Бойко Руслан

Все об интерфейсе HDMI                                                                                                                                                                             Разновидности, способы подключения, кабели и переходники, коммутационное оборудование.

Интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) появился в конце 2002 года как современная альтернатива старому доброму SCART. Подобно предшественнику, HDMI предназначен для передачи видео- (стандартного или высокого разрешения) и аудиосигналов по общему кабелю с удобными для подключения разъемами. Только, в отличие от предшественника, в новом интерфейсе все сигналы транслируются в цифровом виде. Форматы видеоданных не отличаются от таковых в распространенном протоколе DVI. Это может быть цифровой компонентный (Y/Pb/Pr) или цифровой RGB-поток. Максимальная цветовая палитра в режиме Deep Color имеет разрядность 48 бит (до 12 бит на каждый цветовой канал RGB), стандартная — 24 бит. Передаваемые вместе с видеопотоком звуковые дорожки могут быть двухканальными (стерео) или многоканальными (до 7.1), любых форматов, включая SACD и DVD-Audio. Помимо прочего, по HDMI может осуществляться управление различными устройствами при помощи протокола CEC (Consumer Electronic Control). Максимальная пропускная способность интерфейса HDMI составляет 10,2 Гбит/с. Все, о чем написано выше, характерно для HDMI последней версии — 1.3, спецификации которой были утверждены летом 2006 года. Характеристики версии 1.0 были заметно скромнее…


Версии HDMI

HDMI v1.0 (2002 год).
Интерфейс HDMI первой версии с пропускной способности 4,9 Гбит/с позволял передавать цифровой видеопоток с разрешением до 1080p с 24-битным цветовым пространством, а также 8-канальный звук с параметрами вплоть до 192кГц/24-бит на канал (Dolby Digital, DTS, PCM)

HDMI v1.1 (2004 год).
Появилась технология защиты, необходимая для корректного воспроизведения DVD-Audio.

HDMI v1.2 (2005 год).
Добавлена поддержка однобитового аудиопотока DSD (SACD) и цветовое пространство RGB в дополнение к компонентному Y/Pb/Pr.

HDMI v1.2a (2005 год).
Реализована полная поддержка наборов команд для протокола дистанционного управления CEC (Consumer Electronic Control).

HDMI v1.3 (2006 год)
Увеличена пропускная способность с 4,9 Гбит/с до 10,2 Гбит/с за счет изменения частоты синхронизации. Добавлена поддержка расширенной цветовой палитры Deep Color (до 12 бит на каждый канал RGB или до 48 бит в сумме). Появилась автоматическая синхронизация видео- и аудиосигнала. Добавлена поддержка новых форматов цифрового звука Dolby TrueHD и DTS-HD.


HDMI и звук

Как вы уже знаете, по одному кабелю HDMI одновременно передается и видео-, и аудиопотоки. Последние могут быть стереофоническими или многоканальными. Сегодня многие кинотеатральные ресиверы оснащены входами HDMI, выполняя для различных источников с HDMI-выходом не только функцию коммутатора (свитчера), но и декодера цифрового звука. Источник (проигрыватель) подключается к AV-ресиверу всего одним кабелем HDMI, ресивер получает этот сигнал (видео + звук) и перенаправляет его на устройство отображения (ТВ или проектор). Параллельно с этим AV-ресивер может вычленить аудиодорожку и самостоятельно декодировать ее. Впрочем, до сих пор можно встретить модели, которые могут принимать и передавать HDMI-информацию через себя лишь «сквозняком».

Воспроизвести с HDMI-входа объемный звук Dolby Digital или DTS в наши дни может любой ресивер, поддерживающий данную функцию. Что же касается новейших звуковых форматов, таких как Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD и DTS-HD, то для их воспроизведения и источник, и AV-ресивер должны быть оснащены интерфейсом HDMI версии 1.3, а ресивер вдобавок — соответствующими аудиодекодерами. По состоянию на февраль 2008 года на российском рынке было представлено по меньшей мере полтора десятка таких AV-ресиверов производства Yamaha, Denon, Pioneer, Onkyo, Marantz, Sony, NAD и других компаний.


Источники с HDMI-выходом

Для начала хотелось бы вкратце остановиться на источниках сигнала с выходом HDMI, ради наиболее эффективного использования которых и затевалась данная статья. Представленные сейчас на рынке устройства можно условно разбить на следующие группы:

1. Проигрыватели Blu-Ray и HD DVD.

2. Универсальные HD-проигрыватели. Чаще всего они «не знакомы» с дисками Blu-Ray или HD DVD, однако в состоянии воспроизводить любой HD-материал по локальной сети, в том числе с других компьютеров и серверов, а также с локальных USB-накопителей. Но чаще — со встроенного DVD-привода (в этом случае поддерживаются и фабричные DVD-Video и DVD-«болванки» с HD-файлами). или жесткого диска. Причем, контент этот по качеству изображения и разрешению видеопотока вполне может быть сопоставим с Blu-ray и HD DVD.

3. Демонстрационное HD-оборудование для торговых сетей, шоу-румов, рекламных и концертных площадок, выставок и пр.

4. Обычные DVD-проигрыватели со встроенным скейлером. При масштабировании DVD до разрешения 1080 четкость видеоряда практически не улучшается*, однако встроенный в плеер скейлер зачастую выполняет это масштабирование аккуратнее, чем электроника проектора или плоскопанельного ТВ, особенно недорогого.

* Утверждение рекламщиков, что при выводе DVD-сигнала через HDMI в формате 1080 «картинка» превращается в HD-Video, является чистой воды «уткой». Да, благодаря эффективным алгоритмам цифровой обработки на экране становится чуть меньше артефактов компрессии, иногда улучшается проработка градиентных полей, но в целом от исходного сигнала DVD-Video такой суррогатный High Definition практически не отличается. По крайней мере, сравнивать его с настоящим High Definition (Blu-ray / HD DVD), мягко говоря, не корректно.


Кабели HDMI



Качество кабеля HDMI, с точки зрения передачи сигнала, напрямую связано с двумя параметрами: толщиной (не кабеля в целом, а непосредственно проводников внутри него), а также материалом этих самых проводников.

Как известно, сопротивление провода тем ниже, чем больше его толщина. Наиболее четко маркировки толщины приняты в США — в единицах AWG, American Wire Gauge (дословно — американский стандарт толщины кабеля). Чем меньше это значение, тем больше сечение/площадь, и тем лучше характеристики. Самый толстый кабель HDMI из всех, которые нам встречались — 22 AWG, самый тонкий — 30 AWG. Разумный минимум для дома — 28 AWG, но при длине не более трех метров. Надо длиннее? Тогда нацеливайтесь на 24 AWG и толще. Подобный кабель (при условии, что он качественный сам по себе) может использоваться для корректной передачи цифрового видеосигнала на расстояние до 10 метров.

В чем выражается «несостоятельность» тонкого провода? На изображении появляется так называемый снег (белая рябь). Также может снижаться яркость. Оградиться от помех поможет ферритовое кольцо и металлизированная оплетка, но проблемы подбора кабеля с правильной толщиной проводников, исходя из необходимой длины, эти средства не снимают.

Важно помнить, что максимальное разрешение видеопотока напрямую увязано с длиной и толщиной кабеля HDMI. Например, потенциала провода 28 AWG будет вполне достаточно для передачи цифрового сигнала стандартного разрешения (условно, DVD-Video) на расстояние до 10 метров. Однако поток 1080p на то же расстояние и по тому же проводу без потерь провести не удастся. В таких ситуациях советуем использовать кабель HDMI 24 AWG. Если же речь идет о «трассе» 15 метров и более, да еще для сигнала 1080p, то потребуется специализированное усилительное устройство — одно или несколько. О этом — чуть ниже.


Коммутационное оборудование

Говоря о коммутационном HDMI-оборудовании, мы подразумеваем не бытовую электронику, а специализированные устройства для организации схем доставки сигнала нужной конфигурации. Как правило, это небольшие «коробочки» — всевозможные сплиттеры, повторители, сумматоры, коммутаторы. Наибольшее доверие покупателей в данном направлении завоевали такие бренды, как Kramer, Key Digital, Gefen и Dune.


Переходники

Переходники — это простейшие из упоминаемых в этой статье коммутационные элементы. Такого рода соединители не имеют внутри себя никакой электронной «начинки» и служат всего лишь для передачи сигнала между аппаратами совместимыми, но обладающими входами разного типа. Наиболее часто используются переходники HDMI-DVI, чуть реже Y/Pb/Pr-DVI. Все они выпускаются как в виде кабелей с соответствующими разъемами на концах, так и в виде компактных насадок. Напомним, что при использовании переходника с HDMI на DVI пропадает возможность передавать вместе в видеосигналом сопутствующий аудиопоток. В этом случае стоит позаботиться о выводе аудио отдельным кабелем.

Использование простейших переходников актуально при необходимости подключения источника с аналоговым RGB- или компонентным (Y/Pb/Pr) выходом к приемнику (чаще — компьютерному монитору, реже — проектору или ТВ) с DVI-I входом, который может принимать как цифровой, так и аналоговый видеосигнал.

Существуют также переходники HDMI-HDMI. Для чего? Как известно, серийно выпускаемые HDMI-кабели имеют определенный набор фиксированных длин и не могут быть перепаяны в домашних условиях. Для получения трассы любой нестандартной длины приходится составлять ее из нескольких готовых проводов, объединяя их с помощью таких вот связующих переходников. Но помните, что в них нет усиливающих сигнал элементов, поэтому достичь больших длин простым наращиванием кабеля нельзя. Также не следует забывать и об известном любому профессиональному инсталлятору принципу: качество сигнала тем выше, чем меньше соединений используется для его передачи.


Конверторы (преобразователи)

Данный тип устройств позволяет преобразовывать поток одного формата в другой. Основная задача конвертора — обеспечить совместимость оборудования, если напрямую друг к другу аппараты подключить не удается. Как правило, это небольшие устройства с соответствующими электронными схемами и питанием от электросети. Не путайте конвертор с простейшим механическим переходником, чьи «способности» сводятся к передаче сигнала с контактов разъема одного типа на контакты разъема другого типа. Так вот. Например, конвертор HDMI-DVI открывает возможность совместного использования новейших видеоисточников (Blu-ray, HD DVD) c мониторами/телевизорами прошлого поколения — имеющими цифровой вход (обычно DVI), но не поддерживающими технологию защиты HDCP. Установив конвертор «в разрыв» между источником и ТВ, можно получить на экране полноценное изображение высокого разрешения. Секрет прост: роль приемника идентификационного сигнала HDCP выполняет сам конвертор, отправляя на ТВ «очищенный» видеопоток, с которым тот уже прекрасно справляется. Кто-то скажет, что конверторы — лазейка для пиратов, желающих скопировать «по цифре» защищенный HD-контент. Формально — да. Но на практике… Производители контрафакта давно освоили более эффективные и быстрые способы копирования, нежели перезапись в реальном времени с источника на рекордер. Рядовым же пользователям конверторы могут оказать неоценимую услугу в стремлении использовать честно купленное оборудование и записи в полной мере. В частности, игровую консоль Sony PS3 (PlayStation 3) при помощи конвертора можно подключить к любому компьютерному монитору с входом DVI, сохранив качество видеоряда и его разрешение в первозданном виде. Пригодится конвертор и для цифрового ресивера НТВ+ HD. Как известно, этот терминал производства Thomson (по состоянию на февраль 2008) выдает видео высокого разрешения только по HDMI, c аналоговых выходов «картинка» получается самая обычная, стандартного разрешения. Но новейшими плоскопанельными дисплеями с входом HDMI с HDCP обзавелись далеко не все, а за комплект спутникового оборудования уже заплачены деньги. Что делать? Использовать конвертор HDMI-Component Video. В этом случае можно без проблем смотреть HD-трансляции НТВ+ на телевизоре, оснащенном только лишь компонентным входом (с поддержкой 1080, разумеется).


Усилители и повторители

Для решения проблемы затухания сигнала при передаче его на большие расстояния используется специальное электронное оборудование, известное как усилители (amplifiers) и повторители (они же репитеры, repeaters).
Оба типа устройств пропускают сквозь себя сигнал и усиливают его. Как правильно, такие устройства имеют один вход и один выход. Разница между повторителями и усилителями состоит в том, что первые предназначены для каскадной передачи (в длинной цепочке может быть использовано множество таких аппаратов) сигнала на очень большие расстояния. Вторые в каскадах обычно не используются, но при этом обеспечивают большее усиление, что актуально для разовой поддержки нужного уровня сигнала в рамках трассы.

Например, для передачи потока 1080p по HDMI-кабелю длиной 20 метров целесообразно использовать как раз усилитель, в то время как на большее расстояние (скажем, на 60—80 м) — несколько повторителей через равные расстояния. В обоих случаях область применения таких устройств весьма широка: от домашних инсталляций (дабы, к примеру, без потерь передать сигнал HDMI от установленной рядом с диваном аппаратуры до висящего под потолком проектора) до коммерческих информационных систем в бизнес-центрах и магазинах.

При установке усилителя крайне важно обращать внимание на последовательность подключения цепи. Обычно он ставится перед приемником (телевизором, проектором и т. д.), а не после источника (плеера, DVD-ресивера и пр.). Этот момент является для многих не очевидным и нередко приводит к «необъяснимым» нарушениям в функционировании видеотракта.


Переключатели (switchers)

Что делать, если в вашем доме уже есть несколько источников высококачественного цифрового видеосигнала с выходом HDMI/DVI, а телевизор имеет всего один, в лучшем случае — два входа HDMI-входа? Для решения такой проблемы существуют устройства-переключатели, они же свитчеры (switcher), имеющие несколько входов (3, 4, 5 и более) и один выход. Как нетрудно догадаться, аппараты данного типа позволяют подключить к вашему ТВ или проектору больше устройств, чем допускает коммутационная панель телевизора (или проектора, не важно). Отображаться будет сигнал с одного из них на выбор.

Для обозначения конфигурации свитчера используется маркировка Nx1, где N — количество коммутируемых входов. Например, 3×1 подразумевает наличие 3 входов и одного выхода.

При покупке коммутатора необходимо убедиться, что он соответствует следующим требованиям: поддерживает протокол защиты данных HDCP (без этого вы не сможете смотреть HD-Video с лицензионных дисков) и функцию автоматического выбора активного входа. Крайне приветствуется наличие пульта дистанционного управления в дополнение к кнопкам на корпусе, а также поддержка HDMI v1.3.

P. S. Если вы собираетесь обзаводиться компонентным домашним кинотеатром, то в покупке отдельного HDMI-свитчера не будет нужды — им, скорее всего, будет оснащен AV-ресивер нового поколения.


Разветвители (сплиттеры, splitters)

Коммутаторы данного типа востребованы прежде всего в тех инсталляциях, где требуется передать HDMI-сигнал с одного источника одновременно на несколько устройств отображения. Прежде всего это демо-залы магазинов электроники (качественная демонстрация одного и того же изображения на всех экспонируемых ТВ), торговые центры (системы централизованного отображения справочной информации и рекламы), концертные площадки и клубы.

Требования к разветвителю формально те же, что и к переключателю. За исключением пульта — его у разветвителя не может быть в принципе, потому что такие устройства являются неуправляемыми: сигнал со входа направляется сразу на все выходы (их может быть 2—3 и более). Но есть и практические моменты, которые также стоит учитывать. Во-первых, убедитесь при покупке, что и информация HDCP подается на все выходы разветвителя, а не на один — бывает и такое… Во-вторых — моделей с HDMI v1.3 по состоянию на февраль 2008 было представлено очень мало. Стоит упомянуть, что во все приличные сплиттеры уже встроен усилитель сигнала, который зачастую оказывается мощнее, чем в свитчерах. Маркируются сплиттеры обычно как 1xN, где N — число параллельно работающих выходов.


Гибридные устройства

Гибридные устройства — ничто иное, как совмещение функций переключателя и разветвителя в одном блоке. Такие аппараты обычно маркируются как NxK. N — количество входов, K- выходов. Так, 2×4 — это переключатель на 2 входа и разветвитель на 4 выхода. Иными словами, такой коммутатор позволяет передавать сигнал с любого из двух источников (выбирается с помощью пульта ДУ или кнопки на корпусе) одновременно на 4 устройства отображения.


Матрицы (matrix)

Известным ограничением всех приведенных ранее типов HDMI-коммутаторов является то, что сколько бы в них ни было входов и выходов, на выходе всегда одна и та же картинка на всех устройствах отображения, подключенных к этим аппаратам. Однако этого бывает недостаточно. Наиболее ярким примером такой ситуации является часть системы «умный дом» — распределенное отображение видео. Идея состоит в использовании общей стойки с аудио-видеооборудованием для «раздачи» сигналов на несколько комнат. Среди источников могут быть два HD-проигрывателя (BD и HD DVD), спутниковый ресивер и игровая приставка. С помощью HDMI-матрицы можно направить поток с каждого источника в определенную комнату на выбор. При необходимости комнаты или источники легко меняются местами. Плюс, сигнал с одного источника может выводиться на экран ТВ сразу в нескольких помещениях. Как говорится — кручу, как хочу. Самые «навороченные» из существующих HDMI-матриц имеют формат 4×4 (4 входа и 4 выхода, произвольно коммутируемые). Они позволяют делать все то, что описано выше. Также встречаются модели 2×4 и 4×2.

Помимо «умного дома», HDMI-матрицы могут быть весьма полезными в шоу-румах торговых компаний или крупных офисах.

Заканчивая разговор об HDMI коммутаторах, хотелось бы дать один совет: не покупайте коммутационное оборудование «впритык», с расчетом только на уже существующую конфигурацию. Небольшой запас «на вырост» убережет в будущем от значительных трат, связанных с покупкой нового оборудования.


Видео АЦП/ЦАП

АЦП — аналого-цифровой (и наоборот) преобразователь. Нужны такие устройства для интеграции старых аналоговых источников (например, видеомагнитофона) в сеть, где все компоненты «общаются» по HDMI. Либо наоборот — подключить цифровой выход источника к аналоговому входу устройства отображения. Вдобавок, блоки видео АЦП производят не только конвертацию, но и масштабирование, а некоторые выполняют еще и функцию свитчера.

Во многие AV-ресиверы нового поколения (которые с поддержкой HDMI v1.3) подобные АЦП для любых аналоговых видеосигналов уже втсроены.


Коммерческое применение

Если судить по выставкам электроники за последние 1—2 года, то все большую популярность набирает подход под названием «digital signage» в самой последней его модификации — HD digital signage. В рамках такого подхода в демонстрационных или рекламных целях используются специализированные HD-демонстраторы (плееры со специальными функциями), вся коммутация осуществляется только по HDMI — напрямую или при помощи специального оборудования, описанного выше. В силу известных причин (в частности, из-за ограниченного ресурса работы), в HD демонстраторах никогда не используются оптические приводы, вся информация хранится в NAS — специализированных сетевых накопителях данных. Крайне важной особенностью этого подхода является наличие специального серверного программного обеспечения для удаленного управления всей информационной сетью. К сожалению, в области демонстрационных систем HD пока все только начинается. Дата публикации: 26.02.2008
Источник: HDTV.ru                                Canon PIXMA MX340