В современных мультимедиа-проектах видеосигнал передается в цифровом виде. Сейчас можно смело утверждать, что аналоговый видеосигнал уходит в прошлое. В связи с этим был предложен термин «аналоговый закат», который в широком смысле используется для описания главной тенденции в профессиональной AV-индустрии, связанной с вытеснением аналогового видео активно развивающимися цифровыми форматами. Подавляющее большинство разработок в сфере новых видеотехнологий для устройств отображения, видеоисточников, а также форматов высокого разрешения и 3D по своей природе являются цифровыми. Поэтому в данной статье будет идти речь именно о цифровом видеосигнале. Цифровой видеосигнал – это сложный электрический сигнал, содержащий не только информацию о цветовых характеристиках каждого пикселя, но и всю служебную информацию, необходимую для передачи сигнала и его воспроизведения. В то время как аналоговый видеосигнал при прохождении через среду передачи (кабель) ухудшается постепенно, цифровой видеосигнал при превышении предельного расстояния исчезает полностью, и как следствие картинка пропадает резко, без постепенной деградации качества. Хотя в ряде случаев и появляются «артефакты» на предельных значениях длины кабеля, но в большинстве случаев даже несущественное искажение или снижение уровня сигнала приводит к тому, что принимающее оборудование теряет возможность его принять и отобразить.
Поэтому при проектировании мультимедиа-проектов особое внимание уделяется задаче передачи видеосигнала на большие расстояния без потери качества изображения.
В классическом AV-проекте в качестве источников видеосигналов выступают персональные компьютеры, кодеки видеоконференцсвязи, видеокамеры, интерактивные доски. Приемниками видеосигнала служат устройства отображения (мониторы, телевизоры, видеостены, проекторы), коммуникационное оборудование (матричные коммутаторы, усилители-распределители).
Характеристики
- HDMI имеет пропускную способность в пределах от 4,9 (HDMI 1.0) до 48 (HDMI 2.1) Гбит/с.
- Длина стандартного кабеля может достигать 10 метров[2], также возможно увеличение длины до 20-35 метров и более с применением как внешних усилителей-повторителей, так и вмонтированных сразу в кабель. Некоторые производители устанавливают ферритовые кольца в начале и в конце кабеля для защиты от помех. Особое внимание следует обратить на то, что усилители (репитеры, эквалайзеры) стоит ставить не на выходе источника сигнала, а именно на входе у панели или телевизора. Для передачи HDMI на расстояние от 20 метров до десятков километров, используют HDMI удлинители (HDMI Extenders).
- Поддерживает управляющие протоколы CEC и европейский AV.link.
- Существуют переходники с HDMI на DVI и обратно, в целях совместимости с различными устройствами, не имеющими одного из этих входов/выходов.
- Существуют и активные кабели с интегрированным волоконно-оптическим кабелем для сигнала HDMI, которые имеют длину до 100 метров, но так как такие кабели являются активными электронными приборами, всегда есть небольшая вероятность выхода их из строя. При этом потребуется извлечь эти кабели и заменить их. Поэтому не рекомендуется закладывать их «навсегда» в труднодоступных местах.
Что такое HDMI в телевизоре
Hdmi – это технология, позволяющая передавать многоканальный звук, а также видеоданные в фотмате Hd с высокой скоростью. Над ее разработкой работают многие известные компании: Sony, Phillips, Hitachi, Thomson и др. Кроме того, интерфейс снабжен защитой передаваемых данных от копирования и, помимо звука и изображения, может передавать Ethernet-сигнал, а также управляющие команды.
Кабель HDMI состоит из 19 проводов. Цифровой сигнал передается без сжатия по данному шнуру со скоростью от 4.9 Гбит/сек. К тому же нет необходимости передавать отдельно аудио сигнал, как было в аналоговой передаче данных. Таким образом, можно соединять любую технику при наличии соответствующих разъемов для высокоскоростной цифровой передачи звука и видео.
Зачем может понадобиться такой разъем в ТВ. Современные телевизоры – это уже не просто устройство для просмотра телепередач и кино. Смарт функции значительно расширили их возможности. Наличие большого количества выходов, в том числе порта hdmi, стало необходимостью. Разберемся, для чего нужен hdmi в телевизоре.
Название hdmi означает, что данный интерфейс является мультимедийным интерфейсом высокого разрешения. К телевизору можно подключить компьютер, ноутбук и множество других устройств, и использовать его вместо монитора. Ведь экран ТВ имеет большие размеры, чем монитор ПК. Поэтому смотреть фильм или играть становится гораздо удобнее.
Спецификации
| Спецификация | Дата выпуска | Описание |
| 1.0 | 9 декабря 2002 |
|
| 1.1 | 20 мая 2004 |
|
| 1.2 | 8 августа 2005 |
|
| 1.2a | 14 декабря 2005 |
|
| 1.3 | 22 июня 2006 |
|
| 1.3b | 26 марта 2007 |
|
| 1.4 | 22 мая 2009 |
|
| 1.4a | 4 марта 2010 |
Новые обязательные режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom для вещательного контента, в дополнение к режимам, имеющимся в спецификации 1.4. С учётом этих двух обязательных форматов, спецификация HDMI версии 1.4a обеспечивает уровень совместимости устройств, предназначенных для доставки 3D-контента через соединение HDMI. Обязательные 3D-форматы:
Применение 3D-форматов:
|
| 1.4b | 11 октября 2011 |
|
| 2.0 | 4 сентября 2013 | В HDMI 2.0 увеличена максимальная дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней (TMDS) на пропускную способность канала от 3,4 Гбит/с до 6 Гбит/с, который позволит увеличить общую пропускную TMDS до 18 Гбит/с. Это позволит HDMI 2.0 поддерживать разрешение Full HD 3D со скоростью 120 кадров в секунду и разрешение со скоростью 60 кадров в секунду (FPS). Другие особенности, которые, как ожидается, для HDMI 2.0 будут включать поддержку 4:2:0 (цветовая субдискретизация), поддержку 25 кадров в секунду 3D-форматов, улучшение 3D-возможностей, поддержка более восьми каналов аудио, поддержка HE-AAC и DRA аудио стандартов и другие дополнительные функции. HDMI 2.0 был официально анонсирован 4 сентября 2013 года[6].
|
| 2.1 | 4 января 2017 | Поддержка более высокой частоты обновления экрана и разрешений 4K, 8K и 10K (когда такие дисплеи появятся), увеличенная до 48 Гбит/с пропускная способность. Список поддерживаемых разрешений:
HDMI 2.1 появился во втором квартале 2020 года. |
Как выбрать HDMI кабель для ТВ
Для того, чтобы выбрать подходящий шнур, для начала нужно понимать, какая длина нужна. Стандарт предусматривает длину провода от 0.75 до 10 метров. Но при необходимости его можно удлинять с помощью усилителей-повторителей. Причем, чем длиннее планируется использовать шнур, тем толще он должен быть. Но рекомендуемая длина не должна превышать 3 метра. Разъем HDMI выглядит похожим на USB, но со скошенными углами. Присмотритесь к своей технике, вы можете обнаружить несколько таких портов. Перед тем как подключать устройства нужно выяснить, какой именно протокол HDMI поддерживает ваш прибор.
Качество передаваемого сигнала будет зависеть не только от протяженности кабеля, но и от материала, из которого он изготовлен. Существуют разные спецификации кабеля, имеющие различную пропускную способность и другие характеристики, которые будут описаны ниже. На данном этапе следует знать, информацию какого качества и объема предполагается передавать.
Если в вашем телевизоре отсутствуют высокие технические характеристики, нет смысла приобретать провод, предназначенный для передачи очень «тяжелого» видео
Еще одно из преимуществ провода этой технологии – его невысокая стоимость. Но производители идут на различные ухищрения, чтобы повысить цену кабеля. Это может быть наличие ферритовых колец, позолоченных контактов или экранирование золотой фольгой, которые обеспечивают оптимальное качество передачи, и защищают от помех. Однако самый обычный кабель и шнур с такими дополнениями будут одинаково выполнять свои функции, вот почему нет необходимости в приобретении излишне дополненных кабелей.
Устройство кабеля
Устройство HDMI-кабеля
HDMI-кабель состоит из следующих частей:
- Внешняя оболочка.
- Экранирующая оплётка из проволок с дополнительной медной неизолированной жилой для пайки.
- Экран из алюминиевой фольги.
- Полипропиленовая оболочка.
- Экранированные витые пары пятой категории с волновым сопротивлением 100 Ом для сигнала синхронизации и сигналов данных. Экран каждой витой пары имеет внешнюю изоляцию и проволоку для пайки (дренажный проводник).
- Неэкранированная витая пара для сигналов SDA SCL.
- Отдельно идущие проводники для питания и управляющих сигналов.
Удлинители интерфейса HDMI
Удлинители интерфейсов – понятие не новое и используются в проектах давно. На рынке известны такие производители мультимедиа-оборудования как Kramer, Extron, Crestron, Gefen, и все они предлагают широкий ассортимент удлинителей видео сигналов. В таблице приведены наиболее используемые модели удлинителей сигнала HDMI по витой паре с указанием рекомендованной цены за комплект из приемника и передатчика. В качестве основного передаваемого разрешения рассматривается FullHD (1080p).
Различия между DVI, DisplayPort и HDMI
Ранее DisplayPort не предполагал каких-либо выплат[8], но с 05.03.2015 выплаты составляют 20 центов за каждое устройство[9]. В то же время производители устройств с HDMI выплачивают минимум 4 цента за каждое устройство (15 центов, если не указан логотип HDMI на продукте и в рекламных материалах)[10].
| Кабель | Dual-link DVI | DisplayPort 1.2a | HDMI 1.4b |
| Макс. разрешение | 2560×1600 | 3840×2160 | 3840×2160 |
| Поддержка аудио | Нет | Да | Да |
| Поддержка AMD FreeSync | Нет | Да | Да |
| Поддержка Nvidia G-Sync | Нет | Да | Нет |
| Поддержка > 24 bpp | Да | Да | Да |
| Лицензионные отчисления | Без отчислений | 0,20$ за единицу | 0,04$ за единицу + фиксированный налог |
Оптические кабели-удлинители USB3.0
Понятие удлинителей интерфейсов применимо не только к классическим видеоинтерфейсам типа HDMI и DVI. В следствие того, что в последнее время интерфейс USB набирает все большую популярность в качестве среды передачи видеосигналов, на рынке появились удлинители USB-сигналов, которые состоят из приемника и передатчика, а в качестве среды передачи используют витую пару и оптоволокно. Выбор производителей небольшой. Да и не в этом дело. Чтобы передать сигнал USB на большие расстояния интегратору не хочется связываться с приемниками-передатчиками, питанием для них, сваркой оптических кабелей. Решение должно быть более простым и недорогим. Компания Prestel предлагает именно такое решение – готовые оптические кабели-удлинители интерфейса USB3.0 различной длины – 10, 20,30, 40 и 50 метров. На следующем изображении показано удлинение сигнала USB3.0 от камеры Prestel HD-PTZ8IP на расстояние 50 метров. Качество передачи видеосигнала – 1080p60.
В таблице ниже приведено сравнение стоимости решений на базе классических удлинителей сигнала USB3.0 и оптического кабеля-удлинителя Prestel USB-E350 длиной 50 метров.
Примечания
- HDMI Adopters, HDMI.org. Проверено 29 октября 2011.
- Knowledge Base (англ.). HDMI.org. Проверено 22 сентября 2010. Архивировано 28 августа 2011 года.
- Mark Hachman
. HDMI Upgraded To Support ‘Deep Color’ (англ.), ExtremeTech (June 12, 2006). Проверено 19 июля 2020. - Том Копин (Kramer USA), Сергей Дмитренко.
Глубокие цветные проблемы (mv13deep-hdmi-ru) 28—29. журнал Mediavision (Май 2013). Проверено 19 июля 2020. - Официальный сайт посвящённый HDMI. Версии.
- Анонс на официальном сайте HDMI
- Michael Brown.
HDMI vs. DisplayPort: Which display interface reigns supreme? (англ.). PCWorld (Mar 13, 2013). Проверено 19 июля 2020. - DisplayPort Technical Overview Архивировано 26 июля 2011 года.
- «MPEG LA Introduces License for DisplayPort». Business Wire.
- Соглашение об использовании HDMI, HDMI.org. Проверено 7 февраля 2010.
Небольшие выводы
- При минимальной длине кабеля и использовании бюджетных устройств приема-передачи вы можете визуально не заметить различий между разными по качеству и цене кабелями.
- В тоже время, если вы обладаете высококачественным оборудованием, не поскупитесь на покупку качественного кабеля.
- До покупки дорогостоящего кабеля HDMI постарайтесь заранее определиться с производителем и моделью кабеля. Информации и отзывов в интернете достаточное количество. В противном случае вы имеете шанс нарваться на откровенную халтуру (даже под брендом известного производителя).
Поддержка Ethernet
Отличительной особенностью современных телевизоров, Blu-ray проигрывателей, игровых консолей и прочей видеотехники является возможность подключения к Интернету с целью доступа к видео, аудио и игровому контенту, а также к файлам прошивок. До появления HDMI 1.4 подключение этой аппаратуры к Сети было затруднено и осуществлялось, в основном, через Wi-Fi. Новая версия интерфейса HDMI даёт возможность использовать двухсторонний канал высокоскоростной передачи данных (до 100 Мбит/с) для подключения к Интернету. Для этого, правда, потребуется специальный кабель, имеющий дополнительную витую пару.
Надо иметь в виду, что подключение в домашних условиях к Сети различной аппаратуры через HDMI может порождать конфликты, хотя HDMI 1.4 позволяет распределять получаемый из Интернета трафик между всеми устройствами при прямом подключении к Сети любого из них. Понятно, что все подключаемые устройства должны поддерживать эту функцию и работать корректно.
Новые типы кабелей (рис. 6,7).
Начиная с версии 1.4, стандарт поддерживает три новых типа кабелей:
- стандартный кабель HDMI c поддержкой Ethernet;
- высокоскоростной кабель HDMI c поддержкой Ethernet;
- автомобильный кабель HDMI.