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關(guān)于UHD|正確認(rèn)識(shí)HDMI線(xiàn)材和HDMI 2.1規(guī)格

作者: 時(shí)間:2022-06-10 來(lái)源:影音新生活 收藏

線(xiàn)是家庭影院里面最重要的傳輸,既能傳送影像也能傳送音頻。但是線(xiàn)也是最難懂的一種,尤其和傳統(tǒng)的影像線(xiàn)、聲頻線(xiàn)相比,線(xiàn)的結(jié)構(gòu)和用法更為復(fù)雜,許多影音玩家對(duì)于HDMI線(xiàn)的認(rèn)識(shí)一知半解,再加上廠商在介紹HDMI線(xiàn)產(chǎn)品時(shí)的說(shuō)法不一、標(biāo)示各異,更容易加深很多人對(duì)HDMI的誤解,本文希望能透過(guò)淺顯的文字,把HDMI線(xiàn)與規(guī)格的來(lái)龍去脈說(shuō)清楚。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/202206/435020.htm

其實(shí)并沒(méi)有版本的

首先第一個(gè)觀念,HDMI“線(xiàn)”本身并沒(méi)有2.0版、2.1版這樣的分別,它其實(shí)就是一個(gè)單純的物理性傳輸通道。除非是特殊設(shè)計(jì),否則一般的HDMI線(xiàn)接頭里面并沒(méi)有芯片,也沒(méi)有協(xié)定。而在HDMI線(xiàn)身里面共有19條傳輸通道,如果你檢視HDMI的接頭就會(huì)看到有19個(gè)針腳,每一個(gè)針腳就是一個(gè)傳輸通道,這一點(diǎn)從HDMI線(xiàn)推出以來(lái)都是一樣的,并沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)變化。

那所謂的HDMI版本是怎么回事呢?HDMI版本的意義在于:播放信號(hào)源(例如藍(lán)光播放機(jī))所配置的HDMI傳送芯片,和接收裝置(例如電視機(jī))所配置的HDMI接收/處理芯片是什么版本。舉例來(lái)說(shuō),HDMI2.1版的規(guī)范中支援8K/60Hz影像,想要讓它實(shí)現(xiàn),就必須是藍(lán)光機(jī)和電視機(jī)都搭載2.1版的HDMI芯片,才有可能實(shí)現(xiàn)8K/60Hz影像的傳送。只要任何一方的版本不足,就不可能傳送8K/60Hz。HDMI線(xiàn)在其中只是扮演信號(hào)傳輸通道的角色而已。

更詳細(xì)一點(diǎn)來(lái)說(shuō),HDMI里面有一個(gè)通道是負(fù)責(zé)EDID(Extended Display Identification Data),也就是傳送端和接收端的辨識(shí)功能,也就玩家所俗稱(chēng)的器材“握手”,握手成功之后,才會(huì)決定傳輸?shù)哪J?、頻寬、和支援哪些功能。那HDMI線(xiàn)怎么傳送資料呢?在HDMI內(nèi)部的19條通道當(dāng)中,有四“組”是負(fù)責(zé)主要大量影音資訊的傳送,這四組是每3個(gè)通道為一組(例如通道1-3為一組),所以四組就占去了里面的12條通道,而這12條通道也就是所謂的高速傳輸通道。而剩下的7條通道是用來(lái)做其它功能的,例如前述的EDID握手辨識(shí)、HDCP版權(quán)保護(hù)機(jī)制、CEC連動(dòng)控制,以及本次要探討的ARC/eARC音頻回傳通道等等。

那如果HDMI線(xiàn)的物理結(jié)構(gòu)(通道數(shù)量)都不變,為什么隨著HDMI版本的提升,HDMI線(xiàn)可以傳輸更大量的資料呢?這是因?yàn)镠DMI傳送和接收芯片的版本越高,就會(huì)采用越先進(jìn)的壓縮和傳送技術(shù)。

舉例來(lái)說(shuō),在版之前,它的四組主要傳送通道是采用TMDS最小化傳輸差分信號(hào)技術(shù)(Transition Minimized Differential Signaling)。而在HDMI 2.1版之后,改成了新的FRL(Fixed Rate Link)技術(shù),每一組采用FRL技術(shù)的通道能傳送的資訊量可以是6、8、10和12Gbps,四組相加之后,HDMI 2.1的傳輸速率就可以有24、32、40和48Gbps四種,我們常見(jiàn)的“HDMI 2.1標(biāo)榜最高傳輸率為48Gbps”就是這樣來(lái)的。

所以說(shuō),如果有一條HDMI線(xiàn),是在1.4版時(shí)代生產(chǎn)的,但因?yàn)樽龉ち己?,在面?duì)HDMI 2.1版的環(huán)境時(shí),理論上是可以正常工作的。那為什么我們還要在意HDMI線(xiàn)的品質(zhì)呢?因?yàn)檫@是理論上,在實(shí)際狀況中,當(dāng)HDMI線(xiàn)要傳送越大量的資料,它的抗衰減能力和抗干擾能力就要越好,否則就可能出現(xiàn)掉資訊、或傳輸失敗的情形,換言之,HDMI線(xiàn)設(shè)計(jì)的越好、用料越好,越能經(jīng)得起新版本、高資料量環(huán)境的傳輸考驗(yàn)。

所以這樣看下來(lái),你就知道HDMI線(xiàn)本身是沒(méi)有2.0、2.1這樣的版本分別的,所以嚴(yán)格來(lái)講,并沒(méi)有所謂的HDMI 2.1線(xiàn)或HDMI 8K線(xiàn)這樣的類(lèi)別,有的廠商會(huì)這樣標(biāo)示,純粹是為了方便消費(fèi)者看懂、容易辨識(shí)而已。

而HDMI協(xié)會(huì)對(duì)于HDMI線(xiàn)有一套它自己定立的規(guī)范,不是用版本,而是用等級(jí),大致有以下等級(jí):

High Speed HDMI Cable:也就是透過(guò)HDMI協(xié)會(huì)實(shí)測(cè),證明可以滿(mǎn)足10.2Gbps頻寬,也就是能對(duì)應(yīng)HDMI 1.4版的環(huán)境。此時(shí)的環(huán)境已經(jīng)能對(duì)應(yīng)4K,不過(guò)只有30Hz畫(huà)面更新率。

Premium High Speed HDMI Cable:也就是透過(guò)實(shí)測(cè),證明可以滿(mǎn)足18Gbps的頻寬,也就是能對(duì)應(yīng)HDMI 2.0版的環(huán)境。

Ultra High Speed HDMI Cable:也就是透過(guò)實(shí)測(cè),證明可以滿(mǎn)足48Gbps的頻寬,也就是可以對(duì)應(yīng)HDMI 2.1版的環(huán)境。

而上述這些線(xiàn)又分成:有沒(méi)有帶“網(wǎng)路通道”(HDMI Ethernet Channel),有網(wǎng)路通道者,就是指在上述的四組主要傳輸通道之外,還有通道可以專(zhuān)責(zé)進(jìn)行網(wǎng)路資訊傳輸?shù)娜蝿?wù)。而“網(wǎng)路通道”的功能也是信號(hào)源端和接收端的器材都支援,才能夠啟動(dòng)。那HDMI線(xiàn)這么復(fù)雜,一般消費(fèi)者怎么辨識(shí)呢?為此,HDMI協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的認(rèn)證機(jī)制,以Premium High Speed HDMI Cable和Ultra High Speed HDMI Cable來(lái)說(shuō),當(dāng)HDMI線(xiàn)通過(guò)測(cè)試、獲得認(rèn)證之后,產(chǎn)品必須在盒面標(biāo)示線(xiàn)材的等級(jí)名稱(chēng),同時(shí)必須在線(xiàn)身上打印產(chǎn)品的等級(jí)名稱(chēng)。除此之外,還必須在產(chǎn)品上貼上防偽貼紙, Premium High Speed HDMI Cable貼的是橘色仿偽貼紙,而Ultra High Speed HDMI Cable貼的是銀色的防偽貼紙。

HDMI協(xié)會(huì)對(duì)于這個(gè)防偽貼紙的做法是相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,只要產(chǎn)品長(zhǎng)度不同,就必須獨(dú)立送測(cè),以獲得個(gè)別的認(rèn)證和貼紙。而且廠商產(chǎn)品出貨時(shí),是一個(gè)產(chǎn)品上就貼上一張貼紙。當(dāng)消費(fèi)者拿到產(chǎn)品后,可以下載HDMI協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程式HDMI Cable Certification App,就可以用這個(gè)App掃描貼紙上的二維碼,就能看到這條線(xiàn)獲得認(rèn)證的資料,包含了:廠商名稱(chēng)、線(xiàn)材等級(jí),以及線(xiàn)材長(zhǎng)度等等。

HDMI 2.1版本器材的能力

那如果是一條能滿(mǎn)足HDMI 2.1版環(huán)境的HDMI線(xiàn)可以做到哪些事呢?按HDMI協(xié)會(huì)最初公告的規(guī)范,它應(yīng)該有最大48Gbps的資料傳輸能力,在這樣的狀況下,它可以傳送8K/60Hz、4K/120Hz的影像。如果傳送/接收的器材有支援DSC顯示器串流壓縮技術(shù)(Display Stream Compression),那么還能將48Gbps的利用率再向上提升,最高可以達(dá)到8K/120Hz、10K/120Hz(4:2:2)等超高規(guī)格,所以你會(huì)看到有的HDMI線(xiàn)標(biāo)示可以傳送10K,就是這樣來(lái)的。

而在HDMI 2.1版本發(fā)布時(shí),也增加了許多新的功能,所以你只要看到與HDMI 2.1有關(guān)的介紹時(shí),常會(huì)見(jiàn)到這些名詞。例如,支援動(dòng)態(tài)的HDR(Dynamic HDR),也就是HDR+或Dolby Vision。又例如:VRR可變更新率(Variable Refresh Rate)、ALLM自動(dòng)低延遲模式(Auto Low Latency Mode)、QFT快速禎率模式(Quick Frame Transport)、QMS快速媒體切換(Quick Media Switching)等等,后面這四個(gè)功能主要都是在處理畫(huà)面的對(duì)應(yīng)、降低延遲、防止影像的撕裂,或避免轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)黑畫(huà)面等問(wèn)題,主要都是游戲方面比較會(huì)用到的功能。而最后還是那句老話(huà),必須傳送端和接收端的硬體都有支援,這些功能才能啟動(dòng)。

ARC與eARC

講了這么多,終于要講到重點(diǎn)了:eARC,而要談eARC,就必須先從ARC講起。ARC是指“音頻回傳通道”(Audio Return Channel),是2009年HDMI協(xié)會(huì)提出HDMI 1.4版時(shí)所增加的附加功能。如果電視與環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)(或其它的音響器材)兩方均搭載HDMI 1.4端子(或高于HDMI 1.4版本),就可以讓電視的音效傳送給環(huán)繞擴(kuò)大機(jī),讓多聲道劇院取代電視的喇叭發(fā)聲。因?yàn)樵谝郧?,都是由AV功放傳送音效給電視,而ARC的傳送方向是反過(guò)來(lái),所以稱(chēng)為“回傳”功能。那ARC和eARC功能差在哪里呢?eARC是2017年隨著HDMI 2.1版推出時(shí)新增加的功能,它就是“增強(qiáng)版的音頻回傳功能”(Enhanced Audio Return Channel),能傳輸?shù)念l寬大為增加。根據(jù)HDMI協(xié)會(huì)所釋出的資料,ARC的頻寬只有1Mbps左右,而eARC則可以達(dá)到37Mbps,這讓eARC能傳輸?shù)囊纛l規(guī)格大幅提升。

舉例來(lái)說(shuō),ARC只能傳輸“有壓縮”的5.1音頻,而eARC則可以傳輸“無(wú)壓縮”的5.1或7.1音頻。再來(lái),eARC還可以傳送192kHz/24bit的“物件導(dǎo)向音效”,也就是Dolby Atmos和DTS:X。另外在功能面也有部分增強(qiáng),例如在ARC的設(shè)計(jì)中“影音同步”(或稱(chēng)唇形同步Lip Sync)是一個(gè)選項(xiàng)(Optional),而到了eARC就改成了強(qiáng)制執(zhí)行(Mandatory),能抑制影音不同步的問(wèn)題。

ARC這個(gè)功能,原意是簡(jiǎn)化接線(xiàn),因?yàn)樵谒霈F(xiàn)之前,如果要從電視傳送音效給其它的音響器材,還必須另外再接一條光纖線(xiàn),而有了ARC功能就不必了,一條HDMI線(xiàn)就能搞定“正傳”影音與“回傳”音效。后來(lái)因?yàn)閮杉虑榈陌l(fā)展讓ARC這個(gè)功能越來(lái)越重要,其一是新版本eARC的出現(xiàn),頻寬增加很多,可以傳送Dolby Atmos這類(lèi)的物件導(dǎo)向音效,這是以往的光纖線(xiàn)辦不到的,讓它成了傳送音效的首選。第二就是串流影片的興起,網(wǎng)路電視成了播放串流影片的主要信號(hào)源,如果希望網(wǎng)路電視的音效更好,而且可以播放Dolby Atmos這類(lèi)高規(guī)格音效,eARC就成為了必要,所以近年的網(wǎng)路電視、環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)、Soundbar,甚至連兩聲道音響器材,都紛紛開(kāi)始支援HDMI eARC功能。

而在這樣的發(fā)展之下,HDMI線(xiàn)的角色有了改變。在過(guò)往大部分3C領(lǐng)域中,HDMI線(xiàn)是影像線(xiàn)的角色,例如連接電腦屏幕、或傳統(tǒng)投影機(jī)。而在家庭影院的場(chǎng)合中,HDMI線(xiàn)如果是連接于播放機(jī)和環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)之間,它是同時(shí)傳送影像與聲音的角色。而現(xiàn)在,如果要透過(guò)網(wǎng)路電視播放串流影片,HDMI線(xiàn)就成了負(fù)責(zé)傳送聲音頻號(hào)給Soundbar或環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)的“聲頻線(xiàn)”。

這里要值得留意的是,eARC傳送聲音時(shí)并不是用HDMI線(xiàn)里面的四組主要傳送通道(這四組只做正向傳送,而且內(nèi)含高資料量影像信號(hào)),eARC是采用第14和第19接腳的通道。這就造成了一個(gè)現(xiàn)象,如果廠商在制作線(xiàn)材時(shí),只注重四組主要傳輸通道,其它通道采用較差的導(dǎo)體,就會(huì)影響到eARC的聲音表現(xiàn),所以廠商在線(xiàn)材制作上嚴(yán)不嚴(yán)謹(jǐn),有沒(méi)有偷工減料,從eARC的表現(xiàn)就能看出端倪。也因此,現(xiàn)在已經(jīng)有些Hi-End名廠推出的HDMI線(xiàn)會(huì)特別強(qiáng)調(diào):“HDMI線(xiàn)內(nèi)的所有通道都是采用一致的良好導(dǎo)體,包含eARC部分”,這就是廠商有注重到這個(gè)環(huán)節(jié)。而透過(guò)我們的實(shí)測(cè),在eARC通道上設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、采用優(yōu)良導(dǎo)體的HDMI線(xiàn),確實(shí)在表現(xiàn)串流影片音效時(shí),能提供更為高級(jí)的效果,如果你重視串流影片的聲音品質(zhì),可以多留意標(biāo)榜如此設(shè)計(jì)的線(xiàn)材。

光纖HDMI線(xiàn)材 

最后淺談一下光纖HDMI線(xiàn)。早期的HDMI線(xiàn)大多是采用銅線(xiàn)作為導(dǎo)體,前面說(shuō)過(guò),如果傳輸?shù)馁Y料量越大,HDMI線(xiàn)的抗衰減能力、抗干擾能力就要越強(qiáng)。而面對(duì)HDMI 2.1版的嚴(yán)苛環(huán)境,傳輸距離如果超過(guò)5米以上對(duì)傳統(tǒng)HDMI線(xiàn)就是很大的考驗(yàn)。所以近年來(lái),有越來(lái)越多HDMI線(xiàn)是采用光纖作為導(dǎo)體,因?yàn)楣饫w信號(hào)的衰減率極低,讓HDMI線(xiàn)的耐受長(zhǎng)度可以大幅增長(zhǎng),10米、20米都沒(méi)問(wèn)題,有些產(chǎn)品甚至標(biāo)榜可以達(dá)到100米。

這種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就跟傳統(tǒng)的HDMI線(xiàn)不一樣,在HDMI線(xiàn)的端子頭里面配置了光電信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片,發(fā)射端是電轉(zhuǎn)光,接收端是光轉(zhuǎn)電,也因?yàn)槿绱?,這種HDMI線(xiàn)的連接有方向性,其中一端為發(fā)射端,一端為接收端,不能接反。值得留意的是,光纖HDMI線(xiàn)并不是把所有的導(dǎo)體都光纖化,多半的作法,是把傳輸龐大資料的主要四組通道光纖化,也就是把1~12個(gè)接腳的導(dǎo)體改成由4條光纖來(lái)傳送,這樣就可以跑很長(zhǎng)的距離。而除了這12個(gè)導(dǎo)體之外,其它導(dǎo)體仍然是采用傳統(tǒng)的銅導(dǎo)體居多,如果是這類(lèi)設(shè)計(jì),你就會(huì)發(fā)現(xiàn)HDMI線(xiàn)的正向傳送距離比較長(zhǎng),而eARC音頻回傳的距離比較短,就是這個(gè)原因。



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