Digital bildöverföring

Digital bildöverföring

I hembiosammanhang sker normalt all digital videosammankoppling med HDMI-kablage. Vi kommer därför att fokusera på HDMI i detta kapitel. Eftersom HDMI härstammar från DVI (som ofta används i datorsammanhang) inleder vi dock med en snabb DVI-överblick. Mer information om DVI finns i datorsektionen i Hur funkar det? 2014:1.

DVI

DVI, som står för Digital Visual Interface, är ett något missvisande namn eftersom det både finns analoga och digitala DVI-anslutningar. När DVI lanserades var den äldre VGA-standarden så pass utbredd att DVI-gränssnittet var tvunget att vara bakåtkompatibelt. Det går därför att koppla en DVI-utrustad dator till en VGA-utrustad skärm eller TV, antingen genom att använda en adapter eller en speciell DVI-VGA-kabel. Observera att adaptrar och kablar mellan DVI och VGA endast fungerar åt ena hållet (från DVI till VGA).

DVI-VGA-kabel

DVI-kablar finns i två olika utföranden som kallas single link respektive dual link. Den synliga skillnaden mellan dessa kablar är att dual link-kabeln har sex extra stift. Det gör att dual link-kabeln klarar en högre upplösning. Med single link är den maximala upplösningen 1920 x 1200 pixlar vid 60 Hz uppdateringsfrekvens. Med dual link går det att skicka en bild på 2560 x 1600 pixlar vid samma uppdateringsfrekvens.

Single link- och dual link-kontakt

Släktskapet mellan DVI och HDMI

Det omåttligt populära HDMI-gränssnittet (High-Definition Multimedia Interface) har blivit de facto standardsätt att koppla samman en modern hembio. HDMI påminner i grund och botten mycket om DVI single link. Det är fullt möjligt att koppla samman en dator med DVI-utgång till en hembio med HDMI-ingång. Rent tekniskt är det också möjligt att skicka signal från en HDMI-utgång till en DVI-ingång, men det är en synnerligen ovanlig lösning i hembiosammanhang (den används däremot i datorsammanhang).

HDMI skiljer sig dock från DVI på några betydande punkter. HDMI har stöd för att skicka både bild och ljud, medan DVI är en renodlad bildsignal. När en DVI-utrustad dator ansluts till en HDMI-utrustad hembio måste ljudet därför skickas separat. Det finns visserligen ett fåtal lösningar där datortillverkare har gjort det möjligt att skicka ut ljud via DVI, men DVI-utgångar med ljudstöd får snarare ses som undantag än som regel.

HDMI är dessutom en helt digital signal. Det går därför inte att sammanlänka HDMI- och VGA-utrustade apparater med varandra utan att använda någon form av aktiv signalomvandlare.

HDMI-kontakter

HDMI-kablar kan ha fem olika kontakter, men det är endast tre av dem som än så länge har blivit vanligt förekommande (HDMI, Mini-HDMI och Mikro-HDMI):

  • HDMI (tekniskt namn HDMI Type A).
  • HDMI Type B (ej lanserad, konsumentnamn saknas).
  • Mini-HDMI (tekniskt namn HDMI Type C).
  • Mikro-HDMI (tekniskt namn HDMI Type D).
  • HDMI Automotive Connection System (tekniskt namn HDMI Type E).
HDMI
HDMI Type A
HDMI Mini
HDMI Type C
HDMI Mikro
HDMI Type D

HDMI Type A är det tekniska namnet på den vanliga HDMI-kontakten som finns på  bland annat TV-apparater och mediaspelare. Den har 19 poler och motsvarar DVI-D Single Link (med tillägg av digitalt ljud). Samma kabel kan ha en mindre ­variant av kontakten som kallas HDMI Mini. Den används på portabla lösningar såsom HD-video­kameror. Vanliga HDMI och HDMI Mini fungerar i övrigt på likvärdigt sätt och tillverkarnas kontaktval handlar bara om utrymme. Därav är det inga problem att använda övergångar mellan de två kontakterna.

HDMI Type B är en större kontakttyp, men det är ovisst om den kommer att lanseras. På skisstadiet hade den 29 poler och motsvarade bildmässigt DVI-D dual link. HDMI Licensing nämner knappt denna kontakt längre, men om det uppkommer ett behov så finns den i beredskap.

I samband med lanseringen av den senaste HDMI-standarden (HDMI 1.4) dök det upp två nya kontakter/kablar. De kallas Mikro-HDMI respektive HDMI ­Automotive ­Connection System. Mikro-HDMI kommer på sikt att ta över i ­sammanhang där Mini-­HDMI ­används idag och den används redan idag på bland annat ­mobiltelefoner. Detta ­eftersom kontakten är lika kompetent, men tar ännu mindre plats. ­Automotive-anslutningen kommer inte att synas speciellt mycket på konsumentelektronik. Det är nämligen (vilket namnet delvis avslöjar) en anslutning som uteslutande kommer att användas i bilar och andra fordon. Skillnaden mot den vanliga HDMI-anslutningen är framförallt att den är mer mekaniskt stabil.

HDCP (kopieringsskydd)

För konsumenten är fördelarna med HDMI många, men standarden är också till stor nytta för film- och medieindustrin. Genom att konsumenterna sammankopplar sina enheter med digitala kablar tillkommer möjligheten att kopieringsskydda materialet som skickas (gäller framförallt blu-rayfilm). För detta används HDCP (High bandwidth Digital Content Protection) som fungerar likt en handskakning mellan enheterna. Om alla involverade enheter förstår vad HDCP-handskakningen innebär kan materialet börja överföras när den är klar. Om någon av apparaterna inte är ­HDCP-kompatibel börjar filmen däremot inte att spelas. Vissa äldre skärmar som tillverkades innan HDCP-systemet togs i bruk kan därför ha problem med att spela upp exempelvis ­blu-rayfilmer. Samma sak gäller datorer med lite äldre grafikkort. Idag står det ofta märkt på ­grafikkortsförpackningarna huruvida de har en DVI-utgång med HDCP-stöd.

Om signalen skickas analogt finns inte samma möjligheter till kopieringsskydd. Det har gjort att vissa tillverkare av uppspelningsmaskiner endast tillåter uppspelning med högsta kvalitet om apparaten är sammanlänkad med TV:n via HDMI. ­Kopplas apparaterna samman med exempelvis komponentvideokabel (YPbPr) blir bilden ­avsiktligt sämre (t.ex. lägre upplösning).

För att kopieringsskyddet ska fungera måste hela kedjan ha HDCP-stöd. Om en extender (räckviddsförlängare) eller liknande apparat kopplas in måste även den ha stöd. Annars kommer källan att vägra spela upp det kopieringsskyddade materialet.

HDMI 1.3

HDMI finns i flera olika versioner. Den näst senaste versionen, HDMI 1.3, introducerande bland annat följande nyheter10:

  • Möjligheterna att skicka ljud blev bättre. Med HDMI 1.1 tillkom funktionen för DVD Audio och med 1.3-versionen tillkom även stödet för förlustfria ljudformat såsom Dolby True-HD och DTS-HD Master Audio.
  • Färgspannet utvidgades så att i princip alla färger som människan kan ­uppfatta nu finns representerade (funktionen kallas x.v.Color). Antalet färger inom ­färgspannet utökades också för att få mjukare färgövergångar. Denna funktion kallas Deep Color.
  • Bandbredden ökade till 340 MHz, vilket bidrog till att den maximala överföringshastigheten för version 1.3 blev 10,2 Gb/s.
  • Automatisk läppsynkronisering tillkom. Det används för att ljud och bild ska vara i perfekt synk med varandra.
  • HDMI-kabeln kan numera få de involverade enheterna att prata med varandra ­genom CEC (Consumer Electronics Control). Det gör att bland annat fjärr­kontroll­­ssignaler och information om upplösning kan skickas mellan apparaterna om båda två har stöd för det. CEC kan exempelvis användas för att styra en inkopplad videokamera med TV:ns fjärrkontroll.

HDMI 1.4

Den senaste släppta versionen av HDMI är HDMI 1.4 och den har bjudit på många stora ­förbättringar. HDMI 1.3-uppdateringen fokuserade framförallt på själva signaltekniken (nya färgspann och ljudformat). De flesta nyheterna i HDMI 1.4 syftar istället till att förbättra och förenkla sammankopplingarna för den vanliga TV-tittaren, just sådant som  gång i tiden gjorde att HDMI fick sitt stora genombrott.

HDMI Ethernet Channel (HEC)

För några år sedan föreföll det nästan underligt om det fanns en nätverksport på en TV. Idag känns det tvärtom helt naturligt att TV:n har en inbyggd mediaspelare med ­möjlighet för nätverksanslutning. Lika naturligt känns det att digital-TV-mottagaren ansluts till internet för on demand-sändningar, och givetvis ska spelkonsolen kunna användas för onlinegaming. Det gör att det blir allt fler nätverkskablar som måste dras fram till TV-bänken. Dagen då alla enheter är kompatibla med det nya HDMI Ethernet Channel-systemet räcker det med att en kabel kopplas till TV:n, eftersom den fungerar som en switch och delar vidare signalen till övrig HDMI-ansluten utrustning. ­Observera att om flera apparater ska ha anslutning till internet så måste nätverkskabeln som ­kopplas till TV:n komma från en router eller någon typ av modem med inbyggd routerfunktion.

Exempel på inkoppling utan HDMI Ethernet Channel.
Exempel på inkoppling med HDMI Ethernet Channel.

HEC-lösningen klarar upp till 100 Mb/s rent nätverksmässigt, men den kräver en ny typ av kabel. Apparaterna som ska kopplas samman måste också vara gjorda för HDMI 1.4 med Ethernet Channel-stöd. Det är inte alla HDMI 1.4-enheter som har det stödet och kompatibla portar är därför generellt märkta ”HEC”. Portarna måste inte vara märkta med det, men HDMI Licensing rekommenderar tillverkarna att märka dem för att förenkla för den som ska köpa ny utrustning eller koppla in den.

HDMI Audio Return Channel (ARC)

HDMI gör inkoppling av både ljud och bild väldigt enkel. Många moderna receivrar har en HDMI-genomgång där ljudet tappas av och bilden skickas vidare till TV:n. Det går därmed att bygga en smidig kedja när exempelvis en blu-rayspelare ska ­kopplas till både en receiver och en TV. Tyvärr uppstår problem om TV:ns inbyggda ­digital-TV-mottagare också ska anslutas till receivern. Då måste det dras en separat ljudkabel tillbaka till receivern i alla fall. HDMI 1.4 löser detta problem. Om både TV:n och receivern är ARC-kompatibel kan ljud skickas åt båda hållen samtidigt.

För att Audio Return Channel ska fungera behöver inte kabeln bytas ut, utan tekniken fungerar även med HDMI-kablage av tidigare versioner. Apparaterna måste dock vara gjorda för HDMI 1.4 och ha Audio Return Channel-funktionen. För att underlätta för TV-tittaren rekommenderar HDMI Licensing att tillverkarna märker kompatibla portar med ”ARC”. Står det ”ARC + HEC” har porten stöd för både Audio Return Channel och HDMI Ethernet Channel.

Exempel på inkoppling utan HDMI Audio Return Channel.
Exempel på inkoppling med HDMI Audio Return Channel.

Ultra HD-upplösning

HDMI 1.4 introducerade möjligheten att överföra signal med upplösningen som ­populärt kallas Ultra HD eller 4k. Den är fyra gånger högre än 1080p (läs mer).

HDMI 1.4 klarar två olika varianter av Ultra HD-upplösningen11:

  • 3840 x 2160 (bredbild 16:9)Bilden kan uppdateras i antingen 24 Hz (ursprungsuppdateringsfrekvensen för film), 25 Hz (PAL-anpassad frekvens) eller 30 Hz (NTSC-anpassad frekvens).
  • 4096 x 2160Endast stöd för 24 Hz (ursprungsuppdateringsfrekvensen för film).

Notera att användningen av Ultra HD-upplösningen alltså sker på bekostnad av uppdateringsfrekvensen.

Förbättrat 3D-stöd

I samband med bland annat James Camerons film Avatar började 3D-tekniken återigen bli intressant, och kanske kommer den att slå igenom den här gången. Det är ju ingen tvekan om att i alla fall TV-tillverkarna satsar hårt på 3D. Blu-ray Disc Association har också spikat blu-rays 3D-standard och att filmerna ska använda Multiview Video Coding (MVC), vilket är ett tillägg till Advanced Video Coding (AVC/h.264) som redan används i alla blu-ray-spelare12. HDMI Licensing har också dragit sitt strå till stacken och släppt förbättrat stöd för 3D-signaler i och med HDMI 1.4. 3D-stödet är inte bara gjort för en specifik teknik, utan HDMI 1.4 möjliggör överföring av de flesta stereo­skopiska 3D-tekniker som finns på marknaden idag.

Tekniken kräver inte nya kablar utan även äldre kablar (i den högpresterande klassen) kommer att klara de nya 3D-teknikerna.

Övriga stora nyheter med HDMI 1.4

  • HDMI 1.4 ger förbättrat stöd för igenkänning av material så att TV:n kan ­optimera bilden beroende på vilken typ av material den ska visa. Lösningen ­fungerar även med äldre kablar.
  • HDMI har även blivit populärt på datorskärmar och används ibland istället för DVI. Därför har HDMI 1.4 fått stöd för ytterligare några nya färgrymder (sYCC601, Adobe RGB och Adobe YCC601) till glädje för många grafiker. ­Funktionen fungerar även med äldre kablar.

HDMI 2.0

Under 2014 kommer de första apparaterna med den kommande HDMI 2.0-standarden att dyka upp på marknaden. HDMI 2.0 medför flera nya funktioner, där de mest framträdande är bättre stöd för Ultra HD-upplösning, stöd för fler ljudkanaler samt dual view.

tödet för Ultra HD-upplösning (2160p) lanserades redan i samband med HDMI 1.4. Då var dock den maximala uppdateringsfrekvensen endast 30 Hz, vilket räcker för film men inte för spel då det upplevs hackigt. HDMI 2.0 möjliggör överföring av Ultra HD-upplöst material i både 50 Hz och 60 Hz. Detta genom att öka den maximala databandbredden från 10,2 Gb/s (HDMI 1.3 och HDMI 1.4) till 18 Gb/s.

3D-tekniken i dagens TV-apparater går ut på att med hjälp av speciella glasögon visa olika bilder för respektive öga. HDMI 2.0 drar nytta av en liknande teknik för den nya funktionen Dual view. Med hjälp av den kan samma TV visa två olika bilder för två olika tittare! Beroende på vilket headset som TV-tittaren har på sig får han eller hon serverat antingen den ena eller den andra bilden (med tillhörande ljud).

Simulerad Dual view-bild (med headset/glasögon syns endast den enda filmen).

HDMI 2.0 lanserar också stöd för överföring av upp till 32 ljudkanaler samt stöd för den extra breda bildproportionen 21:9 (läs mer).

HDMI 2.0 kommer att vara fullt bakåtkompatibelt med äldre HDMI-versioner. HDMI 2.0 innebär heller inga nya kablar eller kontakter. Dagens HDMI High Speed-kablar (se nästa kapitel) är redan redo för den högre databandbredden!13

Referenser

10 HDMI Licensing LLC. What functionality was added to each version of HDMI?. FAQ-artikel hämtad 2011-06-30. www.hdmi.org/learningcenter

11 HDMI Licensing LLC (2009). Introducing HDMI 1.4 Specification Features. Presspresentation. www.hdmi.org/download/press_kit/PressBriefing_HDMI1_4_Final_083109.pdf

12 Blu-ray Association (2009). Blu-ray Disc Association Announces Final 3D Specification. Press­meddelande från 2009-12-17.

13 HDMI Licensing LLC. FAQ for HDMI 2.0. FAQ-artikel hämtad 2014-03-10. www.hdmi.org/manufacturer/hdmi_2_0/hdmi_2_0_faq.aspx

Senast ändrad: 2014-07-03

Meddelande från Kjell & Company

Din webbläsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. Vår rekommendation är att du uppdaterar din webbläsare nu!

Meddelande från Kjell & Company

Javascript är ej aktiverat i din webbläsare! För full funktionalitet på siten rekommenderar vi att du slår på Javascript.

Meddelande från Kjell & Company

Cookies är avslaget i din webbläsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).