2008年5月19日 星期一

[教學]高清基礎知識︰HDMI的應用、限制及發展

HDMI的產生及發展過程 
 HDMI是新一代的多媒體界面標準,全稱是High-Definition Multimedia Interface,中文意思為高清晰多媒體界面,該標準由新力、日立、松下、飛利浦、東芝、Silicon image、Thomson (RCA)等7家公司在2002年4月開始發起的。其產生是為了取代道統的DVD碟機、電視及其它視頻輸出設備的已有界面,統一並簡化用戶終端接線,並提供更高帶寬的數據傳輸速度和數字化無損傳送音視頻信號。


HDMI界面

  2002年12月,7家公司正式推出了HDMI 1.0規格。
  2004年5月,HDMI 1.1規格發布。
  2005年8月,推出了HDMI的1.2版,為了更好的兼容PC系統,1.2版增加了若干條非常重要的改進,以方便PC連接和數字音頻流等的傳輸。
  2005年12月,推出HDMI 1.2a標準增加了CEC功能,並且完善了測試規範,CEC功能可以透過一個遙控器對所有家庭娛樂設備進行控制。
  2006年5月22日,製定HDMI標準的7家企業共同宣佈了HDMI 1.3,新標準將帶寬和速率都提升了2倍以上,達到了340MHz的帶寬和10.2Gbps速率,以滿足最新的1440P/WAXGA分辨率的要求。
  HDMI的優點
  傳輸帶寬高,數字無損傳輸信號

  隨著高清節目的進一步普及,家庭用戶在收看高清節目的時候首先要保證數據傳輸的帶寬速度。目前1080p高清格式所需帶寬為2.2Gbps,但我們相信很快會有更高規格的高清格式產生並迅速進入普及階段,而未來多達32聲道高清音頻更需要驚人的帶寬支援。道統的類比界面已經難以承受如此高速的數據傳輸,同時,類比界面在傳輸信號的時候必須經歷類比和數字之間的多重格式轉換,由於帶寬有限必須對信號進行壓縮傳送,由此導致的直接後果就是高品性的信號損失,終端接收設備還原之後呈現給用戶的並非原有的最佳影像和聲音效果。





HDMI 1.2a的帶寬為165MHz/4.95Gbps,而眼下悄悄開始普及的HDMI 1.3則把帶寬提升到340MHz/10.2Gbps,由於數字界面不再需要經過多次的類比與數字之間的格式轉換,所以能夠更好地適應各種數字音視頻設備的應用需要並提供原汁原味的高清效果給用戶。  接線方便,一個界面可以實現音視頻傳輸
  現代人追求效率珍惜空間,由此衍生出來的行為就是盡最大可能簡化各種手續和流程,這點在視聽設備的應用中同樣有十分明顯的體現,HDMI界面的產生就是例子。





道統的接線相當繁瑣

  道統最常見的AV複合和色差界面都需要獨立分開音頻和視頻數據線來傳輸信號,此外與HDMI同為數字界面的DVI界面則並不支援音頻傳輸,目前唯有HDMI具備了在一條數據線上同時傳送影音信號的能力,因此人們也習慣把HDMI稱為高清一線通。
  HDMI的缺點和應用限制
  硬體設施未配套到位

  由於目前國內用戶觀看高清節目主要是透過網路下載的途徑,因此多數網友都是配置HTPC或筆記本然後連接平板電視或投影機來欣賞大螢幕高清節目的。在HTPC中顯卡的配置是十分重要的部分,目前市面上的顯卡基本上只配有VGA和DVI界面,帶HDMI界面的顯卡並不多,此外,筆記本也多數只帶VGA輸出,因此用戶還需要透過轉換接頭來實現設備對接。對於必須使用VGA-HDMI的情況來說,經歷了類比和數字間的格式轉換過程,信號有損失肯定在所難免,。對於使用DVI-HDMI的情況,儘管從理論上兩者間都是數字傳輸,信號不會損失,但實際應用中卻經常存在界面兼容性不佳,電視難以實現滿屏點對點顯示的問題。


帶DVI界面的顯卡需要轉換界面





還有一種情況就是,即使顯卡配備了HDMI界面,然而顯卡未包括音頻信號的傳輸,因此透過HDMI接入顯示設備的只有視頻圖像而無聲音,用戶只能從HTPC或者筆記本的音頻退場門連接顯示設備的HDMI的對應音頻界面,又或者是外接音箱來實現音頻信號的傳輸。當然,次世代的HD 2000顯卡也已經開始出現,該系列顯卡的HDMI界面開始考慮集成音頻信號的輸出,不過據筆者對現有的幾個平板電視進行對接測試,其針對不同機型的兼容性和穩定性仍然有待提升。  家庭影院音響系統的分接問題
  儘管不少媒體認為HDMI界面可以同時實現音視頻的傳輸,然而對於稍微進階的視聽用戶而言似乎HDMI並未對音頻傳輸起多大的簡化作用。對音響效果有一定程度要求的朋友多數不能滿足於視頻設備本身附帶的伴音系統,更多情況下他們會另配音響,此時就涉及到多聲道輸出的連接問題了。



家庭影院音響系統的接線被簡化?

  很顯然,我們不可能透過一條HDMI線來連接兩個甚至更多的音箱,事實上從功放到音箱這一環節我們還是必須沿用道統的音頻界面和數據線而沒有絲毫簡化。也許能省掉的只是從碟機到功放這一環節的接線,當然,這還要求碟機和功放同時配備HDMI界面才可以實現。不過目前市面上入門級帶HDMI界面的碟機大約為兩到三千塊錢,帶HDMI的功放大約為五到六千塊錢,這對於普通家庭用戶而言明顯是一筆為數不少的開銷,兩者的真正普及在現階段看來尚需時日。
  由此可見,即便顯示設備帶了HDMI界面,在家庭影院音響系統的接線方面仍然沒有明顯的簡化。
  相應產品價格偏高
  越來越多的視頻終端開始配備HDMI界面,新出的平板電視和高清投影機普遍都帶上了一個甚至多個HDMI界面,電腦顯示器也逐漸開始引入HDMI界面。然而,多數廠商也趁機以此為賣點提升產品的售價。雖然在生產過程中增加一個HDMI界面的成本僅為幾十至一百多塊錢,但是最終成品的價格體現卻是消費者為此需要多負擔幾百乃至上千元。
  同時如筆者前面提到的,其它配套設施,如碟機、功放等,配備了HDMI界面的產品更是身價大漲。高端的投影機和功放產品,在配備了目前最高版本的HDMI 1.3界面之後,售價更達到幾萬甚至十幾萬。在現實面前,眾多燒友都是有心無力,只能望機興嘆。
  HDMI的應用現狀及發展趨勢
  HDMI已經成為視聽設備主流界面

  雖然筆者在前面提到了不少場合下HDMI的應用受到限制,不過我們同樣無法否認在視聽產品上該界面的配備已經成為了主流。新出的平板電視和高清投影機為了實現高清信號的傳輸必定需要有匹配的界面,在新機型中,我們幾乎找不到不帶HDMI界面的產品,而不配備該界面的老舊產品已經停產並退市,逐漸被淘汰。
  在碟機方面,儘管道統的DVD影碟清晰度有限,但由於片源廣泛,不少用戶是透過購置帶倍頻功能和HDMI輸出的產品來配合大螢幕影院的需求。當然,次世代的播放機,如HD DVD播放機和藍光Blu-ray播放機,以及次世代高清遊戲機,如新力PS3和微軟XBOX 360,也逐漸被更多進階玩家燒友所擁有,這些設備無一例外都配備了一路甚至多路HDMI輸出界面。


新力次世代高清遊戲機Play Station
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  在功放方面,由於進階燒友對聲音細節孜孜不倦的追求,高品性的聲音還原需要高帶寬的信號傳輸來保證,優質的功放產品是對聲音終極表現的有力支援。目前多數用戶還處在5.1或者7.1聲道的階段,但不久之後的10.1聲道乃至更高規格的多聲道高清音頻的傳輸還是需要透過HDMI的實現。因此時下中高檔的功放產品都開始預置HDMI界面。
  HDMI 1.3界面逐漸被重視
  從去年年底多個消費電子和視頻設備展示盛會來看,一線品牌已經全力推進HDMI 1.3界面的發展和普及。而今年上半年,國外的高端AV產品已經開始應用最高規格的HDMI 1.3界面,或者對已有產品進行HDMI 1.3界面的升級。


安橋7.1聲道帶HDMI 1.3界面功放TX-SA805

  照這個速度發展,相信下半年國內的平板電視市場將會同時上市多個帶HDMI 1.3界面的機型,各大一線品牌絕對不會甘於落在人後。國慶黃金周前後會是該類新品搶占市場的最佳時期,而年底各品牌間的競爭將進入白熱化階段。當然,產品進一步普及帶來的影響之一就是成本的降低,面對需求巨大的潛在市場,廠商吸引消費者的手段就是提升產品性能之余以更有競爭力的價格來贏取認同。

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