2019 年已是 8K 電視元年,為何 HDMI 2.1 接口難尋蹤跡?

2020-12-19 IT之家

在2017年11月HDMI FORUM發布了HDMI 2.1標準，至今近2年時間了，出乎人們意料的是為8K而生的HDMI 2.1接口沒有8K電視浪潮前普及起來，反而難尋蹤跡，問題出現在哪裡？

目前廣泛應用的HDMI 2.0b是2016年3月制定的，傳輸速度與舊有的HDMI 2.0、HDMI 2.0a一樣，帶寬為18Gbps，受8b/10b編碼影響實際最大傳輸速率為14.4Gbps，可以滿足4K/60P 12bit 4:2:0編碼視頻，但無力傳輸8K視頻，帶寬要求最低的8K/24P 8bit 4:2:0也不行（17.82Gbps），全新的HDMI 2.1標準正式為此而生。

▲HDMI 2.1接口傳輸性能

HDMI 2.1的TMDS頻率翻倍，達到了1200Hz，數據通道從3個增加4個，使用了新的16b/18b編碼，因而帶寬提升到48Gbps、最大傳輸速率提高42.6Gbps，最高可傳速8K/60P 10bit 4:2:0或10K30P 12bit 4:2:0視頻，假若傳輸VESA DSC 1.2a標準壓縮視頻，最高可傳輸10K/120P 12bit 4:2:0，速度有了質的提升。同時將ARC（音頻回傳）升級到eARC，eARC使用的是雙向1MHz共模信號，通過雙差分線傳輸，帶寬提高到37Mbit/s，可傳輸未壓縮的5.1和7.1聲道音頻，高品質的Dolby Atmos、DTX:X音頻，音效提升極為明顯。

速度更快相信是絕大部分人對HDMI 2.1的印象，事實改進遠不止這點，新加入動態HDR、可變刷新頻率（VRR）、快速媒體切換（QMS）、快速幀傳輸（QFT）、自動低延遲模式（ALLM）功能對觀影體驗不亞於8K。

HDMI 2.0b最重要的一個改變是支持HDR視頻，但它支持的是靜態HDR——一個視頻嵌入一個PQ元數據，無法根據每一個場景、每一幀優化畫面，在HDMI 2.0b下HDR10+、Dolby Vision格式HDR視頻形同虛設。HDMI 2.1具備動態HDR功能，在傳輸同一個視頻時能加載多個PQ元數據，逐幀優化畫面，解放了HDR10+、Dolby Vision潛力。

動態HDR解決的畫質問題，其餘技術解決的是流暢性問題。在2013年NVIDIA editor’s day上，NVIDIA提出了一項名為G-SYNC的技術，該技術在顯示器內置了一塊可與GPU直接通訊的晶片，晶片自帶緩存，能協調顯示器刷新率與GPU幀數，在GPU幀輸出延遲大於16ms自動延長顯示器的刷新延遲，避免丟幀導致卡頓現象。在一年後，AMD推出了原理相似的FreeSync。HDMI 2.1標準帶來的可變刷新頻率正是電視版的G-SYNC，它能夠根據渲染遊戲畫面速度以及視頻幀速改變電視刷新率。要實現可變刷新頻率，一是要解決電視與遊戲機、個人電腦通訊問題，需要增加一個通訊渠道以及耗費大量時間做兼容性測試，二是要重新設計液晶/OLED面板的驅動電路，以適應快速切換刷新率，兩點都會增加電視設計難度以及提高成本。

在電視具備可變刷新頻率能力後，可以擴展出更多用途——快速媒體切換、快速幀傳輸。不同內容源的解析度、幀速是不同的，電影可能4K/24P，體育節目可能是1080P/60P，為了保證流暢度電視在播放不同內容時刷新率不同，播放電影採用與幀速同步的24Hz，播放體育節目刷新提高到120Hz。這會造成一個問題，在切換內容或輸入源時電視會導致黑屏，有了快速媒體切換後不會有黑屏問題。快速幀傳輸也是同理，它能根據視頻源的幀速實時調整刷新率，讓遊戲、VR應用變得更為流暢。

在增加如此多功能後HDMI 2.1變得極為複雜，按照HDMI FORUM最初規劃，將於2018年一至三季度分階段發布HDMI一致性測試規範（Compliance Test Specification），事實是直到2018年11月7日才發布HDMI CTS 2.1的插件規範，落後於原計劃，距離第一臺8K電視夏普SX970上市超過1年，HDMI 2.1成為了首個落後於電視解析度提升的HDMI接口標準。

▲HDMI2.1標準頒布進度

受此拖累，電視企業不得不在8K電視分階段提供HDMI 2.1接口，甚至是放棄HDMI 2.1接口——夏普2018年底在日本發售的8K電視是通過4個HDMI 2.0接口連接8K廣播天線模塊的；三星同年底發布的Q900隻有HDMI 2.0接口，要等三星推出帶HDMI 2.1的One Connect後，才能實現單HDMI線8K輸入；索尼CES2019上發布8K液晶電視Z9G不敢標「HDMI 2.1」接口；而是在HDMI接口上寫「支持8K」，可能得等索尼完成相關測試，才能賦予它HDMI 2.1功能；LG在CES2019上發布了帶HDMI 2.1接口8K電視，卻有消費者指出W9不支持可變刷新頻率功能……

▲索尼Z9G電視接口

HDMI 2.1接口無法在8K元年普及源於標準制定得太晚，廠商沒有充足時間做各項相關測試，更不幸的是，電視內容源已經轉向流媒體時代，HDMI重要性大幅度下降，恐怕日後部分廠商不會在8K電視提供完整功能的HDMI 2.1接口，以降低成本。

▲三星Q900 One Connect的HDMI接口

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