HDMI ทำงานอย่างไร

หากคุณซื้อHDTV , PlayStation 3หรือHD-DVDหรือเครื่องเล่น Blu-rayคุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับHDMI อาจดูเหมือนเป็นเพียงหนึ่งในการเชื่อมต่อจำนวนมากบนโทรทัศน์หรือเครื่องรับโฮมเธียเตอร์ แต่ HDMI เป็นมากกว่าพอร์ตที่ด้านหลังของทีวี เป็นกฎเกณฑ์สำหรับการอนุญาตให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดสูงสื่อสารได้

ก่อนการพัฒนาโทรทัศน์ความละเอียดสูง ทีวีส่วนใหญ่จะแสดงภาพในรูปแบบที่รู้จักกันในชื่อความละเอียดมาตรฐานในปัจจุบัน รูปภาพเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยประมาณอัตราส่วนภาพคือ 4:3 ความละเอียดหรือจำนวนจุดที่ประกอบเป็นภาพบนหน้าจอคือประมาณ 704 x 480 พิกเซล ภาพถูกสอดประสานกัน -- ภาพเคลื่อนไหวแต่ละชิ้นมีภาพเพียงครึ่งเดียว แต่ภาพเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วจนสมองของมนุษย์ไม่ได้สังเกตจริงๆ สุดท้าย ทีวีรุ่นเก่าอาศัย สัญญาณ แอนะล็อกซึ่งเดินทางเป็นกระแสไฟฟ้าที่แปรผันตลอดเวลา

ในทางกลับกัน HDTV เป็นระบบดิจิตอล พวกเขาใช้ข้อมูลในรูปของหนึ่งและศูนย์ ข้อมูลนี้เดินทางผ่านสายเคเบิลเป็นพัลส์ไฟฟ้าที่แตกต่างกัน HDTV มีอัตราส่วนภาพ 16:9 ดังนั้นรูปภาพจึงเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า พวกเขายังมีความละเอียดสูงกว่า - มาตรฐาน HDTV ปัจจุบันอนุญาตให้มีความละเอียดสูงถึง 1920 x 1080 พิกเซล สัญญาณ HDTV อาจเป็นแบบโปรเกรสซีฟ ได้ เช่นกัน ซึ่งหมายความว่าแต่ละเฟรมของภาพเคลื่อนไหวจะเป็นภาพทั้งภาพมากกว่าที่จะเป็นครึ่งหนึ่งของภาพเดียว

ดังนั้น เมื่อเทียบกับทีวีมาตรฐาน HDTV มีหน้าจอที่กว้างกว่า มีพิกเซลมากกว่า และอัตราการรีเฟรชที่เร็วขึ้น บ่อยครั้งที่ HDTV สามารถแสดงสีได้มากกว่าชุดเก่า ซึ่งหมายความว่า HDTV ต้องการข้อมูลมากขึ้นและต้องการเร็วกว่าทีวีความละเอียดมาตรฐานมาก หาก HDTV สามารถรับข้อมูลนี้แบบดิจิทัลได้ ก็ไม่ต้องเสียเวลาหรือกำลังประมวลผลในการแปลงสัญญาณจากรูปแบบแอนะล็อก

สิ่งนี้นำเราไปสู่ ​​HDMI สร้างขึ้นโดยกลุ่มผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มาตรฐาน HDMI คือชุดแนวทางสำหรับการสร้างการเชื่อมต่อแบนด์วิธสูงระหว่างอุปกรณ์ดิจิทัล ด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสม HDMI สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในระบบโฮมเธียเตอร์ มาตรฐานปัจจุบันสามารถส่งสัญญาณความละเอียดสูง 1080p และรองรับแปดช่องสัญญาณเสียงที่ไม่บีบอัด ซึ่งเพียงพอสำหรับระบบเสียงเซอร์ราว ด์ 7.1 HDMI สามารถลดจำนวนสายเคเบิลที่จำเป็นในการเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ และยังสามารถลดจำนวนรีโมทคอนโทรลที่จำเป็นในการชมภาพยนตร์ได้อีกด้วย

แต่มีการจับ เพื่อใช้ประโยชน์จากทุกสิ่งที่ HDMI มีให้ ส่วนประกอบทั้งหมดของโฮมเธียเตอร์จะต้องเข้ากันได้ คุณสมบัติบางอย่างของ HDMI touts ยังไม่มีอยู่ในตลาดผู้บริโภค นอกจากนี้ สาย HDMI ยังมีขีดจำกัดอีกด้วย และผู้ใช้บางคนบ่นว่าขีดจำกัดนั้นสั้นเกินไปที่จะรองรับการตั้งค่าที่สะดวก

ในบทความนี้ เราจะมาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นในสาย HDMI คุณสมบัติของมาตรฐานและข้อผิดพลาดของสาย นอกจากนี้ เราจะตรวจสอบด้วยว่ามาตรฐานใหม่ล่าสุด HDMI 1.3 แสดงมาตรฐานก่อนหน้านี้หรือไม่ ซึ่งเพิ่งหมดอายุไปเพียงไม่กี่ปี

­

ผู้ก่อตั้ง HDMI

[ที่มา: HDMI ]

• ฮิตาชิ
• มัตสึชิตะ อิเล็คทริค (พานาโซนิค)
• Royal Philips Electronics
• ซิลิคอนอิมเมจ
• โซนี่ คอร์ปอเรชั่น
• Thomson และ Toshiba Corporation

1. สัญญาณ HDMI
2. การเชื่อมต่อ HDMI
3. มาตรฐาน HDMI และการแก้ไข

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยประการหนึ่งเกี่ยวกับ HDMI คือสัญญาณดิจิทัลนั้นเหนือกว่าสัญญาณอะนาล็อกโดยกำเนิด ในความคิดของบางคน การไม่มีการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลหมายความว่าสัญญาณอยู่ในสถานะที่บริสุทธิ์และไม่เสียหายเมื่อไปถึงชุดHDTV เป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการถึงสัญญาณดิจิตอลความละเอียดสูงที่ส่งตรงจากเครื่องเล่น HD-DVDไปยัง HDTV แต่การส่งสัญญาณผ่าน HDTV นั้นจำเป็นต้องมีขั้นตอนการเข้ารหัส

HDMI ใช้ ท รานสิชั่นลดความแตกต่างของสัญญาณ (TMDS)เพื่อย้ายข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง TMDS เป็นวิธีการเข้ารหัสสัญญาณเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพขณะเคลื่อนที่ไปตามความยาวของสายเคเบิล นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น:

HDMI ยังมีความสามารถในการปกป้องข้อมูลจากการละเมิดลิขสิทธิ์ ใช้การป้องกันการคัดลอกดิจิทัลแบนด์วิดท์สูง (HDCP)เพื่อทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ HDCP เป็นโปรโตคอลการตรวจสอบสิทธิ์ โดยพื้นฐานแล้ว อุปกรณ์โฮมเธียเตอร์แต่ละเครื่องจะมีข้อมูลระบุตัวตนและข้อมูลการเข้ารหัสที่จัดเก็บไว้ในชิปข้อมูลระบุการแสดงผลแบบขยาย (EDID) อุปกรณ์ต้นทาง เช่นเครื่องเล่น Blu-rayจะตรวจสอบคีย์ การตรวจสอบสิทธิ์ ของอุปกรณ์ที่รับ เช่น HDTV หากเช็คเอาต์ทั้งสองปุ่ม อุปกรณ์ส่งจะไปยังขั้นตอนถัดไป มันสร้างคีย์ใหม่และแชร์กับอุปกรณ์ที่รับ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันสร้างความลับที่ใช้ร่วมกัน ตามหลักการแล้วกระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่าการจับมือกันเกิดขึ้นแทบจะในทันที

อุปกรณ์ต้นทางเข้ารหัสข้อมูลโดยใช้รหัสที่สร้าง อุปกรณ์รับจะถอดรหัสโดยใช้ข้อมูลเดียวกัน หากอุปกรณ์ที่ไม่ได้รับอนุญาตพยายามสกัดกั้นข้อมูล อุปกรณ์ต้นทางจะหยุดส่งข้อมูล นอกจากนี้ยังทำให้แน่ใจว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงรหัส และระบบยังคงปลอดภัยทุกสองสามนาที อุปกรณ์ที่รองรับ HDMI ทั้งหมดจะต้องรองรับ HDCP แต่บริษัทที่ผลิตและแจกจ่ายเนื้อหาความละเอียดสูงไม่จำเป็นต้องเปิดใช้งาน ในสหรัฐอเมริกา ความสามารถในการป้องกันเนื้อหานี้ได้รับคำสั่งจาก Federal Communications Commission (FCC)

ต่อไป เราจะดูที่ขั้วต่อและสายเคเบิล HDMI และสำรวจว่าพวกมันมีสัญญาณความละเอียดสูงอย่างไร

ปัญหาการจับมือกับ HDMI

ปัญหาทั่วไปอย่างหนึ่งที่ผู้คนประสบกับ HDMI คือการจับมือล้มเหลว ในบางครั้ง อาจเป็นเพราะ HDTV เป็นรุ่นเก่าที่ใช้ DVI โดยไม่มีการสนับสนุน HDCP แต่ในกรณีอื่นๆ มีวิธีแก้ไขที่ง่าย - ถอดปลั๊กส่วนประกอบและเปิดเครื่องรอบระบบ การดำเนินการนี้อาจรีเซ็ตรอบการตรวจสอบสิทธิ์และกู้คืนการเชื่อมต่อของคุณ

มีหลายวิธีที่คุณสามารถใช้เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบโฮมเธียเตอร์ ตัวอย่างเช่น:

ผู้ใช้งาน HDTV รุ่นแรกๆ จำนวนมากต้องพึ่งพา DVI เนื่องจากมีการออกสู่ตลาดก่อน HDMI เนื่องจากทั้ง DVI และ HDMI ใช้โปรโตคอล TMDS จึงเข้ากันได้ สิ่งที่คุณต้องใช้ในการเชื่อมต่อสาย HDMI เข้ากับพอร์ต DVI ก็คืออะแดปเตอร์แบบพาสซีฟ

ขั้วต่อ DVI และ HDMI มีความคล้ายคลึงกันอื่นๆ ทั้งสองใช้ตารางพินเพื่อส่งสัญญาณจากสายเคเบิลไปยังอุปกรณ์ ในขณะที่ DVI มีขั้วต่อ 29 พิน ขั้วต่อ HDMI ชนิด Aจะมี 19 พิน ขั้วต่อ DVI ยังใช้สกรูในตัวเพื่อยึดเข้ากับอุปกรณ์ ปลั๊ก HDMI ไม่มีการสนับสนุนพิเศษนี้ และผู้ใช้บางคนแสดงความกังวลว่าสิ่งนี้จะทำให้วงจรของอุปกรณ์ตึงเครียดโดยไม่จำเป็น นอกจากนี้ยังมีขั้วต่อ HDMI รุ่นจิ๋วสำหรับใช้กับอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่นกล้องวิดีโอดิจิทัล และขั้วต่อ ประเภท Bแบบ 29 พินแม้ว่าอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่จะใช้ประเภท A

จากหมุดของขั้วต่อ HDMI สัญญาณจะเดินทางผ่าน สาย ทองแดงคู่บิดเกลียว ช่องสัญญาณเสียงและวิดีโอสามช่องเดินทางผ่านหมุดสองอันแต่ละอัน รวมเป็นหกพิน นาฬิกา TMDS ซึ่งอนุญาตให้อุปกรณ์ซิงโครไนซ์ข้อมูลขาเข้า เดินทางผ่านหมุดหนึ่งคู่ คู่ทั้งหมดสี่คู่นี้มีเกราะ - อีกสายหนึ่งที่ป้องกันจากการรบกวนจากเพื่อนบ้าน ช่อง TMDS นาฬิกา และส่วนป้องกันประกอบขึ้นเป็นคู่สายเคเบิลจำนวนมากภายในสาย HDMI

สัญญาณอื่นๆ ที่เดินทางผ่านสาย HDMI ต้องการเพียงขาเดียว ช่องทางหนึ่งคือช่องทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (CEC) หากอุปกรณ์ของคุณรองรับ ช่องนี้จะอนุญาตให้ส่งคำแนะนำให้กันและกัน ตัวอย่างเช่นเครื่องเล่น HD-DVDสามารถเปิดเครื่องรับโฮมเธียเตอร์และHDTV โดยอัตโนมัติ เมื่อเริ่มเล่นดิสก์ ช่อง สัญญาณตรวจจับฮอตปลั๊กซึ่งใช้ขาเดียว จะตรวจจับเมื่อคุณเสียบปลั๊กหรือถอดปลั๊กอุปกรณ์ และจะเริ่มต้นลิงก์ HDMI ใหม่หากจำเป็น ช่องข้อมูลการแสดงผล หนึ่งพิน(DDC)นำข้อมูลอุปกรณ์และข้อมูลการเข้ารหัส HDCP ที่กล่าวถึงในส่วนก่อนหน้า ช่องทางอื่นๆ นำข้อมูลการเข้ารหัสและไฟฟ้าไปใช้เพื่อการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์

สายเคเบิลมาในสองประเภท ประเภทที่ 1 มีความเร็ว 74.25 MHz ประเภทที่ 2 มีความเร็ว 340 MHz สายเคเบิลสำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่เป็นสายประเภท 2 ที่เร็วกว่า

นอกจากขั้วต่อและสายเคเบิลแล้ว มาตรฐาน HDMI ยังใช้กับวิธีที่เครื่องรับโทรทัศน์สามารถซิงโครไนซ์เสียงกับวิดีโอและสีของจอแสดงผลได้ ความสามารถเหล่านี้เปลี่ยนไปอย่างมากในการปรับปรุงมาตรฐานหลายๆ ครั้ง ซึ่งเราจะเปรียบเทียบกันในหัวข้อถัดไป

การรับรอง HDMI

เพื่อให้มีโลโก้ HDMI อุปกรณ์และสายเคเบิลต้องผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด ผู้ผลิตหรือที่รู้จักในชื่อผู้ยอมรับ HDMI จะต้องส่งตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของตนเพื่อการทดสอบก่อนเริ่มการผลิตจำนวนมาก

The first consumer products with HDMI connections hit the market in 2003. Since then, there have been several changes to the HDMI standard. For the most part, these standards have added support for specific types of content or applications. For example, the first revision, HDMI 1.1, added support for DVD Audio.

The most recent major revision -- the jump from version 1.2 to 1.3 -- got a lot of attention. New features included a massive increase in bandwidth, support for 16-bit color and support for the xvYCC color standard, which supports additional colors. A new lip-synch feature also reduced that sound and video would fall out of synchronization during playback, making an otherwise immaculate recording look badly-dubbed. Some reports even claimed that any devices that did not have HDMI 1.3 were obsolete.

In some ways, this was just as confusing as it was impressive. Some of HDMI's new abilities don't exist yet in the consumer marketplace. For example, the increased bandwidth -- from 4.9 Gbps to 10.2 Gbps -- can support a refresh rate of 120 Hz, or 120 frames per second. This is twice as fast as the maximum refresh rate in the current HDTV standard. HDMI 1.3 can support 30-, 36- and 48-bit color options known as deep color, but many media players and recorded video materials don't go beyond 16-bit color. Critics also claim that deep color allows HDTV screens to display colors that most people can't even perceive. In addition, while lip synch and one-touch control abilities can be handy, not all home-theater devices support them.

Fortunately, a lack of 1.3 capability doesn't mean your HDTV is useless. HDMI 1.3 is backwards compatible with previous versions. It's like when color TV debuted. People could watch color TV signals on their black-and-white sets -- the TV still worked, but the picture was still in black and white. If your HDTV has HDMI 1.2 but your new components have HDMI 1.3 capabilities, your TV will still work, but without the expanded 1.3 abilities. Since the bandwidth allotments of previous standards are generally enough for most high-definition applications, your picture should still have a pretty good quality.

­Another common concern about HDMI is cable length. Although the HDMI standard requires a minimum operable length of 32 feet (10 meters), some users report significantly shorter operable lengths in practice. This is particularly true when transmitting 1080p signals -- the increased demands on bandwidth speeds up the deterioration of the signal. Fortunately, there are amplifiers and extenders that can decode, re-set and re-encode the signal before sending it on the next leg of its journey.

สำหรับผู้ที่กังวลเกี่ยวกับข้อจำกัดที่อาจเกิดขึ้นของ HDMI อาจมีวิธีแก้ปัญหาอื่นในอนาคต DisplayPortเป็นมาตรฐานความละเอียดสูงแบบใหม่ที่ครอบคลุมการเชื่อมต่อภายในอุปกรณ์ เช่น ภายในแล็ปท็อป และระหว่างอุปกรณ์ เช่น จากเครื่องเล่นสื่อไปยัง HDTV DisplayPort ยังไม่ออกสู่ตลาด ดังนั้นคุณภาพจะเหนือกว่า HDTV หรือไม่นั้นยังคงต้องพิจารณา

คุณสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโฮมเธียเตอร์, HDMI และหัวข้อที่เกี่ยวข้องได้ในหน้าถัดไป

1080p: สำหรับ HDMI เท่านั้น?

หนึ่งในคำถามสำคัญเกี่ยวกับ HDTV ก็คือว่าจำเป็นต้องใช้ HDMI สำหรับความละเอียด 1080p หรือไม่ คำตอบคือบางที อุปกรณ์จำนวนมากต้องการ HDMI สำหรับเอาต์พุต 1080p คนอื่นสามารถส่งสัญญาณ 1080p ผ่านสายวิดีโอคอมโพเนนท์

พอร์ต HDMI ใช้สำหรับทำอะไร?

HDMI ย่อมาจากอะไร และทำหน้าที่อะไร?

อะแดปเตอร์ HDMI ทำหน้าที่อะไร

HDMI 1.0 หรือ 2.0 ดีกว่าหรือไม่?

ประโยชน์ของ HDMI คืออะไร?

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม

แหล่งที่มา