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HDMI 2.1最初于2017年11月发布,在电视领域,近两年陆续出现了一些支持这个标准的产品,但是实际上也是到了今年才真正进入广大用户选购电视的考虑依据。原因大家应该也知道,跟两款次世代主机的发售有莫大关系。接下来就是结合版本的功能特性和实际使用场景,整体地给大家介绍一下HDMI2.1带来的提升。 概述 l 带宽提高:从HDMI2.0的18Gbps提高到了48Gbps l 影音新特性:动态HDR、增强版音频回传功能eARC l 游戏新特性:可变刷新率VRR、快速帧传输QFT、自动低延迟模式ALLM、快速媒体切换QMS l 新的视频信号压缩格式:VEAS DSC 1.2a 更大带宽 如果把HDMI比喻成一条通道,那么里面传输的视频就可以类比为通道里面的水。通道本身存在最大的可通行限制,也就是最大带宽;而通道里面的水,也就是视频的数据量,会因为分辨率/帧数/色度采样/位深不同而变化。当视频的数据量超过最大带宽时,视频就无法通行了,也就是无法支持该码率的视频。
HDMI 2.1标准将HDMI电缆的最大带宽,从HDMI 2.0标准的18Gbps提升到了48Gbps。
下表汇总了大多数分辨率、帧数、色度取样和位深,对应的视频信号所需要的带宽
我们可以看到,具有4:4:4色度取样、8bit位深、4k @ 60Hz的常用视频信号,需要17.82Gbps的带宽,这个时候已经是HDMI2.0对单连接的极限了,超出这个码率的信号,就需要HDMI 2.1去支持了。
HDMI2.1的新特性
hdmi2.1的新特性和历代版本对比 1、动态HDR 进入4K时代以后,HDR(高动态范围)是画质上最重大的一次质的提升,可以为我们提供更高对比度和丰富色彩的图像。HDR格式的视频,通常是使用元数据(记录视频内容的实际亮度等信息)来告诉电视如何还原影像的色彩和对比度。 在以往版本的HDR中,该元数据在每个视频内容中只有一组,也就是通常说的静态HDR,然而视频内容不同场景的实际亮度肯定是有差异的,所以只用一组数据,各个场景对比度的还原肯定会存在偏差。 而动态HDR内容中每个场景每个帧的元数据都可以不同,在电视还原影像时,针对不同场景(或帧),根据元数据记录的亮度不同,而采用不同的还原方式,以更完美地还原视频内容。 杜比视界(DolbyVision), HDR10 +和某些高级HDR版本已经使用了动态元数据,并且可以在现有的HDMI连接传递,但需要占用额外的带宽,HDMI2.1新增一条传输动态元数据的通道,彻底解决了这个问题。 2、增强版音频回传功能eARC 自1.4版以来,音频回传通道(ARC)已成为HDMI标准的一部分。ARC允许您将所有源设备(蓝光,游戏机等)直接连接到电视,然后使用一根HDMI线缆把声音信息传输到回音壁、接收器或其他音响,大大简化了布线。于此同时,您可以用电视遥控控制回音壁或其他音频设备,而不需要使用音频设备专用的遥控器。 但是,之前版本的ARC有一些局限性,有限的带宽(≤1 Mbps)限制了可通过音频回传通道发送的音频质量,无法发送高质量的未压缩音频。 eARC解决了这些问题,它极大地增加ARC通道可以使用的带宽,达到37 Mbps。这足够发送无损的5.1和7.1音频,例如DolbyAtmos和DTS:X格式音频的载波信号。 3、可变刷新率VRR 可变刷新率(VRR)是游戏玩家最感兴趣的功能。它可以同步屏幕和信号源的刷新率,可灵活适配各种游戏画面,减少游戏画面撕裂现象,不管什么时候都能呈现出流畅的动态效果,给游戏玩家更好的游戏体验。 如果听起来很熟悉,那是因为它类似于Nvidia的 G-Sync 和AMD的FreeSync,这两者都只能通过 DisplayPort使用,其实就是VESA版的VRR。 4、自动低延迟模式ALLM 自动低延迟模式(ALLM),也称为自动游戏模式,是专为游戏玩家而设计的另一项出色功能。功能的主要作用是,在检测到正在玩游戏时,自动开启电视的低延迟(游戏)模式,免除每次开始游戏时都必须手动开启它的麻烦。它甚至知道玩游戏、在斗鱼上看别人玩游戏以及观看电影之间的区别,并根据需要自动进行切换。 5、VEAS DSC 1.2a视频流压缩技术 随着现代高码率视频的普及,视频信号对带宽的要求越来越高,很明显,需要新的压缩方法。压缩视频流的最常见方法是一种称为“视频流压缩(DSC)的技术。DSC最初是在计算机平台开发的,由于只能兼容RGB编码的视频,因此无法有效地编码大多数电视信号。负责维护DSC的VESA小组发布了DSC的更新版本,称为DSC1.2a,该版本最大颜色位深支持到16位,并启用了原生YCbCr4:2:0和YCbCr4:2:2编码,支持而无需首先转换为RGB编码再压缩。 HDMI 2.1支持此技术,但并非所有支持HDMI 2.1的设备都支持此技术,它在不影响图像质量的前提下,成倍提高了HDMI2.1电缆可以传输的最大带宽到120Gbps。只有非常高分辨率,高刷新率的设备才需要DSC。 6、快速帧传输QFT 快速帧传输更改了将图像从信号源传输到显示器的方式。QFT以较高的速率传输每个帧,以减少延迟。总输入延迟是许多因素的共用作用的结果,包括显示器处理图像并在屏幕上显示所花费的时间。QFT不会完全消除输入延迟,但是会减少信号源与显示器之间的传输时间所引起的延迟。输入延迟是电视作游戏用途的一项重要指标,这是一个游戏友好型特性。 7、快速媒体切换QMS 过去的显示设备(例如电视和显示器)在信号源视频的任何参数发生变化时,屏幕会变黑几秒钟才会开始显示新的视频。这在玩主机游戏的时候尤其明显,因为游戏的输出刷新率甚至分辨率会根据内容变化。 快速媒体切换可解决此问题。如果信号源和显示设备都兼容,在信号源切换视频格式的时候将不再显示黑屏,而是立即切换到新的信号源。
那么对一般用户来说,HDMI2.1是否是必要的呢?或者说哪些用户需要用到HDMI2.1呢?
如果是连HDMI接口都用不上的,平时只是用电视看网络视频,刷剧看电影或者投投屏之类的,那么HDMI2.1就完全没有必要。 而使用到HDMI接口的情况,那我们从需要用到HDMI接口来连接的设备来看,需求场景会更加清晰。 一般用户最常用的设备是电视盒类设备,无论是网络电视盒子还是运营商的直播电视盒子,目前仍然还是4k/60p及以下规格的,4k/120p的内容目前极少,近几年估计也难以普及,所以HDMI2.1并不是必须的。 接下来就是一些影视爱好者,使用芝杜一类专业播放器,经常下载观看超高品质片源(HDR 10/杜比视界),那么无论是4k/120p还是新特性,对这类观影都是非常必要的。 最后就是主机游戏玩家,包括游戏主机和电脑主机,PS5和Xbox series S两款次世代游戏主机的上市,一定程度上市推动了HDMI2.1标准的普及的,因为它们都是支持4k/120p的游戏信号输出,玩家们想要体验到满配的游戏画面,就必须要上满带宽的HDMI2.1版本;电脑主机的玩家也是同理。而且,VRR/ALLM/QFT/QMS这几个新特性都是针对游戏场景有大幅提升的。对这类玩家来说,直接上HDMI2.1的电视就对了。 总结一下,HDMI2.1配置提升很大,新功能很强。影视爱好者和游戏玩家,可以优先考虑上支持HDMI2.1的电视;其他用户可以酌情考虑,在预算允许的情况下投资一下未来,毕竟电视这种大家电都不会经常换,用个十年八年都不成问题。
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