什么是HDMI? HDMI 1.3為我們帶來了什么?
HDMI (High-Definition Multimedia Interface) 是針對下一世代多媒體影音設備所開發的傳輸接口,是終結以往影音分離傳輸的全新接口;其最大傳輸速度可達 5Gb/s,除影像數據外,更可同時傳輸高達8聲道的音訊信號;非壓縮式的數字數據傳輸,可有效降低數/類轉換所造成的信號干擾與衰減。
這個HDMI傳輸標準是由日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司2002年的4月開始發起的,同年12月上述七家公司共同正式推出了HDMI 1.0規格。
目前數字視頻連接一般用DVI,而HDMI則是基于DVI制定的,可以看作是DVI的強化與延伸。不過,HDMI具有支持超高分辨率、出色的抗衰減能力、可以同時傳輸音頻和視頻、支持更多的原色色深數字視頻信號等優勢。此外,HDMI可搭配寬帶數字內容保護(High-bandwidth Digital Content Protection;HDCP),其采用authentication protocol(認證協議)、shared secret key (共享密鑰協議)與HDCP裝置相互確認機制三個主要協議來保護版權內容。整個HDCP保護系統是40bit編碼所組成,乍看之下,裝置與裝置之間的溝通加密保護似乎堅不可破,研發商也信心十足的表示此加密系統不會像上一代DVD所采用的CSS編碼那般容易被破解。正是由于HDMI內嵌HDCP內容保護機制,所以對好萊塢具有特別的吸引力。
此02年推出HDMI 1.0版本以來,HDMI規范已經升級數次:2004年5月HDMI升級到HDMI 1.1版本,接著為了更好的兼容PC系統,HDMI LLC在05年8月23日推出了HDMI的1.2版-----此次修訂增加了若干條非常重要的改進,以方便PC連接和數字音頻流(SACD等)的傳輸。目前,HDMI再次升級到1.3版本,這是繼1.2版大幅擁抱PC平臺之后,此一新版在支持規格上有著進一步的加強,主要的增強項目有以下幾項:
1、高速傳輸
HDMI 1.3版將原先4.96Gbps的帶寬倍增至10.2Gbps,藉由將Single Link TMD的165MHz寬度提升至340MHz,提升幅度約為 2 倍,希望通過Single Link即可符合未來更高流量的高解析數字內容,若是有需要,也可采用雙連接規格,以更進一步加大帶寬、達到680MHz。
2、更高色數
現有的HDMI 1.1及1.2版僅能支持到24bit色深,1.3版HDMI接口則是大幅擴充至30-bit、36-bit以及48-bit(RGB或YCbCr),具有輸出一億色以上的能力,并大幅增加對比的階層。同時HDMI 1.3標準可以支持新一代的〝xvYCC〞color space,號稱具有目前color space規格的1.8倍顏色訊號輸出能力。HDMI LLC董事長Leslie Chard表示,ATi和nVIDIA可以輕松地在GPU當中集成新的規范,索尼PS3已經支持“Deep Color"。事實上,藍光和HD-DVD規范都支持“Deep Color",但是雙方都還沒有宣布支持HDMI 1.3。
3、支持無損音效
在音源傳輸方面,由于目前流行的音效規格大多是采用壓縮過的音色,因此在動態表現上難免會有失真的狀況,HDMI支持了多軌高流量的無壓縮音源或非失真壓縮音源(如Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio,這2個標準是目前Dolby Digital 5.1和DTS標準的升級版本)。其它一些改進的小細節,如針對迷你型終端增加了縮小版的接頭規格,以及自動影音同步功能。當然,基本的過往兼容也是必備的要件,1.3版完全兼容于1.2與1.1版。但是不幸的是,已經支持之前HDMI版本的設備,無法通過更新BIOS、固件,或者升級驅動程序來支持到HDMI 1.3規范。
由于屬于DVI的擴展,HDMI 架構數據傳輸仍使用TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)協議。這個協議是Silicon Image公司提出的。這個協議與DVI標準連接使用的協議也是相同的。
從中可以看到:二者都是采用的數字T.M.D.S信號聯接,HDMI到DVI 無須轉換。HDMI標準將8位的數據通過編碼變成10位的信號,以差分傳動方式傳送。而音頻和視頻數據則通過3個TMDS數據通道來傳輸;贒VD音頻標準,HDMI支持1-8組非壓縮音頻傳輸,音頻支持48,96 or 192 kHz等多種采樣率。根據視頻格式,HDMI可以傳輸不同數量的采樣率在192KHZ的壓縮音頻。在這里,視頻信息以每24bit像素為一組的序列傳輸,同時以單位點時鐘周期傳輸10bit的速度傳輸。這里的點時鐘周期定義為每傳輸1個點(象素)所需的時間,數值上等于位傳輸周期的10倍。(在時間參數上有兩個專有名詞要區分清楚:Tpixel是指一個畫素的時間,Tbit是指一個位的時間。理論上Tbit是Tpixel的十分之一。HDMI也是利用眼狀圖來呈現訊號的振幅與抖動(Jitter)狀況是否在規格內,這也是判斷訊號質量的基準。)
HDMI 1.3以前版本的點時鐘頻率的范圍可在25 MHz~165 MHz之間,但如果某種屏幕格式可以使用低于25 MHz的點時鐘頻率傳輸的話(例如,NTSC480i標準[480行,non-interlaced掃描]可以用13.5MHz的點時鐘頻率傳輸),那么它就可以用象素重復法(pixel repetition technique)來傳輸。HDMI標準可以達到每秒傳輸1650萬點象素的速度。HDMI 1.3將升級340MHz,從這個數據我們也可以算出HDMI 1.3 能夠傳輸的最大分辨率。
為了使你更好地理解點時鐘的概念以及其重要性,我們以HDTV的720p分辨率為例來說明一下。720p代表著1280x720的分辨率。1280 x 720的乘積就是屏幕的象素數,再乘上幀速(在這里即屏幕刷新頻率,或垂直頻率),就可以得到在該分辨率下每秒傳輸的象素總點數。例如1280 x 720的分辨率,60Hz的刷新率,則每秒傳輸55,296,000點象素,也即55.3 MHz。因為HDMI標準可以達到每秒傳輸1650萬點象素的速度,所以傳輸1280 x 720分辨率的數據綽綽有余。如果按目前視頻最高的屏幕分辨率1080p (1920x1080)來算,假設其刷新率為60 MHz,可以算出其需要124.4MHz的傳輸速率。顯然HDMI 1.2版本仍然可以,最新的1.3版本就更不用說了。而且HDMI 1.3版本在雙連接下可以達到680MHz的傳輸速率,甚至可以支持更高商用產品的分辨率。