與720P、1080P相較,4K在分辨率上占優勢,能覆蓋大場景拍攝,并且能看清場景中的細節,實現場景和細節的結合顯示。但是,更高的分辨率意味著更大的帶寬。因此,在分辨率向更高推進的同時也保使了新一代的影音傳輸標準不斷涌現。
目前,除了HDMI能夠實現高規格的4K超高清影音信號傳輸之外,市場上還有不少其他的傳輸標準也可以支持,包括DisplayPort、HDBaseT、superMHL、Thunderbolt 3、WirelessHD,它們所主打的領域各有側重,例如DisplayPort主要應用在專業監視器、專業投影機領域,HDBaseT集中在長距離傳輸的工程或定制安裝市場上,superMHL則集中在移動影音設備上,Thunderbolt 3主要是蘋果設備在使用,而WirelessHD則以無線超高清短距離的傳輸領域為主。
下面,我們將較為深入地談談HDMI、DisplayPort、HDBaseT、superMHL這幾項備受矚目的傳輸標準的最新規格與兼容性特點。
HDMI 2.1 支持8K分辨率+動態HDR
CES 2017展會期間,HDMI Forum 正式推出最新 HDMI 2.1 版早期規范。HDMI 2.1支持8K@60Hz、4K@120Hz,還支持動態HDR,HDMI 2.1的帶寬增加到48Gbps,這一些的提升都為未來的發展拓寬了更大的發展空間。
HDMI 2.1能向下兼容舊設備,帶寬為18Gbps,支持4K@60Hz,也就是說在HDMI 2.1能夠在4K分辨率下實現刷新率翻番。除了超大帶寬之外,HDMI 2.1還支持eARC(基于對象的音頻與高級音頻信號控制)、更寬的HDR、以及“VRR游戲模式”(允許GPU實時變更刷新率)。同時,HDMI 2.1也會支持BT.2020 10/12/16 bit的水平,只要是新48G線纜都可以支持HDMI 2.1的全部新特性,為用家帶來更便利的應用。
在技術上,HDMI 2.1這個新規格可以支持8K/60Hz與4K/120Hz影像,主要是受益于于48Gbps的訊號傳輸能力。雖然目前8K顯然并不是當前討論的重點,但4K/120Hz影像無疑將成為HDMI 2.1的殺手锏。4K/120Hz規格傳輸,能更好地滿足3D/VR應用的需要,且在規格上領先競爭對手Display Port 1.4。
另外,HDMI2.1帶來了針對游戲應用的Game Mode VRR功能,也特別為了爭取PC游戲方面的市場份額,帶來了能夠在描繪動態影像每一幀畫面的同時也進行傳輸與顯示而不限于固定傳輸或刷新率的能力,并能開啟3D圖像處理器在即時畫面渲染方面的性能,大幅度減低延遲與掉幀,增強游戲畫面的細節,使得游戲畫面的表現更加出色。
HDMI 2.1規范的推出,無疑帶給業界注入一支強身針,在4K徘徊不前,8K遙遙無期的背景下,HDMI 2.1規范可以繼續引領業界的前進發展方向,更為影音愛好者未來的超高畫質、優越音頻、更便利的應用勾畫了美好藍圖,讓人期盼不已。
superMHL:實現家庭互連
MHL(移動高清鏈接)標準誕生于2010年,其目標是在無需HDMI等額外復雜接口的情況下,實現手機等移動設備的供電和數字視頻輸出。該標準由MLH聯盟成員與Silicon Image公司聯合研發,只需五個針腳(就像mini/micro USB 2.0)就可以搞定供電、視頻輸出,還能連接兼容的HDMI電視,而且不需要新的接口和數據線,直接使用了和HDMI相同的TMDS技術。
在過去幾年里,MHL取得了一定的成功,但規模還是太小,而且應用領域有限。2015年,MHL聯盟發布面向消費電子和移動設備的新一代MHL 技術-superMHL 規范,這可不是一個單純的進化版。首先是協議本身的改進,帶寬翻番,單信道即可支持4K 60FPS視頻輸出(MHL 3最高支持4K 30FPS),媲美HDMI 2.0,同時還支持10/12/16--bit色深和更多色彩空間,而且不需要特殊數據線。
superMHL最高支持8K 120fps視頻;最大支持48位色彩深度;寬廣的色域,能夠讓消費者欣賞到電影制作人想要他們看到的效果 ;支持高動態范圍(HDR),在光譜亮點和陰影細節之間取得完美平衡 ;沉浸式環繞立體聲,支持Dolby Atmos 、DTS-UHD 、3D音頻和一個純音頻模式;支持多個設備(電視機、AVR、藍光播放機)之間的互聯并通過一個遙控器控制其高級連接的配置;高達40W的充電功率;連接一個設備時,可在多個顯示器上顯示內容;采用全新可逆式superMHL連接器;最新支持面向USB Type-C規范的MHL Alt Mode。
superMHL配有一組最低的特性要求,因此能夠保障消費者可以在他們的4K或8K設備上獲得完整的視頻觀賞體驗。同時為了支持高級特性,MHL引入了全新的可逆式superMHL連接器。這種外形小巧、適用于消費者的32針腳連接器能夠傳輸視頻、數據和充電電流。可逆式設計意味著消費者無需擔心插頭或線纜的方向,從而減少了不必要的麻煩也提高了靈活性。
作為一種以移動影音傳輸為主要應用方向的傳輸標準,superMHL提供了更加強勁的電力供應,能輸出20V、2A約40W的電力輸出,除了常見的可為智能移動設備提供快速充電之外,更重要的一點應用在于可以讓流媒體播放棒、機頂盒以及藍光播放器直接從顯示設備上獲取運行的電力,使得這些設備能直接連接使用而無需額外供電,使用起來更加方便。而針對使用安全性的環節,相關的superMHL傳輸線材都通過了特定的電壓檢測技術測試,以免發生長時間傳輸過熱的安全問題。
總的來說,從以上幾大superMHL傳輸標準的主要特點來看,superMHL將UHD、HDR、沉浸式三維音效等前沿的影音技術融入到移動影音傳輸之中,讓移動影音與家用影音相結合,拉動了客廳影院市場的發展,日后當移動設備的影音播放能力不斷躍升,完全有資格成為新一代UHD4K流媒體信號源,而superMHL與HDMI接口方面完整的兼容能力也確保了superMHL未來在客廳影院方面的廣泛應用,成為未來影音傳輸標準方面另一股不可忽視的重要力量。
適合應用于長距離高清影音傳輸HDBaseT
HDMI穩定傳輸的距離能夠達到30米就已經非常不錯了。在傳輸4K超高清影音信號時,15米左右就已經很容易會出現不穩定的問題,因此當超過30米傳輸距離的情況下,要保持穩定就需要加上信號放大器,或者進行電光轉換,以光纖傳輸的方式取代原有的電信號傳輸。事實上,對于這種長距離影音傳輸,我們擁有一種更加簡潔的傳輸解決方案,那就是采用以太網傳輸界面為基礎的HDBaseT,透過一條簡單的六類網線就能實現高達100m的超長距離傳輸。同時,HDBaseT還不僅僅支持音視頻傳輸,還能傳輸以太網、控制信號與電源,以實現只通過一條傳輸線材就能實現音視頻、網絡與控制方面的功能。
HDBaseT為信號長距離傳輸提供了簡單易用而廉價穩定的方案,在推出之后的幾年時間里已陸續得到眾多音視頻影音品牌的支持,不少產品都開始集成了HDBaseT的接口。
在個人電腦與專業領域占領先機的DisplayPort
如今在家庭影音娛樂領域,HDMI已經成為了影音信號傳輸方面的核心標準,無論是藍光播放機、高清機頂盒、游戲機、AV放大器還是平板電視與家庭影院投影機等都采用了HDMI作為數字影音傳輸的方式。只是經過這么多年之后,不少人對于HDMI是又愛又恨。將音視頻兩種傳輸方式融為一體,大大簡化了系統布線組建的難度,但接頭設計上不帶自鎖,會很容易造成長時間使用時脫落的問題,而DisplayPort可以說是一種針對HDMI而改良的影音信號傳輸標準,是由VESA視頻電子標準協會在2006年所推出,目前已經發展到1.4版本,在接頭設計上就特別改良,加上了自鎖設計,解決了HDMI在接頭設計上的不足之處。可惜的是,DisplayPort并沒能在家庭影音娛樂領域撼動HDMI的地位,在絕大部分的家用影音設備上都并沒有配備DisplayPort接口,反而在個人電腦、專業顯示領域就成為了主要的視頻傳輸標準,可以看到不少的顯示器、電腦顯示卡與專業投影機都配備了DisplayPort的接口。
最新的DisplayPort 1.4 版本可用于播放 8Kp60Hz HDR及 4Kp120Hz 影像(且均支持 Deep Color),畫面流暢度更好,顯示細節也更為豐富。
另外,DisplayPort 1.4 標準還首度融入了視頻串流壓縮技術(Display Stream Compression 1.2),可做到畫面無損,而且頻寬足夠支持32聲道和超高采樣率。對仍由 HDMI 占據主流的家用市場來說這并不會造成太大影響,但按照 VESA 董事會成員 Alan Kobayashi 的說法,其在車載娛樂系統的發展中將扮演至關重要的角色。
除此之外,DP 1.4還兼容 USB Type-C 接口。在便攜式電腦與智能移動平臺,USB Type-C接口逐漸成為了智能手機、平板電腦、手提電腦方面的標配,而目前DisplayPort在音視頻方面的傳輸界面,換句話來說就是以USB Type-C的接口與線材來實現DisplayPort在音視頻方面強大的傳輸能力。同樣,用戶可以透過相關的轉換設備實現DisplayPort與USB Type-C接口之間的4K/60超高清影音信號傳輸。
總結:通過對以上幾大有線影音傳輸標準:HDMI、superMHL、HDBaseT以及DisplayPort的分析,不難發現這些影音傳輸標準都已經能夠支持4K以及多聲道的高清無損音頻傳輸,部分接口甚至能夠實現4K HDR高規格超高清高動態范圍視頻信號以及沉浸式三維音效的傳輸,而且它們基本上都能與主流的HDMI接口實現兼容傳輸,如HDMI與DisplayPort之間的轉換、superMHL與HDMI之間的轉換等。
對于未來影音傳輸發展的方向,我們認為在短時間之內很難會有一種傳輸標準在所有領域能夠實現壟斷,在不同的領域仍然會出現不同的傳輸標準,但是未來影音傳輸標準發展的方向一定將會是相互兼容,讓家庭影院、移動影音、專業視頻等領域之間的相互傳輸能夠融合在一起,達致最終的統一。