как узнать пропускную способность hdmi кабеля
Как визуально отличить HDMI 1.4, 2.0 и 2.1
Забавно, но, по какой-то причине, на HDMI кабелях нет обозначений о версии, к которой они принадлежат. Вместо этого, HDMI провода усыпаны надписями, мало интересующими обычных людей, которые просто хотят подключить современную приставку типа Xbox series X к современному телевизору.
Лично у меня и правда сформировалась проблема — HDMI кабелей дохрена, но для получения нужных 120 кадров с расширенными функциями на приставке подходил только один — тот, что был в комплекте с приставкой :D. Но как его найти, когда все эти кабели перемешались и вообще сложно опознаваемы?
Визуальный осмотр HDMI кабелей разных версий
Из всего многообразия HDMI кабелей я выбрал 4 штуки, которые, видимо, принадлежат к разным поколениям.
Знающие люди, безусловно, уже поняли к какому из поколений принадлежит каждый из эти кабелей, но почему-то в интернете больше любят обсуждать характеристики этих кабелей, нежели способы их отличить. Ведь по факту все HDMI кабели совместимы с прошлыми версиями. То есть кабель версии 2.1 спокойно может работать с устройством, которое не поддерживает все его функции.
Так вот, визуальный осмотр, а так же физическое подключение к различным устройствам, дал такой результат:
Hdmi 1.4-2.0
Вряд ли вам когда-нибудь пригодится такой формат. Да, HDMI 2.0 позволяет воспроизводить 4к видео и обладает большей пропускной способностью, нежели 1.4. Будем честны. Данный формат подойдёт всем людям, использующим HDMI приставки и игровые приставки старого поколения. Пропускной способности этих кабелей с головой хватает для покрытия нужд большинства. Отличить 1.4 от 2.0 мне не удалось. Они оба имеют маркировку Hight Speed, и оба могут сопровождаться надписями типа «ethernet», «Hec» и тд.
Если на вашем кабеле нет маркировки Hight Speed, то у вас кабель из прошлого, прост первые версии HDMI. Если же маркировка есть, то, независимо от наличия других маркировок, это может быть как 1.4, так и 2.0, но разница между ними в бытовом применении в любом случае несущественна.
Hdmi 2.1
Это — Hdmi 2.1, обозначается он гравировкой Ultra Hight Speed, и именно он необходим всем владельцам приставок PS5 и Xbox Series X. Помимо кабеля, понятное дело, вам потребуется телевизор с поддержкой HDMI 2.1. Лично я выбрал этот телек, взамен своему прошлому. Разница, скажу я вам, существенна, особенно в плане задержки отклика геймпада. Мало того, что этот телек позволил на многих играх включить переменную частоту кадров, так ещё и нехило прокачал ощущения от игр, даже старых. Не знаю, что там на PS5, но у меня на Xbox Series X в большинстве игр не только вырос FPS, но ещё я потерял разницу между игрой на ПК в плане управления, наконец то нет ощущения того, что ты плаваешь в бассейне с флегмой. Как вообще приставочники раньше играли в игры? Ну, я конечно же имею ввиду поколение PS3-4, ибо на Ps1-2 и Xbox-xbox360 таких косяков с телеками не было. Возможно потому, что мы играли на аналоговых телевизорах) хз.
Послесловие
Я не могу понять, почему бы самим конструкторам HDMI кабелей не писать на кабеле версию. Это бы упростило жизнь обычным гражданам, ведь HDMI существует уже очень много лет.
В послесловии хотелось бы обозначить послание ПК-игрокам, которые считают, что 2.1 кабель, способный передавать 120 Гц, прекрасно способен заменить им консоль при подключении ПК к телевизору. Увы и ах, это не так. Сколько бы FPS не выдавала ваша видеокарта, телевизор чаще всего попросту не предназначен для правильного вывода изображения с ПК, а потому вас будет бесить задержка ввода/вывода изображения. Вы можете подключать свой ПК каким угодно кабелем, задержка в управлении всегда будет на уровне задержки самого телевизора, а там, в отличии от мониторов, задержка как правило не 1 мс, и не 5 мс, а чаще всего все 15-50 мс. Передавать изображение с ПК на телевизор конечно же можно, но играть в таком режиме в какие-то более менее активные игры попросту больно. А потому, если вы вдруг решили подключить ПК к телевизору через HDMI для игр, лучше забудьте.
Ну либо играйте в игры без активной механики, типа Disgaea или Final Fantasy. Лично мне только в таких играх удалось получить удовольствие от игры с ПК на ТВ. Приставкам проще, видимо они используют какой то другой кодек для вывода изображений, к тому же там зачастую FPS не превышает 30. Если, конечно, не брать Xbox, на нём всегда частота кадров была куда выше нежели у сонибоев.
Полоса пропускания HDMI для различных параметров видео
Чтобы было понятно, о чем эта статья, начнем ее с банальных вопросов. Почему 4K @ 120 Гц / 10 бит / 4: 4: 4 не работает на PlayStation 5? Почему цветность 4K @ 60 Гц / 10 бит / 4: 4: 4 не работает на игровом ПК с интерфейсом HDMI 2.0? В обоих случаях ответ: слишком малая полоса пропускания HDMI! А какая полоса пропускания HDMI требуется для воспроизведения, например, видеосигнала 4K с частотой кадров 120 Гц, 10-битной глубиной цвета и цветовой субдискретизацией 4: 4: 4?
Какая полоса пропускания нужна для соответствующих комбинаций разрешения, частоты кадров, глубины цвета и недостаточной цветности? Все ответы о пропускной способности HDMI есть в этой статье. Другими словами, это небольшое руководство на тему, какие факторы влияют на требуемую пропускную способность.
Полоса пропускания HDMI для 4K, 8K, 120 Гц
Прежде всего, хотелось бы отметить, что тема о HDMI и его пропускной способности зависит от нескольких параметров. То, что в телевизоре есть несколько интерфейсов HDMI 2.1 со скоростью 40 Гбит / с, не означает, что все комбинации, перечисленные в таблице, должны работать ниже 40 Гбит / с.
Производители, по какой-либо причине, часто ограничивают свои конечные устройства или добавляют определенные функции, такие как воспроизведение с частотой 120 Гц через обновление прошивки. Яркий пример тому — Sony XH90. В этой статье не будем перечислять исключения, а приведем только общую информацию.
Сравнение разрешений Full HD, 4K, 8K и 10K
Требуемая полоса пропускания видеосигнала обычно складывается из четырех факторов: разрешения, частоты кадров, глубины цветности и недостаточной дискретизации цветности. Разрешение видеосигнала складывается из вертикальных и горизонтальных рядов пикселей. С сигналом 4K UHD мы имеем 3840 вертикальных рядов пикселей и 2160 горизонтальных рядов.
Умножение этих чисел дает общее количество пикселей: 8294400. При разрешении 8K это будет 7680 x 4320, то есть 33177600 пикселей, с 1440p (например, на Xbox Series X | S) это будет 3686400 пикселей (2560 x 1440p). Для Full HD: 2073600 пикселей (1920 x 1080) и т.д. Обычно можно воспроизводить более низкие разрешения на дисплее с более высоким разрешением (например, 4K на дисплее 8K) благодаря масштабированию экрана.
Частота обновления
Частота кадров (Гц или FPS) указывает, сколько отдельных изображений воспроизводится или отображается за период в одну секунду. Это значение обычно указывается в Герцах или кадрах в секунду. Телевизор 4K, который в настоящее время работает в режиме 30 Гц, выдает 30 полных кадров в секунду, при 60 Гц — вдвое больше (начиная с 30 Гц), а при 120 Гц — в четыре раза больше.
В России, из-за стандарта PAL, часто выводится на телевизоры или мониторы частота 50 Гц и 100 Гц. Частота обновления напрямую влияет на качество изображения, то есть на то, насколько «плавно» воспроизводится контент. Это может иметь решающее значение, особенно в играх, поскольку видеосигнал с частотой 30 Гц создает изображение только каждые 33 мс, сигнал 120 Гц — каждые 8,33 мс.
В конкурентных играх (шутеры, гонки) эта величина может означать разницу между победой и поражением. Просматривая фильм или сериал, записанный со скоростью 24 кадра в секунду, можно увидеть более подробную картину, особенно в динамичных сценах. При 50 / 60 кадрах в секунду футбольный матч наблюдается гораздо приятнее, чем при частоте 24 кадра в секунду.
Цветность
Глубина цвета указывает, сколько градаций цветового канала может быть воспроизведено дисплеем. При 1-битном цвете будет только 2 градации. В 2-битном формате имеется 4 уровня, в 4-битном — 16 уровней, а в 8-битном — 256 уровней. Как правило, современные телевизоры 4K или 8K имеют 10-битный дисплей. Поэтому они могут воспроизводить 1024 градации цвета на канал.
Чем выше скорость передачи данных, тем качественнее уменьшение эффектов полос и переходов в цветовых градиентах. 10-битный дисплей является обязательным условием для воспроизведения контента HDR (High Dynamic Range). В этом режиме изображение воспринимается как более естественное с увеличением глубины цвета и большей глубины изображения.
Цветовая субдискретизация
Цветовая субдискретизация (или подвыборка цветности), возможно, является наиболее эффективным средством экономии полосы пропускания. Как правило, для каждых 4 × 4 пикселей информация означает насыщенность цвета и его яркость. При режиме 4: 4: 4 вся информация о яркости и цвете предоставляется для всех пикселей 4 × 4.
В формате 4: 2: 2 цветовое сканирование в горизонтальном направлении вдвое меньше, чем в вертикальном. При 4: 2: 0 для блока из четырех пикселей доступна только одна информация о цвете. Однако во всех сценариях каждому пикселю предоставляется собственная информация о яркости. Физиология глаза устроена так, что люди воспринимают разную яркость намного лучше, чем разные цвета.
Максимальная пропускная способность HDMI
Большинство наборов микросхем HDMI 2.1, в том числе для телевизоров, консолей и AV-ресиверов, обеспечивают пропускную способность 40 Гбит / с. Все вышеперечисленные факторы вместе приводят к полосе пропускания видеосигнала, который может быть воспроизведен только в том случае, если соединение HDMI способно его обрабатывать.
Но и здесь следует отметить, что спецификации HDMI, по крайней мере для HDMI 2.1, в настоящее время довольно неточны. HDMI 2.1 может поддерживать максимум 48 Гбит / с. Однако большинство чипсетов обеспечивают только 40 Гбит / с. PlayStation 5, например, имеет только 32 Гбит / с. Приставка может воспроизводить все важные разрешения 4K, но 8K при 60 Гц и 8-бит с цветностью 4: 2: 0 не будет работать.
Функции 8K в PS5 даже не активированы. В таблице пропускной способности HDMI перечислены встречающиеся комбинации со скоростями передачи данных. В последнем столбце указано, какой стандарт HDMI требуется для обработки соответствующих скоростей передачи данных. Таким образом, это некий калькулятор пропускной способности HDMI для параметров видео.
Пропускная способность HDMI. Таблица
| Разрешающая способность | Частота кадров | Глубина цвета | Цветность | Скорость передачи данных | HDMI |
| 4K | 30 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 4,46 Гбит / с | HDMI 1.4 |
| 4K | 30 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 5,94 Гбит / с | HDMI 1.4 |
| 4K | 30 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 8,91 Гбит / с | HDMI 1.4 |
| 4K | 30 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 5,57 Гбит / с | HDMI 1.4 |
| 4K | 30 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 11,14 Гбит / с | HDMI 2.0 |
| 4K | 60 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 8,91 Гбит / с | HDMI 1.4 |
| 4K | 60 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 11,88 Гбит / с | HDMI 2.0 |
| 4K | 60 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 17,82 Гбит / с | HDMI 2.0 |
| 4K | 60 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 11,14 Гбит / с | HDMI 2.0 |
| 4K | 60 Гц | 10 бит | 4:02:02 | 14,85 Гбит / с | HDMI 2.0 |
| 4K | 60 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 20,05 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 4K | 120 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 17,82 Гбит / с | HDMI 2,0 * |
| 4K | 120 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 21,38 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 4K | 120 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 32,08 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 4K | 120 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 20,05 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 4K | 120 Гц | 10 бит | 4:02:02 | 26,73 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 4K | 120 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 40,09 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 30 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 17,82 Гбит / с | HDMI 2,0 ** |
| 8K | 30 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 21,38 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 30 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 32,08 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 30 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 20,05 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 30 Гц | 10 бит | 4:02:02 | 26,73 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 30 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 40,09 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 60 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 32,08 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 60 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 42,77 Гбит / с | HDMI 2.1 |
| 8K | 60 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 64,15 Гбит / с | DSC *** |
| 21,38 | |||||
| 8K | 60 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 40,09 Гбит / с | DSC *** |
| 8K | 60 Гц | 10 бит | 4:02:02 | 53,46 Гбит / с | DSC *** |
| 14,26 | |||||
| 8K | 60 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 80,19 Гбит / с | DSC *** |
| 21,38 | |||||
| 8K | 120 Гц | 8 бит | 4:02:00 | 64,15 Гбит / с | DSC **** |
| 21,38 | |||||
| 8K | 120 Гц | 8 бит | 4:02:02 | 85,54 Гбит / с | DSC **** |
| 28,51 | |||||
| 8K | 120 Гц | 8 бит | 4:04:04 | 128,30 Гбит / с | DSC **** |
| 42,77 | |||||
| 8K | 120 Гц | 10 бит | 4:02:00 | 80,19 Гбит / с | DSC **** |
| 21,38 | |||||
| 8K | 120 Гц | 10 бит | 4:02:02 | 106,92 Гбит / с | DSC **** |
| 28,51 | |||||
| 8K | 120 Гц | 10 бит | 4:04:04 | 160,38 Гбит / с | DSC **** |
| 42,77 |
Неорлинарные моменты в таблице обозначены: *
* Поддержка 4K при 120 Гц в HDMI 2.0 не предусмотрена, но в некоторых случаях работает, например, на ПК с GTX 2080 TI.
** Поддержки 8K в HDMI не предусмотрено.
*** Работает только с активированным сжатием изображения Digital Stream Ccompression (DSC) стандарта HDMI 2.1. Однако для этого оба подключенных устройства должны поддерживать DSC.
**** 8K при 120 Гц пока не поддерживается ни одним телевизором, монитором или стриминговым каналом.
Виды HDMI интерфейсов: чем отличаются и какой нужен вам
Содержание
Содержание
Интерфейс HDMI появился в 2003 году как совместная разработка Hitachi, Philips, Sony, Technicolor, TOSHIBA и других видеокомпаний. На тот момент он казался почти идеальным интерфейсом на замену аналоговых видов подключения. Спустя 18 лет и 13 версий, начиная с HDMI 1.0, появилась путаница. Обычному пользователю сложно разобраться, какой конкретно кабель ему нужен. Давайте подробно разберем основные особенности HDMI.
Какой сигнал передается и где применяется
HDMI (High Definition Multimedia Interface) разработан как стандарт для передачи видео высокого разрешения. Помимо этого, по кабелю одновременно передается цифровой аудиосигнал. Он широко применяется в телевизорах, компьютерах и ноутбуках, игровых приставках, мониторах, саундбарах и многих других устройствах мультимедиа. В некоторых девайсах, таких как ТВ, есть даже 2–3 разъема HDMI: это позволяет одновременно подключить, к примеру, PlayStation, медиаплеер и что-то еще. Длина самого кабеля для подключения обычно достигает 10 метров, чего вполне достаточно для дома.
Из-за большой пропускной способности интерфейса (об этом ниже) увеличение длины до 20-30 метров возможно лишь с применением так называемых повторителей сигнала.
Для передачи данных на большие расстояния используются активные волоконно-оптические кабели. Они длиной до 100 метров и подойдут для больших коттеджей, офисных и торговых помещений. Недостаток только один — очень высокая цена в сравнении с обычным кабелем.
Версии HDMI и их отличия
Актуальных версий HDMI на момент написания статьи три. Для наглядности мы свели их в таблицу. Более подробные данные, в том числе и для устаревших версий, можете посмотреть в специализированном материале.
Версия HDMI
Макс. скорость передачи данных
Максимальное доступное разрешение
Поддержка HDR
1080p при 144 Гц
1440р при 75 Гц
4K при 30 Гц
1080p при 240 Гц
1440р при 144 Гц
4K при 60 Гц
4K при 144 Гц (240 Гц с DTS*)
8K при 30 Гц (120 Гц с DTS*)
* данные передаются со сжатием по технологии Display Stream Compression 1.2
Стоит учесть, что фактическая пропускная способность конкретного кабеля обычно выше, чем заявлено в таблице. Например, дома у автора статьи проложен 10-метровый HDMI версии 1.4 от компьютера к телевизору, тем не менее, он способен выдавать 60 Гц при разрешении 3840×2160, если выставить в драйверах видеокарты упрощенную цифровую субдискретизацию YCbCr 4:2:0.
Однако, чтобы иметь поддержку всех фишек ТВ с разрешением 4K, в том числе расширенного динамического диапазона HDR и полноценного цветового охвата FullRGB 4:4:4, нужен кабель версии 2.0.
Если вам нужно подключить суперсовременное оборудование, например консоль Xbox Series или PlayStation 5, не обойтись без кабеля версии 2.1. Только он может выводить 120 Гц при 4K, а также поддерживает опции вроде VRR и eARC.
Виды разъемов и распиновка
Существуют четыре вида слотов HDMI. Тип А является самым распространенным и используется в ТВ, ноутбуках, приставках, видеокартах и других устройствах. Типы С и D применяются в планшетах или видеокамерах. Тип Е предназначен для автомобиля.
Структурно, сам кабель состоит из 19 жил: четыре идут отдельно, остальные собраны в пять групп по три провода. Оболочка обычно выполнена из поливинилхлорида или нейлона, а в дорогих моделях добавляют ферритовые кольца, которые устраняют помехи.
Коннектор Type A состоит, соответственно, из 19 контактов. Первые девять передают сигнал, с 10 по 12 — такт, с 13 по 16 — служебные, 17 и 18 — это заземление и питание 5В, а последний является детектором подключения.
Какие бывают функции у HDMI
За годы развития High Definition Multimedia Interface обзавелся множеством дополнительных примочек.
HDMI CEC (Consumer Electronics Control) позволяет управлять несколькими устройствами. Если к телевизору подключен внешний тюнер или приставка, можно настроить их и переключать каналы с одного пульта. Многие производители используют разные названия для этой функции: Anynet+ (Samsung), BRAVIA Sync (Sony), Simplink (LG), EasyLink (Philips).
HDMI ARC (Audio Return Channel) используется в саундбарах и колонках. Если подключить аудиоустройство к порту телевизора с соответствующей маркировкой, то оно автоматически синхронизируется с ним: включается и выключается одновременно с ТВ, громкостью также можно управлять с одного пульта.
eARC может передавать звук формата 7.1 без сжатия (против 5.1 со сжатием у обычного ARC), а также сигнал с высокой дискретизацией для технологий Dolby Atmos и DTS:X. Есть только в HDMI 2.1.
VRR — переменная частота обновления, также доступна только в последней версии стандарта. Эта функция — аналог технологий Freesync и G-Sync для мониторов, то есть она позволяет телевизору регулировать частоту обновления в реальном времени, а не использовать фиксированные 60 или 120 Гц. Правда, ее поддерживает лишь ограниченное число моделей ТВ. Будет полезна для динамичных игр: VRR доступна как для текущего, так и нового поколения Xbox. У Sony же переменная частота есть только в PlayStation 5.
Отличие от DisplayPort
HDMI и DisplayPort выполняют одну и ту же задачу — передают картинку и звук на устройство. Разница между ними в том, что HDMI применяется для широкого спектра мультимедиа-устройств, а DP используют в основном для подключения мониторов.
Если сравнивать спецификации, то у DisplayPort 2.0 явное преимущество — скорость передачи данных до 80 Гбит/с (против 48 Гбит/с у HDMI 2.1). Тем не менее, даже версия 1.3 позволяет подключать геймерские мониторы с частотой обновления до 360 Гц при разрешении 1080p, а любой HDMI ограничен планкой 240 Гц. Также DP поддерживает обе технологии динамической частоты: G-Sync от NVIDIA и Freesync от AMD, у HDMI есть только поддержка последней.
Еще из плюсов DP — возможность последовательного подключения нескольких мониторов, что пригодится для рабочей станции.