高清接口HDMI2.1标准正式发布

就目前市场来看,4K(3840X2160)分辨率设备才刚刚开启普及之路,8K(7680X4320)分辨率还尚未登场,10K分辨率就更不用提了。但不可否认的是,未来几年高分辨率、高刷新率的设备将迅速崛起,对于接口技术的要求也随之提升。Dolby Vision(杜比视界)和NvidiaGsync已经推出新的技术,HDMI的下一代产品将如何应对?

高清接口HDMI2.1标准正式发布

注:高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影像信号,目前HDMI 2.0的最高数据传输速度为18Gbps。

在CES 2017上,高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)规格制定组织HDMI论坛(HDMI Forum)发布了最新规格的HDMI2.1标准,堪称该领域的“咆哮小野兽”。

让我们来详细看看“小野兽”的洪荒之力吧。

像素点(pixels)和刷新率(refresh rates)

高清接口HDMI2.1标准正式发布

第一项升级:支持更多像素点。兼容HDMI2.1的显示器将能够从相应的兼容源设备和电缆接收高达“10K”的分辨率。然而,HDMI论坛并未阐明“10K”的具体含义。该K因子可能意味着16:9的倍数,也就是与4K(3840×2160)和8K(7680×4320)的UHD版本含义一致。

然而,由于规格表还列出了“5K”,所以 HDMI 论坛的“10k”还有可能指的是8K分辨率显示器的更宽版本,也即是10240×4320,目前已有屏幕制造商选择这种规格(这样的话,5K也将是更宽的4K,在宽度比上是类似的提升)。

不管是哪种含义,我都懒得那计算器去算。因为,这真的是很多像素,甚至可以说是海量像素。这个数字轻而易举地打败了上一代HDMI 2.0规格及其同代规格HDMI 2.0a/b的最大分辨率4k。

此外,HDMI论坛此次还打开了更高帧速率的闸门,因为HDMI2.1的每一级分辨率(包括4K、5K、8K和10K)都能够达到高达120帧每秒的刷新率。目前消费者市场上的最高刷新率为144Hz,主要是一些高端计算机显示器。但是有一点,我们不确定,为什么HDMI 2.1新标准不能保证这种数据吞吐量至少为4K,特别是当该新标准对所有10K的像素的额定推送率是120次每秒。

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HDMI 2.1最有趣的升级可能是“Game Mode VRR”(游戏模式垂直扫描频率),这代表着可变刷新率(variable refresh rate)。这对于计算机和游戏机来说是一大“福利”,因为软件经常消耗系统达到渲染极限,也就是通常玩家看到屏幕显示“撕裂”(torn)或丢帧的现象,这是因为硬件无法在预期的30Hz或60Hz刷新时间内绘制出完整一帧图像。而对于使用VRR(垂直扫描频率)构建的显示器,类似于英伟达(Nvidia)的G-Sync和超微(AMD)的FreeSync,只要准备就绪就能绘制出一帧图像,而不是被锁定到刷新周期。

随着HDMI论坛发声支持这类可变刷新率,屏幕制造商必然会跟风追随。这对玩家来说当然是个好消息。通常,在游戏中切换“V-sync”模式很有必要的,能够避免令人讨厌的屏幕撕裂伪影,但是该切换会对帧显示产生一定延迟。这种延迟将导致诸如输入滞后的问题,比如敲击键盘后可能会延时显示。众所周知,越少的延时意味着更流畅的游戏体验。

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HDR和声音

对于视频来说,HDMI 2.1将提供动态可视元数据(dynamic visual metadata)作为标准功能。高动态范围(HDR)元数据将赋予内容制作者在给定时刻擦除屏幕上色域和亮度默认值,这对于电影中由特别亮场景转换到特别暗场景的渲染非常有用的。换句话说,前一帧场景可能是浪漫的夜间海滩,下一帧场景就能是惊喜的巨大爆炸,每个场景都可以有极其不同的基线色域值,这将使每个时刻的呈现都非常适宜和逼真。

现在,HDR功能电视上的亮度差异还不是那么强烈,所以动态元数据的功能还显现不出可辨别的差异。但是,随着屏幕亮度差异增长到2000尼特或更多,动态元数据功能将十分必要。目前,动态元数据才只用于最近才开发的杜比视界(Dolby Vision)标准,这是相比于HDR-10的最大优势。

HDMI 2.1 的动态元数据功能似乎被设置用来为任何其他视频标准提供服务,也将有可能导致未来HDR-10规范的修订。HDMI 2.1 还将原生地支持BT.2020频谱中更宽的色域(color gamut),以及高达 10位、12 位、14 位甚至 16 位的色深(colordepths)。(注意,目前尚没有任何消费级屏幕真正支持完整的12位颜色范围。)

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此外,HDMI 2.1 还有一个技能:增强音频回传通道(enhanced Audio Return Channel,eARC)。用户可以期待的最大变化是基于对象的音频支持(object-basedaudio support),这意味着音响系统将能够根据用户扬声器位置和数量来处理和播放声音,而不是被束缚于一个静态的系统。当然,这将要求源设备输出的音频由相应兼容的声音标准来处理。

高清接口HDMI2.1标准正式发布

既然HDMI 2.1新标准这么牛,究竟预期多久我们就能在客厅拥有一套完整的HDMI 2.1生态系统?

答案是:暂时还不会,至少从目前来看。HDMI论坛此次的公告远早于HDMI 2.1将要完工的时间,并且HDMI论坛告诉设备制造商一个模糊的时间框架“Q2 / Q3 2017”,直到其最终“粉墨登场”。

我们预计HDMI 2.1试运行版本将大体上类似于HDMI 2.0。HDMI 2.0标准花了大约一年的时间才真正具备吸引力,才开始在包括屏幕制造商、内容制造商和视频播放设备在内的整个生态系统中获得广泛的支持。电视和监视器制造巨头几乎还没有开始向购物者提供4K和HDR屏幕,并且目前对两者兼容的内容资源也是有限的。就目前来说,12位的颜色以及10K分辨率的屏幕看起来就像“白日梦”,并且现在还没有迹象预示其出现。

当然,HDMI标准的优点之一是其前向兼容性,也就是说旧版本HDMI控制器的固件可以升级以利用较新的标准。例如,PlayStation 4出厂设置是HDMI 1.4控制器,在去年年底升级为HDMI 2.0标准才能解锁HDR兼容性。由于HDR只需要小部分元数据,所以一个较慢规格的控制器还能进行升级。

然而,HDMI 2.1在数据吞吐量上的巨大跳跃则可能意味着,许多当前的视频卡和游戏机将被“打入冷宫”(也即是说,低规格控制器难以进行跳跃性升级)。

想要真正拥有HDMI 2.1小野兽的“洪荒之力”,除了需要新的屏幕和兼容的视频设备来驱动,你还需要购买新的电缆。上一代HDMI 2.0具有18Gbps吞吐量,而HDMI 2.1具备两倍以上的吞吐量,允许带宽高达45 Gbps。当然,新的HDMI 2.1电缆将与HDMI 1.4和HDMI2.0设备向后兼容,但旧电缆却不能与新规格向前兼容。

鉴于今年晚些时候HDMI 2.1将完全完善其规范,我们将随时密切关注。

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