● HDMI端子介紹
​​​​​​​● 以下為常見的影像顯示接口

PC_DisplayPort

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HDMI端子介紹
● 個人經驗分享:我們常常在 HDMI 包裝盒上看到支援【4K UHD】或【4K Ultra HD】結果買回去,接在 攝影機 與 4K電視 之間,畫面卻出不來,為何會這樣呢? 其實線材最重要的是它的【通道頻寬】,HDMI 1.4 具 4.95 ~ 10.2 Gbps 可支援 HD 60p 或 4K 30p。HDMI 2.0 具 18 Gbps 可支援 HD 120p 或 4K 60p。HDMI 2.1 具 48 Gbps 支援 4K 120p 或 8K 60p。 包裝盒上看到支援【4K UHD】但是,接在 攝影機輸出 4K 60P,4K電視畫面無法顯示,線材沒壞,只因線材它只支援  4K 30p,數位訊號就是這樣【有訊號 或 沒有訊號】,不像類比【有,但不清晰 或 沒彩色】。



一. 什麼是 HDMI

最初的 HDMI 1.0 於 2002年12月發佈,HDMI  =「High Definition Multimedia Interface」高清晰度多媒體介面。
簡單地說:

1. 一種更方便、精巧、可靠的端子,連接數位影音訊號源及數位顯示器。
2. HDMI 纜線內同時傳送 DVI-D影像+數位音訊。
3.因為是全數位的,為了嚴防盜拷,特別加上 HDCP 保護機制。

更簡單地說:
● HDMI = DVI-D + Digital Audio + HDCP
其中 DVI-D、Digital Audio 是有形的,HDCP 則是無形的。
DVI-D 因為有形,所以只要找到那幾條線,分離出來接到 DVI 接頭上,就可以 HDMI 轉 DVI,或 DVI 轉 HDMI。

二. HDMI 的發起者與規格
※HDMI 是為了改善較舊的類比影音傳送介面,如 SCART 、 RCA…等。其傳輸長度通常以10米以內為最佳,成功傳輸1080P的影像訊號。小吳老師測試過 30米的長度,成功傳輸1080i60的影像訊號。 30公尺長度應該也是接近極限了,而且線材成本也是非常昂貴,因此也少有人用如此長線。
● 備註:如果必須使用更長之距離,則可以使用【HDMI
訊號延長器或稱為【HDMI 傳送接收器】HDMI高解析影像訊號延長器,頭端使用【HDMI 傳送器 T】設備(Teleporter),中間連街則採用一條 CAT5e 或 CAT6 網路線材為傳輸介質, 尾端使用【HDMI 接收器 R設備(Receiver), 以數位方式傳輸影像和聲音,以達到訊號不失真。


※ HDMI 的發起者包括 : 日立、松下、Quasar 美商奎薩、飛利浦、新力、湯姆生(RCA)、東芝、Silicon Image美商晶像。其中  HDCP, LLC ( INTEL 的子公司)提供 HDMI 介面相關的 HDCP 防拷保護技術。
● 備註: HDCP 高畫質數位內容保護 (HDCP,High-Bandwidth Digital Content Protection),HDCP 的規格受到多項專利權保護,是由英特爾公司所發展,用以確保數位化的影像與聲音資料在通過 DVI 或 HDMI 介面傳送時不至於遭到非法拷貝。例如:手機的桌面影像,透過 HDMI 可以成功送給 HDMI 的螢幕,但通常無法直接給 HDMI 的錄影機或導播機,因為 HDMI 線中有 HDCP 高畫質數位內容保護機制。如果您的畫面版權屬於您自己所有,可以使用 HDMI Splitter 1 進 2 出 的分配器來輸出 2 路 HDMI 影音訊號 ,直接給 HDMI 的錄影機或導播機。


HDMI 版本演進
※2002年12月v1.0:規格初制訂時其傳輸率為75MHz (2.25Gbps)

※2004年05月v1.2:支援 DVD-Audio,2005年8月提出支援8聲道,讓 PC 訊源可使用HDMI Type A接頭,維持 YUV 色域前提,開放PC訊源使用原生 RGB 色域,要求 HDMI 1.2以上顯示器支援低電壓訊源。

※2006年06月v1.3:將其單鏈結頻寬由 165MHz(4.95Gbps)提高到 340 MHz (10.2 Gbps) 以支援高清晰顯示設備的需要 ,如WQXGA(2560x1600),今後的 HDMI 版本都以相容之前的版本,並朝更高速度更多功能的技術發展。後來又提出 HDMI 1.3a、1.3b、1.3b1、1.3c。

※2009年05月v1.4:新增 HDMI 百兆乙太網通道,定義家庭 3D系統輸入輸出部分的標準化,最高支援 4K×2K (3840×2160p@24 、25、30 fps 或 4096×2160p@24 fps),新增 Micro HDMI 迷你介面 (Type D)。後來又提出 HDMI 1.4a,其標準要求 3D顯示須達到 720p@50、60 fps,1080p@24 fps,Side-by-Side Horizontal需達到1080i@50、60,Top-and-Bottom需達到720p@50、60、1080p@24。 2011年10月11日提出 HDMI 1.4b,支援3D 1080p 120 fps。

※2013年09月v2.0:新增2160p@50、60 (4K解析度),支援 21:9 長寬比,32聲道,4組音訊流,傳輸頻寬18Gbit/s,支援雙畫面,動態自動聲畫同步 。後來又提出 HDMI 2.0a支援高動態範圍成像 (HDR)。2015年4月8日提出 HDMI 2.0b 支援高動態範圍 (HDR) 影片的傳輸 頻寬高達18Gbps 4K @ 50、60 fps,這是1080@60 fps 的影片解析度的清晰的 4倍 多達32個音訊通道。

※2015年09月v2.0:HDMI 2.1根據飛利浦撰寫的白皮書增加了支援「動態元數據」和靜態後設資料。
HDMI 2.1 支援 48Gbps,8k@60 與 4K@120。


三. HDMI 標準型式
標準的 Type A HDMI 接頭有19個腳位,另有一種支援更高解析度的 Type B 接頭有29個腳位,容許其傳送擴張的視訊通道以應付的高頻寬需求,如 WQSXGA (3200x2048)

Type A HDMI 可向下相容於現今多數電腦螢幕與顯示卡所使用的 Single-Link DVI-D 或 DVI-I 介面 (但不支援 DVI-A),這表示採用DVI-D 介面的訊號來源可以透過轉換線驅動 HDMI 螢幕,但是此種轉換方案並不支援音頻傳送與遙控機能。此外,如無 HDCP 認證的 DVI 螢幕也將不能收看從 HDMI 所輸出,帶有 HDCP 加密保護的視頻資料。Type B HDMI 接頭也將向下相容於 Dual-Link DVI介面。
PS :所有 HDMI 螢幕皆支援 HDCP,但大多數 DVI 介面的 PC 螢幕並不支援。

左邊為 Type A (標準)  ,中間為 Type C (Mini)   ,右邊為 Type D  (Micro)

四. HDMI 的優缺點
附加功能,EDID (Extended Display Identification Data ) 延伸顯示辨識碼。
1. EDID 是依據 Video Output 的解析度,自動調整顯示的解析度品質。也就是說,使用者不必特別麻煩地調整輸出設備的解析度去配合想要介接的螢幕,此功能將會自動將兩者不同解析度的品質設定成相同的解析度。
2. HDMI 的版本一直在補強中,其內部有一個隨時可更新的 Flash ROM,就如軔體更新一般,我想其保護機制會更加完備,如果將DVD上的區碼管制移到 HDMI上,那”解全區”將成歷史。
3. HDMI 的對手應該是 Displayport ,它是由一群不想付不合理權利金的 IT 業者共同制定的包括 : ATI、NVIDIA、戴爾、惠普、飛利浦、三星、莫士、 捷尼、泰科,它不外乎是更大的頻寬/更少的線材,到那時一條 Displayport 的線就可傳送三個 FullHD Video 再加三個無壓縮的 DD+/DTS HD音軌。

五. HDMI 的特別功能

HDMI CEC  (Consumer Electronics Control) 連動控制 (HDMI 1.3)
● 讓 Android 聯網電視盒 開機時,同步開啟電視機

HDMI_CEC
HDMI CEC 是一種連動控制功能,它一般連動控制:機上盒、播放機、音響擴大機、電視機、顯示器,例如:機上盒的遙控器按下開機鍵,會連動控制,同時開啟【機上盒與電視機】,前提是【機上盒與電視機】 都要支援【HDMI CEC】,當然,機上盒的遙控器按下關機鍵,也會連動控制,同時關閉【機上盒與電視機】。電視機 HDMI 外觀通常不會標示HDMI CEC,此功能必須到選單中的【設定】的選項中去設定。


HDMI ARC  (Audio Return Channel) 音訊回傳通道 (HDMI 1.4)
● 讓 電視機 音效,由 HDMI 輸出給環繞音響

HDMI_ARC
過去 HDMI 只有單向傳送影音,現在增加了雙向通訊的功能;HDMI ARC 可讓您將 HDMI 用作【輸入影音】和【音訊輸出】,前提是【電視機與擴大機】都要支援【HDMI ARC】。
● ARC 的好處:
◎ 電視內建喇叭會自動無聲,【電視機與擴大機】的遙控器皆可調整音量大小,聲音由擴大機播放至喇叭。
◎ 電視機收看【有線第四台】、【無線數位電視頻道】、【從電視USB播放影音】、【其它HDMI輸人的聲音】,都能回傳給擴大機。(但電視若不支援解碼時,HDMI ARC 則不能輸出,此時擴大機無法正常播放聲音)。

※ 以下資料出處為(原文):https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=347&t=5718915

● 亮哥+:電視 HDMI ARC 埠 通常會和 外部擴大機的 HDMI 輸出埠相連,ARC 埠可輸出音訊,也可輸入影音,當電視切換到這個 HDMI ARC 埠 時,它就是一般的影音輸入埠,擴大機的 HDMI 輸出埠,餵給電視什麼影音,電視就播什麼影音。當電視切換到其它 HDMI 時,這個 HDMI ARC 埠 就等同音訊輸出孔,負責把電視機所有音訊,透過這個 HDMI ARC 埠 輸出回傳給外部擴大機,所以不要誤以為外部擴大機的 HDMI OUT 就永遠是 OUT,當它支援 ARC 功能時,擴大機的 HDMI OUT 一樣也能吃電視回傳給它的音訊。




更多 HDMI 的細節請至官方網站 http://www.hdmi.org
更多 Displayport 的細節請至官方網站 http://www.vesa.org

小吳老師 整理

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