HDMI2.1有什麼用?一文看懂HDMI 2.1有哪些新特性

導讀: HDMI 2.1最初於2017年11月發布,可以說是HDMI標準最重大的升級。新的HDMI 2.1帶寬提高到48 Gbps,是HDMI 2.0(18 Gbps)的2.67倍。

在過去五年,HDMI 2.0及其較新的同級HDMI 2.0b接口仍是HDMI標準的最常見版本,但自2019年以來,電視行業率先為最新的HDMI 2.1鋪路,HDMI2.1已經是8K超高清電視的標配,**的4K電視也大量採用HDMI2.1接口;將於2020年末推出的下一代遊戲主機PS5和X BOX X系列也將配備HDMI2.1接口。

HDMI 2.1最初於2017年11月發布,還是比較新的標準,您不用太擔心您要購買的4K電視,流媒體播放器或4K超高清藍光播放器即將過時;但如果您計劃採購高端電視,請確保它搭載HDMI2.1接口,特別是電影和遊戲用途。

HDMI2.1規格概述

HDMI 2.1可以說是HDMI標準最重大的升級,以下為HDMI 2.1規格概述:

連接器物理規格與當今的HDMI相同,向下兼容。

需要屏蔽性能更好。抗電磁干擾能力更好的的線纜。

帶寬提高到48 Gbps,是從HDMI 2.0(18 Gbps)的2.67倍。

可以承載高達10K@120fps的視頻信號。

影音新特性:動態HDR、增強音頻回程通道eARC。

遊戲新特性:可變刷新率VRR、快速幀傳輸QFT、自動低延遲模式ALLM、快速媒體切換。

新的視頻信號壓縮格式:VEAS DSC 1.2a。

更多帶寬

當您提高視頻信號的分辨率時,該信號的數據量會增加。通過HDMI發送的3,820×2,160 4K UltraHD信號的數據量約為HD 1,920×1,080信號的4倍。如果將電纜視為管道,則需要比1080p更大的管道來傳輸4K信號。如果您增加幀速率,情況也是如此。您需要更大的管道來傳輸每秒60幀的圖像,而不是相同分辨率的24fps圖像。每秒更多圖像,更多數據。

hdmi2.1、2.0和1.4帶寬對比

HDMI 2.1標準將HDMI電纜可以處理的**未壓縮帶寬提高到48Gbps,**壓縮帶寬提高到至少128Gbps。雖然設備實際需要這麼大的帶寬還需要一段時間,但18Gbps帶寬的HDMI2.0在很多情況已經成為瓶頸。

例如, 傳輸具有4:4:0色度二次採樣、10bit位深度的4k @ 60Hz視頻信號,需要20.05Gbps的帶寬,這個時候單對HDMI2.0連接就無能為力了。

更高分辨率和刷新率

HDMI 2.1增加的帶寬將支持最高10k(10420×4320)的視頻信號傳輸,下表涵蓋了HDMI 2.1單對連接允許的大多數新分辨率、色度採樣、位深和刷新率。

HDMI-2.1標準支持的分辨率和刷新率

您可以看到4K@60Hz、8K@30Hz刷新率以上的視頻信號傳輸需要的帶寬都大於HDMI2.0的18Gbps,所以8K電視和高端4K電視**配備HDMI2.1接口,不然就要接多根HDMI2.0線纜(如果電視支持的話)。

HDMI2.1有哪些新特性

除了分辨率和刷新率的巨大提升外,HDMI2.1還有其他實用的新特性。

hdmi2.1的新特性和歷代版本對比

動態HDR

4K時代以來,HDR(高動態範圍)是我們最喜歡的畫質改進,是視頻內容更高對比度和豐富色彩的保證,目前最常見的HDR格式是HDR10,它使用元數據(元數據記錄視頻內容的實際亮度水平)來告訴電視如何還原影像的色彩和對比度。在當前版本的HDR10中,該元數據在每個視頻內容中只有一組,而視頻內容不同場景的實際亮度肯定會有差異,所以各個場景對比度還原肯定存在偏差。

動態HDR內容中每個場景每個幀的元數據(真實亮度水平)都可以不同,以更好地適應特定場景(或幀)。這樣針對不同場景電視採用的還原的方式會根據元數據不同而不同。

動態HDR和靜態HDR效果對比示例

杜比視界( Dolby Vision), HDR10 +和特藝HDR的某些高級HDR版本已經使用了動態元數據,並且可以在現有的HDMI連接傳遞但需要佔用額外的帶寬,HDMI2.1新增一條傳輸動態元數據的通道,徹底解決了這個問題。

增強音頻回傳通道eARC

自1.4版以來,音頻回傳通道(ARC)已成為HDMI標準的一部分。ARC允許您將所有源設備(藍光,遊戲機等)直接連接到電視,然後使用一根HDMI線纜把聲音信息傳輸到回音壁、接收器或其他音響,或者先連接到回音壁再把視頻信號通過一根HDMI線纜傳輸到電視,這大大簡化了佈線。於此同時,您可以用電視遙控控制回音壁或其他音頻設備,而不用使用音頻設備專用的遙控器。

eARC連接示意圖

但是,ARC的當前有一些局限性。有限的帶寬(~1 Mbps)限制了可通過音頻回傳通道發送的音頻質量,從而無法將高質量的未壓縮音頻發送到接收器。

eARC解決了這些問題,並真正確保了顯示器和接收器的前瞻性。它極大地增加了ARC通道可以使用的帶寬量到37 Mbps。這足夠發送無損的5.1和7.1音頻,例如Dolby TrueHD和DTS-HD MA,也就是Dolby Atmos和DTS:X格式音頻的載波信號。

VEAS DSC 1.2a視頻流壓縮技術

隨著現代高碼率視頻的普及,視頻信號對帶寬的要求越來越高,很明顯,需要新的壓縮方法。壓縮視頻流的最常見方法是一種稱為“視頻流壓縮(DSC)的技術。DSC最初是在計算機平台開發的,由於只能兼容RGB編碼的視頻,因此無法有效地編碼大多數電視信號。負責維護DSC的VESA小組發布了DSC的更新版本,稱為DSC 1.2a,該版本**顏色位深支持到16位,並啟用了原生YCbCr 4:2:0和YCbCr 4:2:2編碼支持而無需首先轉換為RGB編碼再壓縮。

HDMI 2.1支持此技術,但並非所有將支持HDMI 2.1的設備都支持此技術,它在不影響圖像質量的前提下,成倍提高了HDMI 2.1電纜可以傳輸的**帶寬到120Gbps。只有非常高分辨率,高刷新率的設備才需要DSC。

可變刷新率VVR

可變刷新率(VVR)是遊戲玩家最感興趣的功能。它可以同步屏幕和信號源(顯卡輸出的遊戲畫面)的刷新率,從而獲得更順滑遊戲體驗,減少或消除滯後,卡頓和幀撕裂。換句話說,在視頻卡創建圖像時,用於幀的緩衝區將更少,因此您不必在圖像偽影和輸入滯後之間進行選擇,理想的是同時減少兩者。

支持VVR的電視畫面更流暢

如果聽起來很熟悉,那是因為它類似於Nvidia的G-Sync 和AMD的FreeSync,這兩者都只能通過DisplayPort使用。其實就是VESA版的VVR,就叫它VESA-Sync吧。

快速幀傳輸QFT

快速幀傳輸更改了將圖像從信號源傳輸到顯示器的方式。QFT以較高的速率傳輸每個幀,以減少延遲。總輸入延遲是許多因素的共用作用的結果,包括顯示器處理圖像並在屏幕上顯示所花費的時間。QFT不會完全消除輸入延遲,但是會減少信號源與顯示器之間的傳輸時間所引起的延遲。

輸入延遲是電視作遊戲用途的一項重要指標,這是一個遊戲友好型特性。

自動低延遲模式ALLM

自動低延遲模式(ALLM),也稱為自動遊戲模式,是專為遊戲玩家而設計的另一項出色功能,兼容的電視在檢測到正在玩遊戲時自動開啟電視的低延遲(遊戲)模式。這免除了您每次開始遊戲時都必須手動開啟它的麻煩。它甚至知道玩遊戲,在Y鬥魚上看別人玩遊戲和觀看電影之間的區別,並根據需要自動進行切換。三星在此功能領先於行業,一些2018年的型號就已經兼容。

快速媒體切換QMS

過去的顯示設備(例如電視和顯示器)在信號源視頻的任何參數發生變化時,屏幕會變黑幾秒鐘才會開始顯示新的視頻。這在玩主機遊戲的時候尤其明顯,因為遊戲的輸出刷新率甚至分辨率會根據內容變化。

快速媒體切換可解決此問題。如果信號源和顯示設備都兼容,在信號源切換視頻格式的時候將不再顯示黑屏,而是立即切換到新的信號源。

HDMI 2.1常見問題

問:我一定要升級HDMI線嗎?

答:這取決於您想做什麼。HDMI 2.1使用與現有HDMI 2.0電纜相同的物理結構和相同的接口。除了需要超高帶寬+以太網連接的eARC以外,其他大多數新功能都可以通過現有電纜在現有設備上實現。但是,如果您想傳輸任何更高分辨率或刷新率,最終將需要升級HDMI線。

重要的是要注意,HDMI線本身並未綁定到特定版本。沒有HDMI 2.0線或HDMI 2.1線之類的東西。取而代之的是對HDMI線進行某些**帶寬認證。HDMI 2.0通常要求**帶寬為18Gbps,經過認證的電纜可以標記為“高速”。通過HDMI 2.1**帶寬48Gbps認證的新電纜可以標記為“超高速”。這並不意味著“高速”HDMI線不能與HDMI 2.1設備一起使用,只是表明它尚未獲得額外帶寬的認證。

問:我的現有設備可以升級到HDMI2.1嗎?

答:不太可能。HDMI 2.1的更高帶寬需要顯示器或電視上有足夠先進的處理器,因此任何現有顯示器都不太可能能夠支持更高的分辨率或刷新率。另一方面,大多數附加功能只需要很少的附加帶寬,儘管它們需要相當大的固件更改,但可以在現有設備上實現它們。至於eARC,具體來說,多家製造商已經宣布了在現有接收器上支持它的計劃,有些已經接受了固件升級。

問:要買或者等HDMI 2.1接口的電視嗎?

答:是否支持HDMI2.1和電視的性能是掛鉤的,如果您計劃入手中高端的電視產品**選擇支持HDMI2.1標準的型號,首批HDMI 2.1設備已經開始投放市場,包括LG的4K OLED系列和三星Q900R等;如果您現在鍾意的電視已經能滿足您的需求就沒必要等帶HDMI2.1接口的型號。

問:HDMI 2.1電纜是否有以太網通道?

答:可以。超高速HDMI線支持HDMI以太網通道。

問:HDMI 2.1線使用什麼類型的HDMI接口?

答:它與A,C和D型HDMI接口兼容。

問:新的HDMI電纜是否可以與現有的HDMI設備配合使用?

答:可以。由於它向後兼容,因此可以與現有的HDMI設備一起使用。

結論

HDMI2.1是一項重大升級,大多數主要電視廠商的高端型號已經開始兼容HDMI 2.1標準。如果您在家看電影,或者是狂熱的遊戲玩家,那麼這將是您需要的東西,它將給您帶來更多樂趣。它是HDMI的最新標準,確保您的設備不會輕易過時。