تم إصدار HDMI 2.1 في الأصل في نوفمبر 2017، ويمكن القول إنه أهم ترقية لمعيار HDMI. يزداد عرض النطاق الترددي الخاص به إلى 48 جيجابت في الثانية، وهو ما يعادل 2.67 ضعف عرض النطاق الترددي لـ HDMI 2.0 (18 جيجابت في الثانية).
ظل HDMI 2.0 وقريبه الأحدث، HDMI 2.0b، أكثر الإصدارات شيوعًا لمعيار HDMI على مدار السنوات الخمس الماضية. منذ عام 2019، كانت صناعة التلفزيون أول من مهدت الطريق لـ HDMI 2.1، الذي أصبح المعيار في تلفزيونات 8K Ultra HD. تتميز أفضل أجهزة تلفزيون 4K أيضًا بمنفذ HDMI 2.1 بأعداد كبيرة، ويأتي الجيل التالي من وحدات تحكم الألعاب، PS5 وXbox Series X، المقرر إصدارهما في أواخر عام 2020، مزودًا أيضًا بمنفذ HDMI 2.1.
نظرًا لأن HDMI 2.1 لا يزال معيارًا جديدًا نسبيًا، فلا داعي للقلق كثيرًا بشأن تقادم تلفزيون 4K أو مشغل الوسائط المتدفقة أو مشغل Blu-ray 4K Ultra HD. ولكن إذا كنت تخطط لشراء جهاز تلفزيون متطور، فتأكد من أنه يأتي مع منفذ HDMI 2.1، خاصة للأفلام والألعاب.
نظرة عامة على مواصفات HDMI 2.1
- المواصفات المادية للموصل هي نفس مواصفات HDMI الحالية، مع توافق تنازلي.
- يحتاج إلى أداء حماية أفضل وكابلات ذات مقاومة EMI أفضل.
- زاد عرض النطاق الترددي إلى 48 جيجابت في الثانية، أي 2.67 مرة أعلى من HDMI 2.0 (18 جيجابت في الثانية).
- يمكنه حمل إشارات الفيديو حتى 10K@120 إطارًا في الثانية.
- ميزات سمعية وبصرية جديدة: تقنية HDR الديناميكية وقناة إرجاع الصوت المحسنة (eARC).
- ميزات الألعاب الجديدة: معدل التحديث المتغير (VRR)، ونقل الإطار السريع (QFT)، ووضع الكمون المنخفض التلقائي (ALLM)، والتبديل السريع للوسائط.
- تنسيق ضغط الفيديو الجديد: VESA DSC 1.2a.
المزيد من عرض النطاق الترددي
كلما قمت بزيادة دقة إشارة الفيديو، تزداد كمية البيانات الموجودة في تلك الإشارة. يبلغ حجم بيانات إشارة 3,840x2,160 4K Ultra HD المرسلة عبر HDMI حوالي أربعة أضعاف حجم إشارة HD 1,920x1,080. إذا كنت تفكر في الكابلات كأنابيب، فستحتاج إلى أنابيب أكبر من تلك التي تعمل بدقة 1080 بكسل لتحمل إشارات 4K. وينطبق الشيء نفسه إذا قمت بزيادة معدل الإطارات: فأنت بحاجة إلى أنبوب أكبر لنقل الصور بمعدل 60 إطارًا في الثانية بدلاً من 24 إطارًا في الثانية بنفس الدقة. المزيد من الصور في الثانية يعني المزيد من البيانات.
مقارنة عرض النطاق الترددي بين HDMI 2.1 و2.0 و1.4
يعمل معيار HDMI 2.1 على زيادة الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي غير المضغوط الذي يمكن لكابلات HDMI التعامل معه إلى 48 جيجابت في الثانية والحد الأقصى لعرض النطاق الترددي المضغوط إلى 128 جيجابت في الثانية على الأقل. على الرغم من أن الأمر سيستغرق بعض الوقت قبل أن تحتاج الأجهزة فعليًا إلى هذا النطاق الترددي الكبير، إلا أن سرعة 18 جيجابت في الثانية لـ HDMI 2.0 أصبحت عنق الزجاجة في كثير من الحالات. على سبيل المثال، يتطلب نقل إشارة فيديو 4K@60 هرتز مع أخذ عينات فرعية من اللون 4:4:4 وعمق 10 بت 20.05 جيجابت في الثانية من عرض النطاق الترددي، وهو أكثر مما يمكن أن يوفره اتصال HDMI 2.0 وحده.
دقة أعلى ومعدل تحديث
يدعم النطاق الترددي المتزايد لـ HDMI 2.1 نقل إشارة الفيديو حتى 10K (10240x4320)، ويغطي معظم الدقة الجديدة وأخذ عينات من اللون وأعماق البت ومعدلات التحديث التي يسمح بها اتصال HDMI 2.1 أحادي الزوج. بالنسبة لإشارات الفيديو التي تزيد عن 4K@60 هرتز، يكون النطاق الترددي المطلوب أكبر من 18 جيجابت في الثانية لـ HDMI 2.0، لذا يجب أن تكون أجهزة تلفزيون 8K وأجهزة تلفزيون 4K المتطورة مزودة بواجهة HDMI 2.1؛ وإلا فمن الضروري توصيل كبلات HDMI 2.0 متعددة (إذا كان التلفزيون يدعمها).
ما هي الميزات الجديدة لHDMI 2.1؟
بالإضافة إلى التحسن الكبير في الدقة ومعدل التحديث، يتمتع HDMI 2.1 بميزات جديدة مفيدة أخرى.
HDR الديناميكي
يعد HDR (النطاق الديناميكي العالي) واحدًا من أكثر التحسينات المرحب بها في جودة الصورة منذ عصر 4K، ويعد بتباين أعلى وألوان أكثر ثراءً لمحتوى الفيديو. تنسيق HDR الأكثر شيوعًا اليوم هو HDR10، والذي يستخدم البيانات الوصفية لتسجيل مستوى السطوع الفعلي لمحتوى الفيديو لإخبار التلفزيون بكيفية استعادة اللون والتباين. في HDR10 توجد مجموعة واحدة فقط من هذه البيانات الوصفية لكل فيديو، لكن السطوع الفعلي يختلف من مشهد إلى آخر، لذا فإن استعادة التباين لكل مشهد تكون متحيزة حتمًا. باستخدام تقنية HDR الديناميكية، يمكن أن تختلف البيانات الوصفية (مستويات السطوع الحقيقية) لكل مشهد وكل إطار لتناسب مشهدًا أو إطارًا معينًا بشكل أفضل، وبالتالي تختلف استعادة التلفزيون وفقًا للبيانات التعريفية. تستخدم تنسيقات HDR المتقدمة مثل Dolby Vision وHDR10+ وAdvanced HDR بالفعل بيانات التعريف الديناميكية ويمكن توصيلها عبر اتصالات HDMI الحالية ولكنها تتطلب نطاقًا تردديًا إضافيًا؛ يضيف HDMI 2.1 قناة جديدة لنقل البيانات الوصفية الديناميكية، مما يحل هذه المشكلة تمامًا.
قناة إرجاع الصوت المحسنة (eARC)
منذ الإصدار 1.4، أصبحت قناة إرجاع الصوت (ARC) جزءًا من معيار HDMI. يتيح لك ARC توصيل جميع الأجهزة المصدر (مشغلات Blu-ray ووحدات التحكم في الألعاب وما إلى ذلك) مباشرةً بالتلفزيون الخاص بك ثم استخدام كابل HDMI لنقل الصوت إلى مكبر الصوت أو جهاز الاستقبال أو أي نظام صوت آخر. إنه يبسط عملية توصيل الكابلات إلى حد كبير ويتيح لك استخدام جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون للتحكم في أجهزة الصوت. ومع ذلك، فإن النطاق الترددي المحدود لـ ARC (~ 1 ميجابت في الثانية) يحد من جودة الصوت ويجعل من المستحيل إرسال صوت غير مضغوط عالي الجودة. يعمل eARC على زيادة عرض النطاق الترددي المتوفر بشكل كبير إلى 37 ميجابت في الثانية، وهو ما يكفي لإرسال صوت 5.1 و7.1 بدون فقدان مثل Dolby TrueHD وDTS-HD MA، وإشارات الناقل لـ Dolby Atmos وDTS:X.
VESA DSC 1.2a ضغط تدفق العرض
مع شعبية الفيديو الحديث ذي معدل البت العالي، تتطلب إشارات الفيديو نطاقًا تردديًا أكبر من أي وقت مضى، لذلك هناك حاجة إلى طريقة ضغط جديدة. الطريقة الأكثر شيوعًا هي ضغط تدفق العرض (DSC). تم تطوير DSC في الأصل على منصات الكمبيوتر، ولم يتمكن من تشفير معظم إشارات التلفزيون بكفاءة لأنه كان متوافقًا فقط مع الفيديو المشفر بـ RGB. أصدرت مجموعة VESA المسؤولة عن DSC إصدارًا محدثًا، DSC 1.2a، الذي يدعم أقصى عمق للألوان يبلغ 16 بت ويتيح تشفير YCbCr 4:2:0 وYCbCr 4:2:2 الأصلي دون التحويل أولاً إلى RGB. يدعم HDMI 2.1 هذه التقنية (على الرغم من أن جميع أجهزة HDMI 2.1 لا تفعل ذلك)، مما يضاعف الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي الذي يمكن أن تنقله كابلات HDMI 2.1 إلى 120 جيجابت في الثانية دون المساس بجودة الصورة. فقط الأجهزة ذات الدقة العالية جدًا ومعدل التحديث العالي هي التي تتطلب DSC.
معدل التحديث المتغير (VRR)
معدل التحديث المتغير هو الميزة التي يهتم بها اللاعبون كثيرًا. فهو يقوم بمزامنة معدل تحديث الشاشة ومصدر الإشارة (مخرج بطاقة الرسومات) للحصول على تجربة لعب أكثر سلاسة، مما يقلل أو يزيل التأخير والتلعثم وتمزيق الإطار. مع عدد أقل من الإطارات المخزنة مؤقتًا، لم تعد بحاجة إلى الاختيار بين عناصر الصورة وتأخر الإدخال - مما يؤدي إلى تقليل كليهما بشكل مثالي. وهو مشابه لـ Nvidia's G-Sync وAMD's FreeSync، وهما متاحان فقط من خلال DisplayPort؛ VRR هو إصدار VESA.
نقل الإطار السريع (QFT)
يعمل Quick Frame Transport على تغيير طريقة نقل الصور من مصدر الإشارة إلى الشاشة، حيث ينقل كل إطار بمعدل أعلى لتقليل زمن الوصول. ينتج إجمالي تأخير الإدخال عن عوامل عديدة، بما في ذلك الوقت الذي تستغرقه الشاشة لمعالجة الصورة وعرضها. لا يعمل نظام QFT على التخلص من تأخير الإدخال تمامًا، ولكنه يقلل من التأخير الناتج عن وقت الإرسال بين المصدر والشاشة. يعد تأخر الإدخال أحد أهم المؤشرات على مدى جودة التلفزيون للألعاب، مما يجعل هذه الميزة ملائمة للألعاب.
وضع الكمون المنخفض التلقائي (ALLM)
يُعد وضع زمن الاستجابة المنخفض التلقائي (ALLM)، أو الوضع التلقائي للألعاب، ميزة أخرى مخصصة للاعبين. فعندما يكتشف تلفزيون متوافق تشغيل لعبة، يُفعّل تلقائيًا وضع زمن الاستجابة المنخفض (وضع الألعاب)، مما يوفر عليك عناء تفعيله يدويًا في كل مرة. بل يمكنه حتى التمييز بين تشغيل لعبة ومشاهدة فيلم والتبديل تلقائيًا حسب الحاجة. وقد كانت Samsung سبّاقة في تبني هذه الميزة على مستوى الصناعة، إذ كانت بعض طرازات عام 2018 متوافقة بالفعل.
التبديل السريع للوسائط (QMS)
في السابق، كانت أجهزة العرض مثل التلفزيونات والشاشات تُظهر شاشة سوداء لبضع ثوانٍ قبل عرض الفيديو الجديد كلما تغيّرت أي معلمة من معلمات المصدر. وهذا أمر شائع بشكل خاص في ألعاب الأجهزة المنزلية، حيث يمكن أن يتغير معدل تحديث الإخراج وحتى الدقة اعتمادًا على المحتوى. يحل QMS هذه المشكلة: إذا كان المصدر وجهاز العرض متوافقين، فلن تظهر الشاشة السوداء بعد الآن عندما يبدّل المصدر تنسيقات الفيديو—بل يتم التبديل إلى المصدر الجديد فورًا.
