HDMI 2.1更身临其境的视觉体验

随着丰富的电视和游戏内容,消费者的预期已经从ultra-high-resolution 4 k显示10 k和更好的图像细节,更多的颜色范围,和更高的带宽。提供优质内容到数字电视和趋势HDMI-based移动设备,HDMI论坛最近宣布HDMI规范,2.1版。HDMI 2.1提供了新的功能和架构功能包括提高视频分辨率(7680×4320或8 k和10240×4320或10 k),更鲜艳的颜色和亮度,高质量和更复杂的音频格式,以及流畅的游戏体验。本文描述了HDMI 2.1的关键改进,如:未压缩的8 k分辨率、动态HDR,增强音频返回频道(eARC),和增强的刷新率。

更高的带宽
一个未压缩的8 k决议,在60帧每秒,需要传输大量的数据以每秒48 gb (Gbps)从源设备下沉或显示设备通过一个HDMI连接或电缆。这是一个大跳所需带宽的考虑,一个典型的4 k视频60帧每秒18 Gbps的带宽需求。传递额外的像素,HDMI 2.1规范提供了:

• 与固定利率通过低层传输链接从而大大提高了数据传输的效率
• 嵌入式时钟方案,腾出一个差分信号对数据传输

HDMI 2.1支持不同的分辨率和帧每秒的速度来满足需要在更高的分辨率更高的数据速率如图1所示。

图1:决议支持HDMI 2.1规范(礼貌:HDMI.org)https://www.hdmi.org/download/hdmi_2_1/FormatDataRatetable.jpg

动态HDR
高动态范围(HDR)允许更精确的颜色深度和转移更多的发光和详细的图片/视频显示。它大大提高了质量和观看体验对消费者无论内容解析和显示大小。

HDMI 2.0规范支持HDR;然而,它是静态意义的图像/视频数据包传输常数价值流的颜色深度、细节,亮度,等等。与HDR的观看体验大大提高质量提供的标准动态范围(SDR)。但特别提款权并非完全为即将到来的HDMI设备优化。

为了克服这个限制,HDMI 2.1规范支持动态HDR HDMI连接包括一个更有能力的元数据的数据包(EMP)称为扩展元数据。电磁脉冲传输多个HDR集数据逐帧或场景的场景。例如,当捕获视频在晚上或较低的室内环境照明、优化(黑暗)HDR设置必须与视频数据集的应用和传播。同样的,当捕获视频在户外或在一个非常明亮的环境中,一个优化(明亮)HDR设置必须应用和传播。EMP携带所需的HDR HDMI连接设置为特定场景,提供最好的视频质量的准确性,颜色深度和范围,不论视频分辨率和屏幕大小和亮度。图2显示了动态HDR更好的细节,亮度,和更广泛的色域比HDR和特别提款权。

图2:特别提款权和静态HDR与动态HDR分别显示(礼貌:HDMI.org)https://www.hdmi.org/download/hdmi_2_1/HDR3ImageComparison.jpg

增强音频返回通道(eARC)
因为现代数字电视的苗条的底盘和薄边框设计,没有多少物理空间是分配给演讲者可能会迫使消费者购买单独的扬声器系统。过去,消费者连接这些扬声器与两个模拟信号(与红色和白色的香蕉连接器电缆)或TOSLINK(光缆)。这些配置没有提供足够的带宽最好的音质。为了克服这个限制,HDMI介绍音频返回频道(弧),使得传播最高质量的音频格式,通过两个信号,HDMI接口。

今天,eARC HDMI 2.1规范提供了高质量的音频采样率和较高的数字音频格式比弧环绕立体声通道。eARC最大支持32音频通道,提高了HDMI显示设备之间的互操作性和扬声器系统。

增强的刷新率
游戏内容的生成和显示不同的视频内容对传统消费电子设备。一些游戏内容包含静态图像,没有太多移动对象(简单的帧),和一些可能包含许多运动部件和动态对象(复杂的框架),GPU需要更多的时间来生成和处理。提供顺畅的游戏体验,HDMI 2.1支持变量刷新率(VRR)和快速帧传输(QFT)特性,允许简单的传播框架就会生成更多的时间分配给复杂框架,在相同的带宽。

此外,游戏内容需要更加流畅的观看体验在50到60帧每秒的速度和“类”的经验,只需要24帧每秒。视频和游戏内容创建的区别显示挑战当从一种类型的内容切换到另一个相同的设备,如电视。例如,一个使用机顶盒可以切换从看电影玩游戏使用游戏设备。平滑过渡,HDMI 2.1的增强的刷新率特性提供Auto-Low-Latency模式(ALLM)和快速切换(QMS)。

总结
丰富的视频和图形内容的出现挑战显示市场启用4 k, 8 k,甚至10 k超高分辨率。更多的像素和传输带宽的要求推动不同要求电视、智能手机,显示和游戏。然而,对于消费者来说,内容交付必须保持流体在精度最高的价值,颜色深度和范围,和亮度,无论大小或视频分辨率显示。HDMI 2.1规范的最新版本是重构等关键的增强提供更高的带宽,动态HDR, eARC和增强刷新率。这些增强芯片系统(SoC)设计师现在可以满足消费者需求更身临其境的视觉体验多媒体系统。

Synopsys对此一直积极参与HDMI 2.1规范的发展,设计师,看到高需求的完整的HDMI 2.1 IP解决方案,包括控制器,理论物理,验证IP。根据Rob Tobias HDMI许可管理员,Inc .的总统,“HDMI 2.1规范是一个巨大的飞跃在功能和性能增强的视频功能,包括更快的刷新率和更高的分辨率8 k60等动态HDR和eARC支持最先进的音频格式。Synopsys对此是一个重要的贡献和早期为市场带来这些特性,和它的完成DesignWare HDMI 2.1 IP解决方案是建立和支持HDMI 2.1的关键生态系统。”