяет протоколы, сигналы, электрические интерфейсы и механические требования стандарта. [5] : стр. V Максимальная тактовая частота пикселей для HDMI 1.0 составляет 165 МГц , что достаточно для поддержки 1080p и WUXGA (1920×1200) при 60 Гц. HDMI 1.3 увеличивает ее до 340 МГц, что позволяет использовать более высокое разрешение (например, WQXGA , 2560×1600) по одному цифровому каналу. [38] Подключение HDMI может быть как одноканальным (тип A/C/D), так и двухканальным (тип B) и может иметь частоту видеопикселей от 25 МГц до 340 МГц (для одноканального соединения) или от 25 МГц до 680 МГц (для двухканального соединения). Видеоформаты с частотой пикселей ниже 25 МГц (например, 480i при 13,5 МГц) передаются по каналам TMDS с использованием схемы повторения пикселей. [5] : §§3, 6.4
HDMI использует стандарты Consumer Technology Association / Electronic Industries Alliance 861. HDMI 1.0 - HDMI 1.2a использует видеостандарт EIA/CEA-861-B, HDMI 1.3 использует видеостандарт CEA-861-D, а HDMI 1.4 использует видеостандарт CEA-861-E. [5] : стр. III Документ CEA-861-E определяет «видеоформаты и формы сигналов; колориметрию и квантование; транспортировку сжатого и несжатого звука LPCM ; передачу вспомогательных данных; и реализации расширенного стандарта идентификации дисплея (E-EDID) Ассоциации стандартов видеоэлектроники (VESA) ». [39] 15 июля 2013 года CEA объявила о публикации CEA-861-F, стандарта, который может использоваться видеоинтерфейсами, такими как DVI, HDMI и LVDS. [40] CEA-861-F добавляет возможность передачи нескольких форматов видео Ultra HD и дополнительных цветовых пространств. [40]
Для обеспечения базовой совместимости между различными источниками и дисплеями HDMI (а также обратной совместимости с электрически совместимым стандартом DVI) все устройства HDMI должны реализовывать цветовое пространство sRGB с глубиной цвета 8 бит на компонент. [5] : §6.2.3 Возможность использования цветового пространства Y′C B C R и более высоких глубин цвета («глубокий цвет») является необязательной. HDMI допускает цветовую субдискретизацию sRGB 4:4:4 (8–16 бит на компонент), цветовую субдискретизацию xvYCC 4:4:4 (8–16 бит на компонент), цветовую субдискретизацию Y′C B C R 4:4:4 (8–16 бит на компонент) или цветовую субдискретизацию Y′C B C R 4:2:2 (8–12 бит на компонент). Цветовые пространства, которые может использовать HDMI, — это ITU-R BT.601 , ITU-R BT.709-5 и IEC 61966-2-4 . [5] : §§6.5,6.7.2
Для цифрового звука, если устройство HDMI имеет звук, требуется реализовать базовый формат: стерео (несжатый) PCM. Другие форматы являются необязательными, при этом HDMI допускает до 8 каналов несжатого звука с размерами выборки 16 бит, 20 бит или 24 бита, с частотой выборки 32 кГц, 44,1 кГц, 48 кГц, 88,2 кГц, 96 кГц, 176,4 кГц или 192 кГц. [5] : §7 HDMI также передает любой сжатый аудиопоток, совместимый с IEC 61937 , такой как Dolby Digital и DTS , и до 8 каналов однобитного звука DSD (используемого на Super Audio CD ) со скоростью до четырех раз выше, чем у Super Audio CD. [5] : §7 С версии 1.3 HDMI допускает сжатые без потерь аудиопотоки Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio . [5] : §7 Как и в случае с видео Y′C B C R , возможность передачи звука является необязательной. Канал возврата звука (ARC) — это функция, представленная в стандарте HDMI 1.4. [41] «Возврат» относится к случаю, когда звук поступает с телевизора и может быть отправлен «вверх по течению» на AV-ресивер с помощью кабеля HDMI, подключенного к AV-ресиверу. [41] Пример, приведенный на веб-сайте HDMI, заключается в том, что телевизор, который напрямую принимает наземное/спутниковое вещание или имеет встроенный видеоисточник, отправляет звук «вверх по течению» на AV-ресивер. [41]
Стандарт HDMI не был разработан для передачи данных скрытых субтитров (например, субтитров ) на телевизор для декодирования. [42] Таким образом, любой поток скрытых субтитров должен быть декодирован и включен в качестве изображения в видеопоток(и) до передачи по кабелю HDMI, чтобы появиться на DTV. Это ограничивает стиль субтитров (даже для цифровых субтитров) только тем, который был декодирован в источнике до передачи HDMI. Это также предотвращает скрытые субтитры, когда передача по HDMI требуется для преобразования с повышением разрешения. Например, DVD - плеер, который отправляет масштабированный формат 720p/1080i через HDMI на HDTV, не имеет возможности передать данные скрытых субтитров , чтобы HDTV мог их декодировать, поскольку в этом формате нет строки 21 VBI .
HDMI имеет три физически отдельных канала связи: DDC, TMDS и дополнительный CEC. [5] : §8.1 HDMI 1.4 добавил ARC и HEC. [41] [43]
Display Data Channel (DDC) — это канал связи, основанный на спецификации шины I 2 C. HDMI в частности требует, чтобы устройство реализовывало Enhanced Display Data Channel (E-DDC), который используется исходным устройством HDMI для считывания данных E-EDID с приемного устройства HDMI, чтобы узнать, какие аудио/видеоформаты оно может принимать. [5] : §§8.1,CEC-1.2–CEC-1.3 HDMI требует, чтобы E-DDC реализовывал скорость стандартного режима I 2 C (100 кбит/с ) и позволяет ему опционально реализовывать скорость быстрого режима (400 кбит/с). [5] : §4.2.8
Канал DDC активно используется для защиты широкополосного цифрового контента (HDCP).
Минимизированная по переходу дифференциальная сигнализация (TMDS) на HDMI чередует видео, аудио и вспомогательные данные, используя три различных типа пакетов, называемых периодом видеоданных, периодом острова данных и периодом управления. В течение периода видеоданных передаются пиксели активной видеостроки. В течение периода острова данных (который происходит во время горизонтальных и вертикальных интервалов гашения) аудио и вспомогательные данные передаются в серии пакетов. Период управления происходит между периодами видео и острова данных. [5] : §5.1.2
И HDMI, и DVI используют TMDS для отправки 10-битных символов, которые кодируются с использованием кодировки 8b/10b , которая отличается от исходной формы IBM для периода видеоданных и кодировки 2b/10b для периода управления. HDMI добавляет возможность отправлять аудио и вспомогательные данные с использованием кодировки 4b/10b для периода острова данных. Каждый период острова данных имеет размер 32 пикселя и содержит 32-битный заголовок пакета, который включает 8 бит данных четности BCH ECC для исправления ошибок и описывает содержимое пакета. Каждый пакет содержит четыре подпакета, и каждый подпакет имеет размер 64 бита, включая 8 бит данных четности BCH ECC, что позволяет каждому пакету переносить до 224 бит аудиоданных. Каждый период острова данных может содержать до 18 пакетов. Семь из 15 типов пакетов, описанных в спецификациях HDMI 1.3a, имеют дело с аудиоданными, в то время как остальные 8 типов имеют дело с вспомогательными данными. Среди них есть общий пакет управления и пакет метаданных гаммы. Общий пакет управления несет информацию о AVMUTE (который отключает звук во время изменений, которые могут вызвать аудиошум) и глубине цвета (который отправляет битовую глубину текущего видеопотока и требуется для глубокого цвета ). Пакет метаданных гаммы несет информацию о цветовом пространстве , используемом для текущего видеопотока, и требуется для xvYCC. [5] : §§5.2–5.3,6.5.3,6.7.2,6.7.3
Consumer Electronics Control (CEC) — это функция HDMI, разработанная для того, чтобы позволить пользователю управлять и контролировать до 15 устройств с поддержкой CEC, подключенных через HDMI, [44] [45] используя только один из их пультов дистанционного управления (например, управляя телевизором , приставкой и DVD-плеером, используя только пульт дистанционного управления телевизора). CEC также позволяет отдельным устройствам с поддержкой CEC управлять и контролировать друг друга без вмешательства пользователя. [5] : §CEC-3.1
Это однопроводная двунаправленная последовательная шина, основанная на стандартном протоколе CENELEC AV.link для выполнения функций дистанционного управления . [46] Проводка CEC является обязательной, хотя реализация CEC в продукте необязательна. [5] : §8.1 Она была определена в спецификации HDMI 1.0 и обновлена в HDMI 1.2, HDMI 1.2a и HDMI 1.3a (которые добавили таймер и аудиокоманды в шину). [5] : §§CEC-1.2,CEC-1.3,CEC-3.1,CEC-5 Существуют адаптеры USB-CEC, которые позволяют компьютеру управлять устройствами с поддержкой CEC. [47] [48] [49] [50]
Представленный в HDMI 1.4, HDMI Ethernet и Audio Return Channel (HEAC) добавляет высокоскоростной двунаправленный канал передачи данных (HEC) и возможность отправки аудиоданных вверх по потоку на исходное устройство (ARC). HEAC использует две линии от разъема: ранее неиспользуемый зарезервированный контакт (называемый HEAC+) и контакт Hot Plug Detect (называемый HEAC−). [51] : §HEAC-2.1 Если требуется только передача ARC, можно использовать одномодовый сигнал с использованием линии HEAC+, в противном случае HEC передается как дифференциальный сигнал по паре линий, а ARC как синфазный компонент пары. [51] : §HEAC-2.2
Обратный аудиоканал (ARC)
ARC — это аудиоканал, предназначенный для замены других кабелей между телевизором и A/V-ресивером или акустической системой. [41] Это направление используется, когда телевизор генерирует или получает видеопоток вместо другого оборудования. [41] Типичным случаем является запуск приложения на смарт-телевизоре , например Netflix , но воспроизведение звука осуществляется другим оборудованием. [41] Без ARC аудиовыход с телевизора должен быть направлен другим кабелем, обычно TOSLink или RCA , в акустическую систему. [52]
Канал HDMI Ethernet (HEC)
Технология HDMI Ethernet Channel объединяет потоки видео, аудио и данных в одном кабеле HDMI, а функция HEC позволяет использовать приложения на основе IP через HDMI и обеспечивает двунаправленную связь Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. [43] Физический уровень реализации Ethernet использует гибрид для одновременной отправки и приема ослабленных сигналов типа 100BASE-TX через одну витую пару . [53] [54]
HDMI обратно совместим с цифровым видеоинтерфейсом с одним каналом (DVI-D или DVI-I, но не DVI-A или двухканальным DVI). При использовании адаптера или асимметричного кабеля не требуется преобразования сигнала, поэтому качество видео не теряется. [5] : прибл. C
С точки зрения пользователя, дисплей HDMI может управляться источником DVI-D с одной связью, поскольку HDMI и DVI-D определяют перекрывающийся минимальный набор разрешенных разрешений и форматов буфера кадров для обеспечения базового уровня взаимодействия. В обратном случае монитор DVI-D имеет тот же уровень базового взаимодействия, если только не вмешивается защита контента с помощью защиты цифрового контента высокой пропускной способности (HDCP) — или кодирование цвета HDMI не находится в компонентном цветовом пространстве Y′C B C R вместо RGB , что невозможно в DVI. Источник HDMI, такой как проигрыватель Blu-ray , может потребовать HDCP-совместимый дисплей и отказаться выводить защищенный HDCP контент на несовместимый дисплей. [55] Еще одним осложнением является то, что существует небольшое количество дисплейного оборудования, такого как некоторые высококлассные проекторы для домашних кинотеатров, разработанные с входами HDMI, но не совместимые с HDCP.
Любой адаптер DVI-HDMI может функционировать как адаптер HDMI-DVI (и наоборот). [56] Обычно единственным ограничением является пол разъемов адаптера и пол кабелей и разъемов, с которыми он используется.
Функции, характерные для HDMI, такие как дистанционное управление и передача звука, недоступны в устройствах, использующих устаревший сигнал DVI-D. Однако многие устройства выводят HDMI через разъем DVI (например, видеокарты серий ATI 3000 и NVIDIA GTX 200 ), [5] : appx. C [57] и некоторые мультимедийные дисплеи могут принимать HDMI (включая аудио) через вход DVI. Точные возможности, выходящие за рамки базовой совместимости, могут различаться. Адаптеры, как правило, двунаправленные.
Защита цифрового контента с высокой пропускной способностью (HDCP) — это новая форма управления цифровыми правами (DRM). Корпорация Intel создала оригинальную технологию, чтобы гарантировать, что цифровой контент соответствует рекомендациям, установленным группой по защите цифрового контента.
HDMI может использовать HDCP для шифрования сигнала, если этого требует исходное устройство. Content Scramble System (CSS), Content Protection for Recordable Media (CPRM) и Advanced Access Content System (AACS) требуют использования HDCP на HDMI при воспроизведении зашифрованных DVD Video , DVD Audio , HD DVD и Blu-ray Disc . Бит повторителя HDCP управляет аутентификацией и переключением/распределением сигнала HDMI. Согласно спецификации HDCP 1.2 (начиная с HDMI CTS 1.3a), любая система, реализующая HDCP, должна делать это полностью совместимым образом. Тестирование HDCP, которое ранее было только требованием для дополнительных тестов, таких как программа тестирования «Simplay HD», теперь является частью требований к соответствию HDMI. [5] : §9.2 [58] [59] HDCP поддерживает до 127 подключенных устройств с 7 уровнями, используя комбинацию источников, приемников и повторителей. [60] Простой пример — несколько устройств HDMI, подключенных к AV-ресиверу HDMI, который подключен к дисплею HDMI. [60]
Устройства, называемые HDCP-стрипперами, могут удалять информацию HDCP из видеосигнала, чтобы видео можно было воспроизводить на дисплеях, несовместимых с HDCP, [61] хотя перед использованием обычно необходимо подписать форму о добросовестном использовании и неразглашении в регистрирующем агентстве.
Существует пять типов разъемов HDMI. Тип A/B определен в спецификации HDMI 1.0, тип C определен в спецификации HDMI 1.3, а тип D/E определен в спецификации HDMI 1.4.
Альтернативный режим HDMI позволяет пользователю подключать реверсивный разъем USB-C к устройствам-источникам HDMI (мобильный телефон, планшет, ноутбук). Этот кабель подключается к устройствам отображения/приемника видео с помощью любого из собственных разъемов HDMI. Это кабель HDMI, в данном случае кабель USB-C to HDMI. [69]
HDMI-кабель состоит из четырех экранированных витых пар с сопротивлением порядка 100 Ом (±15%), а также семи отдельных проводников. HDMI-кабели с Ethernet отличаются тем, что три из отдельных проводников вместо этого образуют дополнительную экранированную витую пару (с заземлением CEC/DDC в качестве экрана). [51] : §HEAC-2.9
Хотя максимальная длина кабеля HDMI не указана, затухание сигнала (зависящее от качества конструкции кабеля и проводящих материалов) ограничивает полезную длину на практике [70] [71] , а сертификацию сложно провести для длин более 13 м. [72] HDMI 1.3 определяет две категории кабелей: сертифицированные кабели категории 1, которые были протестированы на частоте 74,25 МГц (что включает такие разрешения, как 720p60 и 1080i60), и сертифицированные кабели категории 2, которые были протестированы на частоте 340 МГц (что включает такие разрешения, как 1080p60 и 4K30). [5] : §4.2.6 [63] [73] Кабели HDMI категории 1 продаются как «стандартные», а кабели HDMI категории 2 — как «высокоскоростные». [3] Это руководство по маркировке кабелей HDMI вступило в силу 17 октября 2008 года. [74] [75] Кабели категории 1 и 2 могут либо соответствовать требуемым параметрам спецификации для межпарного перекоса, перекрестных помех на дальнем конце, затухания и дифференциального импеданса, либо они могут соответствовать требуемым требованиям невыровненной/выровненной глазковой диаграммы. [5] : §4.2.6 Кабель длиной около 5 метров (16 футов) может быть изготовлен в соответствии со спецификациями категории 1 легко и недорого, используя проводники 28 AWG (0,081 мм 2 ). [70] Благодаря более качественной конструкции и материалам, включая проводники 24 AWG (0,205 мм 2 ), кабель HDMI может достигать длины до 15 метров (49 футов). [70] Многие кабели HDMI длиной менее 5 метров, которые были изготовлены до спецификации HDMI 1.3, могут работать как кабели категории 2, но только кабели, протестированные для категории 2, гарантированно будут работать для целей категории 2. [76]
В спецификации HDMI 1.4 для HDMI в целом определены следующие типы кабелей: [77] [78]
Новая программа сертификации была введена в октябре 2015 года для подтверждения того, что кабели работают с максимальной пропускной способностью 18 Гбит/с спецификации HDMI 2.0. [79] В дополнение к расширению набора требований к тестированию кабелей, программа сертификации вводит тест на электромагнитные помехи, чтобы гарантировать, что кабели минимизируют помехи беспроводным сигналам. Эти кабели маркируются этикеткой аутентификации против подделки и определяются как: [80]
В сочетании со спецификацией HDMI 2.1 4 января 2017 года была анонсирована третья категория кабеля под названием «48G». [81] Также известный как HDMI категории 3 или «сверхскоростной» HDMI, кабель разработан для поддержки пропускной способности 48 Гбит/с HDMI 2.1, поддерживая 4K , 5K , 8K и 10K при 120 Гц. [82] Кабель обратно совместим с более ранними устройствами HDMI, используя существующие разъемы HDMI типа A, C и D, и включает HDMI Ethernet.
Удлинитель HDMI — это одно устройство (или пара устройств), работающее от внешнего источника питания или от источника постоянного тока 5 В от HDMI. [83] [84] [85] Длинные кабели могут вызвать нестабильность HDCP и мерцание на экране из-за ослабленного сигнала DDC , который требуется HDCP. Сигналы HDCP DDC должны быть мультиплексированы с видеосигналами TMDS, чтобы соответствовать требованиям HDCP для удлинителей HDMI на основе одного кабеля категории 5 / категории 6. [ 86] [87] Несколько компаний предлагают усилители , эквалайзеры и повторители , которые могут соединять вместе несколько стандартных кабелей HDMI. Активные кабели HDMI используют электронику внутри кабеля для усиления сигнала и позволяют использовать кабели HDMI длиной до 30 метров (98 футов); [83] кабели на основе HDBaseT могут удлинять до 100 метров; удлинители HDMI на основе двойного кабеля категории 5 / категории 6 могут удлинять HDMI до 250 метров (820 футов); в то время как удлинители HDMI на основе оптоволокна могут расширить HDMI до 300 метров (980 футов). [84] [85]
Спецификация HDMI не является открытым стандартом; производители должны иметь лицензию HDMI LA для внедрения HDMI в любой продукт или компонент. Компании, имеющие лицензию HDMI LA, известны как HDMI Adopters. [88]
DVI — единственный интерфейс, не требующий лицензии для взаимодействия с HDMI. [ необходима цитата ]
Хотя более ранние версии спецификаций HDMI доступны для скачивания, только последователи имеют доступ к новейшим стандартам (HDMI 1.4b/2.1). Только последователи имеют доступ к спецификации теста на соответствие (CTS), которая используется для соответствия и сертификации. Тестирование на соответствие требуется до того, как любой продукт HDMI может быть законно продан.
Существуют две структуры ежегодных сборов, связанных с внедрением HDMI:
Ежегодная плата взимается при подписании Соглашения с усыновителем и должна выплачиваться ежегодно в годовщину этой даты.
Структура роялти-платежей одинакова для всех томов. Следующая переменная роялти за единицу основана на устройстве и не зависит от количества портов, чипов или разъемов:
Использование логотипа HDMI требует проверки на соответствие. Приемникам необходимо лицензировать HDCP отдельно.
Роялти HDMI выплачивается только за лицензионные продукты, которые будут продаваться отдельно (т. е. не включены в другой лицензионный продукт, который подлежит роялти HDMI). Например, если кабель или ИС продаются потребителю, который затем включает их в телевизор, подлежащий роялти, то производитель кабеля или ИС не будет платить роялти, а производитель телевизора будет платить роялти за конечный продукт. Если кабель продается напрямую потребителям, то кабель будет подлежать роялти. [89]
Устройства и кабели HDMI разработаны на основе спецификации HDMI, документа, опубликованного HDMI Licensing (до версии 1.4b) или HDMI Forum (начиная с версии 2.0). Спецификация HDMI определяет минимальные базовые требования, которым должны соответствовать все устройства HDMI для обеспечения совместимости, а также большой набор дополнительных функций, которые могут поддерживать устройства HDMI. Спецификация периодически обновляется для добавления пояснений или определения новых возможностей, которые могут реализовывать устройства HDMI. Каждая новая версия спецификации расширяет список возможных функций, но не обязывает поддерживать новые функции во всех устройствах или устанавливать какие-либо «классы» продуктов HDMI, которые должны поддерживать определенные возможности. Номера версий не относятся к классам или уровням продуктов с определенными уровнями поддержки функций, и, как таковые, «номера версий» спецификации HDMI не являются методом описания поддержки определенных функций или описания возможностей устройства или кабеля HDMI. [90] [91] [92]
В 2009 году HDMI Licensing запретил использование «номеров версий» в маркировке HDMI-продуктов. [93] Вместо этого устройства HDMI должны явно указывать, какие функции и возможности они поддерживают. Для кабелей HDMI была установлена система рейтинга скорости, поскольку поддержка функций не зависит от кабеля (кроме встроенного Ethernet и ARC); кабель влияет только на максимально возможную скорость соединения. [91] Кабели HDMI должны быть маркированы соответствующей сертификацией скорости (т. е. Standard Speed, High Speed или Ultra High Speed), а не «номером версии». [90]
HDMI 1.0 был выпущен 9 декабря 2002 года и представляет собой интерфейс цифрового аудио/видеоразъема с одним кабелем. Архитектура соединения основана на DVI, использующем точно такой же формат передачи видео, но отправляющем аудио и другие вспомогательные данные во время интервалов гашения видеопотока. HDMI 1.0 допускает максимальную тактовую частоту TMDS 165 МГц (пропускная способность 4,95 Гбит/с на соединение), такую же, как у DVI. Он определяет два разъема, называемых типом A и типом B, с выводами на основе разъемов Single-Link DVI-D и Dual-Link DVI-D соответственно, хотя разъем типа B никогда не использовался ни в каких коммерческих продуктах. HDMI 1.0 использует кодирование TMDS для передачи видео, обеспечивая ему пропускную способность видео 3,96 Гбит/с ( 1920 × 1080 или 1920 × 1200 при 60 Гц) и 8-канальный LPCM/192 кГц /24-битный звук. HDMI 1.0 требует поддержки видео RGB с дополнительной поддержкой Y′C B C R 4:4:4 и 4:2:2 (обязательно, если устройство поддерживает Y′C B C R на других интерфейсах). Глубина цвета 10 бит/канал (30 бит/пикс) или 12 бит/канал (36 бит/пикс) допускается при использовании субдискретизации 4:2:2, но только 8 бит/канал (24 бит/пикс) допускается при использовании RGB или Y′C B C R 4:4:4. Поддерживаются только цветовые пространства Rec. 601 и Rec. 709. HDMI 1.0 допускает только определенные предопределенные видеоформаты, включая все форматы, определенные в EIA/CEA-861-B, и некоторые дополнительные форматы, перечисленные в самой спецификации HDMI. Все источники/приемники HDMI также должны иметь возможность отправлять/принимать собственное видео Single-Link DVI и полностью соответствовать спецификации DVI. [94]
HDMI 1.1 был выпущен 20 мая 2004 года и добавил поддержку DVD-Audio .
HDMI 1.2 был выпущен 8 августа 2005 года и добавил опцию One Bit Audio, используемую на Super Audio CD , на 8 каналах. Чтобы сделать HDMI более подходящим для использования на ПК-устройствах, версия 1.2 также убрала требование, чтобы использовались только явно поддерживаемые форматы. Она добавила возможность для производителей создавать специфичные для поставщика форматы, допуская любое произвольное разрешение и частоту обновления, а не ограничиваясь предопределенным списком поддерживаемых форматов. Кроме того, она добавила явную поддержку нескольких новых форматов, включая 720p при 100 и 120 Гц, и смягчила требования к поддержке формата пикселей, так что источники только с собственным выходом RGB (источники ПК) не должны были поддерживать выход Y′C B C R. [95] : §6.2.3
HDMI 1.2a был выпущен 14 декабря 2005 года и полностью определяет функции управления потребительской электроникой (CEC), наборы команд и тесты на соответствие CEC. [95]
HDMI 1.3 был выпущен 22 июня 2006 года и увеличил максимальную тактовую частоту TMDS до 340 МГц (10,2 Гбит/с). [5] [38] [96] Как и предыдущие версии, он использует кодирование TMDS, что дает ему максимальную пропускную способность видео 8,16 Гбит/с (достаточно для 1920 × 1080 при 144 Гц или 2560 × 1440 при 75 Гц). Он добавил поддержку глубины цвета 10 бит/канал, 12 бит/канал и 16 бит/канал (30, 36 и 48 бит/пикс), называемой deep color . Он также добавил поддержку цветового пространства xvYCC , в дополнение к цветовым пространствам ITU-R BT.601 и BT.709, поддерживаемым предыдущими версиями, и добавил возможность переносить метаданные, определяющие границы цветовой гаммы. Он также опционально позволяет выводить потоки Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio для внешнего декодирования AV-ресиверами. [97] Он включает в себя возможность автоматической синхронизации звука ( синхронизация аудио-видео ). [38] Он определил категории кабелей 1 и 2, при этом кабель категории 1 тестировался до 74,25 МГц, а категория 2 тестировалась до 340 МГц. [5] : §4.2.6 Он также добавил новый разъем HDMI типа C «Mini» для портативных устройств. [5] : §4.1.1 [98]
HDMI 1.3a был выпущен 10 ноября 2006 года и имел модификации кабеля и приемника для HDMI типа C, рекомендации по терминации источника и удаленные ограничения по недогрузке и максимальному времени нарастания/спада. Он также изменил ограничения емкости CEC, а команды CEC для управления таймером были возвращены в измененной форме с добавлением команд управления аудио. Он также добавил дополнительную возможность потоковой передачи SACD в своем формате битового потока DST, а не несжатого сырого DSD. [5] HDMI 1.3a доступен для бесплатной загрузки после регистрации. [99]
HDMI 1.4 был выпущен 5 июня 2009 года и впервые появился на рынке после второго квартала 2009 года. [63] [100] [101] Сохранив полосу пропускания предыдущей версии, HDMI 1.4 определил стандартизированные тайминги для использования для 4096 × 2160 при 24 Гц, 3840 × 2160 при 24, 25 и 30 Гц, а также добавил явную поддержку 1920 × 1080 при 120 Гц с таймингами CTA-861. [65] : §6.3.2 Он также добавил HDMI Ethernet Channel (HEC), который обеспечивает соединение Ethernet 100 Мбит/с между двумя подключенными HDMI устройствами, чтобы они могли совместно использовать подключение к Интернету, [43] представил обратный аудиоканал (ARC), [41] 3D Over HDMI, новый разъем Micro HDMI, расширенный набор цветовых пространств с добавлением sYCC601, Adobe RGB и Adobe YCC601, а также систему автомобильного подключения. [63] [102] [103] [104] [105] HDMI 1.4 определил несколько стереоскопических 3D- форматов, включая альтернативное поле (чересстрочное), упаковку кадров (формат полного разрешения сверху-вниз), альтернативную строку полностью, бок о бок половина, бок о бок полный, 2D + глубина и 2D + глубина + графика + глубина графики ( WOWvx ). [62] [106] [107] HDMI 1.4 требует, чтобы 3D-дисплеи реализовали формат упаковки кадров 3D либо в 720p50 и 1080p24, либо в 720p60 и 1080p24. [107] Высокоскоростные кабели HDMI, определенные в HDMI 1.3, работают со всеми функциями HDMI 1.4, за исключением канала HDMI Ethernet, для которого требуется новый высокоскоростной кабель HDMI с Ethernet, определенный в HDMI 1.4. [62] [106] [107]
HDMI 1.4a был выпущен 4 марта 2010 года и добавил два обязательных формата 3D для вещательного контента, что было отложено с HDMI 1.4 в ожидании направления рынка 3D-вещания. [108] [109] HDMI 1.4a определил обязательные форматы 3D для вещательного, игрового и киноконтента. [108] HDMI 1.4a требует, чтобы 3D-дисплеи реализовывали формат упаковки кадров 3D либо в 720p50 и 1080p24 или 720p60 и 1080p24, бок о бок по горизонтали либо в 1080i50 или 1080i60, и сверху и снизу либо в 720p50 и 1080p24 или 720p60 и 1080p24. [109]
HDMI 1.4b был выпущен 11 октября 2011 года, [110] содержащий только незначительные пояснения к документу 1.4a. HDMI 1.4b — последняя версия стандарта, за которую отвечает HDMI LA. Все последующие версии спецификации HDMI выпускаются HDMI Forum, созданным 25 октября 2011 года. [34] [111]
HDMI 2.0, называемый некоторыми производителями HDMI UHD , был выпущен 4 сентября 2013 года. [112]
HDMI 2.0 увеличивает максимальную пропускную способность до 18,0 Гбит/с. [112] [113] [114] HDMI 2.0 использует кодирование TMDS для передачи видео, как и предыдущие версии, что дает ему максимальную пропускную способность видео 14,4 Гбит/с. Это позволяет HDMI 2.0 передавать видео 4K с частотой 60 Гц с глубиной цвета 24 бит/пикс. [112] [115] [116] Другие функции HDMI 2.0 включают поддержку цветового пространства Rec. 2020 , до 32 аудиоканалов, частоту дискретизации звука до 1536 кГц, два видеопотока для нескольких пользователей на одном экране, до четырех аудиопотоков, цветовую субдискретизацию 4:2:0, 25 кадров в секунду 3D-форматов, поддержку соотношения сторон 21:9, динамическую синхронизацию видео- и аудиопотоков, аудиостандарты HE-AAC и DRA , улучшенные возможности 3D и дополнительные функции CEC. [112] [117] [118]
HDMI 2.0a был выпущен 8 апреля 2015 года и добавил поддержку видео с высоким динамическим диапазоном (HDR) со статическими метаданными. [119]
HDMI 2.0b был выпущен в марте 2016 года. [120] HDMI 2.0b изначально поддерживал тот же стандарт HDR10 , что и HDMI 2.0a, как указано в спецификации CTA-861.3. [117] В декабре 2016 года в HDMI 2.0b была добавлена дополнительная поддержка передачи HDR-видео в спецификации CTA-861-G, которая расширяет статическую передачу метаданных, включая гибридную логарифмическую гамму (HLG). [117] [121] [122]
HDMI 2.1 был официально анонсирован HDMI Forum 4 января 2017 года [81] [82] и выпущен 28 ноября 2017 года. [123] Он добавляет поддержку более высоких разрешений и более высоких частот обновления, включая 4K 120 Гц и 8K 60 Гц. HDMI 2.1 также вводит новую категорию кабелей HDMI под названием Ultra High Speed (называвшуюся 48G во время разработки), которая сертифицирует кабели на новых более высоких скоростях, которые требуются этим форматам. Кабели Ultra High Speed HDMI обратно совместимы со старыми устройствами HDMI, а старые кабели совместимы с новыми устройствами HDMI 2.1, хотя полная пропускная способность 48 Гбит/с поддерживается только новыми кабелями.
Некоторые системы могут не поддерживать HDMI 2.1, поскольку HDMI Forum запрещает его использование в реализациях с открытым исходным кодом (например, в драйверах Linux с открытым исходным кодом). Пользователям этих систем может потребоваться использовать DisplayPort для доступа к высоким разрешениям и скоростям. [124]
В спецификацию HDMI 2.1 были добавлены следующие функции: [123] [125]
Видеоформаты, требующие большей полосы пропускания, чем 18,0 Гбит/с (4K 60 Гц 8 бит/канал RGB), такие как 4K 60 Гц 10 бит/канал (HDR), 4K 120 Гц и 8K 60 Гц, могут потребовать новые кабели «Ultra High Speed» или «Ultra High Speed with Ethernet». [82] Другие новые функции HDMI 2.1 поддерживаются существующими кабелями HDMI.
Увеличение максимальной пропускной способности достигается за счет увеличения как битрейта каналов данных, так и количества каналов. Предыдущие версии HDMI использовали три канала данных (каждый работал на скорости до 6,0 Гбит/с в HDMI 2.0 или до 3,4 Гбит/с в HDMI 1.4) с дополнительным каналом для тактового сигнала TMDS, который работает на частоте, составляющей лишь часть скорости канала данных (одна десятая скорости или до 340 МГц для скоростей передачи сигналов до 3,4 Гбит/с; одна сороковая скорости или до 150 МГц для скоростей передачи сигналов от 3,4 до 6,0 Гбит/с). HDMI 2.1 удваивает скорость передачи сигналов каналов данных до 12 Гбит/с. Структура данных была изменена для использования нового пакетного формата со встроенным тактовым сигналом, что позволяет использовать то, что раньше было тактовым каналом TMDS, в качестве четвертого канала данных, увеличивая скорость передачи сигналов по этому каналу до 12 Гбит/с. Эти изменения увеличивают совокупную пропускную способность с 18,0 Гбит/с (3 × 6,0 Гбит/с) до 48,0 Гбит/с (4 × 12,0 Гбит/с), что в 2,66 раза больше пропускной способности. Кроме того, данные передаются более эффективно с использованием схемы кодирования 16b/18b, которая использует больший процент полосы пропускания для данных, а не для балансировки постоянного тока по сравнению со схемой TMDS, используемой в предыдущих версиях (88,8 % по сравнению с 80%). Это, в сочетании с пропускной способностью 2,66, увеличивает максимальную скорость передачи данных HDMI 2.1 с 14,4 Гбит/с до 42,6 Гбит /с. Вычитая накладные расходы на FEC, полезная скорость передачи данных составляет приблизительно 42,0 Гбит/с, что примерно в 2,92 раза больше скорости передачи данных HDMI 2.0. [127] [128]
Пропускная способность 48 Гбит/с, обеспечиваемая HDMI 2.1, достаточна для разрешения 8K при частоте приблизительно 50 Гц с 8 бит/канал RGB или Y′C B C R 4:4:4 цветом. Для достижения еще более высоких форматов HDMI 2.1 может использовать Display Stream Compression (DSC) со степенью сжатия до 3:1. Используя DSC, возможны форматы до 8K ( 7680 × 4320 ) 120 Гц или 10K ( 10240 × 4320 ) 100 Гц при 8 бит/канал RGB/4:4:4. Использование Y′C B C R с 4:2:2 или 4:2:0 цветовой субдискретизацией в сочетании с DSC может обеспечить еще более высокие форматы. [125]
HDMI 2.1a был выпущен 15 февраля 2022 года и добавил поддержку тональной компрессии на основе источника (SBTM). [129] [130]
HDMI 2.1b был выпущен 10 августа 2023 года. [131]
Максимальные пределы для передачи TMDS рассчитываются с использованием стандартных расчетов скорости передачи данных. [144] Для передачи FRL пределы рассчитываются с использованием алгоритма расчета емкости, предоставленного спецификацией HDMI. [145] : §6.5.6.2.1 Все расчеты предполагают несжатое видео RGB с синхронизацией CVT-RB v2 . Максимальные пределы могут отличаться, если используется сжатие (т. е. DSC) или субдискретизация цветности Y′C B C R 4:2:0.
Производители дисплеев также могут использовать нестандартные интервалы гашения (формат синхронизации, специфичный для поставщика, как определено в спецификации HDMI [5] : §6.1 ) вместо CVT-RB v2 для достижения еще более высоких частот, когда полоса пропускания является ограничением. Частоты обновления в таблице ниже не представляют собой абсолютный максимальный предел каждого интерфейса, а скорее оценку, основанную на современной стандартизированной формуле синхронизации. Минимальные интервалы гашения (и, следовательно, точная максимальная частота, которая может быть достигнута) будут зависеть от дисплея и того, сколько вторичных пакетов данных ему требуется, и, следовательно, будут отличаться от модели к модели.
HDMI 1.0 и 1.1 ограничены передачей только определенных видеоформатов, [94] : §6.1, определенных в EIA/CEA-861-B и в самой спецификации HDMI. [94] : §6.3 HDMI 1.2 и все более поздние версии допускают любое произвольное разрешение и частоту кадров (в пределах ограничения полосы пропускания). Форматы, которые не поддерживаются спецификацией HDMI (т. е. не определены стандартизированные тайминги), могут быть реализованы как формат, специфичный для поставщика. Последующие версии спецификации HDMI продолжают добавлять поддержку дополнительных форматов (таких как разрешения 4K), но добавленная поддержка заключается в установлении стандартизированных таймингов для обеспечения взаимодействия между продуктами, а не в установлении того, какие форматы разрешены или не разрешены. Видеоформаты не требуют явной поддержки со стороны спецификации HDMI для передачи и отображения. [95] : §6.1
Отдельные продукты могут иметь более серьезные ограничения, чем те, что перечислены ниже, поскольку устройства HDMI не обязаны поддерживать максимальную пропускную способность версии HDMI, которую они реализуют. Поэтому не гарантируется, что дисплей будет поддерживать частоты обновления, указанные в этой таблице, даже если дисплей имеет требуемую версию HDMI.
Если не указано иное, в данной таблице предполагается несжатая глубина цвета 8 бит/канал (24 бит/пикс) и цветовой формат RGB или Y′C B C R 4:4:4.
Для HDR10 требуется глубина цвета 10 бит/канал (30 бит/пикс), что использует на 25% больше полосы пропускания, чем стандартное видео 8 бит/канал.
Если не указано иное, в данной таблице предполагается несжатая глубина цвета 10 бит/канал и цветовой формат RGB или Y′C B C R 4:4:4.
Ниже перечислены функции, определенные в спецификации HDMI, которые может реализовать устройство HDMI. Для исторического интереса также указана версия спецификации HDMI, в которой эта функция была впервые добавлена. Все функции спецификации HDMI являются необязательными; устройства HDMI могут реализовывать любую комбинацию этих функций.
Хотя «номера версий HDMI» обычно неправильно используются как способ указания того, что устройство поддерживает определенные функции, эта нотация не имеет официального значения и считается ненадлежащей HDMI Licensing. [146] Не существует официально определенной корреляции между функциями, поддерживаемыми устройством, и любыми заявленными «номерами версий», поскольку номера версий относятся к историческим изданиям документа спецификации HDMI, а не к конкретным классам устройств HDMI. Производителям запрещено описывать свои устройства с использованием номеров версий HDMI, и они обязаны идентифицировать поддержку функций, перечисляя их явную поддержку, [147] [148] но форум HDMI подвергся критике за отсутствие соблюдения этих политик. [149]
Display Stream Compression (DSC) — это разработанный VESA алгоритм сжатия видео, который позволяет увеличить разрешение дисплея и частоту кадров по сравнению с существующими физическими интерфейсами, а также сделать устройства меньше и легче, а также увеличить время работы батареи. [153]
Blu-ray Disc и HD DVD , представленные в 2006 году, предлагают высококачественные аудиофункции, для которых требуется HDMI для наилучших результатов. HDMI 1.3 может передавать потоки битов Dolby Digital Plus , Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio в сжатом виде. [5] : §7 Эта возможность позволяет AV-ресиверу с необходимым декодером декодировать сжатый аудиопоток. Спецификация Blu-ray не включает видео, закодированное с помощью Deep Color или xvYCC; таким образом, HDMI 1.0 может передавать диски Blu-ray с полным качеством видео. [154]
Спецификация HDMI 1.4 (выпущенная в 2009 году) добавила поддержку 3D-видео и используется всеми проигрывателями, совместимыми с Blu-ray 3D.
Представители Ассоциации Blu-ray Disc Association (BDA) заявили (в сентябре 2014 г. на выставке IFA в Берлине, Германия), что ожидается, что проигрыватели Blu-ray, Ultra HD и диски 4K поступят в продажу во второй половине 2015 г. Предполагается, что такие проигрыватели Blu-ray UHD должны будут иметь выход HDMI 2.0 с поддержкой HDCP 2.2.
Blu-ray допускает вторичное декодирование звука, при котором содержимое диска может указать проигрывателю смешивать несколько аудиоисточников вместе перед окончательным выводом. [155] Некоторые проигрыватели Blu-ray и HD DVD могут декодировать все аудиокодеки внутренне и могут выводить звук LPCM через HDMI. Многоканальный LPCM может передаваться через соединение HDMI, и пока AV-ресивер реализует многоканальный звук LPCM через HDMI и реализует HDCP , воспроизведение звука равно по разрешению выходу битового потока HDMI 1.3. Некоторые недорогие AV-ресиверы, такие как Onkyo TX-SR506, не позволяют обрабатывать звук через HDMI и маркируются как устройства «HDMI pass through». [156] [157] Практически все современные AV-ресиверы теперь предлагают входы и выходы HDMI 1.4 с обработкой для всех аудиоформатов, предлагаемых Blu-ray Discs и другими источниками HD-видео. В 2014 году несколько производителей представили AV-ресиверы премиум-класса, включающие один или несколько входов HDMI 2.0 вместе с выходом(ами) HDMI 2.0. Однако только в 2015 году большинство основных производителей AV-ресиверов также стали поддерживать HDCP 2.2, как это было необходимо для поддержки определенных высококачественных источников видео UHD, таких как проигрыватели Blu-ray UHD.
Большинство бытовых видеокамер, а также многие цифровые фотоаппараты оснащены разъемом mini-HDMI (разъем типа C).
Некоторые камеры также имеют возможность 4K, хотя камеры, способные снимать HD-видео , часто включают интерфейс HDMI для воспроизведения или даже предварительного просмотра в реальном времени , процессор изображений и видеопроцессор камер, пригодных для несжатого видео, должны быть способны выдавать полное разрешение изображения с указанной частотой кадров в реальном времени без каких-либо пропущенных кадров, вызывающих дрожание. Поэтому пригодное для использования несжатое видео из HDMI часто называют «чистым HDMI». [158] [159]
Персональные компьютеры (ПК) с интерфейсом DVI способны выводить видео на монитор с поддержкой HDMI. [5] : прибл. C Некоторые ПК включают в себя интерфейс HDMI и также могут иметь возможность вывода звука HDMI, в зависимости от конкретного оборудования. [160] Например, чипсеты материнских плат Intel, начиная с 945G , и чипсеты материнских плат NVIDIA GeForce 8200/8300 способны выводить 8-канальный LPCM через HDMI. [160] [161] Восьмиканальный LPCM-вывод звука через HDMI с видеокартой впервые был представлен в ATI Radeon HD 4850, которая была выпущена в июне 2008 года и реализована другими видеокартами серии ATI Radeon HD 4000 . [161] [162] [163] [164] [165] Linux может управлять 8-канальным звуком LPCM через HDMI, если видеокарта имеет необходимое оборудование и реализует Advanced Linux Sound Architecture (ALSA). [166] Серия ATI Radeon HD 4000 реализует ALSA. [166] [167] В июне 2008 года Cyberlink объявила, что обновит свое программное обеспечение для воспроизведения PowerDVD, чтобы обеспечить декодирование звука Blu-ray Disc 192 кГц/24 бит в Q3-Q4 2008 года. [168] В настоящее время Corel WinDVD 9 Plus имеет декодирование звука Blu-ray Disc 96 кГц/24 бит. [169]
Даже при наличии выхода HDMI компьютер может не иметь возможности воспроизводить сигналы, реализующие HDCP , защищенный видеопуть Microsoft или защищенный аудиопуть Microsoft. [161] [170] Несколько ранних графических карт были помечены как «с поддержкой HDCP», но не имели необходимого для HDCP оборудования; [171] сюда входили некоторые графические карты на базе чипсета ATI X1600 и некоторые модели серии NVIDIA Geforce 7900. [171] Первые компьютерные мониторы, которые могли обрабатывать HDCP, были выпущены в 2005 году; к февралю 2006 года было выпущено около десятка различных моделей. [172] [173] Защищенный видеопуть был включен в графических картах с поддержкой HDCP, поскольку он требовался для вывода видео Blu-ray Disc и HD DVD. Для сравнения, защищенный аудиопуть требовался только в том случае, если выводился аудиопоток без потерь (такой как Dolby TrueHD или DTS-HD MA ). [161] Однако несжатый звук LPCM не требует защищенного аудиотракта, и такие программы, как PowerDVD и WinDVD, могут декодировать Dolby TrueHD и DTS-HD MA и выводить его как LPCM. [161] [168] [169] Ограничением является то, что если компьютер не реализует защищенный аудиотракт, звук должен быть понижен до 16 бит 48 кГц, но все равно может выводиться на 8 каналах. [161] В 2008 году не было выпущено ни одной графической карты, которая реализовала защищенный аудиотракт. [161]
Asus Xonar HDAV1.3 стала первой звуковой картой HDMI, которая реализовала защищенный звуковой тракт и могла как передавать поток битов, так и декодировать аудио без потерь (Dolby TrueHD и DTS-HD MA), хотя передача потока битов доступна только при использовании программного обеспечения ArcSoft TotalMedia Theatre. [ 174] [175] Она имеет вход/выход HDMI 1.3, и Asus утверждает, что она может работать с большинством видеокарт на рынке. [174] [175] [176]
Устаревшие интерфейсы, такие как VGA, DVI и LVDS, не поспевают за развитием, а новые стандарты, такие как DisplayPort и HDMI, явно обеспечивают наилучшие возможности подключения в будущем. По нашему мнению, DisplayPort 1.2 — это будущий интерфейс для мониторов ПК, наряду с HDMI 1.4a для подключения телевизоров.
«Ведущие производители ПК переходят на полностью цифровую технологию отображения, постепенно отказываясь от аналоговой». Intel. 8 декабря 2010 г. Получено 14 сентября 2012 г.
В сентябре 2009 года AMD анонсировала видеокарты серии ATI Radeon HD 5000 , которые имеют выход HDMI 1.3 (глубокий цвет, широкий цветовой охват xvYCC и высокоскоростной звук), 8-канальный LPCM через HDMI и интегрированный HD-аудиоконтроллер с защищенным аудиотрактом, который позволяет выводить поток битов через HDMI для форматов AAC, Dolby AC-3, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. [177] [178] [179] ATI Radeon HD 5870, выпущенная в сентябре 2009 года, является первой видеокартой, которая позволяет выводить поток битов через HDMI для Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. [179] Серия AMD Radeon HD 6000 реализует HDMI 1.4a. Серия AMD Radeon HD 7000 реализует HDMI 1.4b. [180]
В декабре 2010 года было объявлено, что несколько поставщиков компьютеров и производителей дисплеев, включая Intel , AMD, Dell , Lenovo , Samsung и LG, прекратят использование LVDS (на самом деле FPD-Link ) с 2013 года и устаревших разъемов DVI и VGA с 2015 года, заменив их на DisplayPort и HDMI. [181] [182]
27 августа 2012 года компания Asus анонсировала новый 27-дюймовый (69 см) монитор, который обеспечивает собственное разрешение 2560×1440 через HDMI 1.4. [183] [184]
18 сентября 2014 года Nvidia выпустила GeForce GTX 980 и GTX 970 (с чипом GM204) с поддержкой HDMI 2.0. 22 января 2015 года вышла GeForce GTX 960 (с чипом GM206) с поддержкой HDMI 2.0. 17 марта 2015 года вышла GeForce GTX TITAN X (GM200) с поддержкой HDMI 2.0. 1 июня 2015 года вышла GeForce GTX 980 Ti (с чипом GM200) с поддержкой HDMI 2.0. 20 августа 2015 года вышла GeForce GTX 950 (с чипом GM206) с поддержкой HDMI 2.0.
6 мая 2016 года компания Nvidia выпустила GeForce GTX 1080 (GP104 GPU) с поддержкой HDMI 2.0b. [185]
1 сентября 2020 года компания Nvidia выпустила серию GeForce RTX 30 — первые в мире дискретные видеокарты с поддержкой полной пропускной способности 48 Гбит/с с Display Stream Compression 1.2 HDMI 2.1. [186] [187] [188]
Начиная с седьмого поколения игровых консолей , большинство консолей поддерживают HDMI. Игровые консоли, которые поддерживают HDMI, включают Xbox 360 (за исключением большинства моделей до 2007 года) (1.2a), Xbox One (1.4b), Xbox One S (2.0a), Xbox One X (2.0b), PlayStation 3 (1.3a), PlayStation 4 (1.4b), PlayStation 4 Pro (2.0a), Wii U (1.4a), Nintendo Switch (1.4b), Nintendo Switch (модель OLED) (2.0a), Xbox Series X и Series S (2.1) и PlayStation 5 (2.1).
Некоторые планшетные компьютеры реализуют HDMI с помощью порта Micro-HDMI (тип D), в то время как другие, такие как Eee Pad Transformer, реализуют стандарт с помощью портов mini-HDMI (тип C). Все модели iPad имеют специальный адаптер A/V, который преобразует разъем Lightning от Apple в стандартный порт HDMI (тип A). У Samsung есть аналогичный фирменный 30-контактный порт для их Galaxy Tab 10.1 , который может адаптироваться как к HDMI, так и к USB-накопителям. Гибрид смартфона/планшета Dell Streak 5 способен выводить сигнал через HDMI. В то время как Streak использует порт PDMI , отдельная подставка добавляет совместимость с HDMI. Некоторые планшеты под управлением ОС Android обеспечивают выход HDMI с помощью порта mini-HDMI (тип C). Большинство новых ноутбуков и настольных компьютеров теперь также имеют встроенный HDMI.
Многие мобильные телефоны могут выводить видеосигнал HDMI через разъем micro-HDMI, SlimPort , MHL [189] [190] [191] или другой адаптер. [192] [193] [194] [195]
HDMI можно использовать только со старыми аналоговыми устройствами (использующими такие соединения, как SCART , VGA , RCA и т. д.) с помощью цифро-аналогового преобразователя или AV-ресивера , поскольку интерфейс не переносит никаких аналоговых сигналов (в отличие от DVI, где устройства с портами DVI-I принимают или предоставляют либо цифровые, либо аналоговые сигналы). Доступны кабели, которые содержат необходимую электронику, но важно отличать эти активные кабели-преобразователи от пассивных кабелей HDMI-VGA (которые, как правило, дешевле, поскольку не включают в себя никакой электроники). Пассивные кабели полезны только в том случае, если у пользователя есть устройство, которое генерирует или ожидает сигналы HDMI на разъеме VGA или сигналы VGA на разъеме HDMI; это нестандартная функция, не реализованная в большинстве устройств.
Альтернативный режим HDMI для USB-C позволяет источникам с поддержкой HDMI и разъемом USB-C напрямую подключаться к стандартным устройствам отображения HDMI без необходимости использования адаптера. [196] Стандарт был выпущен в сентябре 2016 года и поддерживает все функции HDMI 1.4b, такие как разрешение видео до Ultra HD 30 Гц и CEC. [197] Ранее аналогичный альтернативный режим DisplayPort мог использоваться для подключения к дисплеям HDMI из источников USB type-C, но там, где в этом случае для преобразования из DisplayPort в HDMI требовались активные адаптеры, альтернативный режим HDMI подключается к дисплею изначально. [198]
Альтернативный режим перенастраивает четыре дифференциальные пары SuperSpeed, присутствующие в USB-C, для передачи трех каналов HDMI TMDS и тактового сигнала. Два контакта Sideband Use (SBU1 и SBU2) используются для передачи HDMI Ethernet и обратного аудиоканала, а также функции Hot Plug Detect (контакт HEAC+/Utility и контакт HEAC−/HPD). Поскольку в USB-C недостаточно перенастраиваемых контактов для размещения тактового сигнала DDC (SCL), данных DDC (SDA) и CEC, эти три сигнала соединяются между источником и приемником HDMI через протокол USB Power Delivery 2.0 (USB-PD) и передаются по проводу канала конфигурации USB-C (CC). [196] Это возможно, поскольку кабель имеет электронную маркировку (т. е. содержит узел USB-PD), который служит для туннелирования DDC и CEC от источника по каналу конфигурации к узлу в кабеле, эти сообщения USB-PD принимаются и передаются на приемник HDMI как регенерированные сигналы DDC (сигналы SCL и SDA) или сигналы CEC. [196]
Как было заявлено на выставке CES в январе 2023 года, HDMI Alternate Mode для USB Type-C больше не обновляется [199], поскольку нет известных продуктов, использующих этот протокол, что снижает его актуальность на текущем рынке. Это уменьшит путаницу для потребителей, поскольку DisplayPort Alternate Mode является основным видеопротоколом по выбору вместо USB-C.
Аудио-/видеоинтерфейс DisplayPort был представлен в мае 2006 года. Исторически HDMI Licensing LLC публично пренебрежительно относилась к положению DisplayPort в отрасли, а ее президент заявил в интервью 2009 года , что «конечно, есть некоторые ПК, на которых есть разъемы DisplayPort, но это нишевые приложения, которые не закрепились на рынке». [200]
В последние годы разъемы DisplayPort стали обычным явлением в премиальных [201] продуктах — дисплеях, настольных компьютерах и видеокартах; большинство компаний, производящих оборудование DisplayPort, работают в компьютерном секторе. На веб-сайте DisplayPort указано, что DisplayPort, как ожидается, будет дополнять HDMI, [202] но по состоянию на 2016 год [update]100% HD и UHD телевизоров имели подключение HDMI. [203] DisplayPort поддерживал некоторые расширенные функции, которые полезны для создателей мультимедийного контента и геймеров (например, 5K, Adaptive-Sync), что стало причиной того, что большинство графических процессоров имеют DisplayPort. Эти функции были добавлены в официальную спецификацию HDMI немного позже, но с появлением HDMI 2.1 эти разрывы уже были устранены (например, VRR / Variable Refresh Rate ).
DisplayPort использует самосинхронизирующийся протокол на основе микропакетов, который допускает переменное количество полос дифференциальной пары , а также гибкое распределение полосы пропускания между аудио и видео, а также позволяет инкапсулировать многоканальные сжатые аудиоформаты в аудиопоток. [204] [205] DisplayPort 1.2 поддерживает несколько аудио/видеопотоков, переменную частоту обновления ( FreeSync ) и двухрежимные передатчики, совместимые с HDMI 1.2 или 1.4. [204] [206] [207] Версия 1.3 увеличивает общую полосу пропускания передачи до 32,4 Гбит/с с новым режимом HBR3, обеспечивающим 8,1 Гбит/с на полосу; для этого требуется двухрежимный режим с обязательной совместимостью с HDMI 2.0 и HDCP 2.2. [208] [209] В редакцию 1.4 добавлены Display Stream Compression (DSC), поддержка цветового пространства BT.2020 и расширения HDR10 из CTA-861.3, включая статические и динамические метаданные. [210] Редакция 1.4a была опубликована в апреле 2018 года, [211] обновив реализацию DSC DisplayPort с 1.2 до 1.2a. [212] Редакция 2.0 увеличила общую пропускную способность с 25,92 до 77,37 Гбит/с, что позволило увеличить разрешение и частоту обновления, увеличить разрешение и частоту обновления с поддержкой HDR и другие сопутствующие улучшения. [213] Версия 2.1 была опубликована в октябре 2022 года и включает в себя новые сертификации кабелей DP40 и DP80, которые требуют надлежащей работы на скоростях UHBR10 (40 Гбит/с) и UHBR20 (80 Гбит/с), представленных в версии 2.0, а также функцию управления полосой пропускания, позволяющую туннелированию DisplayPort более эффективно сосуществовать с другим трафиком данных ввода-вывода через соединение USB4/USB Type-C. [214]
DisplayPort имеет механизм обнаружения адаптера, позволяющий работать в двух режимах и передавать сигналы TMDS, что позволяет преобразовывать их в сигналы DVI и HDMI 1.2/1.4/2.0 с помощью пассивного адаптера. [215] [204] Для обоих протоколов используется один и тот же внешний разъем — при подключении пассивного адаптера DVI/HDMI схема передатчика переключается в режим TMDS. Двухрежимные порты DisplayPort и кабели/адаптеры обычно маркируются логотипом DisplayPort++. Порты Thunderbolt с разъемом mDP также поддерживают двухрежимные пассивные адаптеры/кабели HDMI. Для преобразования в двухканальный DVI и компонентное видео (VGA/YPbPr) требуются активные адаптеры с питанием. [204] [215]
Разъем USB 3.1 type-C все чаще становится стандартным видеоразъемом, заменяя устаревшие видеоразъемы, такие как mDP, Thunderbolt, HDMI и VGA в мобильных устройствах. Разъемы USB-C могут передавать видео DisplayPort на док-станции и дисплеи с помощью стандартных кабелей USB type-C или кабелей и адаптеров type-C to DisplayPort; USB-C также поддерживает адаптеры HDMI, которые активно преобразуют из DisplayPort в HDMI 1.4 или 2.0. Спецификация DisplayPort Alternate Mode для USB type-C была опубликована в 2015 году. Чипсеты USB type-C не обязаны включать Dual-mode, поэтому пассивные адаптеры DP-HDMI не работают с источниками type-C. Спецификация для «HDMI Alternate Mode для USB type-C» была выпущена в 2016 году, но была прекращена в 2023 году, а Управление по лицензированию HDMI заявило, что им известно о том, что ни один адаптер никогда не производился. [216]
DisplayPort не облагается роялти, хотя администратор патентного пула Via LA пытается взимать плату в размере 0,20 долл. США за устройство за массовую лицензию на патенты, которые он считает необходимыми для спецификации DisplayPort, [217] в то время как HDMI имеет ежегодную плату в размере 10 000 долл. США и ставку роялти за единицу от 0,04 до 0,15 долл. США. [218]
HDMI имеет несколько преимуществ перед DisplayPort, например, способность передавать сигналы Consumer Electronics Control (CEC) с момента его первого поколения (DisplayPort 1.3, представленный в 2014 году, является самым ранним поколением DisplayPort, которое может передавать сигналы CEC). [219] [207] [220]
Mobile High-Definition Link (MHL) — это адаптация HDMI, предназначенная для подключения мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, к телевизорам высокой четкости (HDTV) и дисплеям. [221] [222] В отличие от DVI , который совместим с HDMI с использованием только пассивных кабелей и адаптеров, MHL требует, чтобы разъем HDMI поддерживал MHL, в противном случае для преобразования сигнала в HDMI требуется активный адаптер (или ключ ). MHL разработан консорциумом из пяти производителей бытовой электроники, несколько из которых также поддерживают HDMI. [223]
MHL сокращает три канала TMDS в стандартном подключении HDMI до одного, работающего через любой разъем, который обеспечивает не менее пяти контактов. [223] Это позволяет использовать существующие разъемы в мобильных устройствах, такие как micro-USB , избегая необходимости в дополнительных выделенных разъемах видеовыхода. [224] Порт USB переключается в режим MHL, когда обнаруживает, что подключено совместимое устройство.
В дополнение к функциям, общим с HDMI (таким как зашифрованное HDCP несжатое видео высокой четкости и восьмиканальный объемный звук ), MHL также добавляет возможность зарядки мобильного устройства во время использования, а также позволяет управлять им с помощью пульта ДУ телевизора. Хотя для поддержки этих дополнительных функций требуется подключение к порту HDMI с поддержкой MHL, зарядка также может быть обеспечена при использовании активных адаптеров MHL-HDMI (подключенных к стандартным портам HDMI) при условии наличия отдельного подключения питания к адаптеру.
Как и HDMI, MHL определяет альтернативный режим USB-C для поддержки стандарта MHL через соединения USB-C.
Версия 1.0 поддерживала 720p/1080i 60 Гц (кодирование пикселей RGB/4:4:4) с пропускной способностью 2,25 Гбит/с. Версии 1.3 и 2.0 добавили поддержку 1080p 60 Гц (Y′C B C R 4:2:2) с пропускной способностью 3 Гбит/с в режиме PackedPixel. [222] Версия 3.0 увеличила пропускную способность до 6 Гбит/с для поддержки видео Ultra HD (3840 × 2160) 30 Гц, а также изменила режим с покадрового, как HDMI, на пакетный. [225]
Четвертая версия, superMHL, увеличила пропускную способность за счет работы с несколькими дифференциальными парами TMDS (в общей сложности до шести), что обеспечивает максимальную скорость 36 Гбит/с. [226] Шесть полос поддерживаются через реверсивный 32-контактный разъем superMHL, в то время как четыре полосы поддерживаются через альтернативный режим USB-C (через micro-USB/HDMI поддерживается только одна полоса). Сжатие потока отображения (DSC) используется для обеспечения возможности видео HDR до 8K Ultra HD (7680 × 4320) 120 Гц и для поддержки видео Ultra HD 60 Гц по одной полосе. [226]
HDCP добавляется к DVI, результат часто называют "DVI+HDCP". Когда это используется на HDTV, HD-мониторе или телевизионной приставке, обычно применяется дополнительный стандарт: IEA/CEA-861 (в настоящее время 861-B)... интерфейс обычно известен как DVI-HDTV.
метров (около 16 футов) можно легко изготовить... Более качественные кабели могут достигать 12-15 метров... оптоволоконный кабель или двойной кабель
Cat-5
может удлиняться до 100 метров и более
могут быть длиной до 10–15 метров, но в процессе производства необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности и стандарты.
длинный HDMI-кабель, на который мы когда-либо видели сертификат соответствия, — это наш собственный Series-1, который прошел тестирование ATC на длине 45 футов по HDMI 1.3a (CTS 1.3b1).
{{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )
