Мультимедийный интерфейс высокой четкости ( HDMI ) — это собственный аудио/видеоинтерфейс для передачи несжатых видеоданных и сжатых или несжатых цифровых аудиоданных от HDMI-совместимого исходного устройства, такого как контроллер дисплея , на совместимый компьютерный монитор , видеопроектор , цифровое телевидение или цифровое аудиоустройство. [3] HDMI — это цифровая замена аналоговых видеостандартов.
HDMI реализует стандарт ANSI/CTA-861 , который определяет форматы видео и формы сигналов, передачу сжатого и несжатого звука LPCM , вспомогательные данные и реализации VESA EDID . [4] [5] : с. III Сигналы CEA-861, передаваемые через HDMI, электрически совместимы с сигналами CEA-861, используемыми цифровым визуальным интерфейсом (DVI). Никакого преобразования сигнала не требуется, а также нет потери качества видео при использовании адаптера DVI-HDMI. [5] : §C Функция Consumer Electronics Control (CEC) позволяет устройствам HDMI управлять друг другом, когда это необходимо, и позволяет пользователю управлять несколькими устройствами с помощью одного портативного устройства дистанционного управления . [5] : §6.3
С момента первого выпуска технологии было разработано и внедрено несколько версий HDMI, время от времени вводящихся новые разъемы меньшего форм-фактора, но все версии по-прежнему используют одну и ту же базовую распиновку и совместимы со всеми типами разъемов и кабелями. Помимо улучшенных возможностей аудио и видео, производительности, разрешения и цветового пространства, новые версии имеют дополнительные расширенные функции, такие как 3D , подключение для передачи данных Ethernet и расширения CEC.
Производство потребительских продуктов HDMI началось в конце 2003 года. [6] В Европе либо DVI- HDCP , либо HDMI включен в спецификацию HD Ready для маркировки телевизоров для HDTV, разработанную EICTA совместно с SES Astra в 2005 году. HDMI начался появится на потребительских телевизорах высокой четкости в 2004 году, а также на видеокамерах и цифровых фотокамерах 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 (разработанный 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 создать AV-разъем, обратно совместимый с DVI. [11] [12] В то время в телевизорах высокой четкости использовались DVI-HDCP (DVI с HDCP) и DVI-HDTV (DVI-HDCP с использованием видеостандарта CEA-861-B). [12] [13] [14] HDMI 1.0 был разработан для улучшения DVI-HDTV за счет использования разъема меньшего размера и добавления аудиовозможностей, а также расширенных возможностей Y’C B C R и функций управления бытовой электроникой. [12] [13]
Первый авторизованный испытательный центр (ATC), который тестирует продукты HDMI, был открыт компанией Silicon Image 23 июня 2003 года в Калифорнии, США. [15] Первый банкомат в Японии был открыт компанией Panasonic 1 мая 2004 года в Осаке. [16] Первый банкомат в Европе был открыт компанией Philips 25 мая 2005 года в Кане, Франция. [17] Первый банкомат в Китае был открыт компанией Silicon Image 21 ноября 2005 года в Шэньчжэне. [18] Первый банкомат в Индии был открыт компанией Philips 12 июня 2008 года в Бангалоре. [19] На веб-сайте HDMI содержится список всех УВД. [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 стандартом де-факто. для телевизоров высокой четкости, а по данным In-Stat, около 90% цифровых телевизоров в 2007 году имели HDMI. [21] [24] [25] [26] [27] По оценкам In-Stat, в 2008 году было продано 229 миллионов устройств HDMI. [28] По состоянию на 8 апреля 2008 года насчитывалось более 850 компаний, производящих бытовую электронику и ПК, которые принял спецификацию HDMI (приниматели HDMI). [29] [30] 7 января 2009 года компания HDMI Licensing, LLC объявила, что количество установленных устройств HDMI достигло более 600 миллионов. [30] По оценкам In-Stat, в 2009 году будет продано 394 миллиона устройств HDMI и что к концу 2009 года все цифровые телевизоры будут иметь хотя бы один вход HDMI. [30]
28 января 2008 г. In-Stat сообщил, что поставки HDMI, как ожидается, превысят поставки DVI в 2008 г., главным образом за счет рынка бытовой электроники. [21] [31]
В 2008 году журнал PC Magazine наградил часть CEC спецификации HDMI премией за техническое совершенство в категории «Домашний кинотеатр» за «инновацию, изменившую мир». [32] Десять компаний получили премию «Эмми» в области технологий и инженерии за разработку HDMI от Национальной академии телевизионных искусств и наук 7 января 2009 года. [33]
25 октября 2011 года основателями HDMI был учрежден Форум HDMI с целью создания открытой организации, чтобы заинтересованные компании могли участвовать в разработке спецификации HDMI. [34] [35] Все члены Форума HDMI имеют равные права голоса, могут участвовать в Технической рабочей группе и в случае избрания могут входить в состав Совета директоров. [35] Количество компаний, допущенных к участию в Форуме HDMI, не ограничено, однако компании должны платить ежегодный взнос в размере 15 000 долларов США , а также дополнительный ежегодный взнос в размере 5 000 долларов США для тех компаний, которые входят в состав Совета директоров. [35] Совет директоров состоит из 11 компаний, которые избираются каждые два года общим голосованием членов HDMI Forum. [35] Вся будущая разработка спецификации HDMI осуществляется на форуме HDMI и основывается на спецификации HDMI 1.4b. [35] Также в тот же день компания 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 перешла в сферу ответственности недавно созданного форума HDMI. [34]
8 января 2013 года компания HDMI Licensing, LLC объявила, что насчитывается более 1300 пользователей HDMI и что с момента запуска стандарта HDMI было поставлено более 3 миллиардов устройств HDMI. [36] [37] В этот день также исполнилось 10 лет со дня 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] : с. V Максимальная тактовая частота пикселей для HDMI 1.0 составляет 165 МГц , чего достаточно для разрешения 1080p и WUXGA (1920×1200) при 60 Гц. HDMI 1.3 увеличивает эту частоту до 340 МГц, что обеспечивает более высокое разрешение (например, WQXGA , 2560×1600) по одному цифровому каналу. [38] Соединение HDMI может быть одноканальным (тип A/C/D) или двухканальным (тип B) и может иметь частоту видеопикселей от 25 МГц до 340 МГц (для одноканального подключения) или От 25 МГц до 680 МГц (для двухканального соединения). Видеоформаты с частотой пикселей ниже 25 МГц (например, 480i с частотой 13,5 МГц) передаются по каналам TMDS с использованием схемы повторения пикселей. [5] : §§3, 6.4.
HDMI использует стандарты 861 Ассоциации потребительских технологий / Альянса электронной промышленности . От HDMI 1.0 до HDMI 1.2a используется видеостандарт EIA/CEA-861-B, от HDMI 1.3 используется видеостандарт CEA-861-D, а от HDMI 1.4 используется видеостандарт CEA-861-E. [5] : с. III Документ CEA-861-E определяет «форматы видео и формы сигналов; колориметрию и квантование; транспортировку сжатого и несжатого звука LPCM ; передачу вспомогательных данных; а также реализацию стандарта расширенных идентификационных данных дисплея (VESA) Ассоциации стандартов видеоэлектроники (VESA) » Э-EDID)». [39] 15 июля 2013 г. CEA объявило о публикации CEA-861-F, стандарта, который может использоваться такими видеоинтерфейсами, как DVI, HDMI и LVDS. [40] CEA-861-F добавляет возможность передачи нескольких видеоформатов Ultra HD и дополнительных цветовых пространств. [40]
Чтобы обеспечить базовую совместимость между различными источниками и дисплеями HDMI (а также обратную совместимость 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 высокой глубины цвета («глубокий цвет») не является обязательной. HDMI допускает субдискретизацию цветности sRGB 4:4:4 (8–16 бит на компонент), субдискретизацию цветности xvYCC 4:4:4 (8–16 бит на компонент), субдискретизацию цветности Y’C B C R 4:4:4 ( 8–16 бит на компонент) или субдискретизация цветности Y’C B C R 4:2:2 (8–12 бит на компонент). Цветовые пространства, которые могут использоваться HDMI: 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, необходимо реализовать базовый формат: стерео (несжатый) PCM. Другие форматы являются дополнительными: HDMI позволяет использовать до 8 каналов несжатого звука с размером выборки 16 бит, 20 бит или 24 бита, с частотой дискретизации 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, соответствующий стандарту IEC 61937 , например Dolby Digital и DTS , а также до 8 каналов однобитного звука DSD (используется на дисках Super Audio CD ) со скоростью, в четыре раза превышающей эту скорость. Super Audio CD. [5] : §7 Начиная с версии 1.3, HDMI обеспечивает сжатие аудиопотоков без потерь Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio . [5] : §7 Как и в случае с видео Y’C B C R , аудиовозможности не являются обязательными. Обратный аудиоканал (ARC) — это функция, представленная в стандарте HDMI 1.4. [41] «Возврат» относится к случаю, когда звук поступает с телевизора и может быть отправлен «вверх» 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 источник видео, отправляет звук «вверх по потоку» на AV-ресивер. [41]
Стандарт HDMI не был разработан для передачи данных 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) перед передачей по кабелю HDMI для показа на цифровом телевидении. Это ограничивает стиль подписей (даже для цифровых подписей) только тем стилем, который был декодирован в источнике до передачи HDMI. Это также предотвращает субтитры, когда для преобразования с повышением частоты требуется передача через HDMI. Например, DVD- проигрыватель, который передает формат 720p/1080i с повышенным разрешением через HDMI на телевизор высокой четкости , не имеет возможности передавать данные скрытых субтитров , чтобы телевизор высокой четкости 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 В HDMI 1.4 добавлены ARC и HEC. [41] [43]
Канал данных дисплея (DDC) — это канал связи, основанный на спецификации шины I 2 C. В частности, HDMI требует, чтобы устройство реализовало канал данных расширенного дисплея (E-DDC), который используется устройством-источником HDMI для считывания данных E-EDID с устройства-приемника HDMI, чтобы узнать, какие аудио/видео форматы 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 дополнительно реализовать скорость быстрого режима (400 кбит/с). . [5] : §4.2.8
Канал DDC активно используется для защиты широкополосного цифрового контента (HDCP).
Дифференциальная сигнализация с минимизацией переходов (TMDS) в HDMI чередует видео, аудио и вспомогательные данные с использованием трех разных типов пакетов, называемых периодом видеоданных, периодом острова данных и периодом управления. В течение периода видеоданных передаются пиксели активной видеолинии. В течение периода острова данных (который происходит во время интервалов горизонтального и вертикального гашения) аудио и вспомогательные данные передаются в виде серии пакетов. Период управления происходит между периодами видео и данных. [5] : §5.1.2
И HDMI, и DVI используют TMDS для отправки 10-битных символов, закодированных 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 кодирования 4b/10b для периода острова данных. Каждый период острова данных имеет размер 32 пикселя и содержит 32-битный заголовок пакета, который включает в себя 8 бит данных четности BCH ECC для исправления ошибок и описывает содержимое пакета. Каждый пакет содержит четыре субпакета, каждый из которых 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, относятся к аудиоданным, а остальные 8 типов — к вспомогательным данным. К ним относятся пакет общего управления и пакет метаданных гаммы. Общий пакет управления несет информацию об AVMUTE (который отключает звук во время изменений, которые могут вызвать звуковой шум) и глубине цвета (который передает битовую глубину текущего видеопотока и необходим для глубокого цвета ). Пакет метаданных гаммы содержит информацию о цветовом пространстве , используемом для текущего видеопотока, и необходим для xvYCC. [5] : §§5.2–5.3,6.5.3,6.7.2,6.7.3
Consumer Electronics Control (CEC) — это функция HDMI, позволяющая пользователю управлять до 15 устройствами с поддержкой CEC, подключенными 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 друг другом 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] Подключение CEC является обязательным, хотя внедрение CEC в продукт не является обязательным. [5] : §8.1 Он был определен в спецификации HDMI 1.0 и обновлен в HDMI 1.2, HDMI 1.2a и HDMI 1.3a (которые добавили к шине таймер и аудиокоманды). [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]
Представленные в HDMI 1.4, HDMI Ethernet и канал возврата аудио (HEAC) добавляют высокоскоростной двунаправленный канал передачи данных (HEC) и возможность отправлять аудиоданные в восходящем направлении на устройство-источник (ARC). HEAC использует две линии от разъема: ранее неиспользованный зарезервированный контакт (называемый HEAC+) и контакт обнаружения горячего подключения (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 пара. [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 принимает видеопоток вместо другого оборудования. [41] Типичный случай — запуск приложения на смарт-телевизоре, например Netflix, но воспроизведение звука осуществляется другим оборудованием. [41] Без ARC аудиовыход телевизора необходимо направить в акустическую систему с помощью другого кабеля, обычно TOSLink или RCA . [52]
Ethernet-канал HDMI (HEC)
Технология HDMI Ethernet Channel объединяет потоки видео, аудио и данных в один кабель HDMI, а функция HEC позволяет использовать IP-приложения через HDMI и обеспечивает двунаправленную связь Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. [43] Физический уровень реализации Ethernet использует гибридную технологию для одновременной отправки и приема ослабленных сигналов типа 100BASE-TX через одну витую пару . [53] [54]
HDMI обратно совместим с цифровым видео одноканальным цифровым визуальным интерфейсом (DVI-D или DVI-I, но не DVI-A или двухканальным DVI). При использовании адаптера или асимметричного кабеля преобразование сигнала не требуется, поэтому потери качества видео не происходит. [5] : ок. С
С точки зрения пользователя, дисплей HDMI может управляться одноканальным источником DVI-D, поскольку HDMI и DVI-D определяют перекрывающийся минимальный набор разрешенных разрешений и форматов кадрового буфера для обеспечения базового уровня совместимости. В обратном случае монитор DVI-D имеет тот же уровень базовой совместимости, если только не мешает защита контента с помощью защиты широкополосного цифрового контента (HDCP) или цветовое кодирование HDMI находится в компонентном цветовом пространстве Y’C B C R вместо RGB , что невозможно в DVI. Источнику HDMI, например проигрывателю Blu-ray , может потребоваться дисплей, совместимый с HDCP, и он может отказаться выводить контент, защищенный HDCP, на несовместимый дисплей. [55] Еще одна сложность заключается в том, что существует небольшое количество оборудования для отображения, например, некоторые высококачественные проекторы для домашних кинотеатров, разработанные с входами HDMI, но не совместимые с HDCP.
Любой адаптер DVI-HDMI может работать как адаптер HDMI-DVI (и наоборот). [56] Как правило, единственным ограничением является пол разъемов адаптера, а также тип кабелей и разъемов, с которыми он используется.
Функции, специфичные для HDMI, такие как дистанционное управление и передача звука, недоступны в устройствах, использующих устаревшую сигнализацию DVI-D. Однако многие устройства выводят HDMI через разъем DVI (например, видеокарты серии ATI 3000 и NVIDIA GTX 200 ), [5] : ок. C [57] и некоторые мультимедийные дисплеи могут принимать HDMI (включая аудио) через вход DVI. Точные возможности, выходящие за рамки базовой совместимости, различаются. Адаптеры обычно двунаправленные.
Защита цифрового контента с высокой пропускной способностью (HDCP) — это новая форма управления цифровыми правами (DRM). Intel создала оригинальную технологию, чтобы гарантировать, что цифровой контент соответствует рекомендациям группы защиты цифрового контента.
HDMI может использовать HDCP для шифрования сигнала, если этого требует устройство-источник. Система шифрования контента (CSS), защита контента для записываемых носителей (CPRM) и система расширенного доступа к контенту (AACS) требуют использования HDCP по HDMI при воспроизведении зашифрованных дисков DVD Video , DVD Audio , HD DVD и Blu-ray . 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 раньше было обязательным только для дополнительных тестов, таких как программа тестирования «Simplay HD», теперь является частью требований соответствия HDMI. [5] : §9.2 [58] [59] HDCP поддерживает до 127 подключенных устройств с максимум 7 уровнями, используя комбинацию источников, приемников и повторителей. [60] Простым примером этого являются несколько устройств HDMI, подключенных к AV-ресиверу HDMI, который подключен к дисплею HDMI. [60]
Устройства, называемые стрипперами HDCP, могут удалять информацию HDCP из видеосигнала, чтобы видео можно было воспроизводить на дисплеях, не совместимых с HDCP, [61] хотя перед использованием обычно необходимо подписать форму добросовестного использования и неразглашения 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 двусторонний разъем USB-C к устройствам-источникам HDMI (мобильным телефонам, планшетам, ноутбукам). Этот кабель подключается к устройствам отображения/приемника видео с помощью любого из собственных разъемов HDMI. Это кабель HDMI, в данном случае кабель USB-C — HDMI. [69]
Кабель HDMI состоит из четырех экранированных витых пар с сопротивлением порядка 100 Ом (±15%) и семи отдельных проводников. Кабели HDMI с Ethernet отличаются тем, что три отдельных проводника 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 на практике полезную длину [70] [71] , а сертификацию трудно получить для длин, превышающих 13 м. [72] HDMI 1.3 определяет две категории кабелей: сертифицированные кабели категории 1, которые были протестированы на частоте 74,25 МГц (включая такие разрешения, как 720p60 и 1080i60), и сертифицированные кабели категории 2, которые были протестированы на частоте 340 МГц ( которые будут включать 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] Настоящее руководство по маркировке кабелей HDMI вступило в силу 17 октября 2008 г. [74] [75] Кабели категорий 1 и 2 могут соответствовать требуемым спецификациям параметров по рассогласованию между парами, перекрестным помехам на дальнем конце, затуханию и дифференциальному сигналу. импеданса, или они могут соответствовать требуемым требованиям к невыравниваемым/выравниваемым глазковым диаграммам. [5] : §4.2.6 Кабель длиной около 5 метров (16 футов) можно легко и недорого изготовить в соответствии со спецификациями категории 1, используя проводники 28 AWG (0,081 мм 2 ). [70] Благодаря более качественной конструкции и материалам, включая проводники 24 AWG (0,205 мм 2 ), длина кабеля HDMI может достигать 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, прошедшие испытания категории 2, гарантированно будут работать для целей категории 2. [76]
Согласно спецификации HDMI 1.4, для HDMI в целом определены следующие типы кабелей: [77] [78]
В октябре 2015 года была введена новая программа сертификации, подтверждающая, что кабели работают с максимальной пропускной способностью 18 Гбит/с спецификации HDMI 2.0. [79] Помимо расширения набора требований к тестированию кабелей, программа сертификации вводит тест на электромагнитные помехи, чтобы гарантировать, что кабели сводят к минимуму помехи беспроводным сигналам. Эти кабели маркируются защитной этикеткой для защиты от подделок и имеют следующее обозначение: [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 предназначен для поддержки полосы пропускания 48 Гбит/с HDMI 2.1, поддерживая 4K , 5K , 8K и 10K при 120 Гц. [82] Кабель обратно совместим с более ранними устройствами HDMI, использует существующие разъемы HDMI типов A, C и D и включает HDMI Ethernet.
Удлинитель HDMI — это одно устройство (или пара устройств), питающееся от внешнего источника питания или от источника постоянного тока 5 В от источника HDMI. [83] [84] [85] Длинные кабели могут привести к нестабильной работе HDCP и миганию экрана из-за ослабленного сигнала DDC , необходимого для HDCP. Сигналы HDCP DDC должны быть мультиплексированы с видеосигналами TMDS для соответствия требованиям HDCP для удлинителей HDMI на основе одного кабеля категории 5 / категории 6 . [86] [87] Некоторые компании предлагают усилители , эквалайзеры и повторители , которые могут соединить 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] те, которые основаны на HDBaseT , могут достигать 100 метров; Удлинители HDMI, основанные на двойном кабеле категории 5 / категории 6, могут расширять расстояние HDMI до 250 метров (820 футов); в то время как удлинители HDMI на основе оптического волокна могут расширить HDMI до 300 метров (980 футов). [84] [85]
Спецификация HDMI не является открытым стандартом; Производители должны иметь лицензию HDMI LA, чтобы использовать HDMI в любом продукте или компоненте. Компании, имеющие лицензию HDMI LA, известны как HDMI Adopters. [88]
DVI — единственный интерфейс, не требующий лицензии для взаимодействия с HDMI. [ нужна цитата ]
Хотя более ранние версии спецификаций HDMI доступны для загрузки, только пользователи имеют доступ к новейшим стандартам (HDMI 1.4b/2.1). Только разработчики имеют доступ к спецификации испытаний на соответствие (CTS), которая используется для проверки соответствия и сертификации. Прежде чем любой продукт HDMI сможет быть законно продан, необходимо провести тестирование на соответствие.
Существует две структуры ежегодных сборов, связанных с внедрением HDMI:
Ежегодная плата взимается после заключения Соглашения с усыновителем и должна выплачиваться в годовщину этой даты каждый последующий год.
Структура роялти одинакова для всех томов. Следующая переменная роялти за единицу зависит от устройства и не зависит от количества портов, микросхем или разъемов:
Использование логотипа HDMI требует проверки на соответствие. Принимающим сторонам необходимо лицензировать HDCP отдельно.
Роялти HDMI выплачивается только за лицензионные продукты, которые будут продаваться отдельно (т. е. не включены в другой лицензионный продукт, на который распространяется роялти HDMI). Например, если кабель или микросхема продаются покупателю, который затем включает их в телевизор, подлежащий уплате роялти, то производитель кабеля или микросхемы не будет платить роялти, а производитель телевизора будет платить роялти за конечный продукт. Если кабель продается напрямую потребителям, то за него будет взиматься роялти. [89]
Устройства HDMI производятся в соответствии с различными версиями спецификации, в которых каждой версии присвоен номер или буква, например 1.0, 1.2 или 1.4b. [5] : с. III В каждой последующей версии спецификации используется тот же тип кабеля, но увеличивается пропускная способность или возможности передачи по кабелю. [5] : с. III Если продукт указан как имеющий версию HDMI, это не обязательно означает, что он обладает всеми функциями этой версии, [90] поскольку некоторые функции HDMI являются дополнительными, например, глубокий цвет и xvYCC (который Sony маркирует как «xvColor»). [91] [92] С момента выпуска HDMI 1.4 компания HDMI Licensing Administrator, Inc. (которая курирует стандарт HDMI) запретила использование номеров версий для идентификации кабелей. [93] С 1 января 2012 г. некабельные продукты HDMI больше не могут ссылаться на номер HDMI и должны указывать, какие функции спецификации HDMI реализуются в продукте. [94]
HDMI 1.0 был выпущен 9 декабря 2002 года и представляет собой однокабельный интерфейс цифрового аудио/видео разъема. Архитектура канала основана на DVI, используя точно такой же формат передачи видео, но отправляя аудио и другие вспомогательные данные во время интервалов гашения видеопотока. HDMI 1.0 допускает максимальную тактовую частоту TMDS 165 МГц (полоса пропускания 4,95 Гбит/с на канал), такую же, как и DVI. Он определяет два разъема, называемые типом A и типом B, с распиновкой, основанной на разъемах 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, что обеспечивает пропускную способность видео 3,96 Гбит/с ( 1920 × 1080 или 1920 × 1200 при 60 Гц) и 8-канальный звук LPCM/192 кГц /24-бит. Для HDMI 1.0 требуется поддержка 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 на канал (30 бит/пикселей) или 12 бит на канал (36 бит/пикселей) допускается при использовании субдискретизации 4:2:2, но только 8 бит на канал (24 бит/пикселей) допускается при использовании RGB или Y. ’C B C R 4:4:4. Только Рек. 601 и Рек. Поддерживается 709 цветовых пространств. HDMI 1.0 поддерживает только определенные заранее определенные форматы видео, включая все форматы, определенные в EIA/CEA-861-B, а также некоторые дополнительные форматы, перечисленные в самой спецификации HDMI. Все источники/приемники HDMI также должны быть способны отправлять/принимать собственное видео Single-Link DVI и полностью соответствовать спецификации DVI. [95]
HDMI 1.1 был выпущен 20 мая 2004 года и в него добавлена поддержка DVD-Audio .
HDMI 1.2 был выпущен 8 августа 2005 года и добавил опцию One Bit Audio, используемую на Super Audio CD , с поддержкой до 8 каналов. Чтобы сделать HDMI более подходящим для использования на компьютерных устройствах, в версии 1.2 также было удалено требование использования только явно поддерживаемых форматов. Он добавил возможность производителям создавать форматы для конкретного поставщика, допуская любое произвольное разрешение и частоту обновления, а не ограничиваясь заранее определенным списком поддерживаемых форматов. Кроме того, была добавлена явная поддержка нескольких новых форматов, включая 720p с частотой 100 и 120 Гц, и смягчены 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. . [96] : §6.2.3
HDMI 1.2a был выпущен 14 декабря 2005 г. и полностью определяет функции Consumer Electronic Control (CEC), наборы команд и тесты на соответствие CEC. [96]
HDMI 1.3 был выпущен 22 июня 2006 г. и увеличил максимальную тактовую частоту TMDS до 340 МГц (10,2 Гбит/с). [5] [38] [97] Как и предыдущие версии, он использует кодировку TMDS, что обеспечивает максимальную пропускную способность видео 8,16 Гбит/с (достаточно для разрешения 1920 × 1080 при 144 Гц или 2560 × 1440 при 75 Гц). Добавлена поддержка глубины цвета 10 , 12 и 16 бит на канал (30, 36 и 48 бит/пикселей), называемой глубоким цветом . Также добавлена поддержка цветового пространства xvYCC в дополнение к цветовым пространствам ITU-R BT.601 и BT.709, поддерживаемым предыдущими версиями, и добавлена возможность переноса метаданных, определяющих границы цветовой гаммы. Он также опционально позволяет выводить потоки Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio для внешнего декодирования AV-ресиверами. [98] Он включает в себя возможность автоматической синхронизации звука ( синхронизация аудио-видео ). [38] В нем определены категории кабелей 1 и 2: кабель категории 1 тестируется до 74,25 МГц, а кабель категории 2 тестируется до 340 МГц. [5] : §4.2.6 Также добавлен новый разъем HDMI Type C «Mini» для портативных устройств. [5] : §4.1.1 [99]
HDMI 1.3a был выпущен 10 ноября 2006 года и имел модификации кабеля и приемника для HDMI типа C, рекомендации по прекращению источника, а также были удалены ограничения по недолету и максимальному времени нарастания/спада. Также были изменены пределы емкости CEC, а команды CEC для управления таймером были возвращены в измененной форме с добавлением команд управления звуком. Он также добавил дополнительную возможность потоковой передачи SACD в формате битового потока DST, а не в несжатом необработанном DSD. [5] HDMI 1.3a доступен для бесплатной загрузки после регистрации. [100]
HDMI 1.4 был выпущен 5 июня 2009 года и впервые появился на рынке после второго квартала 2009 года . Гц, 3840 × 2160 при 24, 25 и 30 Гц, а также добавлена явная поддержка 1920 × 1080 при 120 Гц с таймингами CTA-861. [65] : §6.3.2 Также добавлен канал HDMI Ethernet (HEC), который обеспечивает соединение Ethernet со скоростью 100 Мбит/с между двумя подключенными HDMI устройствами, чтобы они могли совместно использовать подключение к Интернету, [43] введен 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 автомобильная система подключения. [63] [103] [104] [105] [106] HDMI 1.4 определил несколько стереоскопических 3D- форматов, включая альтернативный формат поля (чересстрочный), упаковку кадров (формат сверху вниз с полным разрешением), альтернативный формат полного изображения, параллельный формат. половина, бок о бок полная, 2D + глубина и 2D + глубина + графика + глубина графики ( WOWvx ). [62] [107] [108] HDMI 1.4 требует, чтобы 3D-дисплеи реализовывали формат 3D упаковки кадров либо с разрешением 720p50 и 1080p24, либо с разрешением 720p60 и 1080p24. [108] 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] [107] [108]
HDMI 1.4a был выпущен 4 марта 2010 года и добавил два обязательных формата 3D для вещательного контента, выпуск которого был отложен с выпуском HDMI 1.4 в зависимости от направления рынка 3D-вещания. [109] [110] HDMI 1.4a определил обязательные форматы 3D для вещательного, игрового и киноконтента. [109] HDMI 1.4a требует, чтобы 3D-дисплеи реализовывали формат 3D упаковки кадров либо с разрешением 720p50 и 1080p24, либо с 720p60 и 1080p24, с параллельным горизонтальным расположением при разрешении 1080i50 или 1080i60 и сверху и снизу при разрешении 720p50 и 1080p24 или 720p60 и 1080p24. [110]
HDMI 1.4b был выпущен 11 октября 2011 г. [111] и содержал лишь незначительные уточнения к документу 1.4a. HDMI 1.4b — последняя версия стандарта, за который отвечает HDMI LA. Все будущие версии спецификации HDMI разрабатывались форумом HDMI, созданным 25 октября 2011 года. [34] [112]
HDMI 2.0, называемый некоторыми производителями HDMI UHD , был выпущен 4 сентября 2013 года .
HDMI 2.0 увеличивает максимальную пропускную способность до 18,0 Гбит/с. [113] [114] [115] HDMI 2.0 использует кодирование TMDS для передачи видео, как и предыдущие версии, обеспечивая максимальную пропускную способность видео 14,4 Гбит/с. Это позволяет HDMI 2.0 передавать видео 4K с частотой 60 Гц и глубиной цвета 24 бит/пиксель. [113] [116] [117] Другие особенности HDMI 2.0 включают поддержку Rec . Цветовое пространство 2020 , до 32 аудиоканалов, частота дискретизации звука до 1536 кГц, два видеопотока для нескольких пользователей на одном экране, до четырех аудиопотоков, субдискретизация цветности 4:2:0, форматы 3D 25 кадров в секунду, поддержка соотношение сторон 21:9, динамическая синхронизация видео и аудио потоков, аудиостандарты HE-AAC и DRA , улучшенные возможности 3D и дополнительные функции CEC. [113] [118] [119]
HDMI 2.0a был выпущен 8 апреля 2015 года и в него добавлена поддержка видео с расширенным динамическим диапазоном (HDR) со статическими метаданными. [120]
HDMI 2.0b был выпущен в марте 2016 года. [121] Изначально HDMI 2.0b поддерживал тот же стандарт HDR10 , что и HDMI 2.0a, как указано в спецификации CTA-861.3. [118] В декабре 2016 года в HDMI 2.0b была добавлена дополнительная поддержка передачи HDR-видео в спецификации CTA-861-G, которая расширяет передачу сигналов статических метаданных за счет включения гибридной логарифмической гаммы (HLG). [118] [122] [123]
HDMI 2.1 был официально анонсирован на форуме HDMI 4 января 2017 г., [81] [82] и выпущен 28 ноября 2017 г. [124] Он добавляет поддержку более высоких разрешений и более высоких частот обновления, включая 4K, 120 Гц и 8K. 60 Гц. HDMI 2.1 также представляет новую категорию кабелей HDMI под названием Ultra High Speed (во время разработки называемую 48G ), которая сертифицирует кабели для новых, более высоких скоростей, которые требуются для этих форматов. Сверхскоростные кабели HDMI обратно совместимы со старыми устройствами HDMI, а старые кабели совместимы с новыми устройствами HDMI 2.1, хотя полная полоса пропускания 48 Гбит/с поддерживается только новыми кабелями.
Некоторые системы могут не поддерживать HDMI 2.1, поскольку форум HDMI запрещает его использование в реализациях с открытым исходным кодом (например, в драйверах с открытым исходным кодом для Linux). Пользователям этих систем может потребоваться вместо этого использовать DisplayPort для доступа к высоким разрешениям и скоростям. [125]
В спецификацию HDMI 2.1 были добавлены следующие функции: [124] [126]
Видеоформаты, которым требуется более высокая пропускная способность, чем 18,0 Гбит/с (4K, 60 Гц, 8 бит на канал RGB), например 4K, 60 Гц, 10 бит на канал (HDR), 4K, 120 Гц и 8K, 60 Гц, могут потребовать новую «Сверхвысокую скорость» или Кабели «Сверхскоростной с Ethernet». [82] Другие новые функции HDMI 2.1 поддерживаются существующими кабелями HDMI.
Увеличение максимальной пропускной способности достигается за счет увеличения как битрейта каналов передачи данных, так и количества каналов. Предыдущие версии HDMI использовали три канала данных (каждый работал со скоростью 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 со скоростью, составляющей часть скорость канала передачи 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, который позволяет вместо этого использовать то, что раньше было тактовым каналом TMDS, в качестве четвертого канала данных, увеличивая скорость передачи сигналов по этому каналу до 12. Гбит/с тоже. 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 означает увеличение пропускной способности в 2,66 раза. Кроме того, данные передаются более эффективно благодаря использованию схемы кодирования 16b/18b, которая использует больший процент полосы пропускания для данных, а не балансировку 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×, повышает максимальную скорость передачи данных HDMI 2.1 с 14,4 Гбит/с до 42,6 Гбит /с. За вычетом накладных расходов на FEC полезная скорость передачи данных составляет примерно 42,0 Гбит/с, что примерно в 2,92 раза превышает скорость передачи данных HDMI 2.0. [128] [129]
Пропускной способности 48 Гбит/с, обеспечиваемой HDMI 2.1, достаточно для разрешения 8K с частотой примерно 50 Гц и цветом 8 бит на канал RGB или Y’C B C R 4:4:4. Для достижения еще более высоких форматов HDMI 2.1 может использовать сжатие потока отображения (DSC) со степенью сжатия до 3∶1. При использовании 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 субдискретизацией цветности 4:2:2 или 4:2:0 в сочетании с DSC может обеспечить еще более высокие форматы. [126]
HDMI 2.1a был выпущен 15 февраля 2022 года и в него добавлена поддержка тонального преобразования на основе источника (SBTM). [130] [131]
HDMI 2.1b был выпущен 10 августа 2023 года. [132]
«Версия» соединения зависит от версий портов HDMI на устройствах-источниках и приемниках, а не от кабеля HDMI. Различные категории кабелей HDMI влияют только на пропускную способность (максимальное разрешение/частоту обновления) соединения. Другие функции, такие как звук, 3D, субдискретизация цветности или переменная частота обновления, зависят только от версии портов и не зависят от типа используемого кабеля HDMI. Единственным исключением является Ethernet-over-HDMI, для которого требуется кабель «HDMI с Ethernet».
Продукты не обязаны реализовывать все функции версии, чтобы считаться совместимыми с этой версией, поскольку большинство функций являются необязательными. Например, дисплеи с портами HDMI 1.4 не обязательно поддерживают полную тактовую частоту TMDS 340 МГц, разрешенную HDMI 1.4; они обычно ограничены более низкими скоростями, такими как 300 МГц (1080p, 120 Гц) или даже 165 МГц (1080p, 60 Гц) по усмотрению производителя, но по-прежнему считаются совместимыми с HDMI 1.4. Аналогично, такие функции, как глубина цвета 10 бит на канал (30 бит/пикселей), также могут не поддерживаться, даже если версия HDMI позволяет это, а дисплей поддерживает ее через другие интерфейсы, такие как DisplayPort. [91]
Поэтому поддержка функций будет варьироваться от устройства к устройству, даже в пределах одной и той же версии HDMI.
Максимальные пределы передачи TMDS рассчитываются с использованием стандартных расчетов скорости передачи данных. [145] Для передачи FRL пределы рассчитываются с использованием алгоритма расчета пропускной способности, предусмотренного Спецификацией HDMI. [146] : §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 подвыборка 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 пропускная способность ограничена. Частоты обновления в таблице ниже представляют собой не абсолютный максимальный предел каждого интерфейса, а скорее оценку, основанную на современной стандартизированной формуле синхронизации. Минимальные интервалы гашения (и, следовательно, точная максимальная достижимая частота) будут зависеть от дисплея и количества вторичных пакетов данных, которые ему требуются, и, следовательно, будут отличаться от модели к модели.
HDMI 1.0 и 1.1 ограничены передачей только определенных видеоформатов, [95] : §6.1, определенных в EIA/CEA-861-B и в самой спецификации HDMI. [95] : §6.3 HDMI 1.2 и все более поздние версии допускают любое произвольное разрешение и частоту кадров (в пределах полосы пропускания). Форматы, которые не поддерживаются спецификацией HDMI (т. е. не определены стандартизированные тайминги), могут быть реализованы как формат, определяемый поставщиком. Последующие версии спецификации HDMI продолжают добавлять поддержку дополнительных форматов (например, разрешения 4K), но эта добавленная поддержка заключается в установлении стандартизированных таймингов для обеспечения совместимости между продуктами, а не в установлении того, какие форматы разрешены, а какие нет. Видеоформаты не требуют явной поддержки со стороны спецификации HDMI для передачи и отображения. [96] : §6.1
Отдельные продукты могут иметь более серьезные ограничения, чем перечисленные ниже, поскольку устройства HDMI не обязаны поддерживать максимальную пропускную способность версии HDMI, которую они реализуют. Таким образом, не гарантируется, что дисплей будет поддерживать частоту обновления, указанную в этой таблице, даже если дисплей имеет необходимую версию HDMI.
В этой таблице, если не указано иное, предполагается глубина цвета 8 бит на канал (24 бита/пикселя) без сжатия и цветовой формат RGB или Y’C B C R 4:4:4.
HDR10 требует глубины цвета 10 бит/канал (30 бит/пикселей), что требует на 25 % больше полосы пропускания, чем стандартное видео с разрешением 8 бит/канал.
В этой таблице предполагаются несжатая глубина цвета 10 бит на канал и цветовой формат RGB или Y’C B C R 4:4:4, если не указано иное.
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 указать, что устройство поддерживает определенные функции, это обозначение не имеет официального значения и считается неправильным службой лицензирования HDMI. [148] 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 указывать поддержку функций, перечисляя их явную поддержку, [149] [150] , но форум HDMI подвергся критике за отсутствие соблюдения этих политик. [151]
Сжатие потока дисплея (DSC) — это алгоритм сжатия видео, разработанный VESA , предназначенный для увеличения разрешения дисплея и частоты кадров по сравнению с существующими физическими интерфейсами, а также для уменьшения и облегчения устройств с более длительным временем автономной работы. [155]
Диски Blu-ray и HD DVD , представленные в 2006 году, предлагают функции высококачественного звука, для достижения наилучших результатов которых требуется HDMI. HDMI 1.3 может передавать потоки битов Dolby Digital Plus , Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio в сжатой форме. [5] : §7 Эта возможность позволяет AV-ресиверу с необходимым декодером декодировать сжатый аудиопоток. Спецификация Blu-ray не включает видео, закодированное с глубоким цветом или xvYCC; таким образом, HDMI 1.0 может передавать диски Blu-ray с полным качеством видео. [156]
Спецификация HDMI 1.4 (выпущенная в 2009 году) добавила поддержку 3D-видео и используется всеми проигрывателями, совместимыми с Blu-ray 3D.
Представители Ассоциации дисков Blu-ray (BDA) заявили (сентябрь 2014 г. на выставке IFA в Берлине, Германия), что проигрыватели Blu-ray, Ultra HD и диски 4K, как ожидается, будут доступны начиная со второй половины 2015 года. Ожидается, что такие проигрыватели Blu-ray UHD должны будут иметь выход HDMI 2.0, поддерживающий HDCP 2.2.
Blu-ray допускает декодирование вторичного звука, при этом содержимое диска может указать проигрывателю микшировать несколько источников звука вместе перед окончательным выводом. [157] Некоторые проигрыватели Blu-ray и HD DVD могут внутренне декодировать все аудиокодеки и выводить звук LPCM через HDMI. Многоканальный LPCM может передаваться через соединение HDMI, и пока AV-ресивер реализует многоканальный звук LPCM через HDMI и HDCP , воспроизведение звука по разрешению равно выходному битовому потоку HDMI 1.3. Некоторые недорогие AV-ресиверы, такие как Onkyo TX-SR506, не поддерживают обработку звука через HDMI и маркируются как устройства со сквозным входом HDMI. [158] [159] Практически все современные AV-ресиверы теперь оснащены входами и выходами HDMI 1.4 с обработкой для всех аудиоформатов, предлагаемых дисками Blu-ray и другими источниками видео высокой четкости. В 2014 году несколько производителей представили AV-ресиверы премиум-класса, которые включают один или несколько входов HDMI 2.0, а также выход(ы) HDMI 2.0. Однако только в 2015 году большинство крупных производителей AV-ресиверов также стали поддерживать HDCP 2.2, необходимый для поддержки некоторых высококачественных источников видео UHD, таких как проигрыватели Blu-ray UHD.
Большинство бытовых видеокамер, а также многие цифровые камеры оснащены разъемом mini-HDMI (разъем типа C).
Некоторые камеры также поддерживают формат 4K, хотя камеры, поддерживающие HD-видео, часто включают в себя интерфейс HDMI для воспроизведения или даже предварительного просмотра в реальном времени , процессор изображений и видеопроцессор камер, используемых для несжатого видео, должны быть в состоянии обеспечить полное разрешение изображения с указанным частота кадров в реальном времени без каких-либо пропущенных кадров, вызывающих дрожание. Поэтому пригодное для использования несжатое видео через HDMI часто называют «чистым HDMI». [160] [161]
Персональный компьютер (ПК) с интерфейсом DVI может выводить видео на монитор с поддержкой HDMI. [5] : ок. C Некоторые компьютеры оснащены интерфейсом HDMI и могут также поддерживать аудиовыход HDMI, в зависимости от конкретного оборудования. [162] Например, чипсеты материнских плат Intel, начиная с 945G , и чипсеты материнских плат NVIDIA GeForce 8200/8300 поддерживают 8-канальный вывод LPCM через HDMI. [162] [163] Восьмиканальный вывод звука LPCM через HDMI с помощью видеокарты впервые был реализован в ATI Radeon HD 4850, выпущенной в июне 2008 года и реализованной в других видеокартах серии ATI Radeon HD 4000 . [163] [164] [165] [166] [167] Linux может передавать 8-канальный звук LPCM через HDMI, если видеокарта имеет необходимое оборудование и реализует усовершенствованную звуковую архитектуру Linux (ALSA). [168] Серия ATI Radeon HD 4000 реализует ALSA. [168] [169] В июне 2008 года компания Cyberlink объявила, что в третьем-четвертом квартале 2008 года они обновят свое программное обеспечение для воспроизведения PowerDVD, чтобы обеспечить декодирование звука дисков Blu-ray с разрешением 192 кГц/24 бита. [170] В настоящее время у Corel WinDVD 9 Plus 96 Декодирование звука дисков Blu-ray кГц/24 бита. [171]
Даже при наличии выхода HDMI компьютер может быть не в состоянии генерировать сигналы, поддерживающие HDCP , защищенный путь видео Microsoft или защищенный аудиотракт Microsoft. [163] [172] Некоторые ранние графические карты были помечены как «с поддержкой HDCP», но не имели оборудования, необходимого для HDCP; [173] сюда вошли некоторые графические карты на базе чипсета ATI X1600 и некоторые модели серии NVIDIA Geforce 7900. [173] Первые компьютерные мониторы, способные обрабатывать HDCP, были выпущены в 2005 году; к февралю 2006 года было выпущено дюжина различных моделей. [174] [175] Защищенный путь видео был включен в графических картах с поддержкой HDCP, поскольку он требовался для вывода видео Blu-ray Disc и HD DVD. Для сравнения, защищенный аудиотракт требовался только в том случае, если выводился битовый поток аудио без потерь (например, Dolby TrueHD или DTS-HD MA ). [163] Однако для несжатого звука LPCM не требуется защищенный аудиотракт, а такие программы, как PowerDVD и WinDVD, могут декодировать Dolby TrueHD и DTS-HD MA и выводить его в формате LPCM. [163] [170] [171] Ограничением является то, что если компьютер не поддерживает защищенный аудиотракт, звук необходимо субдискретизировать до 16-битного 48 кГц, но он все равно может выводить до 8 каналов. [163] В 2008 году не было выпущено ни одной видеокарты с поддержкой Protected Audio Path. [163]
Asus Xonar HDAV1.3 стала первой звуковой картой HDMI, которая реализовала защищенный аудиотракт и могла как передавать битовый поток, так и декодировать звук без потерь (Dolby TrueHD и DTS-HD MA), хотя потоковая передача битов доступна только при использовании программного обеспечения ArcSoft TotalMedia Theater . [176] [177] Он имеет вход/выход HDMI 1.3, и Asus заявляет, что он может работать с большинством видеокарт, представленных на рынке. [176] [177] [178]
Устаревшие интерфейсы, такие как VGA, DVI и LVDS, не поспевают за ними, а новые стандарты, такие как DisplayPort и HDMI, явно обеспечивают лучшие варианты подключения в будущем. По нашему мнению, DisplayPort 1.2 — это будущий интерфейс для мониторов ПК, наряду с HDMI 1.4a для подключения к телевизору.
«Ведущие компании по производству ПК переходят на полностью цифровые технологии отображения, постепенно отказываясь от аналоговых». Интел. 8 декабря 2010 года . Проверено 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 звук с высокой скоростью передачи данных), 8-канальный LPCM через HDMI и встроенный аудиоконтроллер HD с Защищенный аудиотракт, позволяющий выводить битовый поток через HDMI для форматов AAC, Dolby AC-3, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. [179] [180] [181] ATI Radeon HD 5870, выпущенная в сентябре 2009 года, является первой видеокартой, которая обеспечивает вывод битового потока через HDMI для Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. [181] Серия AMD Radeon HD 6000 поддерживает HDMI 1.4a. Серия AMD Radeon HD 7000 поддерживает HDMI 1.4b. [182]
В декабре 2010 года было объявлено, что несколько поставщиков компьютеров и производителей дисплеев, включая Intel , AMD, Dell , Lenovo , Samsung и LG , прекратят использовать LVDS (на самом деле FPD-Link ) с 2013 года и устаревшие разъемы DVI и VGA с 2015 года, заменив их. их с DisplayPort и HDMI. [183] [184]
27 августа 2012 года Asus анонсировала новый монитор с диагональю 27 дюймов (69 см), который обеспечивает собственное разрешение 2560 × 1440 через HDMI 1.4. [185] [186]
18 сентября 2014 года Nvidia выпустила GeForce GTX 980 и GTX 970 (с чипом GM204) с поддержкой HDMI 2.0. 22 января 2015 года была выпущена GeForce GTX 960 (с чипом GM206) с поддержкой HDMI 2.0. 17 марта 2015 г. была выпущена GeForce GTX TITAN X (GM200) с поддержкой HDMI 2.0. 1 июня 2015 года была выпущена GeForce GTX 980 Ti (с чипом GM200) с поддержкой HDMI 2.0. 20 августа 2015 года была выпущена GeForce GTX 950 (с чипом GM206) с поддержкой HDMI 2.0.
6 мая 2016 года Nvidia выпустила GeForce GTX 1080 (графический процессор GP104) с поддержкой HDMI 2.0b. [187]
1 сентября 2020 года Nvidia выпустила серию GeForce RTX 30, первые в мире дискретные видеокарты с поддержкой полной полосы пропускания 48 Гбит/с и Display Stream Compression 1.2 HDMI 2.1. [188] [189] [190]
Начиная с седьмого поколения игровых консолей , большинство консолей поддерживают HDMI. К игровым приставкам, поддерживающим HDMI, относятся Xbox 360 (кроме большинства моделей, выпущенных до 2007 года) (1.2a), Xbox One (1.4b), Xbox One S (2.0a), Xbox One X (2.0b), PlayStation 3 (1.3). a), 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 использованием порта Micro-HDMI (тип D), в то время как другие, такие как Eee Pad Transformer, реализуют стандарт с использованием портов mini-HDMI (тип C). Все модели iPad оснащены специальным адаптером A/V, который преобразует разъем Apple Lightning в стандартный порт HDMI (тип A). У Samsung есть аналогичный фирменный тридцатиконтактный порт для Galaxy Tab 10.1 , который можно адаптировать как к HDMI, так и к USB-накопителям. Гибрид смартфона и планшета Dell Streak 5 поддерживает вывод через HDMI. Хотя Streak использует порт PDMI , отдельная подставка обеспечивает совместимость с HDMI. Некоторые планшеты под управлением ОС Android обеспечивают выход HDMI через порт mini-HDMI (тип C). Большинство новых ноутбуков и настольных компьютеров теперь также имеют встроенный HDMI.
Многие мобильные телефоны могут выводить видео HDMI через разъем micro-HDMI, SlimPort , MHL [191] [192] [193] или другой адаптер. [194] [195] [196] [197]
HDMI можно использовать только со старыми аналоговыми устройствами (с использованием таких соединений, как SCART , VGA , RCA и т. д.) посредством цифро-аналогового преобразователя или AV-ресивера , поскольку интерфейс не передает аналоговые сигналы (в отличие от DVI, где устройства с портами DVI-I принимают или передают цифровые или аналоговые сигналы). Доступны кабели, содержащие необходимую электронику, но важно отличать эти активные преобразовательные кабели от пассивных кабелей HDMI-VGA (которые обычно дешевле, поскольку не содержат 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 использования адаптера. [198] 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. [199] Ранее аналогичный альтернативный режим DisplayPort можно было использовать для подключения к дисплеям HDMI от источников USB Type-C, но если в этом случае для преобразования из DisplayPort в HDMI требовались активные адаптеры, альтернативный режим HDMI подключается к дисплею напрямую. [200]
Альтернативный режим перенастраивает четыре дифференциальные пары SuperSpeed, присутствующие в USB-C, для передачи трех каналов HDMI TMDS и тактового сигнала. Два контакта использования боковой полосы (SBU1 и SBU2) используются для передачи HDMI Ethernet и обратного аудиоканала, а также функции обнаружения горячего подключения (контакт HEAC+/Utility и контакт HEAC-/HPD). Поскольку в USB-C осталось недостаточно реконфигурируемых контактов для размещения тактового сигнала DDC (SCL), данных DDC (SDA) и CEC — эти три сигнала передаются мостом между источником и приемником HDMI через USB Power Delivery 2.0 (USB- PD) и передаются по проводу канала конфигурации USB-C (CC). [198] 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 восстановленные сигналы DDC (сигналы SCL и SDA) или CEC. [198]
Как было заявлено на выставке CES в январе 2023 года, альтернативный режим HDMI для USB Type-C больше не обновляется [201] , поскольку не существует известных продуктов, использующих этот протокол, что снижает его актуальность на текущем рынке. Это уменьшит путаницу потребителей, поскольку альтернативный режим DisplayPort является основным видеопротоколом вместо USB-C.
Аудио /видео интерфейс DisplayPort был представлен в мае 2006 года. Исторически компания HDMI Licensing LLC публично пренебрегала положением 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». [202]
В последние годы разъемы DisplayPort стали обычным явлением в продуктах премиум-класса [203] — 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, [204] но по состоянию на 2016 год [обновлять]100% телевизоров HD и UHD имели возможность подключения HDMI. [205] DisplayPort поддерживает некоторые расширенные функции, полезные для создателей мультимедийного контента и геймеров (например, 5K, Adaptive-Sync), что стало причиной того, что большинство графических процессоров имеют DisplayPort. Эти возможности были добавлены в официальную спецификацию HDMI чуть позже, но с появлением HDMI 2.1 эти пробелы уже нивелированы (например, VRR/ Variable Refresh Частота ).
DisplayPort использует протокол на основе микропакетов с самосинхронизацией, который позволяет использовать переменное количество линий дифференциальной пары , а также гибкое распределение полосы пропускания между аудио и видео, а также позволяет инкапсулировать многоканальные сжатые аудиоформаты в аудиопоток. [206] [207] DisplayPort 1.2 поддерживает несколько потоков аудио/видео, переменную частоту обновления ( FreeSync ) и двухрежимные передатчики, совместимые с HDMI 1.2 или 1.4. [206] [208] [209] Версия 1.3 увеличивает общую пропускную способность передачи до 32,4 Гбит/с за счет нового режима HBR3, обеспечивающего скорость 8,1 Гбит/с на полосу; для этого требуется двухрежимный режим с обязательной совместимостью HDMI 2.0 и HDCP 2.2. [210] [211] В версии 1.4 добавлено сжатие потока отображения (DSC), поддержка цветового пространства BT.2020 и расширения HDR10 из CTA-861.3, включая статические и динамические метаданные. [212] Версия 1.4a была опубликована в апреле 2018 года и [213] обновила реализацию DSC DisplayPort с версии 1.2 до 1.2a. [214] Версия 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, а также другие соответствующие улучшения. [215] Версия 2.1 была опубликована в октябре 2022 года и включает новые сертификаты кабелей DP40 и DP80, которые требуют правильной работы на скоростях UHBR10 (40 Гбит/с) и UHBR20 (80 Гбит/с), представленных в версии 2.0, а также пропускной способности. функция управления, позволяющая туннелированию DisplayPort более эффективно сосуществовать с другим трафиком данных ввода-вывода через соединение USB4/USB Type-C. [216]
DisplayPort оснащен механизмом обнаружения адаптера, обеспечивающим двухрежимную работу и передачу сигналов TMDS, позволяющих преобразовывать их в сигналы DVI и HDMI 1.2/1.4/2.0 с помощью пассивного адаптера. [217] [206] 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 адаптеры с активным питанием. [206] [217]
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 — DisplayPort; USB-C также поддерживает адаптеры HDMI, которые активно преобразуют DisplayPort в HDMI 1.4 или 2.0. Спецификация DisplayPort Alternate Mode для USB Type-C была опубликована в 2015 году. Наборы микросхем USB Type-C не обязаны включать двухрежимный режим, поэтому пассивные адаптеры DP-HDMI не работают с источниками Type-C. Спецификация «Альтернативный режим HDMI для USB Type-C» была выпущена в 2016 году, но прекращена в 2023 году, поскольку администрация лицензирования HDMI заявила, что им известно, что ни один адаптер никогда не производился. [218]
DisplayPort не требует лицензионных отчислений, хотя администратор патентного пула Via LA пытается взимать плату в размере 0,20 доллара США за устройство за массовую лицензию на патенты, которые он считает важными для спецификации DisplayPort, [219] в то время как HDMI взимает ежегодную плату в размере 10 000 долларов США и ставка роялти за единицу составляет от 0,04 до 0,15 доллара США. [220]
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). [221] [209] [222]
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. [223] [224] В отличие от DVI , который совместим с HDMI с использованием только пассивных кабелей и адаптеров, MHL требует, чтобы разъем HDMI был поддерживающим MHL, в противном случае для преобразования сигнала в HDMI требуется активный адаптер (или ключ ). MHL разработан консорциумом пяти производителей бытовой электроники, некоторые из которых также поддерживают HDMI. [225]
MHL сокращает три канала TMDS в стандартном соединении HDMI до одного, подключаемого к любому разъему, имеющему не менее пяти контактов. [225] Это позволяет использовать существующие разъемы мобильных устройств, такие как микро-USB , избегая необходимости в дополнительных выделенных видеовыходах. [226] Порт USB переключается в режим MHL, когда обнаруживает, что подключено совместимое устройство.
В дополнение к функциям, общим с HDMI (таким как зашифрованное несжатое видео высокой четкости HDCP и восьмиканальный объемный звук ), MHL также обеспечивает возможность зарядки мобильного устройства во время его использования, а также позволяет пульту дистанционного управления телевизора управлять контролировать это. 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, что к адаптеру имеется отдельное подключение питания.
Как и HDMI, MHL определяет альтернативный режим USB-C для поддержки стандарта MHL через соединения USB-C.
Версия 1.0 поддерживала разрешение 720p/1080i 60 Гц (кодирование пикселей RGB/4:4:4) с пропускной способностью 2,25 Гбит/с. В версиях 1.3 и 2.0 добавлена поддержка разрешения 1080p, 60 Гц (Y’C B C R 4:2:2) с пропускной способностью 3 Гбит/с в режиме PackedPixel. [224] Версия 3.0 увеличила пропускную способность до 6 Гбит/с для поддержки видео Ultra HD (3840 × 2160) с частотой 30 Гц, а также изменила формат с покадрового, как HDMI, на пакетный. [227]
Четвертая версия, superMHL, увеличила пропускную способность за счет работы с несколькими дифференциальными парами TMDS (всего до шести), обеспечивая максимальную скорость 36 Гбит/с. [228] Шесть линий поддерживаются через реверсивный 32-контактный разъем SuperMHL, а четыре линии поддерживаются через альтернативный режим USB-C (только одна линия поддерживается через micro-USB/HDMI). Сжатие потока дисплея (DSC) используется для разрешения HDR-видео до 8K Ultra HD (7680 × 4320) с частотой 120 Гц и для поддержки видео Ultra HD с частотой 60 Гц по одной полосе. [228]
Когда HDCP добавляется к DVI, результат часто называют «DVI+HDCP». Когда он используется на HDTV, HD-мониторе или телеприставке, обычно применяется дополнительный стандарт: IEA/CEA-861 (в настоящее время 861-B)... интерфейс широко известен как DVI-HDTV.
5 метров (около 16 футов) можно легко изготовить... Более высокое качество может достигать 12-15 метров... оптоволокно или двойной
Cat-5
может достигать 100 метров и более.
длина кабелей может достигать 10–15 метров, но в процессе производства необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности и стандарты.
Самый длинный кабель HDMI, для которого мы когда-либо видели сертификат соответствия, — это наш собственный кабель Series-1, который прошел тестирование ATC на высоте 45 футов в соответствии с HDMI 1.3a (CTS 1.3b1).
