本文作者:misaruka
由于国内HDMI电线市场及其混乱,经常出现兼容性问题,如最常见的1.4和1.3不兼容、1.4版和2.0版不兼容。看到这个,有些人可能会说这是无稽之谈。显然,cat2后面的HDMI不分版本,线是通用的。
事实上,这句话不正确。具体说明如下。
HDMI整条电线由接口和电缆两部分组成。
在接口方面,HDMI联合体共定义了5种类型A/B/C/D/E的规格。其中双插槽B端口基本上不是制造商做的(只有一个产品在主页上注册),其馀C和D端口是迷你HDMI和mini HDMI。电子相机可能有用。市面上最常见的是A端口,长度为13.9毫米,包括电视、显示器、播放器、游戏主机等众多家庭数字设备。
电缆部分,HDMI联盟将其分为9类,并向制造商提出了名为Category的认证流程。完成此过程后,为了测量示例电缆的带宽值,将分为三个认证标准:Category1/2/3,如下所示:
Cat1
标准HDMI电缆
标准HDMI电缆带以太网
标准automotive HDMI电缆
Cat2
高速HDMI电缆
高速HDMI电缆带以太网
高速自动HDMI电缆。
特优高速HDMI电缆
premium high speed HDMI cable with Ethernet
Cat3
The Ultra High Speed HDMI Cable
其中标准从Cat 1开始,带宽为2.25Gbps必须至少。高速是Cat2,必须达到10.2Gbps(引入HDMI 1.3)以上,超高速是Cat3,新的电缆带宽为48 Gbps,与最新的HDMI2.1标准相匹配。除了Cat3和Premium High Speed外,Cat1和Cat2认证分别是普通版、互联网版和automotive版。
特优高速很特别。官方没有说明它属于Cat2,但因为超高速是Cat3,所以可以放在2内,也可以说是Cat2秒,带宽为18Gbps。此认证的设备具有以前从未见过的黄色队列(QR)代码标记。从HDMI联盟网站上可以看到,网络版PRIMOM似乎仍然是旧版本HISPID的蓝色标识,特别是附带的型号。大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),网络版,网络版)
看这里,请试一下试算表。9种电缆和5种接口组合在一起会怎么样?考虑到界面两边不同的情况,最多会出现9 * 5 * 5=225种组合。
实际上,如前所述,B端口基本上不存在(HDMI官网只有一个)。车辆上的E端口也很少(如果车上有A端口),C端口将替换为输出的D端口。d端口最近几年也有过度到USB-C的趋势(可以节省移动设备上宝贵的空间)。所以只要看A口的9种就差不多了。
但是你认为这结束了吗?不是这样的。
HDMI联盟在提出称为HEC ARC(HEAC)的总线(BUS)的同时,引入了符合HDMI 1.4标准的以太网(100千兆位以太网)和音频返回(ARC)。以太网和ARC使用相位相反的信号传输,对于实际产品,两种功能同时存在。也就是说,标有“with Ethernet”的互联网版的线可以同时使用ARC功能。因此,并非只有网络版本的Cat2可以使用ARC,网络版本的Cat1也不能具有ARC。如果这些产品真的出现在世界上,可能会进一步阻碍用户的选择。
幸运的是,目前市面上的产品仍然以Cat2和Cat2互联网版为主,Cat1互联网版这样的产品似乎是看不见的。国际市场上标记为HEAC的产品也很少(BAPLA这样的日本企业除外),但创作者之一索尼也将HEC和ARC分开写。
前面提到的Cat1、Cat2、特优等是根据带宽划分的,因此在购买电缆之前,您还可以直接测试自己设备所需的HDMI带宽。
最简单的方法是分辨率x刷新x颜色深度(例如,1080p刷新为60Hz,8位颜色深度为3360)
1920 * 1080 * 60 * 10 * 3(乘法3是因为RGB分为三个通道)
但是,此数据不完整,因为基于TMDS的HDMI在传输数据时不能100%全部传输视频数据,还需要传输不包含视频的信号数据(如blanking intervals)。对于具体的TMDS,根据内部使用的计时标准,当前主流是CVT-R2标准和CTA-861-G标准,即扩展显示标识数据(E-EDID)。简而言之,读取内置芯片,用于匹配设备兼容数据。当然也包括计时信息。
含在内。有兴趣可自行查看标准,这里不赘述。CTA-861-G(前身EIA/CEA-861)由CTA制定,全称Consumer Technology Association,即大名鼎鼎的美国消费者技术协会,每年CES展会就由它主办,成员超2200家公司。
CVT-R2由VESA制定,脱胎于CRT显示器的CVT标准,后来又推出了针对LCD显示器的R2版本,即现在的CVT-R2。相对全能型的CTA,VESA小很多基本是前者的1/10。
这两个标准的时序方式存有差异,带宽的计算也就有所不同(一般来说CVT-R2比861要小)。CTA的861主要为电视所采用(其中就包括了HDMI联盟),而VESA的主要用在显示器。早期的有部分显卡因为TMDS是采用的外部芯片(当时还是DVI,即HDMI的前身),显卡驱动面板里甚至还能对其进行更改:
题外话,不光老黄的N卡用过矽映的TMDS芯片,ATI(现AMD)也曾采购过。
既然861的有现成的PDF可查,这里按861来计算(VESA那边虽然也是免费标准,但是需要注册查看)。
根据CTA 861的标准可查,1080p和2160p在60Hz刷新下对应的分别是280/45、560/90,需要把这部分的像素也各自并入原始的横纵分辨率,而TMDS内部发生8bit到10bit的转换,所以最终:
(1920+280) * (1080+45) * 8 bit * 60Hz * 10 /8 * 3 = 4.455Gbps
(3840+560) * (2160+90) * 10bit * 60Hz * 10/ 8 * 3= 22.27Gbps
另一种也是较常见的计算带宽方式,可先把HDMI编码8bit转10bit的成本计算进去,比如将HDMI 2.0 18Gbps带宽也就是18Gbps * 8bit / 10bit = 14.4Gbps
那么此时,(3840+560)* (2160+90) * 10bit * 60Hz * 3= 17.82Gbps
乍一看好像满足18Gbps,但因HDMI 2.1以下版本都有TMDS有8bit到10bit编码转换,实际只有14.4G带宽,已经事先打了折扣,所以还是不满足4K60Hz RGB 444。
根据上述公式,8bit444的4K60Hz算下来是14.256Gbp,刚好满足2.0的18 Gbps Gbps标准,所以如果没有HDR的情况,也还是可以用8bit来达到RGB。但索尼等制定的4K蓝光即UHD BD标准里,蓝光电影几乎全含有HDR,而10bit是其必须要求,只能另谋其他出路。
解决的方式除了换用2.1版本的设备,还可以改用YCbCr420和422格式(一种抽样压缩格式,可压缩体积)进行数据保存,将上述算出的带宽分别除2和1.5,这样下来就能轻松满足最大带宽。如索尼的PS4 PRO主机,当其开启4K HDR时,就会自动改用420取代RGB 444,说到底就是因为HDMI 2.0协议带宽不足。
接下来回到开头的地方,为什么说“Cat2(即含HDMI 1.3、High Speed在内)后的线材不分版本”这句话有问题(这里姑且不论2.1)。
首先,PremiumHigh Speed认证和High Speed两种认证还是存有差异的,虽然后者现在有很多产品都宣传自己能够达到18Gbps的带宽。官方对此解释为Premium会在检测带宽的同时,增加EMI(电磁干扰)的检测,避免其他设备因为HDMI产生问题(比如干扰家庭影院所用的无线音箱等),而High Speed没有此项。毕竟消费者不是ATC,不可能自己搞测试。通过官方认证测试的Premium产品基本都比后者要贵,前者甚至还有通过改用银等传输效率更高材料的产品。
其次High Speed标准版和Premium High Speed标准版均未含有网络特性,也就是说没有ARC,如果要用ARC回传其他设备的音频,那么网络版的认证就不可缺,不能买标准版的产品。
最后,常见的国产厂商并不按HDMI官方的认证标准出牌,他们有自己的套路。
HDMI联盟的7家创始公司内,国内目前能买到索尼和飞利浦这两家的线材。作为创始成员的这两家还是比较规矩的采用了官方标准来标识产品,包装位置标注是Standard(Cat1)还是High Speed(Cat2),或者Premium High Speed。但即便是飞利浦,大多产品未提及ARC,哪怕是那些标注了网络认证的型号,产品介绍配图也有诸多错误,这种乱象放其他厂商身上也并不罕见。
那么看看其他国产厂商如何。虽然厂商们都交着每年1万刀的会费(专利使用费按件另算),却很少会在包装上注明是cat几或者High Speed等认证,最多只是告诉你版本号。实际上,早在2012年,HDMI联盟就已禁止在包装上注明HDMI的版本了,但是国内厂商各有各的想法,并没有照此跟进。
比如这几个京东卖的比较好的爆款,虽然同在产品名上写上4K、HDMI 2.0等字样,但实际上到底支持不支持2.0的18Gbps带宽来满足4K60,则需要要看它的长度。然而这个提示,出现在很不起眼的地方,消费者很容易忽视,下单前一定要认清自己买的是几米的:
胜为,同型号长度5米内的支持4K60,5米外的不行。
胜为(shengwei)HDMI线2.0版 4k数字高清线3D视频线 电脑机顶盒连接电视投影仪显示器数据线 1米 HC-9010B18.9元京东
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山泽,同型号长度3米内的支持4K60,3米外的不行。
山泽(SAMZHE)超细镀金豪华2.0版 HDMI数字高清线 5米 支持超清2k*4k分辨率 3D功能 SM-65052.9元京东
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长度确实会对信号进行衰减,过长的话肯定会达不到标准带宽从而降低标准也是情有可原。目前一些较长的高级线材会采用诸如功率放大等方案来改善信号,成本也会随之增加很多。但无论再怎么说,这般全都弄成一个型号也太乱了。山泽的包装上下只有一个毫无关系的CCTV3,HDMI认证也是提都未提。
综上所述,不能仅看到HighSpeed或者标明18Gbps带宽就买,很有可能就会碰上18Gbps因长度或者认证问题其实并不达标,也有可能因为不含ARC而无法满足你的音频回传需求。
那么到底应该如何选购,简单来说还是要首选认证产品,其次再考虑非认证的,按自己的需求进一步细分,
需求4320P 100Hz、2160P 120Hz、2160P 60Hz RGB444,HDMI 2.1:
仅Club3D、贝尔金等个别厂商有此规格,总体上目前HDMI2.1设备及线材很少,需待市场铺货。
需求2160P 60Hz、HDMI 2.0、HDR、3D的,优先选PremiumHigh Speed认证:
飞利浦SWL6122A/93
飞利浦(PHILIPS)HDMI线2.0版4K高清线 Premium认证Arc 2k 165Hz刷新吃鸡电竞显示器连接线 1米 SWL6122A/9399元京东
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飞利浦SWL6122E/93,比22A的认证标志上多个网络,有可能就是上面提过的Premium High Speed HDMI Cable with Ethernet,如果是,那便可支持ARC
飞利浦(PHILIPS)HDMI线2.0版4K高清线 Premium认证 吃鸡电竞电脑显示屏投影机高清连接线 5米 SWL6122E/93199元京东
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需求1080p 60Hz/1080p120Hz/1440p 60 Hz/2160p 30Hz,3D的,优先选有High Speed认证的:
索尼的High SpeedHDMI Cable with Ethernet,明确了ARC的支持
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游戏玩家所用的高刷新的屏幕,比如1080p 144Hz、180Hz或以上的,这种一般都是显示器(电视一般最高只有120Hz,861更是完全没有对应的标准),线材一般推荐用DP,如果非要用HDMI,首选高带宽的,因为10bit下Cat2即High Speed的带宽也满足不了144Hz 1080p,只能选择HDMI 2.0,需要18Gbps带宽的连接线。如果是1440p的240Hz或更高刷新8bit/10bit显示器,2.0也救不了你,只能DP1.3或者HDMI 2.1(现有显示器产品应该还未具备)。
音频方面再做一点补充。需要用播放器播放SACD或者Dolby TrueHD、DTS Master HD这两个1.3版本后出现的无损格式,则只要播放器能够解码,那么线材就没问题,但需要注意播放器的最大分辨率,以及是否也有ARC等需求(音频往往和视频的需求同时出现,HDMI官网单说音频随便用并不严谨)。
最后,如果一定要选国产型号,而刚好它又没有这些认证,那么首先要看长度对应的HDMI版本问题;其次要跟客服沟通好如18Gbps带宽、ARC、3D这些上述的特性支持与否;最后,还要确保自己不要买到地摊上的伪劣产品,这些产品不但达不到标称带宽,还因为引脚设计问题,很可能在插拔过程中烧毁端口。