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博物館奇妙夜1:泡问泡答:HDMI 2.1是什么?有什么特点?

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  时间迈入到了2021年,随着越来越多高端电视上配备了HDMI2.1接口,全新的次世代主机采用到了HDMI2.1接口,估计很多人会问HDMI 2.1到底多了什么?能有什么用?

  消费者目前非常熟悉的 HDMI,中文称之为「高清多媒体接口」,自2002年发展至今,已经有过至少十次的重要改版。在电视、投影机、显示器等等基本上都有所采用,随着这几年HDMI的迭代升级,现阶段常见的设备都基本上升级到了HDMI 2.0b 传输标准(不过还是有一些设备因为面市较早,采用了HDMI 1.4标准),足够应付到4K分辨率60Hz与 HDR 同时实现的影音需求,最大带宽则有18Gbps。不过在对更高的分辨率支持上,HDMI2.0b还是显得有些力不从心。

  所以在2017年,HDMI2.1标准被隆重推出,针对于HDMI 2.0b进行了一系列的升级。而我们也可以看到,自此HDMI 1.4以来,历经多个版本的升级,HDMI 2.1终于实现了对于4K分辨率下高刷新率的支持,并且可以在帧率降低的情况下,有效的实现对于5K、8K(7680x4320)与10K(10240x4320)的支持,可以说在和HDMI 2.1上的一部分的特性支持是在几年后才有可能走入寻常百姓家的。HDMI 2.1在这方面可以说是一个先行铺路。

  并且在HDMI2.1的升级上,对于HDR内容的支持也有了更高的支持,在HDMI 2.1上对「动态元数据」(Dynamic Metadata)的支持使得其可以更好地显示影像的明、暗、黑、白细节,对于高动态范围画面可以进行更加有效的支持。

  在现阶段影视内容上,主要使用了HDR10、 HDR10+、Dolby Vision 及 HLG等多个HDR标准。但是在其中,对于「动态元数据」(Dynamic Metadata)的支持只有HDR10+和Dolby Vision。不过由于现阶段Dolby Vision属于收费授权的标准,所以在HDMI协会制定的HDMI 2.1上就选择了HDR10+这一个免费的HDR标准。

  我们上文说过,在2017年HDMI Forum 就已经确立了HDMI 2.1的标准,但是直到2020年才有众多的设备搭载HDMI 2.1,可以说HDMI 2.1集成了很多的特点,相比较于之前的标准有很大的差距,那么这些特点是什么?

  1.更高的带宽支持

  在HDMI 2.1上其采用的接口还是和之前一样,形状没有任何的改变。根据新的定义,其传输带宽最高可以达到48Gbps,可以说是一个很大的提升。但是值得注意的是,要用上 HDMI 2.1的48Gbps完整带宽,消费者必须要选购,通过官方认证的「超高速」(Ultra High Speed) HDMI 传输线,只有合格的HDMI传输线才可以对HDMI 2.1实现更好的支持。

  根据HDMI Forum 的说法,要支持全部 HDMI 2.1标准功能,需要采用到UHS (Ultra High Speed)等级的线缆,而如果采用旧款的仅18Gbps的 Premium High Speed 连接线,则只能使用到一部分的内容。并且在新的 USH 传输在线,除了超高的带宽支持之外,还具备了具备超低电磁干扰(EMI)的特性。可以有效的提高设备的抗扰性,并且降低对其他设备的影响。

  2.动态HDR和分辨率支持的升级

  虽然HDMI 2.1所支持的带宽可以达到48Gbps。根据官方规格书,在4K、5K分辨率下,HDMI 2.1可原生支持120Hz;8K原生可以支持60Hz,但是要在高分辨率下达到上100Hz与120Hz,则需使用 DSC 技术,才可以实现高分辨率和高帧数的加成。

  通过 DSC (视讯串流压缩Display Stream Compression)技术,HDMI 2.1 可以支持8K @120Hz或者10K分辨率影像,虽然说未压缩下原生影像,显示内容会更加细腻,但是在现阶段由于HDMI 2.1立项的时间问题,对于高分辨率的进一步支持还是暂时只能用DSC技术,原生的高分辨率支持,还是要等待新一代HDMI技术的升级。不过在近几年HDMI 2.1也应该是足够用的水平了。

  HDMI 2.1完整支持 BT.2020色域,并且支持多项HDR标准,包括动态HDR标准的HDR10+,在动态HDR中动态元数据的加持下,可以改善进过往单部影像作品,只能套用一种附加元数据的作法,让影像中的每一帧都可以使用合适的参数进行输出,拥有更好的显示效果。

  3.VRR技术的加入

  对于主机党等一系列的用户来说,以往在电视上进行游戏内容的输出总会有一些延迟或者撕裂感。而在HDMI 2.1上则是加入了对于VRR的支持。

  可变更新速率技术(Variable Refresh Rate)的特性,可以有效的解决高刷新率画面下出现的撕裂、卡顿、不流畅问题,类似于A/N两家的同步技术。虽然说 VRR 功能需要输出端、输入端皆有支持,才能得到理想中的效果,但新的次时代主机基本上已经有所配置,使用效果还是拥有一定的保证呢。

  4.输入切换的体验度提升

  在HDMI2.1上加入了QMS (Quick Media Switching)快速媒体切换技术还有自动低延迟模式 (ALLM) 技术,通过QMS (Quick Media Switching)快速媒体切换技术,用户可以在家中有多个HDMI输入源的情况下,进行更加快速切换,降低设备在切换时显示的黑屏时间。

  而自动低延迟模式 (ALLM Auto Low Latency Mode )技术则可由在两个支持的设备进行接入时,自动的判断两个设备间的整体,自动配对启用到最佳的模式,通过自动切换有效降低了HDMI 设备间的延迟。通过这两个技术的加持,用户在进行HDMI输入时可以拥有和以往提升较大的体验。

  总结:

  HDMI 2.1在内容输出方面进行了较大的提升,全新的特性加持下,新的HDMI设备可以进行更好的相互配合,降低延迟、输出更高的分辨率、达到更好的动态范围效果。总体来说,HDMI 2.1在未来的几年内都是大部分设备会进行支持的协议,并且在未来几年内可能内容的输出还达不到HDMI 2.1标准的上限。对于有需求的用户,在购买设备是可以查看其是否支持到新的标准。

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