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文档简介

HDMI完全使用手册详解HDMI技术,汉字全名“高清多媒体接口”,是现在在各种视频、音频领域应用最广泛一个接口标准。作为正在成为各种数字影音设备和PC中必配新型接口技术,HDMI到底是怎样而来?又到底是什么让HDMI做到在众多接口技术中独领风骚?HDMI风光外表下又到底蕴含着什么样危机?今天,这篇“HDMI全书”就将带你拨开缠绕在HDMI身上层层迷雾。第一节:数字化影音时代模拟接口缺点说起显示设备,很多人都会在第一时间想起电视机和电脑显示器这些在生活中随地可见设备。确实,伴随人类社会不停进步,各种显示设备已经在人类社会中发挥了巨大作用,不论是在工业生产第一线,还是在家庭休闲娱乐时刻,人们都希望能看到清楚、流畅影像。而对于显示设备来说,要想显示出丰富多彩高分辨率画面,除了高质量信号源,还需要一个高性能信号传输、接收装置,也就是我们常说信号接口。打个比喻,我们能够把影像信号看成装满了货物汽车,那么传输影像信号装置就是让汽车行驶公路(信号接口带宽就如同公路通行能力)。人们为了提升影像清楚度,不停在增加公路上行驶汽车数量(以装载更多数据量),而要确保汽车不会发生拥堵,将公路升级改造为通行量更大、更宽高速公路,就是一个必不可少伎俩。这四种都是最常见模拟输出端子在过去相当一段时间内,以CRT为代表模拟显示设备占据了整个显示设备中绝大多数。因为生产工艺限制,CRT显示设备尺寸普遍较小,分辨率也不是尤其高。同时从信号数据量来看,也不是尤其巨大,所以兼容性强、而成本低廉各种模拟接口得到了广泛应用,比如很多人都熟悉AV接口、S端子、色差端子和VGA接口。进入二十一世纪后,伴随液晶电视、等离子电视等大尺寸数字化平板显示设备普及,以及高清电视格式(720p/1080i/1080p)确实定,传统模拟接口带宽已经已经不能满足海量数据流传输需要,也不符合数字化时尚。所以,传输速度更加快全数字化接口势必会成为传统模拟接口终止者。好莱坞是防盗版技术最大受益者除了数据传输能力限制,另一个影响到模拟接口继续使用原因来自好莱坞影视出版商们。因为模拟接口不具备任何防盗版能力,所以盗版影片、电视剧横行给他们造成了巨大经济损失。依照美国影协统计,仅,因为盗版问题好莱坞几个主要电影制片厂就损失了近61亿美元。假如算上电视剧等方面,这个数字会愈加惊人,所以,具备版权保护功效数字接口也得到了好莱坞方面热烈欢迎。当然,数字接口只是一个比较笼统称谓,只要是传输“0”和“1”数字信号接口,都能够看成是数字接口。比如常见USB接口,就是一个纯粹数字接口,不过很显然,现在并没有多少设备在用USB接口作为视频信号传输方式。所以,打造出适合影像传输专用型数字化接口就显得非常主要。

第二节:HDMI标准横空出世HDMI全称是“HighDefinitionMultimediaInterface高清多媒体接口”。4月,来自电子电器行业7家企业——日立、松下、飞利浦、SiliconImage、索尼、汤姆逊、东芝共同组建了HDMI高清多媒体接口接口组织HDMIFounders(HDMI论坛),开始着手制订一个符合高清时代标准全新数字化视频/音频接口技术。经过六个月多时间准备工作,HDMIfounders在12月9日正式公布了HDMI1.0版标准,标志着HDMI技术正式进入历史舞台。HDMI技术推出,并不是这些厂家一时兴起冲动行为,相反,在HDMI技术推出背后,还有这更多深层次原因。1999年4月份,为了满足数字化时代高质量图形影像要求,DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup)数字显示工作组以美国SiliconImage企业专利技术为蓝本,推出了一个名为DVI(DigitalVisualInterface)接口,意在统一新时代数字显示接口标准。这一技术而且得到了IT业内以Intel、DELL、HP、IBM、微软等个大企业广泛支持。经过3年多推广,DVI技术在计算机显示输出领域得到了快速利用,不过伴伴随数字高清影音技术发展,DVI接口也开始逐步暴露出种种问题,甚至在一定程度上成为数字影像技术进步瓶颈。DVI接口DVI接口即使是一个全数字化传输技术,不过在开发之初,其最初目标就是要实现高清楚、无损压缩数字信号传输。因为没有考虑到IT产品和AV产品融合趋势,DVI标准过分偏重于对计算机显示设备支持而忽略了对数字平板电视等AV设备支持。同时,对于一直关注盗版问题好莱坞出版商们,DVI接口也没有提供他们所关心版权防盗功效。所以从最终结果来看,DVI接口即使成功实现了无损高清传输这一目标,不过过于专一定位也在相当程度上造成了整体性能落后。下面我们看看DVI接口存在主要问题:*DVI接口考虑对象是PC,对于平板电视兼容能力通常。*DVI接口对影像版权保护缺乏支持。*DVI接口只支持计算机领域RGB数字信号,而对数字化色差信号

无法支持。*DVI接口只支持8bitRGB信号传输,不能让广色域显示终端发挥出

最好性能。*DVI接口出于兼容性考虑,预留了不少引脚以支持模拟设备,造成接

口体积较大,效率很低。*DVI接口只能传输图像信号,对于数字音频信号支持完全没有考

虑。因为以上种种缺点,DVI接口已经不能愈加好满足整个行业发展需要。所以,不论是IT厂商,平板电视制造商,还是好莱坞众多出版商,都迫切需要一个愈加好能满足未来高清视频行业发展接口技术,也正是基于这些原因,才促使了HDMI标准诞生。

第三节:HDMI标准主要特征和优势在HDMI标准制订之初,并没有抛弃DVI标准中相对成熟且较易实现部分技术标准。整个传输原理依然是基于SiliconImage企业TMDS编码技术。而对于DVI接口存在各种缺点,HDMI进行了大幅提升,主要表现在以下方面:*愈加好抗干扰性能,能实现最长20米无增益传输。*针对大尺寸数字平板电视分辨率进行优化,兼容性好。*支持EDID(注1)和DDC2B(注2)标准,设备之间能够智能选择最好匹配连接方式。*拥有强大版权保护机制(HDCP),有效预防盗版现象。*支持24bit色深处理,(RGB、YCbCr4-4-4、YCbCr4-2-2)。*接口体积小,各种设备都能轻松安装。*一根线缆实现数字音频、视频信号同时传输,有效降低使用成本和繁杂程度。*完全兼容DVI接口标准,用户不用担心新旧系统不匹配。*支持热插拔技术。注1:EDID(ExtendedDisplayIdentificationDATA,即扩展显示识别数据),最初是为PC显示器设置优化显示格式而设计规范,存放在显示器中专用容量为1KbEEROM存放器中。而HDMI接口,则遵从而且扩展了此规范。HDMI接口在数字电视中EDID数据结构,与PC显示器最大区分是编程数据能够是128Byte倍数,它不但要求数字电视显示格式,也要求数字视频信号和数字音频信号。注2:DDC2B是主机与显示设备准双向通讯协议标准,主要基于I2C通讯协议。只有主机向显示设备发出需求信号,并得到显示器响应后,显示设备才会像主机送出EDID资料。

上述仅仅罗列了HDMI技术相对于DVI技术主要优势,而伴随HDMI标准本身发展,其从最初1.0版本也进化出了1.2版本和1.3等后续版本,不但性能愈加强大,兼容性也愈加出众。所以,HDMI正在成为高清时代普及率最高、用途最广泛数字接口。在现在任何一台平板电视上,HDMI接口都成了标准化配置。

那么到底HDMI标准采取了什么样传输原理?HDMI详细性能又是怎样?下面就进入本文第二部分:详解HDMI技术。第一节:HDMI传输原了解析如同最顶级发动机是F1赛车驰骋赛场保障一样,HDMI标准之所以拥有强大数据传输能力,和它传输原理是分不开,下面我们就看看HDMI标准传输原理是什么。HDMI标准继续沿用了和DVI相同,由SiliconImage企业创造TMDS(TimeMinimizedDifferentialSignal)最小化传输差分信号传输技术。TMDS是一个微分信号机制,采取是差分传动方式。这不不过DVI技术基础,也是HDMI技术基础原理。TMDS差分传动技术是一个利用2个引脚间电压差来传送信号技术。传输数据数值(“0”或者“1”)由两脚间电压正负极性和大小决定。每一个标准HDMI连接,都包含了3个用于传输数据TMDS传输通道,还有1个独立TMDS时钟通道,以确保传输时所需统一时序。在一个时钟周期内,每个TMDS通道都能传送10bit数据流。而这10bit数据,能够由若干种不一样编码格式组成。TMDS对每个像素点中RGB三原色分别按8bit编码TMDS数据发送时序结构通常来说,HDMI传输编码格式中要包含视频数据(HDMI1.3版本前每个像素采取24bit)、控制数据和数据包(数据包中包含音频数据和附加信息数据,比如纠错码等)。TMDS每个通道在传输时要包含一个2bit控制数据、8bit视频数据或者4bit数据包即可。在HDMI信息传输过程中,能够分为三个阶段:视频数据传输周期、控制传输周期和数据岛传输周期,分别对应上述三种数据类型。HDMI带宽和TMDS关系而在HDMI标准中所要求带宽,在1.0版本就设定为最高4.96Gbps。那么这一数值是怎么来呢?和TMDS又有什么关系呢?我们看下面公式:这是一个适适用于全部串口传输接口带宽计算公式。在全部数字电路中,都有一个负责提供基本频率元器件——晶振,它就像是一个精准闹钟一样,电路中全部元器件都按照它节奏统一行动。比喻说,某一运算电路晶振频率是100Hz,就是说这一电路在一秒钟内能够进行100次运算过程。由此可见,晶振工作频率越高,每秒所能处理运算次数就会越多,数据处理能力也就会越强大。而HDMI标准中,这个原理一样适用。HDMI编码图例:3个TMDS分别传输像素点RGB数据HDMI电路中时钟频率,在最初制订时范围从25MHz-165MHz之间,也就是说一个TMDS通道每秒最多能传输165MHz×10bit=1.65Gbit数据,3个TMDS通道一秒就能够传输1.65×3=4.95Gbit数据,再加上控制数据,用标准方法表示就是4.96Gbps带宽。而假如用像素点来表示,那就是一秒能够传输显示1.65G个像素点(一个完整像素点信息由R/G/B三原色信息组成)所需要数据量。在数字音频方面,HDMI灵活支持符合IEC60985L-PCM标准32kHz、44.1kHz和48kHz、16bit量化立体声数字音频信号和IEC61937标准采样率为192KHz,24bit量化单路无压缩PCM数字音频信号,或者8路96kHz声音数据流。另外,在家庭影院中惯用DolbyDigital5.1和DTS数字音频格式也能经过HDMI直接传输。

第二节:HDMI接口类型按照电气结构和物理形状区分,HDMI接口能够分为TypeA、TypeB、TypeC三种类型。每种类型接口分别由用于设备端插座和线材端插头组成,使用5V低电压驱动,阻抗都是100欧姆。这三种插头都能够提供可靠TMDS连接,其中A型是标准19针HDMI接口,普及率最高;B型接口尺寸稍大,不过有29个引脚,能够提供双TMDS传输通道,所以支持更高数据传输率和Dual-LinkDVI连接。而C型接口和A型接口性能一致,不过体积较小,愈加适合紧凑型便携设备使用。TypeA物理规格TYPEA是最常见接口形式TypeA型HDMI插座成扁平“D”型,上宽下窄。接口外侧设有一圈厚度为0.5毫米金属材质屏蔽层,预防来自外界各种干扰信号。其中用于设备端插座内径最宽处14毫米,高4.55毫米。19跟引脚在中心位置分两层排列。每根引脚宽度为0.45毫米,长度为4.1毫米。A型插头外径是最宽处13.9毫米,高4.45毫米。内部引脚呈环状排列。而HDMI标准要求这些尺寸误差要控制在相当小范围内(0.05毫米左右),以确保良好接触性。

以TypeA为例,HDMI各引脚定义以下:TypeB物理规格B型HDMI接口物理结构相比于A型接口,基本形状并没有太大改变,都是“D”型。不过其插座端最大宽度达成了21.3毫米,比A型14毫米足足大了一圈。对应,B型接口插头端尺寸也有所改变,详细看下列图。TypeB型接口TypeC接口物理规格C型HDMI接口设计目标就是为了紧凑型便携设备,所以C型插座尺寸只有10.5×2.5毫米,而插头也只有10.42×2.4毫米。非常小巧。TypeC-TypeA转换器这三种HDMI接口之间并没有做到完全兼容,也就是说A型头不能经过转接设备连接到B型头,B型头又不能转接成C型头,不过因为A型头和C型头仅仅是物理尺寸上不一样,他们之间是能够经过转换设备实现兼容。HDMI-DVI之间转换属于物理转换因为和DVI采取了相同TMDS传输机制,所以HDMI对DVI接口拥有非常强大兼容性。现在市面上也有不少HDMI-DVI转接头产品,对于没有HDMI老设备而言非常适用。而HDMI-DVI转接头在实质上就是两种接头间物理转换工具,只包括到接口形状、尺寸和引脚定义,在电路部分没有任何改变。而HDMI标准中也考虑到了和DVI设备兼容问题:只要HDMI设备检测到对方发送信号中不包含HDMI标准中要求特殊控制数据(VSDB信号,专门用于两个设备之间相互确认对方身份),就会把对方认为DVI设备,而且把传输规格切换到DVI格式,从而确保了良好兼容性。

第三节:HDMI支持显示格式HDMI带宽我们在上文已经做过解析。在HDMI第一版规格中,就已经拥有了最大4.95Gbps传输速率,这种传输速率能支持多大规格显示格式呢?我们不妨先算一算HDTV中最高1080p格式码率是多少。那么HDMI最初标准中4.95G带宽够不够时下最流行HDTV全高清规格使用呢?我们不妨再算一算。HDTV中分别要求了720p/1080i/1080p三种分辨率规格。以最高规格1080p/60Hz格式为例,其需要显示总像素个数是1920×1080=2,073,600(2.073M)个。每秒刷新60次,所需要显示总像素数量也就1.24G个,总数据量是1.24×3=3.72Gbps,所以用HDMI4.95Gbps带宽用起来也是绰绰有余。在PC显示领域,HDMI接口支持SXGA:1280×1024@85Hz和UXGA:1600×1200@60Hz规格。而在广播电视行业使用TV格式中,则支持标清格式下480i、480p(含16:9格式)、576i、576p规格以及高清HDTV中720p、1080i、1080p规格。

第四节:HDCP版权保护技术解析1.HDCP版权保护机制功效HDMI技术另一大特点,就是具备完善版权保护机制,所以受到了以好莱坞为代表影视娱乐产业广泛欢迎。比如美国节目内容分销商DIRECTV、EchoStar,有线电视业者协会CableLabs,都明确表示要使用HDCP技术来保护他们数字影音节目在传输过程中不会被非法组织翻拍。所以,HDMI加入了HDCP版权保护机制后,从节目源方面就会有愈加充分保障。HDCP全名为(High-bandwidthDigitalContentProtection),汉字名称是“高带宽数字内容保护”。HDCP就是在使用数字格式进行传输信号基础上,再加入一层版权认证保护技术。这项技术是由好莱坞内容商与Intel企业合作发开,并在2月份时候被正式推出。HDCP技术能够被应用到各种数字化视频设备上,比如电脑显示卡、DVD播放机,显示器、电视机、投影机等等。这个技术开发目标就是为了处理二十一世纪数字化影像技术和电视技术高度发展后所带来盗版问题。在各种视频节目、有线电视节目、电影节目都实现数字化传输后,没有保护数字信号在传输、复制过程中变得非常轻易,而且不会像模拟信号,经过数次复制后会出现显著画质下降问题。所以会对整个影视行业产生极大危害。这也是HDCP在二十一世纪之初就快速诞生原因。相比于传统加密技术,HDCP在内容保护机制上走了一条完全不一样传统道路,而且收到了良好效果。传统加密技术是经过复杂密码设置,让全部数字信号都无法录制或播放,但HDCP是将数字讯号进行加密后,让非法录制等伎俩,无法达成原有高分辨率画质。也就是说,假如你设备不支持HDCP协议,录制或播放时候效果会大打折扣,或者根本播放不出来。HDCP是一个双向内容保护机制另外,HDCP还是一个双向内容保护机制。也就是说,HDCP要求是播放数字内容以及硬件本身都必须遵照一套完整协议才能实现,其中首先出现问题都可能造成播放失败。打个比喻,假如用户买液晶电视有HDCP功效,不过DVD播放机却不带HDCP功效,那么在看有HDCP版权保护正版DVD时,是不能实现播放。2.HDCP实现机制每个支持HDCP设备都必须拥有一个独一无二HDCP密钥(SecretDeviceKeys),密钥由40组56bit数组密码组成。这个部分HDCP密钥能够放在单独芯片中,也能够放在其它芯片内部,比如ATI和Nvdia(世界两大著名显卡主芯片供给商)完全能够将它们放入显示芯片中。每一个有HDCP芯片设备会拥有一组私钥(DevicePrivateKey),一组私钥将会组成KSV(KeySelectionVector)。KSV相当于这台拥有HDCP芯片设备ID号。HDCP传输器在发送讯号前,将会检验传输和接收数据双方是否是HDCP设备,它利用HDCP密钥(SecretDeviceKeys),让传输器与接收端交换,这时双方将会取得一组KSV而且开始进行运算,其运算结果会让两方进行对照,若运算出来数值相符,该传输器就能够确认该接收端为正当一方。传输器确定了接收端符合要求,传输器便会开始进行传输讯号,不过这时传输器会在讯号上加入了一组密码,接收端必须实时进行解密才能够正确显示影像。换句话说,这HDCP并不是确认双方正当后就不论了,这家伙还在传输中加入了密码,以预防在传输过程中偷换设备。详细实现方法是HDCP系统会每2秒进行确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接收端计算一次RI值,比较两个RI值来确认连接是否同时。密码和算法泄密是厂家最头疼事,为了应对这个问题,HDCP尤其建立了“撤消密钥”机制。每个设备密钥集KSV值都是唯一,HDCP系统会在收到KSV值后在撤消列表中进行比较和查找,出现在列表中KSV将被认做非法,造成认证过程失败。这里撤消密钥列表将包含在HDCP对应多媒体数据中并将自动更新。简单说,KSV是针对每一个设备制订了唯一序号,比较自然可用号码是每个设备SN号。这么一来,即便是某个设备被破解了,也不会影响到整体加密效果。独立HDCP芯片集成了HDCPHDMI主控芯片,SiliconImage企业产品总来说,HDCP规范相当严谨,除了内容本身加密外,传输过程也考虑相当精细,双方设备都要内置HDCP才能实现播放。不过最终需要指出是,HDCP和HDMI或者DVI接口之间并没有必定联络,只是HDMI标准在制订之初就已经详细考虑到了对HDCP支持,而且在主控芯片中内置了HDCP编码引擎,所以在版权保护方面,要大大领先于DVI技术。

第五节:HDMI标准发展之路HDMI标准从公布至今,已经经历了快要5年时间。在这不算短时间内,HDMI标准也在依照不停改变外部环境,进行着本身更新,从最初1.0版,到1.1版,到1.2版,再到现在最新1.3版,HDMI在性能不停进化同时,基本物理架构和传输原理并没有发生太大改变,所以也确保了良好向下兼容性。HDMI接口版本发展之路回顾:2月,七家厂商成立HDMIFounders,共同开始着手制订HDMI标准。12月,HDMI1.0标准正是公布。5月,HDMI1.0标准首个升级版HDMI1.1标准公布,因为规格改变不大,没有引发广泛关注。8月,针对对PC领域设备支持不足缺点,HDMI1.2公布。相比于之前规格,HDMI1.2版本增加了若干条非常主要改进,在连接PC和数字音频时愈加方便。12月,针对HDMI1.2标准修改版HDMI1.2a公布,主要增加了能够利用一个遥控器控制多台电器CEC功效,而且完善了各种HDMI设备测试规则。5月,自HDMI标准推出以来,规格变更最大、指标最高HDMI1.3标准正是亮相。在新HDMI1.3版本中,不但带宽和数据传输速率增加了一倍,还加入了对xvYCC广色域、高bit色深以及更高HDTV/PC分辨率规格支持。细细看过HDMI标准每一次推陈出新时间,我们不难看出HDMI标准更新频率在显著加紧。确实,造成HDMI标准快速发展推进力,很大程度上是来自于最近几年高速发展数字影像技术和HDTV技术。而在最新HDMI1.3标准之中,这种现象就表现非常显著。下面第7节中,我们将带您深入HDMI1.3标准,看看它都给我们带来了什么样新特征。

第六节:HDMI音频功效解析1.HDMI音频功效浅析在HDMI没有出现之前,数字音频信号传输主要依靠两种路径:采取标准RCA接口数字同轴电缆和SPDIF光纤传输。从传输质量和特点上看,这二者各有千秋,不过都能比很好完成传输数字音频信号目标。同轴电缆都拥有比较完善屏蔽层,中间铜芯才是信号传输通道利用75欧姆同轴电缆传输数字音频信号是一个非常成熟且高质量方式。这种接口标准对设备端硬件要求较低,不过在传输高频信号时,轻易发生比较大衰减,影响到最终音质。相比于同轴传输,光纤对设备接收、发射端同时时许要求非常严格,在技术上比同轴要难于实现,不过光纤技术在长距离传输方面优势非常显著,不会出现同轴电缆长距离衰减过大问题,所以也得到了很多有距离限制以及新装修用户青睐。另外,不论是采取光纤传输,还是同轴电缆传输,都需要购置一根单独连线,对于用户来说,就意味着使用成本和复杂程度增加。HDMI技术则综合了以上二者优点:在物理层它没有采取对同时时序要求严格光纤连接,而是采取了成熟电缆连接。其次,HDMI理论上能够实现最高20米无损耗数字音频信号传输,那些对距离有要求用户也能很好接收。最终,视频线缆和音频线缆结合有效降低了用户购置成本,也能让设备端实现瘦身,同时降低厂商生产成本。新一代AV功放中HDMI接口已经成了必配而从HDMI对音频格式支持种类来看,其主要定位还是以家庭影院应用为主,PC领域用HDMI输出音频信号还需要更多显卡和声卡厂商配合,所以在AV领域最主流数字音频格式将是HDMI紧盯目标。在HDMI1.0版本中,就加入了对DolbyDigital5.1和DTS这两种应用最广泛数字化多声道音频流支持。同时伴随数字电视普及,数字伴音功效也将在HDMI上得到广泛应用。这也就意味着全球全部DVD、高清视频、数字电视用户都会是HDMI标准潜在用户。2.HDMI对音频格式支持变迁HDMI1.0规范在开始时候,就定义了支持DolbyDigita5.1(包含DolbyDigitalEX)和DTS(包含DTS-ES)。HDMI1.1增加了支持DVD-Audio功效,HDMI1.2增加了SACD功效。HDMI1.3增加了对新无损数字围绕音频格式DolbyTrueHD和DTS-HDMasterAudio支持。另外,HDMI(除1.0版外)都能够传输8声道192kHz、24比特无压缩音频,其效果优于其它全部消费音频格式。所以,假如播放器能够将音频格式解码为多声道PCM,那么就能够以解码PCM流形式传输上述任何一个音频格式。经过这种方式,许多能够支持经过HDMI输入接口传输多声道PCM音频传统A/V接收器依然能用来播放更新DolbyTrueHD和DTS-HDMasterAudio格式。HDMI为制造商和用户提供了以编码音频格式(使用A/V接收器或前置放大器解码器)或无压缩PCM(使用播放设备解码器)传输音频灵活功效。

第七节:HDMI1.3标准详解5月,针对日益发展数字影像技术对高分辨率、高传输速率、高色深图像要求,HDMIFounders正式推出了HDMI1.3版本。HDMI1.3标准在规格上,和之间规格发生了巨大改变:*传输带宽:HDMI1.3规格中,TMDS连接带宽从原来最高165MHz提升到340MHz,数据传输率也从4.96Gbps提升到了10.2Gbps,能够支持支持更高数据量高清数字流量,假如采取TypeB型双路TMDS连接,则能够在此基础上再提升一倍系统带宽。HDMI1.3能够支持更高帧刷新率:1080p@120Hz格式、720p@240Hz和1080i@240Hz,以及更高分辨率(1440p)。*支持高色深:在HDMI1.3标准之前,只支持24bit色深(R/G/B每种8bit色深),而HDMI1.3则能够支持24bit/30bit/36bit/48bit(RGB或者YCbCr)色深。能够传输色阶愈加精准图像。*支持扩展色域:在新一代平板电视中采取“xvYCC”(又名“x.v.Color”)广色域标准也得到了HDMI1.3版本支持。xvYCC是国际照明协会IEC最新广色域标准,支持xvYCC显示设备能够显示出愈加生动、自然色彩,尤其是红色和绿色表现力非常出众。*支持无损压缩数字音频流:1.3版本之前HDMI标准只支持最高192KHz、24bit压缩数字音频,对于最新多声道无损压缩技术以及非失真压缩音源缺乏支持(如DolbyTrueHD和DTS-HDMasterAudio,它们已经在新一代家庭影院和数字光盘中开始使用)。所以HDMI1.3标准中加入对它们支持。*提供愈加精准音/视频同时功效。*向下完全兼容,同时也兼容DVI标准。HDMI1.3标准中高色深系统引入,是近年来显示技术领域除分辨率提升以外最有价值一个技术。在HDMI以前标准中,每种原色8bit色深只能让每个像素点显示出28次方×28次方×28次方=16.7M种颜色,假如使用1.3标准中10bit色深,那么能够显示色彩总量就会提升到210次方×210次方×210次方=10.7亿色,已经靠近人眼能分辨色彩极限。HDMI1.3导入深色意义重大导入色深功效并不直接影响到HDMI传输原理中8bit到10bit转化TMDS编码层。为了传送超出8位额外像素数据,HDMI接口频率速率也跟着增加,能够在一样时间周期内,传输多出来像素数据。以12bit色彩深度(也就是比8位色彩深度每影片格中像素数据量,要多上1.5倍)为例,因为TMDS时钟频率加紧1.5倍,就相当于在一样时间内,原本发送2个数据包频率提升到了3个数据包包,所以就实现了更大数据量传输。HDMI1.3色深系统支持10bit、12bit和16bit色彩深度(RGB或YCbCr),所以能够消除现在高对比显示设备普遍面临色阶现象,使得影像色彩愈加鲜活,过分愈加顺滑,并为消费者提供更为逼真、具感染力电视影像体验。色深技术借着在纯黑与纯白间增加许多倍灰阶,传送更多层次色彩,让屏幕上色彩能够流畅地转换,改进逐步增加对比显示器质量。采取xvYCC色域后效果对比全新HDMI规格同时也支持“xvYCC”色彩标准,大幅扩展那现在HDTV标准色域空间,让色彩更精准重现,展现出肉眼能够辨识任何色彩。下一代高清光盘播放机HD-DVD与蓝光播放器等最新高分辨率设备,都将内建这些先进色彩功效。而在另外一个方面,次世代电视游戏主机,PS3亦内建了10bit色深deepcolor支持功效,将可为用户创造出更具感染力游戏体验。当然,对于HDMI1.3支持最高48bit(RGB各16bit)高色深是否有实际意义,在业内还是个一直在争论问题。首先,现在绝大多数液晶电视都采取是8bit色深标准,而等离子电视也在10bit色深水平,所以就算HDMI1.3拥有高于10bit色深处理能力,也会因为显示设备原因不能发挥全部实力。第二,现在不论是电影电视前期拍摄,还是后期制作,依旧在采取8bit色深标准,高色深普及在很大程度上要依赖于这些内容提供商转变速度。最终,10bit色深能显示色彩数已经达成10.7亿色,靠近人类识别色彩生理极限,用12bit、16bit象征意义要远大于实际意义。SiliconImage企业新方案能够实现两路TMDS链路连接即使这种争论伴伴随HDMI1.3诞生就没有停顿过,不过支持高色深依然是一股不可阻挡时尚。而且对于设备端来说,引入高色深系统除要有更宽数据带宽之外,高清显示设备系统本身框架并不需要太大改变,充其量只是一些对现有电路系统来说相对简单功效加强。所以,对硬件厂商来说,仅会增加非常轻微成本,甚至完全不会增加成本。尤其是现阶段,许多HD显示器系统都能够处理比HDMI1.2更丰富色彩时(如索尼BRAVIA中高端液晶电视就支持10bit面板驱动技术),HDMI1.3中加入对高色深支持就成了一个不能逆转决定。总来说,HDMI1.3版本推出在很大程度上填补了HDMI接口在传输速率上不足,而且为今后数字影音产业技术变革预留了充分空间,也代表了整个数字影音接口技术发展方向和最高水平。

第八节:HDMI系统中传输线材主要性上文我们已经详细阐述了HDMI标准产生背景和传输原理等问题,而在HDMI系统中,另一个及其主要技术关键点则是传输线材规格。实际上,对于一套可靠数字传输系统而言,尤其是高速大容量数字传输系统,传输线缆质量将是决定HDMI在实际应用中表现主要原因。高质量HDMI线材往往价格不菲在HDMI标准规范中,能够实现最长20米传输距离。不过要想实现20米长距离传输,对于使用铜芯电缆而言,是一件非常困难事情。因为铜芯电缆在传递频率越高信号时,伴随距离增加,产生信号强度衰减问题会激烈增加。表现在显示终端上,就是显示分辨率和大幅降低。我们先看看现在主流HDTV系统对传输电缆带宽要求。HDTV规格中电缆带宽要求是750MHz,同时,要求电缆三次谐波频率为2.25GHz(750MHz×3)时,依然具备良好回波损耗性能。而在这一过程中,电缆任何一个连接器件、线缆本身、转换设备,插座插头,以及电缆安装方法都将对这一数值产生影响。而HDMI4.95Gbps数据传输率则相当于495MHz带宽,即使距离HDTV最高标准有所富裕,不过依然要求电缆具备良好性能。HDMI1.3标准中对连接线缆要求了两种规格,分别是:1.标准电缆(1类),该类电缆支持速度高达75MHz,该速率对应分辨率是720p和1080i;2.高速电缆(2类),该类电缆支持速率高达340MHz,对应是1080p,深彩色和高刷新率。高质量HDMI线材往往选取高质量电缆在这两类线缆标准中,我们通常把第2类电缆——高速电缆称为HDMI1.3电缆,以方便用户在购置时能够分辨出和标准线缆区分,不过,假如线材距离比较短(通常不超出3米),质量合格标准型HDMI线缆完全能够看成是HDMI1.3线缆。

附件:HDMI常见问题(FAQ)本章主要搜集了一些关于HDMI规格中包括到常见问题,尤其是针对HDMI1.3规格常见问题,读者能够经过它们加强对HDMI标准了解和认识。问:“深色(DeepColor)”这个技术有什么意义?为何HDMI1.3要突出对它支持?答:深色(DeepColor)功效能够使HDTV和其它显示设备效果从几百万色彩提升至数十亿色彩,能够让消费者在显示设备上观赏前所未见生动真实色彩。深色(DeepColor)消除了屏幕色带,实现了颜色之间平滑色调过渡和细微色阶改变–展现愈加细致逼真画面(尤其在低亮度下)。支持更大对比度,能够展现黑白颜色之间更多倍数灰度阴影,实现更佳色彩赔偿。HDMI1.3支持色深将旧版本HDMI规范最大8位分辨率提升至10位、12位和16位红/绿/蓝色深色彩空间。HDMI1.3突出推高色深支持,因为这是除了改进分辨率外,提升画质有效方法。问:HDDVD和蓝光播放器是否能够支持深色(DeepColor)?何时能够出现包含深色(DeepColor)内容HDDVD和蓝光光盘?答:从技术角度讲,假如播放设备具备所需视频处理能力,能够展现10位内容,当前解码器就能够展现深色(DeepColor)内容。现在在专业环境下已经实现。PS3在年11月公布后将成为市场上首款支持深色(DeepColor)功效设备。据估量,伴随新型播放器开始加入展现10位内容处理功效,将会出现更多支持深色(DeepColor)功效设备。然而,为了让消费者能够广泛使用到此功效,标准团体将需要将10位内容定义入规范。

现在,电影工作室并没有出售10位色深内容。然而,电影原来就是大于8位内容,为了在传统消费设备上播放而削减到了8位色深。当播放器能够展现10位色深内容时,电影工作室就能有机会创作在这些设备上播放10位色深内容。问:什么是HDMI1.3规格中新出现“xvYCC”?答:HDMI1.3采取了IEC61966-2-4色彩标准,通常称为xvYCC(“视频应用扩展YCC比色法”简写。)这个新标准支持色彩是当前HDTV色彩标准1.8倍。xvYCC使HDTV显示色彩愈加精准,实现愈加自然、逼真、生动显示效果。问:“深色(DeepColor)”与“xvYCC”之间有什么区分?答:深色(DeepColor)增加了RGB或YcbCr色彩空间界定范围内色彩精准度,而xvYCC扩展了设备能够从人类肉眼所能感知色彩范围中捕捉到色彩空间范围(界限)。

问:市场上已经有支持xvYCC高清电视。这仅仅是显示技术还是包含在内容当中?假如仅仅是一个显示技术,为何是HDMI一部分?答:为了真正发挥xvYCC优势,必须使用能够捕捉xvYCC内容设备制造内容,源设备必须支持xvYCC,接口(在这里是指HDMI)必须支持xvYCC,以使设备能够分享xvYCC信息,显示设备也必须支持xvYCC。现在市场上xvYCC显示设备基本上能够将当前内容扩展至更宽广色彩空间。最终止果可能是更宽广色彩范围,不过假如要真正发挥xvYCC优势,整套设备链中每个设备都必须支持这个功效。问:我是否需要HDMI1.3来听HDDVD或蓝光播放器上新DolbyTrueHD和DTSMasterHD音频格式内容?答:不需要。HDMI能够灵活地以无压缩PCM流或编码流形式传输这些新高清楚无损音频格式。PCM标准支持“脉冲码调整”,是一个对计算机、消费电子设备、CD、DVD等设备中数字音频进行编码标准方式。DolbyDigitalPlus、DolbyTrueHD以及DTSMasterHD编码信息流都能经过全部版本HDMI以编码PCM格式传输。HDMI支持采样为192kHz、24比特最高质量无压缩PCM音频。假如要使用PCM输出,消费者必须确认他们HD-DVD/蓝光播放器支持将HD音频格式解码为多声道

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