【专题】从HDMI 2.1a标准入手,探讨HDR高动态视频传输和显示的痛点(上)

影音中国 2022-01-06 09:36:58

过几天我们就要迎来2022年的元旦假期了,上期我们回顾了2021年在全宅影音智能领域的众多亮点,包括了在投影机市场方面,3DLP 4K RGB三色激光投影机与8K/60Hz激光家庭影院投影机的相继亮相;在大屏显示市场方面,Mini LED与Micro LED引发了我们对超大屏显示的遐想;在智能领域,希望能够构建统一规范标准的Matter登场,Metaverse元宇宙的概念正式走进到每一个人的生活之中。而从本期开始,我们决定开始和大家一起深入探讨2022年究竟有哪些值得我们期待的技术标准与规范,首先我们将目光锁定在视频显示领域中的视频传输技术规范。毫无疑问,2022年视频显示领域的技术发展焦点依然停留在HDR高动态范围与8K UHD超高清视频显示领域,尽管目前我们已经能够找到8K HDR的节目源、8K HDR的平板电视与家庭影院投影机以及支持8K HDR的传输线材,但是更大的问题在于如何让8K HDR的优势最大程度的发挥出来。尤其是HDR方面,面对各种根据不同亮度参数制作的片源,如何能够让不同的显示设备都能展现出不同HDR片源在亮度、细节与色彩方面的优势确实不是一件容易的事情。下面我们就从即将登场的HDMI 2.1a技术标准入手,深入探讨2022年我们在HDR高动态视频传输与显示处理方面的各种可能性。

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2022年初值得期待的技术标准与规范(HDMI 2.1a篇)

● HDMI 2.1a希望能在源头解决困扰已久的色调映射问题

● 回顾HDMI 2.1技术规范之传输带宽提升至48Gbps

● 回顾HDMI 2.1技术规范之更加重视高帧率

● 回顾HDMI 2.1技术规范之支持动态HDR技术

● 回顾HDMI 2.1技术规范之对游戏方面的优化功能

● HDMI 2.1实际上并没有触碰HDR高动态范围的关键点

● 为什么HDR会存在节目源与显示设备方面的色调匹配难题

● SBTM(Source-Based Tone Mapping)基于信号源的色调映射功能

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增加SBTM(Source-Based Tone Mapping)基于信号源的色调映射功能,HDMI 2.1a希望能在源头解决困扰已久的色调映射问题

每年在CES展会之前,我们都会发现会有某些重量级的技术或产品推出的消息泄漏出来。而今年最为重磅的莫过于在CES2022展前沟通会上,HDMI Licensing Administrator组织确认将会很快发布HDMI 2.1a的技术规范,只是具体没有说会在什么时间段推出,希望能够在CES展会期间正式发布。从名称上来看,从HDMI 2.1到2.1a,我们不难发现这次升级的幅度并不大,也就是说技术规范中的核心内容不会有太大的变化,它主要的升级内容放在了如何增强和优化HDR高动态范围显示方面,增加了SBTM(Source-Based Tone Mapping)基于信号源的色调映射功能,期望从源头解决困扰我们已久的HDR片源与HDR显示设备之间的色调映射问题。

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回顾HDMI 2.1技术规范之传输带宽提升至48Gbps

考虑到HDMI2.1a在核心部分还是沿用HDMI2.1,在进一步探讨SBTM功能之前,让我们先来回顾一下HDMI 2.1所包含的主要技术规范细则。首先HDMI 2.1在传输带宽上相比HDMI 2.0b有了明显的跃进,从原来的18Gbps大幅度提升至48Gbps,从而让我们能够通过HDMI 2.1实现8K/60p,4:2:0,12bit超高清视频信号传输。可以说,HDMI 2.1技术规范是专门为8K/60p或4K/120p超高清传输而特别设计的,充分考虑过高规格超高清视频信号传输的要求。为了解决48Gbps信号传输的问题,HDMI论坛特别推出了新一代Ultra High Speed HDMI线材规范,能够全面支持4Kp50/60/100/120与8Kp50/60,并且还加入了eARC与VRR等新的HDMI 2.1的技术特点。同时Ultra High Speed HDMI线材特别强调拥有超低的EMI(电磁干扰),可减少对附近无线设备的干扰。毕竟目前越来越多的播放设备、平板电视以及AV放大器开始加入了无线传输的功能,随着无线传输带宽的不断提高,对于电磁干扰的要求就更高。目前,国内外越来越多的HDMI线材取得了Ultra High Speed HDMI线材认证,我们可以从线材包装盒或包装袋上的UHS认证二维码找到该款HDMI线材的认证信息。

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不过,由于长年以来的消费习惯,不少朋友在选择HDMI线材的时候,还是会以2.0、2.1的版本来寻找。但其实HDMI论坛早已不再采用HDMI版本来标识,而是采用另外一套与传输带宽相关的标准来定义,例如前面所提到的UHS线材版本。具体来说,对于1080/24p、4:2:2、8bit,带宽为2.23Gbps以下的信号传输,可以采用Standard HDMI线材;对于4K/24p、4:2:2、8bit,带宽为8.91Gbps以下的信号可以采用High Speed HDMI线材;对于4K/60p、4:2:2、10bit,带宽为17.82Gbps以下的信号可以采用Premium HDMI线材;至于48Gbps带宽以下的4K/8K/10K信号传输可以采用Ultra High Speed HDMI线材传输。

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从目前的情况来看,想要实现48Gbps高带宽的10米以上的长距离传输,HDMI光纤线是一种不错的解决方案,同样也可以考虑采用HDMI转高速网线如(7A类线以上规格)的方式。另外,对于HDMI 2.1标准所支持的画面分辨率,除了8K之外,还能支持10K超高清显示。其实10K就是8K的2.35:1版本,垂直分辨率依然是4320,只不过画面的水平分辨率提升到10240。同样,HDMI 2.1标准也支持4K的宽屏版5K超高清显示,也就是5120×2160。

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编辑:责任编辑

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