PS5御用電視必備規格HDMI 2.1是什麼?HDMI 2.1規格特色、技術介紹

2020.10.26 03:49PM
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HDMI協會在2017年公布了最新的HDMI技術規範HDMI 2.1,雖然目前市面上支援此技術規格的電視數量還不多,但是為了讓新一代遊戲主機Sony PS5(Playstation 5)能夠完整發揮,不少玩家已經開始尋找支援HDMI 2.1的電視或顯示器等硬體設備。相較於上一代HDMI 2.0,HDMI 2.1提供了更大的頻寬、同時也能夠支援更高的解析度和影像更新率,我們將接著介紹HDMI 2.1的技術規格、為什麼PS5要用HDMI 2.1,用戶在觀看影片、玩遊戲等應用上,都能夠擁有更好的體驗。

支援最高10K解析度、120Hz影像更新率

在畫面表現方面,HDMI 2.1在4K、8K解析度之外,另外支援5K、以及最高10K的畫面解析度,提供給工業或是監視影像等特殊用途使用。高畫質能夠提供閱聽者更好的觀影體驗,觀眾能夠看見更詳細的畫面細節,而HDMI 2.1在影像更新率上也有所提升,HDMI 2.1最高能夠支援120Hz影像更新率,也就是畫面每秒最多能夠刷新120次。高影像更新率能夠讓高速動作的影像內容呈現得更加清楚。

PS5追求4K解析度、120Hz影像更新率帶來的視覺效果,因此在PS5推出之後,玩家開始尋找支援HDMI 2.1的電視機種。不過需要注意的是,HDMI 2.1僅是介面規格,如果想要擁有4K解析度、120Hz影像更新率、以及接下來提到的遊戲相關功能如可變更新率VRR等,需要包括PS5、電視或顯示器、線材都全面支援HDMI 2.1才有完整的效果。

▲在觀影體驗上,解析度當然是越高越好,高解析度能夠讓影像更加清晰細緻,放大時也較不會失真。

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▲HDMI 2.1可以支援多種解析度,最高為10K。

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▲HDMI 2.1解析度、影像刷新率對照表。

動態HDR改善每一場景、每一幀的影像呈現

同樣是提升畫面表現,HDR是High Dynamic Range (高動態範圍)的縮寫,與之相對的叫做SDR,也就是Standard Dynamic Range,標準動態範圍。HDR提高了畫面的明暗對比表現,讓影像亮的部分不會變成一片白光、暗處也不會因為過暗而無細節看不清楚。也因此HDR相較於SDR可以看見更多細節,也呈現了更豐富的色彩。

動態HDR是HDMI 2.1的新技術,它將對比範圍再提高,以提供更高的亮度和更細膩的表現。另外,早期靜態HDR是使用單一圖像描述,也就是1部電影只有一種對比或飽和度等等,然而動態HDR讓影片可以針對每一幀(Frame)、每一個不同的場景做出不同的調整,確保影像的每一刻都是最理想的狀態。

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▲SDR、靜態HDR、動態HDR比較。在畫面表現上都有顯著的提升。

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▲動態HDR能夠根據每個場景、甚至每一幀進行色彩調整。

超高速HDMI傳輸線支援48Gps頻寬

為了讓HDMI 2.1技術能夠完整呈現,HDMI協會也推出了新一代線材「超高速HDMI傳輸線」。超高速HDMI傳輸線能夠支援48Gbps頻寬,相較於上一代HDMI 2.0僅能提供18Gbps,在傳輸上有了更多的使用空間。

超高速HDMI傳輸線能夠向下相容HDMI 2.0,因此可以使用在既有的HDMI裝置上。另外,超高速HDMI傳輸線相比前幾代擁有更低的電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI),也就是降低了HDMI傳輸時對於鄰近裝置如網路、藍牙設備的影響。

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▲超高速HDMI傳輸線支援48Gps頻寬。需要使用超高速HDMI傳輸線才能完整體驗到10K高畫質、動態HDR等HDMI 2.1功能。

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▲分辨一般HDMI線材與超高速HDMI傳輸線的方法。線材上會有標籤註明「Ultra High Speed HDMI」代表線材經過認證。用戶也可以透過App掃描查詢。

eARC可傳輸原始音訊至接收器

早期想要透過擴大機、喇叭等設備傳輸音訊時,用戶需要連接光纖等多種線材,才能夠達到理想的效果。ARC是Audio Return Channel,「一般音訊回傳通道」的縮寫,又稱為HDMI ARC,是讓音訊能夠透過HDMI線材傳輸,用戶只需要1條HDMI線就能夠傳輸音訊,簡化操作與線材管理程序。

HDMI 2.1將ARC功能再改良成為eARC(Enhanced Audio Return Channel,增強音訊回傳通道 ),二者最大的差異在於頻寬,透過HDMI 2.1線材的48Gps頻寬,音訊不再需要經過壓縮的過程。也就是說,過往音訊需要經過壓縮後才能透過線材傳輸,而此刻線材頻寬擴大,音訊就能夠以完整的原始解析度傳輸至接收裝置裡,而不會因為壓縮過程而造成音訊損失。

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▲eARC能夠支援如DTS-HD Master Audio、DTS:X、Dolby TrueHD、DolbyAtmos等高品質音訊格式。(圖片來源:三星)

可變更新率(VRR)減少畫面撕裂、遊戲更流暢

如果是遊戲玩家,在遊玩的時候偶爾會遇上畫面撕裂或分割的情況。這是因為輸出的影格率與螢幕畫面的更新率不相同,導致多張圖片要顯示在同一畫面中,造成了畫面撕裂。舉例來說,遊戲機每秒輸出了100幀圖像,也就是100fps,然而電視螢幕每秒只更新50次,也就是更新率為50fps,那麼就會造成多張圖像重疊顯示在同一畫面上,畫面撕裂因此產生。

VRR(Variable Refresh Rate,可變更新率)可以有效改善畫面撕裂或是分割的問題,它能夠調整畫面輸出端、螢幕端的頻率,讓兩端的更新率達到同步,減少畫面問題。當頻率同步時,畫面的撕裂減少,整體轉換也就能夠更加流暢。類似技術在NVIDIA的G-Sync、AMD的FreeSync上都看的到。

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▲當畫面輸出端與螢幕端的更新率不同時,容易出現畫面撕裂的現象。另外,如果是畫面輸出端的速度比較慢,VRR功能也能讓輸出端盡可能快速地傳送影像,避免出現畫面停頓等情況。(圖片來源:HDMI Forum)

快速媒體切換與自動低延遲模式

每當在不同訊號源,如電影、遊戲之間切換時,通常都會出現一段等待時間,用來切換不同影像內容的解析度、影像更新率等等。快速媒體切換(Quick Media Switching,QMS)能夠讓用戶在切換時不會有任何顯示中斷,也就是無論任何影像來源、影像內容,都能夠消除內容顯示前的那一段停頓。

另外,HDMI 2.1的新特色為自動低延遲模式(Auto Low Latency Mode,ALLM)。舉例來說,當要開始玩遊戲時,玩家通常需要手動切換成遊戲模式,而ALLM讓玩家可以省略這個步驟,由系統自動建立理想的延遲設定,進行最佳化。

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▲通常在切換訊號來源時,中間會出現延遲畫面,需要等待系統切換。快速媒體切換QMS功能可以藉由VRR更改速率,避免黑畫面的情況發生。

HDMI 2.1電視以中高階產品為主

目前有支援HDMI 2.1的設備數量並不多,大多是一線品牌的中高階機種。而且有些品牌的電視設備雖然提供4K高解析度、120Hz高影像更新率,但卻沒有提供如VRR等重點功能,甚至是介面仍然是HDMI 2.0。現在支援HDMI 2.1功能的電視型號,有些玩家會考慮購買Sony自家Bravia X9000H系列,預算有限則可考慮Samsung Q70T系列。

PS5搭配HDMI 2.1可以達到高解析度、高影像更新率、高品質音訊等等。並且能夠藉由VRR功能降低畫面撕裂等情況,加強遊戲效果。HDMI 2.1能夠向下相容此規範的早期版本,但唯有搭配專屬線材與支援HDMI 2.1的影像輸出入端,才可以獲得最完整的升級體驗。另外也可預期2021年會有不少電視將HDMI 2.1視為重點規格,畢竟主機換世代會帶來大量的換電視風潮,廠商不會錯過這個好機會。

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