صدر معيار HDMI 2.1 لأول مرة في نوفمبر 2017، ويُعدّ بلا شك أهم ترقية لمعيار HDMI على الإطلاق. فقد ارتفع عرض نطاقه إلى 48 Gbps، أي 2.67 ضعف عرض نطاق HDMI 2.0 (18 Gbps).
ظلّ HDMI 2.0 وشقيقه الأحدث HDMI 2.0b أكثر إصدارات معيار HDMI شيوعًا على مدى السنوات الخمس الماضية. ومنذ عام 2019، كانت صناعة التلفزيونات أول من مهّد الطريق أمام HDMI 2.1، الذي أصبح المعيار القياسي في تلفزيونات 8K Ultra HD. كما تتميّز أفضل تلفزيونات 4K بدعم HDMI 2.1 بأعداد كبيرة، والجيل القادم من منصات الألعاب، PS5 وXbox Series X، المقرر طرحه أواخر عام 2020، يأتي أيضًا مزوّدًا بـ HDMI 2.1.
ولأن HDMI 2.1 لا يزال معيارًا حديثًا نسبيًا، فلا داعي للقلق كثيرًا بشأن تقادم تلفزيون 4K أو مشغّل الوسائط المتدفقة أو مشغّل Blu-ray بدقة 4K Ultra HD لديك. لكن إن كنت تخطّط لشراء تلفزيون متطوّر، فتأكّد من أنه يأتي بمنفذ HDMI 2.1، خصوصًا للأفلام والألعاب.
نظرة عامة على مواصفات HDMI 2.1
- المواصفات الفيزيائية للموصل مماثلة لـ HDMI الحالي، مع التوافق مع الإصدارات الأقدم.
- يتطلب أداء تدريع أفضل وكابلات بمقاومة أعلى للتداخل الكهرومغناطيسي EMI.
- ارتفاع عرض النطاق إلى 48 Gbps، أي 2.67 ضعف HDMI 2.0 (18 Gbps).
- القدرة على نقل إشارات فيديو تصل إلى 10K@120fps.
- ميزات سمعية وبصرية جديدة: Dynamic HDR وقناة إرجاع الصوت المحسّنة (eARC).
- ميزات ألعاب جديدة: معدل التحديث المتغيّر (VRR)، والنقل السريع للإطارات (QFT)، ووضع زمن الاستجابة المنخفض التلقائي (ALLM)، والتبديل السريع للوسائط.
- تنسيق ضغط فيديو جديد: VESA DSC 1.2a.
عرض نطاق أكبر
كلما زادت دقة إشارة الفيديو، زاد حجم البيانات في تلك الإشارة. فحجم بيانات إشارة 4K Ultra HD بدقة 3,840x2,160 المنقولة عبر HDMI يبلغ نحو أربعة أضعاف حجم إشارة HD بدقة 1,920x1,080. وإذا تخيّلت الكابلات كأنابيب، فستحتاج إلى أنابيب أكبر من تلك المخصّصة لـ 1080p لحمل إشارات 4K. وينطبق الأمر نفسه عند زيادة معدل الإطارات: فأنت بحاجة إلى أنبوب أكبر لنقل الصور بمعدل 60 إطارًا في الثانية بدلًا من 24fps عند الدقة نفسها. فكلما زاد عدد الصور في الثانية، زاد حجم البيانات.
مقارنة عرض النطاق بين HDMI 2.1 و2.0 و1.4
يرفع معيار HDMI 2.1 الحدّ الأقصى لعرض النطاق غير المضغوط الذي يمكن لكابلات HDMI التعامل معه إلى 48 Gbps، والحدّ الأقصى لعرض النطاق المضغوط إلى 128 Gbps على الأقل. ورغم أنه سيمضي بعض الوقت قبل أن تحتاج الأجهزة فعليًا إلى هذا القدر من عرض النطاق، فقد أصبح عرض نطاق HDMI 2.0 البالغ 18 Gbps عنق زجاجة في كثير من الحالات. فعلى سبيل المثال، يتطلب نقل إشارة فيديو 4K@60Hz بأخذ عينات لونية 4:4:4 وعمق ألوان 10 بت عرض نطاق قدره 20.05 Gbps، وهو أكثر مما يمكن لوصلة HDMI 2.0 وحدها توفيره.
دقة ومعدل تحديث أعلى
يدعم عرض النطاق المتزايد في HDMI 2.1 نقل إشارة الفيديو حتى دقة 10K (10240x4320)، مغطّيًا معظم الدقات الجديدة وأخذ العينات اللونية وأعماق الألوان ومعدلات التحديث التي تتيحها وصلة HDMI 2.1 أحادية الزوج. وبالنسبة لإشارات الفيديو التي تتجاوز 4K@60Hz، يكون عرض النطاق المطلوب أكبر من 18 Gbps الخاصة بـ HDMI 2.0، لذا ينبغي أن تكون تلفزيونات 8K وتلفزيونات 4K المتطوّرة مزوّدة بواجهة HDMI 2.1؛ وإلا فمن الضروري توصيل عدة كابلات HDMI 2.0 (إن كان التلفزيون يدعم ذلك).
ما هي الميزات الجديدة في HDMI 2.1؟
إلى جانب التحسّن الهائل في الدقة ومعدل التحديث، يتميّز HDMI 2.1 بميزات جديدة مفيدة أخرى.
Dynamic HDR
يُعدّ HDR (المدى الديناميكي العالي) أحد أكثر تحسينات جودة الصورة ترحيبًا منذ عصر 4K، إذ يَعِد بتباين أعلى وألوان أغنى لمحتوى الفيديو. وأكثر تنسيقات HDR شيوعًا اليوم هو HDR10، الذي يستخدم بيانات وصفية تُسجّل مستوى السطوع الفعلي لمحتوى الفيديو لإخبار التلفزيون بكيفية استعادة الألوان والتباين. وفي HDR10 توجد مجموعة واحدة فقط من هذه البيانات الوصفية لكل مقطع فيديو، لكن السطوع الفعلي يتغيّر من مشهد إلى آخر، لذا فإن استعادة التباين لكل مشهد تكون حتمًا غير دقيقة. ومع Dynamic HDR، يمكن أن تختلف البيانات الوصفية (مستويات السطوع الحقيقية) لكل مشهد وكل إطار لتلائم مشهدًا أو إطارًا معيّنًا على نحو أفضل، فتتغيّر استعادة التلفزيون تبعًا للبيانات الوصفية. وتستخدم تنسيقات HDR المتقدمة مثل Dolby Vision وHDR10+ وAdvanced HDR بالفعل بيانات وصفية ديناميكية، ويمكن تمريرها عبر وصلات HDMI الحالية لكنها تتطلب عرض نطاق إضافيًا؛ ويضيف HDMI 2.1 قناة جديدة لنقل البيانات الوصفية الديناميكية، مما يحلّ هذه المشكلة تمامًا.
قناة إرجاع الصوت المحسّنة (eARC)
منذ الإصدار 1.4، أصبحت قناة إرجاع الصوت (ARC) جزءًا من معيار HDMI. وتتيح لك ARC توصيل جميع أجهزة المصدر (مشغّلات Blu-ray ومنصات الألعاب وغيرها) مباشرةً بالتلفزيون، ثم استخدام كابل HDMI لنقل الصوت إلى مكبّر صوتي (soundbar) أو مستقبِل أو نظام صوتي آخر. وهي تبسّط التمديدات إلى حدّ كبير وتتيح لك استخدام جهاز التحكّم عن بُعد الخاص بالتلفزيون للتحكّم في المعدّات الصوتية. غير أن عرض نطاق ARC المحدود (نحو 1 Mbps) يحدّ من جودة الصوت ويجعل نقل الصوت عالي الجودة غير المضغوط متعذّرًا. أما eARC فترفع عرض النطاق المتاح بشكل كبير إلى 37 Mbps، وهو كافٍ لنقل صوت 5.1 و7.1 عديم الفقد مثل Dolby TrueHD وDTS-HD MA، وهما إشارتا الحمل لـ Dolby Atmos وDTS:X.
ضغط تدفّق العرض VESA DSC 1.2a
مع انتشار الفيديو الحديث ذي معدل البِت العالي، باتت إشارات الفيديو تتطلب عرض نطاق متزايدًا باستمرار، ومن ثَمّ ظهرت الحاجة إلى طريقة ضغط جديدة. وأكثر هذه الطرق شيوعًا هي ضغط تدفّق العرض (DSC). وقد طُوّرت DSC في الأصل على منصات الكمبيوتر، ولم تكن قادرة على ترميز معظم إشارات التلفزيون بكفاءة لأنها كانت متوافقة فقط مع الفيديو المرمَّز بنظام RGB. وقد أصدرت مجموعة VESA المسؤولة عن DSC نسخة محدَّثة، هي DSC 1.2a، تدعم عمق ألوان أقصى يبلغ 16 بت وتتيح ترميز YCbCr 4:2:0 وYCbCr 4:2:2 أصليًّا دون الحاجة إلى التحويل أولًا إلى RGB. ويدعم HDMI 2.1 هذه التقنية (وإن لم تدعمها كل أجهزة HDMI 2.1)، مما يضاعف الحدّ الأقصى لعرض النطاق الذي يمكن لكابلات HDMI 2.1 نقله ليصل إلى 120 Gbps دون المساس بجودة الصورة. ولا تحتاج إلى DSC سوى الأجهزة ذات الدقة العالية جدًا ومعدلات التحديث العالية.
معدل التحديث المتغيّر (VRR)
معدل التحديث المتغيّر هو الميزة التي يهتم بها اللاعبون أكثر من غيرها. فهو يزامن معدل تحديث الشاشة ومصدر الإشارة (مخرَج بطاقة الرسوميات) لتجربة لعب أكثر سلاسة، مقلّلًا أو مزيلًا التأخّر والتقطّع وتمزّق الإطارات. ومع تقليل الإطارات المخزّنة مؤقتًا، لم تعد مضطرًا للاختيار بين تشوّهات الصورة وزمن استجابة الإدخال، بل من الناحية المثالية يمكن تقليل كليهما. وهو شبيه بـ G-Sync من Nvidia وFreeSync من AMD، اللذين لا يتوفّران إلا عبر DisplayPort؛ أما VRR فهو نسخة VESA.
النقل السريع للإطارات (QFT)
يغيّر النقل السريع للإطارات طريقة نقل الصور من مصدر الإشارة إلى شاشة العرض، إذ ينقل كل إطار بمعدل أعلى لتقليل زمن الاستجابة. وينتج تأخّر الإدخال الكلّي عن عوامل كثيرة، منها الوقت الذي تستغرقه الشاشة لمعالجة الصورة وعرضها. ولا يلغي QFT تأخّر الإدخال تمامًا، لكنه يقلّل التأخّر الناتج عن زمن النقل بين المصدر وشاشة العرض. ويُعدّ تأخّر الإدخال أحد أهم المؤشرات على مدى ملاءمة التلفزيون للألعاب، مما يجعل هذه الميزة صديقة للألعاب.
وضع زمن الاستجابة المنخفض التلقائي (ALLM)
وضع زمن الاستجابة المنخفض التلقائي، المعروف أيضًا بوضع الألعاب التلقائي، ميزة أخرى مصمّمة للاعبين. إذ يشغّل التلفزيون المتوافق وضع زمن الاستجابة المنخفض (وضع الألعاب) تلقائيًا عند اكتشافه أنك تلعب لعبة، موفّرًا عليك عناء تشغيله يدويًا في كل مرة. بل يمكنه التمييز بين لعب لعبة ومشاهدة فيلم والتبديل تلقائيًا حسب الحاجة. وقد تصدّرت Samsung الصناعة في هذه الميزة، إذ كانت بعض طُرز 2018 متوافقة معها بالفعل.
التبديل السريع للوسائط (QMS)
في الماضي، كانت أجهزة العرض مثل التلفزيونات والشاشات تُظلم الشاشة لبضع ثوانٍ قبل عرض الفيديو الجديد كلما تغيّر أي مَعلَم من معالم المصدر. ويشيع ذلك بوجه خاص في ألعاب المنصات، حيث يمكن أن يتغيّر معدل تحديث الإخراج بل وحتى الدقة تبعًا للمحتوى. ويحلّ التبديل السريع للوسائط هذه المشكلة: فإذا كان المصدر وشاشة العرض متوافقين، لم تعد الشاشة السوداء تظهر عند تبديل المصدر لتنسيقات الفيديو، بل ينتقل فورًا إلى المصدر الجديد.
