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为何HDMI 2.1接口难寻踪迹?

2019-08-27 09:39:06  来源:爱活网

在2017年11月HDMI FORUM发布了HDMI 2.1标准,至今近2年时间了,出乎人们意料的是为8K而生的HDMI 2.1接口没有8K电视浪潮前普及起来,反而难寻踪迹,问题出现在哪里?

目前广泛应用的HDMI 2.0b是2016年3月制定的,传输速度与旧有的HDMI 2.0、HDMI 2.0a一样,带宽为18Gbps,受8b/10b编码影响实际最大传输速率为14.4Gbps,可以满足4K/60P 12bit 4:2:0编码视频,但无力传输8K视频,带宽要求最低的8K/24P 8bit 4:2:0也不行(17.82Gbps),全新的HDMI 2.1标准正式为此而生。

HDMI 2.1接口传输性能

HDMI 2.1接口传输性能

HDMI 2.1的TMDS频率翻倍,达到了1200Hz,数据通道从3个增加4个,使用了新的16b/18b编码,因而带宽提升到48Gbps、最大传输速率提高42.6Gbps,最高可传速8K/60P 10bit 4:2:0或10K30P 12bit 4:2:0视频,假若传输VESA DSC 1.2a标准压缩视频,最高可传输10K/120P 12bit 4:2:0,速度有了质的提升。同时将ARC(音频回传)升级到eARC,eARC使用的是双向1MHz共模信号,通过双差分线传输,带宽提高到37Mbit/s,可传输未压缩的5.1和7.1声道音频,高品质的Dolby Atmos、DTX:X音频,音效提升极为明显。

速度更快相信是绝大部分人对HDMI 2.1的印象,事实改进远不止这点,新加入动态HDR、可变刷新频率(VRR)、快速媒体切换(QMS)、快速帧传输(QFT)、自动低延迟模式(ALLM)功能对观影体验不亚于8K。

HDMI 2.0b最重要的一个改变是支持HDR视频,但它支持的是静态HDR——一个视频嵌入一个PQ元数据,无法根据每一个场景、每一帧优化画面,在HDMI 2.0b下HDR10+、Dolby Vision格式HDR视频形同虚设。HDMI 2.1具备动态HDR功能,在传输同一个视频时能加载多个PQ元数据,逐帧优化画面,解放了HDR10+、Dolby Vision潜力。

动态HDR解决的画质问题,其余技术解决的是流畅性我呢提。在2013年NVIDIA editor’s day上,NVIDIA提出了一项名为G-SYNC的技术,该技术在显示器内置了一块可与GPU直接通讯的芯片,芯片自带缓存,能协调显示器刷新率与GPU帧数,在GPU帧输出延迟大于16ms自动延长显示器的刷新延迟,避免丢帧导致卡顿现象。在一年后,AMD推出了原理相似的FreeSync。HDMI 2.1标准带来的可变刷新频率正是电视版的G-SYNC,它能够根据渲染游戏画面速度以及视频帧速改变电视刷新率。要实现可变刷新频率,一是要解决电视与游戏机、个人电脑通讯问题,需要增加一个通讯渠道以及耗费大量时间做兼容性测试,二是要重新设计液晶/OLED面板的驱动电路,以适应快速切换刷新率,两点都会增加电视设计难度以及提高成本。

在电视具备可变刷新频率能力后,可以扩展出更多用途——快速媒体切换、快速帧传输。不同内容源的分辨率、帧速是不同的,电影可能4K/24P,体育节目可能是1080P/60P,为了保证流畅度电视在播放不同内容时刷新率不同,播放电影采用与帧速同步的24Hz,播放体育节目刷新提高到120Hz。这会造成一个问题,在切换内容或输入源时电视会导致黑屏,有了快速媒体切换后不会有黑屏问题。快速帧传输也是同理,它能根据视频源的帧速实时调整刷新率,让游戏、VR应用变得更为流畅。

在增加如此多功能后HDMI 2.1变得极为复杂,按照HDMI FORUM最初规划,将于2018年一至三季度分阶段发布HDMI一致性测试规范(Compliance Test Specification),事实是直到2018年11月7日才发布HDMI CTS 2.1的插件规范,落后于原计划,距离第一台8K电视夏普SX970上市超过1年,HDMI 2.1成为了首个落后于电视分辨率提升的HDMI接口标准。

HDMI2.1标准颁布进度

HDMI2.1标准颁布进度

受此拖累,电视企业不得不在8K电视分阶段提供HDMI 2.1接口,甚至是放弃HDMI 2.1接口——夏普2018年底在日本发售的8K电视是通过4个HDMI 2.0接口连接8K广播天线模块的;三星同年底发布的Q900只有HDMI 2.0接口,要等三星推出带HDMI 2.1的One Connect后,才能实现单HDMI线8K输入;索尼CES2019上发布8K液晶电视Z9G不敢标“HDMI 2.1”接口;而是在HDMI接口上写“支持8K”,可能得等索尼完成相关测试,才能赋予它HDMI 2.1功能;LG在CES2019上发布了带HDMI 2.1接口8K电视,却有消费者指出W9不支持可变刷新频率功能……

 索尼Z9G电视接口

索尼Z9G电视接口

HDMI 2.1接口无法在8K元年普及源于标准制定得太晚,厂商没有充足时间做各项相关测试,更不幸的是,电视内容源已经转向流媒体时代,HDMI重要性大幅度下降,恐怕日后部分厂商不会在8K电视提供完整功能的HDMI 2.1接口,以降低成本。

三星Q900 One Connect的HDMI接口

三星Q900 One Connect的HDMI接口

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