Соединению HDMI уже почти восемь лет, а только недавно этими разъемами стали оборудовать практически каждое бытовое мультимедиа – устройство. Что это такое, и почему его так нам навязывает индустрия?

Доцифровая история

Первые полвека телевизионной эры никаких источников AV-сигнала, кроме эфирного, не было, и телевизоры оснащались только антенным входом. Именно поэтому, когда в 70-х годах появились бытовые кассетные видеомагнитофоны, они подсоединялись к телевизорам одним-единственным способом – через антенное гнездо. Уже тогда производители были озабочены качеством передаваемого сигнала – видеомагнитофоны вынуждены были оборудовать крошечным радиочастотным модулятором, который и формировал AV-сигнал, понятный для телевизора. Разумеется, что высокого качества картинки и звука от такого соединения ожидать не приходилось – телепередатчик вносил дополнительные искажения. Все новые на тот момент телевизоры и видеомагнитофоны практически сразу же стали оснащать привычными для нас «тюльпанами» (композитным видео- и аудиовходом). И пользователи вдобавок к тяжелому антенному кабелю моментально получили пучок вечно путающихся входных (для воспроизведения) и выходных (для записи) проводов. И тут европейцам повезло: объединению разработчиков радиотелевизионных устройств SCART (Syndicat des Constructeurs d’Appareils Radiorecepteurs et Televiseurs) удалось протолкнуть во Франции законопроект, по которому все телевизоры и видеомагнитофоны, продаваемые на территории страны, в обязательном порядке должны были быть оснащены одноименными разъемами. В итоге пользователь избавился от всех кабелей – композитного, компонентного, S-видео, и от аудио-кабелей – они просто стали не нужны. Все совмещал в себе SCART. Стандарт SCART получился настолько славным, что очень быстро завоевал популярность и, в конечном итоге, стал обязателен на всей территории Европы. Преимуществ у SCART было много, и царствовать ему бы и до сих пор, если бы не развитие цифровых устройств записи и воспроизведения. Все же SCART передает аналоговый сигнал.

SCART – универсальный стандарт подключения. По кабелю SCART передаются и принимаются как стереозвук, так и видео. Преимущества – простота подключения и отсутствие большого множества проводов.

Композитный разъем – всего один экранированный кабель RCA, через который передаются все три цвета RGB. Качество такого подключения невысокое.

Компонентный разъем – цветоразностный (Y’PbPr). Для передачи составляющих используются три независимых коаксиальных кабеля, где по одному кабелю (Y) происходит передача сигналов в соотношении 0,299 R + 0,5876 G + 0,114 В (R-красный, G-зеленый, B-синий), по другому (Pr) – красный минус яркость (R-Y), а по третьему (Br) – синий минус яркость (B-Y). Разъёмы на концах кабеля обычно бывают RCA(тюльпан) или BNC.

S-Video – подключение, в котором цветность и яркость передаются отдельно.

AV-вход/выход – три разъема типа «тюльпан». Желтый – композитный видеовход, красный и белый – левый/ правый канал стереозвука.

Цифровая эра

Все началось с цифровой записи. Однако прошло еще много лет, пока на рынке не накопилась критическая масса бытовых мультимедийных цифровых устройств. Это были компьютерные ЖК-панели и мониторы, DVD-плееры, медиа-проекторы, а затем и LCD-телевизоры. Использовать аналоговый интерфейс передачи цифрового содержимого (контента) между цифровыми, по сути, устройствами было не рационально. Поэтому и появился первый цифровой стандарт соединения – DVI, версия 1.0 которого была принята в 1999 году. Это был первый серьезный прорыв на цифровом фронте, так как удалось избежать двойного преобразования сигнала между цифровым источником и приемником: сначала из «цифры» в аналоговый сигнал (ЦАП), а потом из аналогового сигнала снова в «цифру» (АЦП). Фактически это привело к упрощению схемной части цифровых устройств. И производители стали оснащать DVI-портами видео-карты, цифровые приставки, проекторы, мониторы и телевизоры.
Однако рядовой пользователь не очень-то хотел использовать это новшество, особенно в бытовых устройствах. Во-первых, заплатив значительные деньги за новые устройства с DVI-подключением, пользователь не получал какого-то заметного прироста качества видео (этакого «ВАУ!!», которым можно было бы хвастаться перед знакомыми). Во-вторых, DVI передает только видео, но никак не звук! А звук пользователю нужен не абы-какой, а цифровой, да еще и многоканальный. А тут еще путаница, и даже разочарование от стандарта. Ведь порты DVI существуют в трех ипостасях: аналоговом DVI-A, цифровом DVI-D и аналагово-цифровом DVI-I(Integrated). Как будто бы одинаковые внешне порты, а без очков разницу не увидишь! Связать два устройства не всегда удается, потому как на DVD-плеере может быть DVI-I, а на телевизоре DVI-A. Это все сложно для большинства людей, а должно быть просто – воткнул и работает.

HDMI – цифровой SCART

Вот такой проблемой озадачилась группа компаний-производителей цифровых устройств (Hitachi, Matsushita (Panasonic), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba). Они привлекли к реализации известного производителя чипов Silicon Image. Проект был реализован в декабре 2002 года и утвержден спецификацией версии 1.0. Стандарт получил название High Definition Multimedia Interface (HDMI), что дословно переводится как «Мультимедийный интерфейс высокой четкости». В принципе, на тот момент ничего технически нового в HDMI по сравнению с предыдущим DVI сделано не было, кроме, конечно, добавления восьмиканального 24-битного звука, который можно передавать с частотой до 192 кГц. Но уже этого одного оказалось достаточно для создания революционных предпосылок в области бытовых мультимедиа-устройств. Так как этот порт совмещает в себе цифровые видео и звук, а также сигналы управления устройствами, то его смело можно назвать «цифровым SCART-ом».
Фактически HDMI-порты были (и есть) аппаратно обратно совместимы с DVI- портами, нужен только простой переходник. Конечно, звук передать в таком случае не получится, но видеосигнал пройдет без потери качества. Потому что HDMI 1.0 – это тот же DVI-D, но со звуком. Тут нужна маленькая оговорка – потери качества не будет, если DVI устройство поддерживает технологию HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Но об этом подробнее скажем дальше.
Стандарт получился хорошим. Один за другим с завидной периодичностью начали появляться новые релизы, добавляющие и расширяющие его возможности.

hdmi

Где зарыта собака?

В настоящий момент уже более 400 производителей входят в ассоциацию HDMI. При этом они платят ассоциации минимум по четыре цента за каждое устройство, в которое установлен разъем, и минимум по пятнадцать центов, если логотип HDMI не указывается на устройстве и в его рекламных материалах. Почему же так? Ведь есть и высококачественный, и к тому же бесплатный конкурент – стандарт DisplayPort. А дело вот в чем. Вдобавок ко всему нужному и хорошему в HDMI-стандарт первой перешла тоже, наверное, нужная технология защиты цифрового контента: HDCP, разработанная компанией Intel. Без этой схемы защиты не было бы поддержки Голливуда, а без поддержки Голливуда индустрия просто-напросто не приняла бы к распространению новый стандарт. И, возможно, не побежали бы все производители скопом ставить разъемы HDMI, да еще и платить немалые, в общем-то, клубные взносы. Понятно, что четыре цента – это чепуха в цене плазменной панели за $5000. Но HDMI-разъемы ставят и на значительно более дешевые бытовые устройства.
Оказывается, очень важной особенностью интерфейса HDMI является то, что плееры HD-DVD и Blu-ray будут передавать картинку в полном разрешении 1080p или 1440p только через выход HDMI. Подобный шаг является результатом усилий индустрии по защите от пиратства. В отличие от других аудио и видео интерфейсов HDMI для передачи в полном разрешении требует обязательной защиты HDCP. Если вы будете использовать любой другой интерфейс, например, компонентное видео, то сигнал видео будет искусственно ухудшен до качества DVD или даже еще хуже. Кроме того, пока ничего неизвестно об оборудовании пишущих плееров HDMI-входами. Поэтому правило простое: хочешь смотреть видео в высоком качестве – у тебя должно быть устройство с HDMI-входом.
Объединение разработчиков HDMI уже давно ожидает цепной реакции – с повсеместным внедрением интерфейса Голливуд начнет выпускать больше HD-фильмов на цифровых носителях, а это, в свою очередь, приведет к повышению покупательского спроса на цифровую бытовую электронику, вплоть до полной смены парка бытовых проигрывателей и телевизоров.

Будьте счастливы!

В общем, все должны быть счастливы: и пользователи, и Голливуд с Болливудом, и компании-инсталляторы. Все, кроме пиратов, и, наверное, производителей кабелей. Ведь проводов и коннекторов нужно намного меньше, тем более что в релиз HDMI 1.4 включена поддержка сетевого Fast Ethernet-соединения (100 Мбит/с) (HDMI Ethernet Channel, HEC). А это дает возможность выхода в Интернет с телевизора через HDMI-порт, если устройство-приемник к нему подсоединено. Возможно, это первый симптом заката производителей кабельной продукции. Так что запомните это сочетание – HDMI. Оно вам пригодится.

hdmi_in

КОММУТАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ HDMI

Кабели

Качество кабеля HDMI, как и любого другого, напрямую связано с двумя параметрами: толщиной проводников, а также материалом, из которого они изготовлены. Толщина проводника в кабеле должна быть указана на маркировке. Разумная толщина проводника в единицах American Wire Gauge при длине 5 м – 28 AWG, при длине 10 м – 24 AWG.
Недостаточная толщина кабеля скажется на изображении так называемым «снегом» и/или пониженной яркостью. При больших расстояниях желательно использовать усилитель.

Переходники

Переходники – это простейшие коммутационные элементы. Они не имеют внутри себя никакой электронной «начинки» и служат для передачи сигнала между совместимыми устройствами, обладающими разного типа входами. Это переходники HDMI-DVI и HDMI-HDMI. Выпускаются как в виде кабелей с соответствующими разъемами на концах, так и в виде компактных насадок. Переходники HDMI-HDMI используются для простого удлинения HDMI-кабеля. Так как стандартный HDMI-кабель имеет набор фиксированных длин и не может быть перепаян в домашних условиях, то для получения любой нестандартной длины необходимо составить ее из нескольких готовых проводов. Однако нельзя забывать о том, что переходники пассивны – сигнал не усиливают, и поэтому длина такой трассы не может быть большой.

Конверторы (преобразователи)

Основная задача конвертора – обеспечить совместимость оборудования, если напрямую друг к другу аппараты подключить не удается. Конверторы – это небольшие устройства с соответствующими электронными схемами и питанием от электросети. Примеры: HDMIComponent Video, HDMI-DVI (не путать с переходником!). Отнюдь не все устройства с DVI-входом имеют на борту технологию защиты HDCP. Таким образом, установив конвертор HDMI-DVI в разрыв между HDMI-источником и DVI-телевизором, можно получить изображение максимального качества. Просто роль приемника HDCP берет на себя конвертор, пропуская через себя «сквозняком» видеопоток.

Усилители и повторители

Проблема затухания сигнала при передаче его на большие расстояния решается установкой усилителей (amplifiers) и повторителей (repeaters). Оба эти устройства пропускают сквозь себя сигнал и усиливают его. Разница между ними состоит в том, что повторители могут быть использованы в каскаде (цепочка из множества таких устройств) на очень большие расстояния, например, длина кабеля 60-80 м. Усилители же в каскадах обычно не используются, но при этом обеспечивают большее усиление, что актуально для разовой поддержки нужного уровня сигнала в рамках не очень длинной трассы (например, в рамках одной комнаты 20-25 м).
Усилитель обычно ставится перед приемником (телевизором, проектором и т. д.), а не после источника (плеера, ресивера и пр.). Этот момент является для многих не очевидным и часто приводит к «необъяснимым» проблемам при передаче видео.

Коммутаторы (switchers)

Коммутаторы позволяют подключать к ТВ или проектору больше устройств, чем позволяет его собственная коммуникационная панель. Коммутатор имеет несколько входов (3, 4, 5 и более) и один выход. Для обозначения конфигурации используется маркировка Nx1, где N – количество коммутируемых входов. Например, 3х1 подразумевает наличие трех входов и одного выхода. При покупке коммутатора необходимо убедиться, что он поддерживает протокол защиты данных HDCP (без этого вы не сможете смотреть HD-Video с лицензионных дисков) и функцию автоматического выбора активного входа.

Разветвители (сплиттеры, splitters)

Сплиттеры востребованы, в первую очередь, там, где требуется передать HDMI-сигнал с одного источника одновременно на несколько устройств отображения. Прежде всего – это торговые центры (системы централизованного отображения рекламы), концертные площадки и клубы. Требования к разветвителю формально те же, что и к коммутатору – наличие технологии защиты HDCP – причем обязательно на всех выходах. Маркируются сплиттеры обычно как 1xN, где N – число параллельно работающих выходов.

Гибридные устройства

Гибрид – это коммутатор и разветвитель в одном блоке. Такие аппараты обычно маркируются как NxK. N – количество входов, K- выходов. Пример, 2х4 – это переключатель на два входа и разветвитель на четыре выхода. Иными словами, такой коммутатор позволяет передавать сигнал с любого из двух источников (выбирается с помощью пульта ДУ или кнопки на корпусе) одновременно на четыре устройства отображения.

Автор: Олег Калашник