HDMI 2.1: разрешение 10К и другие возможности нового стандарта

Интерфейс HDMI 2.0, предназначенный для передачи мультимедиаконтента высокой четкости, актуален уже больше четырех лет — солидный возраст для стремительно меняющегося мира высоких технологий. Однако в начале 2017 года анонсировали HDMI 2.1. Зачем он понадобился?

СТРЕМИТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ

В начале 2000-х годов операторы спутникового и кабельного телевидения в США и Японии начали регулярные трансляции в новом формате — HDTV (High Definition Television). В сравнении с телевидением стандартной четкости, HDTV обеспечивало картинку гораздо большего разрешения. Чтобы ее смотреть, пользователям требовался приемник соответствующего сигнала, устройство отображения (телевизор) и особый кабель, способный передавать большой объем информации. Эту возможность и предоставил HDMI.

Наряду с цифровым видео новый интерфейс позволял транслировать многоканальное аудио. В частности, максимальная пропускная способность по одному проводу составляла 4,9 Гбит/с, видео передавалось в формате 1080p (60 Гц), а звук был 8-канальным (192 кГц/24 бит). Впоследствии разработчики постоянно совершенствовали стандарт, наделяя его новыми возможностями. Научили управлять бытовой электроникой, добавили поддержку 3D-изображения и форматов сжатия звука без потери качества, «подружили» с 4K.

Не менее важным свойством HDMI оказалась универсальность: благодаря наличию миниатюрных версий механического разъема (mini и micro) появилась возможность встраивать соответствующий видеовыход в компактные плееры и даже планшеты.

БЫСТРЕЕ, ЧЕТЧЕ… НУЖНЕЕ?

Но прогресс не стоит на месте, и там, где возможностей привычных стандартов интерфейсов раньше хватало с лихвой, после появления аппаратуры сверхвысокой четкости разработчикам пришлось ломать голову над тем, как передавать по мультимедийному кабелю картинку большего разрешения, чем Ultra HD.

Первые устройства, сделавшие 4K менее актуальным, появились еще в 2014 году (Apple iMac с дисплеем Retina 5K, телевизоры аналогичного разрешения от LG и Toshiba, и т. д.). В результате стало очевидно, что взамен HDMI 2.0 (при том, что актуальность стандарта никто не ставит под сомнение) рано или поздно придется придумывать что-то новое. И будущее мультимедиа явилось в виде версии 2.1, которую анонсировали на недавно прошедшем форуме Consumer Electronics Show — 2017.

Какие же новшества несет новый стандарт? Во-первых, увеличена пропускная способность — с 18 до 48 Гбит/с. Благодаря этому гарантируется более эффективная передача сигналов.

Также среди поддерживаемых разрешений отныне не только 4K и 5K (с частотой 100/120 Гц), но и 8K (7680?4320 точек при частотах 50, 60, 100, 120 Гц) и даже 10K (10 тыс. пикселей по длинной стороне кадра, те же частоты). Разумеется, поддержка эта заявлена авансом, ведь ни телевизоров, ни съемочной аппаратуры такого класса в продаже еще нет. Китайская BOE Technology Group однажды показала 82-дюймовый 10K-экран, но сделала это ради демонстрации собственных возможностей, признав его выпуск коммерчески нецелесообразным. Зато уже есть несколько моделей телевизоров и профессиональных видеокамер класса 8K.

Помимо этого, привычное специалистам цветовое пространство BT.2020 (стандарт Rec. 2020) дополнено 16-битной разрядностью (глубина цвета на каждый канал).

Еще одним нововведением стало появление двух функций: Dynamic HDR и Game Mode VRR. Первая подразумевает использование динамических метаданных в HDR, когда передаваемый на телевизор сигнал оптимизирует качество изображения в зависимости от конкретной сцены, используя аппаратное и программное преобразование. Вторая задействует переменную частоту обновления кадров, то есть напоминает технологии AMD FreeSync и NVIDIA G-SYNC для компьютерных мониторов. Game Mode VRR предотвращает входную задержку видеосигнала, «заикание» и разрывы изображения. Заявлено, что данный режим будет работать с любой современной видеокартой и игровой приставкой.

И последнее новшество заключается в том, что за счет технологии eARC возможна передача объектно-ориентированного звука, к примеру, Dolby Atmos и DTS:X. Напомним, реверсный звуковой канал (Audio Return Channel) устраняет необходимость использования отдельного аудиокабеля при подключении звукового устройства.

ПОД ЗАЩИТОЙ

Вопрос защиты контента является болезненным как для правообладателей, так и для пользователей. Для его решения компания Intel создала протокол защиты цифрового контента HDCP 2.2 (High-bandwidth Digital Content Protection). Ключи к предыдущей версии HDCP умельцы подобрали быстро. Поэтому разработчики сделали все, чтобы в HDCP 2.2 усилить защиту от копирования.

Последняя на сегодня версия протокола предполагает меры безопасности при пересылке информации между источником и устройством отображения, применяя метод DRM. Шифруется сам канал связи, а его физическая реализация не важна — это может быть даже обычный USB.

HDCP 2.2 отличается улучшенными ключами шифрования, что затрудняет перехват информации. Кроме того, отныне применяется так называемая проверка локальности: источник отправляет сигнал приемнику, и если за 20 мс не получает ответ, блокирует передачу данных.

Учтите: протокол 2.2 предназначен исключительно для 4K-оборудования и действует не только на телевизионный сигнал, но и на все его составляющие, в том числе звуковую дорожку.

Версия 2.2 актуальна с 2013 года, и выход HDMI 2.1 пока никак не повлиял на планы разработчиков — авторы вправе рассчитывать на защиту интеллектуальной собственности в рамках привычной экосистемы, а потребителям стоит помнить, что для просмотра 4K-контента необходим соответствующий телевизор с одним портом HDCP 2.2.

ПОСЧИТАЛИ — ПРИЗАДУМАЛИСЬ

На бумаге новый стандарт выглядит интересно, однако чтобы реализовать весь заложенный в него функционал, без смены «железа» (телевизоров и другой аппаратуры) будет не обойтись. Это же касается «транспорта». Правда, кабель 48 Гбит/с для обычных случаев не требуется — он нужен только для продвинутых режимов типа 4К@120 Гц или 8K HDR. Добавим, что кабель нового класса механически совместим с существующими HDMI-разъемами, поддерживает коннекторы типа A, C и D, а также дружит с HDMI Ethernet Channel. В свою очередь, технология eARC работает через 48-гигабитный кабель и HDMI High Speed with Ethernet.

В любом случае, если учесть «демократичность» 4К-телевизоров, переход на устройства с поддержкой HDMI 2.1 совершенно точно ударит по карману потребителя.

Лицензиатам HDMI 1.4b придется заключать новое соглашение, чтобы иметь право использовать спецификацию 2.1 в своих продуктах. Но это не касается компаний, продвигающих оборудование стандарта HDMI 2.0, — они автоматически получат доступ к HDMI 2.1. Как уточняет HDMI Forum, Inc., для таких компаний не предусмотрены ни дополнительная ежегодная абонентская плата за принятие спецификации 2.1, ни новый лицензионный платеж и/или увеличение текущих роялти.

Стандарт утвердят во втором квартале 2017 года, тест на соответствие спецификациям будет готов чуть позже, ну а первые модели с HDMI 2.1 появятся ближе к лету. Поэтому и у производителей, и у пользователей есть время, чтобы подготовиться.