Что дает стандарт HDMI 2.1: объясняем что такое VRR, QMS, eARC, ALLM, QFT, динамический HDR и почему это важно при выборе телевизора

Что дает стандарт HDMI 2.1

Объясняем что такое VRR, QMS, eARC, ALLM, QFT, динамический HDR и почему это важно

Что дает стандарт HDMI 2.1

Стандарт HDMI существует уже почти 20 лет. Он внес свой серьезный вклад в сближение компьютеров, мониторов и телевизоров, объединив тот самый пресловутый «третий» (и самый большой) экран современного мира, которым мы пользуемся каждый день. Обновление HDMI 2.1 несет в себе целый ряд новых возможностей, способных кардинально изменить наше восприятие картинки на экране в самое ближайшее время. Прочитав этот текст, вы узнаете что нужно знать об этом стандарте и какие новые технологические возможности за ним стоят. Заодно еще несколько аббревиатур перестанут быть для вас просто непонятным набором букв.

Немного истории: как и зачем появился HDMI

Разъёмы HDMI содержат 19 контактов

Стандарт HDMI (High Definition Multimedia Interface, мультимедийный интерфейс высокой четкости) был разработан как цифровая замена стандартов передачи аналогового видео. Разработку первой версии стандарта начали в апреле 2002 года, первоначальной целью было создание AV-разъема, обратно совместимого с уже существовавшим цифровым интерфейсом DVI, который использовался, например, в мониторах, но не поддерживал передачу звука. В первую версию стандарта вошла поддержка дисков Blu-ray и конкурирующего формата HD DVD. А также CEC (Consumer Electronics Control) — возможность управления потребительскими устройствами, что обеспечило обратную связь и позволило пользователю контролировать несколько устройств с помощью одного пульта. Со временем стандарт развивался, со временем появилась поддержка 3D-видео, расширенного динамического диапазона (HDR) повышенный цветовой охват (HLG), Ethernet (для взаимодействия с другими устройствами в сети), разрешений 4К. С 2007 года HDMI стал для отрасли стандартом уже де-факто — с этого момента все телевизоры, мониторы и проекторы стали его поддерживать. HDMI появился в игровых приставках, настольных компьютерах, части ноутбуков и даже, с помощью различных ухищрений, вроде MHL, в смартфонах и планшетах. HDMI продолжает постоянно развиваться, его лицензиатами являются сотни компаний, число выпущенных устройств с поддержкой HDMI исчисляется миллиардами.

для тех, кто хочет знать больше

Типы разъемов HDMI

Не все знают, но в спецификациях стандарта существует пять видов разъемов HDMI. Основной, тип А знаком каждому. Тип B был задуман для передачи двухканального сигнала DVI-D, но с появлением HDMI 1.3, где пропускная способность превысила эту скорость, необходимость его существования отпала сама собой и он так нигде и не использовался в готовых устройствах. Типы С и D были созданы по аналогии с mini- и microUSB (и имеют примерно такие же размеры). Наконец, тип E широко используется в промышленном и профессиональном оборудовании благодаря надежности соединения и уменьшенным размерам (коннектор имеет фиксирующий язычок, предотвращающий расшатывание кабеля, и кожух, предотвращающий попадание влаги и грязи на контакты).
Иллюстрация: Википедия

Как развивался стандарт HDMI: история версий

За время своего существования стандарт HDMI получил шесть крупных обновлений с небольшими улучшениями внутри каждого, которые добавлялись чуть позже. Вот краткая хронология возможностей.

HDMI 1.0 (2002 год)

Электрическая совместимость с DVI, поддержка CEC, Blu-ray, HD DVD, видео с разрешением до 1920х1200 при 60 кадрах в секунду

HDMI 1.1 (2004 год)

Добавлена поддержка DVD-Audio

HDMI 1.2 (2005 год)

Поддержка 8-канального звука Super Audio CD и улучшенная работа с ПК благодаря отказу от требований использовать ограниченный список форматов и разрешая любое разрешение и частоту обновления изображения (например, 720p 120 Гц).

HDMI 1.3 (2006 год)

Увеличена пропускная способность до 10.2 Гбит/с, добавлена поддержка глубины цвета до 16 бит на канал и возможность нести метаданные, определяющие границы цветовой гаммы. Появилась поддержка ARC (Audio Return Channel), Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio, а также коннектор тип С (miniHDMI для мобильных устройств).

HDMI 1.4 (2009 год)

Добавилась поддержка разрешения 4096×2160 при 24 Гц и поддержка различных видов 3D-видео.

HDMI 2.0 (2013 год)

Максимальная пропускная способность увеличена до 18,0 Гбит/с. Это позволяет HDMI 2.0 передавать видео 4K с частотой 60 Гц и глубиной цвета 24 бит. Появилась поддержка разрешения сторон 21:9, а также расширенный цветовой охват (HLG) и расширенный динамический диапазон (HDR).

HDMI 2.1 (2017 год)

Добавили поддержку более высоких разрешений и более высоких частот обновления (до 10K при 120 Гц). Увеличена пропускная способность до 48 Гбит/с. Появился целый пакет новых технологий для снижения задержек и создания плавного изображения в динамичных сценах: VRR, QMS, QFT, ALLM. Обновились технологии предыдущих поколений: добавили HDR10+ и eARC.

Что нового появилось в HDMI 2.1

HDMI 2.1 — самое масштабное обновление стандарта со времен появления 4K и 3D. Это новое поколение открывает дорогу пакету технологий, обеспечивающих улучшенное изображение и звук для видео в ультравысоком разрешении и видеоиграх. Поэтому есть необходимость разобраться с этими обновлениями подробнее.

VVR (Variable Refresh Rate)

Переменная частота обновления (VRR) является прорывом для пользователей компьютерных и видеоигр . Она уменьшает или устраняет задержку, дрожание и разрыв кадра для более плавного и детализированного игрового процесса.

QMS (Quick Media Switching)

QMS устраняет помехи, используя механизм VRR для изменения частоты кадров, позволяя быстро и плавно переключаться с номинальной частоты 60 Гц на любую более низкую скорость передачи данных (до 24 Гц).

ALLM (Auto Low Latency Mode)

ALLM позволяет игровой консоли или ПК автоматически переключаться в режим с низкой задержкой для игр. Это может быть удобно, например для караоке и видеоконференций .

QFT (Quick Frame Transport)

QFT снижает задержку для более плавной картинки без рывков и пауз в режиме реального времени. Это еще одна технология, улучшающая пользовательский опыт в играх и приложениях виртуальной реальности.

Dynamic HDR

Динамический HDR позволяет достичь идеальных значений яркости и контрастности, повышенного цветового охвата, глубокого черного и яркого белого цвета и улучшенной детализации.

eARC (Enhanced Audio Return Channel)

Усовершенствованный возвратный аудиоканал (eARC) упрощает подключение нескольких компонентов и поддерживает аудиоформаты несжатого 32-канального 24-битного звука до 192 кГц, в форматах 5.1 и 7.1.

всегда плавная картинка в играх

VVR (Variable Refresh Rate)

Переменная частота обновления (VRR ) является од ним из основных преимуществ множества игровых и мультимедийных функций спецификации HDMI 2.1. Она снижает или устраняет задержку, дрожание и разрыв кадра для более плавного и детализированного игрового процесса. VRR позволяет игровому источнику — игровой приставке или компьютеру, доставлять видеокадры с максимально возможной скоростью. Графическим процессорам требуются разные промежутки времени для рендеринга каждого кадра, и это время зависит от сложности сцены, мощности графического процессора, выбранного разрешения и частоты кадров. Когда на графический процессор действуют три других фактора и он не завершает рендеринг следующего кадра к тому моменту, когда он должен быть отображен, источник изображения должен либо повторить текущий кадр, либо отобразить частично отрендеренный следующий кадр, что вызывает дрожание и разрывы. Таким образом VVR ожидает пока следующий кадр будет готов для его передачи, демонстрируя пользователю текущий кадр, что обеспечивает более плавную картинку в игре, без раздражающих рывков и дрожаний.

Иллюстрация: HDMI.org

отсутствие задержек при вопроизведении потокового видео

QMS (Quick Media Switching)

QMS (Quick Media Switching — быстрое переключение между медиа) использует механизм VRR, чтобы устранить задержку в отображении потокового видео, которая может привести к появлению пустых кадров при смене частоты кадров. Пока разрешение остается неизменным и изменяется только частота кадров, QMS будет обеспечивать плавно изменяющуюся картинку. Например, при просмотре трейлеров потокового сервиса часть из них могут быть с частотой 24, 50 или 60 Гц. Каждый раз, когда выбирается трейлер с другой частотой кадров, вся система должна изменять свою синхронизацию, что вызывает отключение аудио либо видео. Зная, что режим смены видео вызывает неприятные ощущения, потоковые сервисы могут компенсировать это, добавив встроенную задержку, чтобы пользователи не пропустили часть трейлера. QMS устраняет эти задержки с помощью алгоритмов VRR, самостоятельно изменяя частоту кадров, что позволяет быстро и плавно переключаться с номинальной частоты 60 Гц на любую более низкую скорость передачи данных (до 24 Гц). В итоге зритель потокового видеосервиса никогда не видит пустых экранов и не получает негативных впечатлений от просмотра.

Иллюстрация: HDMI.org

Автоматический режим с низкой задержкой для игр и видеосвязи

ALLM (Auto Low Latency Mode)

Автоматический режим с малой задержкой (Auto Low Latency Mode или ALLM) позволяет автоматически устанавливать идеальную настройку задержки, обеспечивая плавный, бесперебойный просмотр интерактивной картинки без пауз. В большинстве случаев в настройках телевизоров это называется игровым режимом, и его, обычно, нужно настраивать вручную, что требует отдельного перехода в меню настроек. А затем — обратного переключения в режим обычного просмотра. ALLM позволяет игровой консоли, ПК или другому устройству автоматически переключаться в режим с низкой задержкой для игр. Это также может быть полезно и для других целей, например для караоке и видеозвонков. При этом постоянная настройка низкой задержки может оказаться не идеальным выбором для других режимов просмотра, поскольку часть функций обработки изображения на телевизоре могут быть приостановлены для уменьшения задержки. Поэтому, когда источнику больше не требуется режим с низкой задержкой, например, при переключении на просмотр фильма в потоковом видеосервисе, ALLM автоматически отключается и телевизор возвращается в свой предыдущий режим работы для создания наилучшей картинки.

картинка без рывков в играх

QFT (Quick Frame Transport)

Quick Frame Transport (QFT)— быстрая передача кадров — является еще одним важным шагом спецификации HDMI 2.1. Она снижает задержку в играх и приложениях виртуальной реальности. QFT передает каждый кадр с более высокой скоростью, чтобы снизить «задержку отображения», то есть время между готовностью кадра к передаче в графический процессор и полным отображением этого кадра. Эта задержка складывается из трех компонентов и является суммой времени, потраченного на перемещение кадра внутри источника изображения, прохождения через кабель и обработки видеоданных графическим процессором устройства. Такая общая задержка влияет на время отклика в играх, например, как много проходит времени между нажатием кнопки геймпада и отображением на экране результирующего действия. Хотя в этом уравнении много переменных, не на все из них можно влиять с точки зрения спецификации HDMI. QFT работает с транспортной частью этого уравнения, сокращая время, необходимое для передачи активного видео по кабелю. Это приводит к уменьшению задержки отображения и снижению скорости отклика.

идеальная детализация

Dynamic HDR

Динамический HDR обеспечивает заметное улучшение общего качества видеоизображения по сравнению со стандартным (SDR) динамическим или статическим расширенным (HDR) динамическим диапазоном, а теперь и от статического HDR до динамического HDR. На практике это улучшает изображение за счет расширенного диапазона контрастности для получения более глубокого черного и более яркого белого, большей детализации как темных, так и светлых частей одного изображения и большей детализации в расширенном цветовом пространстве. Поддержка динамического HDR гарантирует, что каждый момент видео отображается с идеальными значениями глубины, детализации, яркости, контрастности и более широкого цветового охвата — от сцены к сцене или даже от кадра к кадру. Видео с расширенным динамическим диапазоном доступно для фильмов, телешоу, компьютерных и видеоигр и виртуальной реальности.
Иллюстрация: HDMI.org

еще меньше кабелей

eARC (Enhanced Audio Return Channel)

HDMI 2.1 имеет усовершенствованный возвратный аудиоканал (eARC), который является усовершенствованием по сравнению с предыдущим возвратным аудиоканалом (ARC). eARC упрощает подключение и обеспечивает большую простоту использования для обнаружения нескольких компонентов и оптимизации звука. Он поддерживает новейшие аудиоформаты с высокой скоростью передачи данных до 192 кГц, 24-битные, несжатые 5.1 и 7.1, а также 32-канальный несжатый звук. Он также поддерживает DTS-HD Master Audio ™, DTS: X®, Dolby® TrueHD, Dolby Atmos®. Теперь насладиться качественным звуком кинотеатра в гостиной стало проще, чем когда-либо, что обеспечивает иммерсивное многомерное ощущение и улучшенную детализацию и глубину звука. eARC позволяет передавать звук на телевизор, исходящий от кабельного, спутникового, потокового или исходных устройств, на AVR или саундбар по одному кабелю HDMI. Это обеспечивает простоту подключения и возможность прослушивания исходного звука.
Иллюстрация: HDMI.org

для тех, кто хочет знать больше

Чем отличаются HDMI-кабели

В спецификации HDMI 1.3, которая вступила в силу в 2006 году, появилось две категории сертифицированных HDMI-кабелей. В первую вошли кабели, протестированные на частоте 74.25 МГц (включая разрешения 720p@60 и 1080i@60), они получили статус «стандартных» . Во вторую — кабели, протестированные на частоте 340 МГц (с разрешениями до 1080p@60 и 2160p@30), они стали называться высокоскоростными . В 2015 году с появлением HDMI 2.0 ввели две новые категории HDMI-кабелей, способных работать с максимальной пропускной способностью 18 Гбит и получивших специальные этикетки для защиты от подделок. Они получили названия «высокоскоростной кабель HDMI премиум-класса» ( Premium High Speed HDMI ) и «Высокоскоростной кабель HDMI премиум-класса с Ethernet». В 2017 году, с выходом HDMI 2.1 появился третий тип кабелей, предназначенных для передачи 8K-видео с пропускной способностью до 48 Гбит. Они получили название Ultra High Speed HDMI .
Иллюстрация: HDMI.org

при поддержке телевизоров

и

Первые 8К-телевизоры LG с поддержкой HDMI 2.1

В 8K находится 33 миллиона пикселей (99 млн. субпикселей) — чем больше пикселей, тем выше плотность. Поэтому, чтобы добиться ощущения реалистичности от 8K, важно фактическое число пикселей, но еще важнее, чтобы каждый пиксель был отдельным и отличимым для глаза. LG NanoCell превосходит определение Ассоциации потребительских технологий (CTA) для телевизоров 8K. Вот что представляет собой LG NanoCell 8K — Real 8K (настоящие 8K).

LG NanoCell. Чистые цвета на ультрабольшом экране.

AI-процессор α9 с поддержкой 8K

Благодаря алгоритмам глубинного обучения умный процессор α9 Gen3 8K анализирует контент, чтобы обеспечить его максимальной глубиной. Все регулировки происходят автоматически для получения наилучшего изображения и звука.

Игровой стандарт нового поколения

Более высокое разрешение и частота кадров, поддержка ALLM и eARC обеспечивают реалистичную демонстрацию и плавность динамической графики.

Чистые цвета развернут поле битвы прямо перед вами

Игровые функции: минимальная задержка, HDMI 2.1 и HGiG позволяют вам наслаждаться виртуальным миром улучшенной графики в реальном времени.

Dolby Vision IQ и Dolby Atmos

Dolby Vision IQ расширяет границы и преимущества Dolby Vision за пределы HDR; яркость, насыщенность и контрастность интеллектуально регулируются по жанру и условиям освещения. Dolby Atmos создает эффект погружения в звук, обеспечивая максимум удовольствия от просмотра.

Умное масштабирование в формат 8К

Благодаря алгоритмам глубинного обучения LG NanoCell 8K масштабирует контент 2K или 4К в супер-реалистичное изображение 8К, улучшая детализацию и четкость. Насладитесь более четкими картинками и текстом с пониженным уровнем «шума» и повышенной резкостью.

Для тех, кто хочет знать больше

Искусственный интеллект в телевизорах: как это работает

Объясняем на примере телевизора LG OLED65C9PLA

читать

Телевидение через интернет

Что такое OTT-сервисы и почему вам стоит начинать ими пользоваться