这些年我写了不少HDMI 2.1接口的科普。
现在很多人都知道了HDMI线材没有版本之分,知识的源头可能就是我的那一系列科普文章。
作为HDMI技术深度爱好者,在今年CES上看到桥界与murideo合作的HDMI 2.1 48Gb带宽的信号检测仪真的两眼都在放光。
感谢朋友的帮忙,现在这对检测仪终于来到了我的手上:
先给结论:HDMI检测仪是给影音行业工程人员用的,如果普通用户想在房子装修完后检测下预埋线材有没有问题,建议租用就行。
但你们点进来,我肯定不会让你们一点收获都没有。
这篇文章我想借着桥界的这一对测试仪来聊聊HDMI 2.2/2.1/2.0的一些基础知识;
这些基础知识都是大家日常使用中经常碰到的,除了科普了无数遍的HDMI 线材版本问题,还包括:
这些问题的答案,都可以在这篇文章里找到答案。
确切来讲,HDMI铜线没有带宽和版本区别,但光纤HDMI线材有带宽。
许多朋友可能不信,因为电商平台的商品页面里面,很多功能都需要HDMI 2.1线材才能实现。
实际上,48Gbps满血带宽,以及eARC、VRR、QMS等一系列先进功能的实现靠的是电视、播放器、游戏主机内部的芯片;
而HDMI铜线材只是一条金属传输线,跟网线非常像;
今年HDMI协会发布了全新的HDMI 2.2标准,带宽升级到了最高96Gbps;
但物理接口还是原先的金属壳子,HDMI线芯仍然是19Pin(外加一个接地):
通过上面的拆解图大家可以清楚的看到,铜线HDMI线材内没有芯片,真的只是一个物理传输通道;
所以如果传输距离短的话(3米以内),那么京东上在卖的HDMI 4K线(2.0)和8K线(2.1)性能是完全一样的。
如果看到这里你还是不愿意相信,那么我们用仪器来证明。
桥界的HDMI信号发生器(紫色仪器)输出一个4K 120Hz 12bit 444的48Gb带宽信号,通过HDMI线连接到分析仪(黑色仪器):
600多元的HDMI 2.1 8K发烧线(2米)成功通过48Gb带宽测试;
20元的HDMI 2.0线材(1.5米)也能成功通过48Gb带宽测试:
在距离不长时,两条线材的信号传输能力是完全一样的,都能完整无误的传输48Gb的信号,而且几乎都没有丢包产生:
那么为什么要强调铜线HDMI的长度呢?
这是因为数字信号在铜线上传输时会随着距离衰减。
比如下面这条39元的3米长的HDMI铜线就无法通过48Gb带宽传输测试:
只有将桥界HDMI信号发生器的带宽换成40Gb才能正常通过测试:
数据带宽越大,信号时钟频率也越高,信号衰减也就越快,这对于HDMI铜线的材料、工艺以及长度都有更高的要求。
光纤HDMI线正是为长距离传输而生的。
与铜线一样,我们把HDMI光纤线拆解开:
每一条光纤HDMI线两端接口处都有一颗光电转化模块,信源端负责将高速电信号转化成光信号在光纤上传输,显示端将接收到的光信号转化成超高速电信号,输出给电视和投影仪等显示设备进行处理。
光电转换模块是有带宽的,有的是18Gb,有的是48Gb,我还见过54Gb的。
那么光纤HDMI线和铜HDMI线在信号传输上有区别吗,我们用桥界的旗舰级光纤HDMI线来测一测:
可以看到,同样传输48Gb带宽,光纤HDMI线与铜线在各方面的表现基本一样:
得益于光信号在传输时几乎不衰减,所以光纤HDMI线材可以做的很长,特别适合跨房间(比如电脑在书房,电视在客厅)或者投影用户。
看完线材,接下来我详细聊聊播放器的视频输出参数到底应该怎么设置。
这应该是很多影音玩家最关心的。
在聊画面参数设置之前,先要对色度二次采样有一定的了解。
也就是我们经常会看到的RGB 4:4:4、YUV 4:2:2、YUV 4:2:0。
为了缩小图像的体积,便于传输和储存,我们看的电影都是经过色度二次采样和压缩过的。
4:4:4表示不进行色度二次采样,保留100%的颜色信息;
而4:2:2是经过二次采样后颜色信息替换(压缩)50%,使位流带宽可以减少三分之一;
4:2:0则是将颜色信息替换75%(压缩),使位流带宽减少50%,大部分的蓝光电影都采用4:2:0方式采样:
不过有意思的是,因为人眼对色彩敏感程度不如亮度,所以经过4:2:2采样后的画面,在绝大多数的民用设备上,看起来都跟4:4:4未压缩的画面几乎没有区别。
可能有不少朋友看杜比视界电影时,会发现电视上输出的8bit的杜比视界,不是号称HDR至少10bit位宽吗,这个到底是怎么回事?
其实还是要从HDMI的带宽说起。
大家可能都知道,双层杜比视界一般都有两条视频轨道,BL层为基础的视频轨道,HDR10格式,10bit Yuv420,这是视频的基础原料;EL层为带有额外的色彩与亮度信息视频轨道,同样为10bit Yuv420,但是体积不大。
碟机播放双层杜比视界时,会将BL层和EL层的数据叠加成12bit YUV422视频轨道,与RPU元数据一起传送给电视解码。
那么问题来了,为什么电视上看到的8bit呢?
这是为了照顾HDMI 1.4版本的带宽。
因为10.2Gb带宽只能实现4K 30hz 8bit 444,所以杜比就把30hz 12bit YUV422的双层杜比视界信号压缩到了8BIT RGB中进行传输(这个也称为杜比隧道),只要是选择电视主导的杜比视界模式(TV-LED或者Standard),电视机端还会还原为12bit Yuv 12bit信号。
所以看到电视上显示是8Bit的杜比视界完全不用担心,这恰恰说明你正确点亮了杜比视界。
对于播放器来说,还是首选TV-LED方式点亮杜比视界。
铺垫到这里,终于可以来说说播放器的画面输出设置参数了。
如果你用的是HDMI 2.0的蓝光播放器,比如麦尼塔UDP800碟机和绝大部分4K安卓播放器,我会推荐使用「4K 60Hz 12bit YUV 422」:
如果你已经在使用8K安卓播放器,例如芝杜的Z9X 8K、多珀的X3:
这些播放器虽然都具备HDMI 2.1 48Gb带宽满血输出能力,但我仍然建议使用「4K 60Hz 12bit YUV 422」的画面输出参数,因为对于蓝光播放器来说,杜比视界最高只支持4K 60Hz:
4K 120Hz的杜比视界目前只有微软Xbox Series X游戏主机可以点亮,使用的是LLDV方式:
画面上输出格式是4K 120Hz 12bit YUV 422(有些电视会显示成8bit 422)。
HDMI线材与音频线是不一样的。
玩音频玩到尽头就是玩电,好的音频线材确实会带来一定的提升,尤其是低频。
但HDMI线材跑的数字信号,要么完全传输,要么误码丢失:
所以从理论上来说,只要线材合格,能完整传输画面信号,那么贵和便宜的线材在画面表现上是一模一样的。
那么实际画面表现真的如理论一样吗?
这是我索尼XR90电视上用碟机播放《杜比UHD演示碟 2018》的4K 60Hz双层杜比视界画面,使用同一帧画面在相机固定参数下拍摄的照片:
第一张图,是价格便宜的HDMI 2.0规格3米铜线;
第二张图,是售价1000多的光纤线;
我可以拍着胸脯说,无论是现场还是照片,我都分辨不出这两条HDMI线在画面色彩、清晰度、立体感方面的任何差别。
所以说,想用HDMI线来提升画质,简直是缘木求鱼。
好的HDMI线,哪怕商品宣传页描写的再无所不能,实际上也不能改变数据运输管道的本质,并不能让水流过后变得更加甘甜;
在功能特性方面也是如此。
HDMI 2.1的诸多特性,eARC、CEC、VRR、ALLM等等功能的实现,都与线材没有关系,而是取决于线材两端的设备:
光纤HDMI线也是同理,除了光电转化芯片会决定带宽大小之外,其他所有的HDMI 2.1特性都与线材无关。
也就是说,只要线材合格,以上功能全部都能实现。
我们买更贵的线,花更多的钱,买的是其实稳定,和更好的兼容性。
因为我们使用的各种信源设备HDMI芯片输出功率其实都是有差异的,更贵的线意味着更低的传输损耗,意味着更好的兼容性;
而价格低廉的线,也许在有的设备上能正常工作,但在HDMI芯片输出功率稍低一点的设备也许就会出现黑屏,eARC声音卡顿的问题。
文章的最后,我们再来聊聊桥界的这一对HDMI线材检测仪的用法。
对于使用投影仪的家庭影院用户来说,在装修的时候通常需要预埋HDMI线材;
装修封顶时通常播放器和投影仪都没有到位,如果埋的线材性能有问题,或者不小心把光纤HDMI线材放反了,那后期返工的工程量就太大了。
桥界的HDMI线材检测仪正是为这样的需求而生的,可以在线材预埋后检测HDMI线材实际带宽与兼容性:
除了杜比视界之外,桥界HDMI检测仪最大48Gb的检测能力,基本能覆盖目前市面上的所有影音与游戏设备。
对于已经买了电视、投影但还没有购买播放器的朋友来说,桥界的HDMI检测仪也可以作为高清信号源使用,里面内置了影音测试常用的测试图案(Pattern)。
这几天我刚刚拿到海信E8Q Pro电视,验机就用的桥界HDMI信号发生器:
所以说,对于影音行业的从业人员来说我是挺推荐入手的;
毕竟Murideo的专业测试设备要10万一台,而桥界与Murideo合作这台HDMI检测仪体积也小巧,功能也够用,关键是价格便宜了好多;
当然了,对于普通用户来说,如果真的需要检测,我建议租用就行。
更新时间:2025-05-01
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