一根好的HDMI線材極限4K18GHDR極限速率是如何定義的?

上一篇文章重點介紹了, 相信大家都有一定的認識和了解,今天我們就細緻的來談談,HDMI極限速率是如何定義的?他在4K18G的傳輸中是如何工作的。

一根好的HDMI線材極限4K18GHDR極限速率是如何定義的?

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HDMI有4P信號線,其中有3P分別用來傳輸紅、綠、藍三種色彩分量的信號,1P用來傳輸clock信號。

HDMI升級到2.0版本後就有了相關的定義,可以支持到24位、36位、最高48位的色深。 這是就規定了HDMI CAT2的最高傳輸速率為10.2G。 舉個例子:現在市場上應用最多的1080P 60Hz ,就是屏幕顯示為橫向1920個像素、縱向1080個像素,每秒刷新60次。用公式計算下來其像素頻寬(就是你說的時鐘頻率)大約為148.5MHz。 可以理解為HDMI的每對信號線每秒傳輸148.5兆個像素。

這裡的1個像素是有一個10位的二進位碼組成,其中有8位是視頻數據,2位是控制信號,HDMI的8位視頻二進制碼信號發出時先要經過一個8b/10b的編碼器,將8位信號加上2位控制信號後發送,所以1個像素是由10位二進制碼組成。

上面1080P的傳輸速率就可以理解為3對*148.5MHz*10位=4.455G/s

這個就是HDMI的傳輸速率,對應的10.2G也就可以理解了,最高10.2G/S、每對3.4G/S、像素頻寬340MHz

上面所說的1080P就是3*8=24位的傳輸,就是說1080P 60Hz實際傳輸的是24位的色深。 HDMI協會制定標準是考慮其發展性的,1.3版本規定最高支持到48位的色深,這個48位的色深的傳輸速率就接近10.2G/s了,為了HDMI產品發展和可擴充性,才把最高傳輸速率定的這麼高。

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務必要搞明白的基本原理

色彩深度

* 色彩深度計算機圖形學領域表示在位圖或者視頻幀緩衝區中儲存1像素的顏色所用的位數,它也稱為位/像素(bpp)。色彩深度越高,可用的顏色就越多。

8bit 10bit 12bit 14bit 16bit

在數字信息存貯中,計算設備用2進制數來表示,每個0或1就是一個位(bit)。 假設1代表黑、0代表白,在黑白雙色系統中最少有2bit。單基色為nbit,畫面位數就為2 ?bit,位數越大,灰度越多,顏色也越多,彩色系統中同理。視頻畫面10bit含義就是畫面能以10為二進制數的數量控制色彩層次(即灰階)。通常 8bit相當於256級灰階——即常說得24位真彩色;而10bit就相當於1024級灰階。三基色混合成彩色,增加1 bit就意味色彩數增加8倍。10bit就相當於1024的三次方——1073741824,約為10.7億色。遠大於8bit的1670萬色。

視頻信號輸出帶寬是怎麼計算的?

HDMI/2.0輸出 按照3840 x2160 分辨率,每個像素10bit , 單通道就是 10X3=30bit. 按照輸出幀率60fps那就是3840 x2160 x30 x60= 14929920000單位應該是bit 。根據以上方法換算如下:那麼4k帶寬計換算完畢等於14.9 Gbps

當然,這個計算結果是非常理論化的,還有別的因素要考慮。HDMI使用的TMDS(最小化傳輸差分信號)機制。實際效率理論也就是14.9Gbps。這個帶寬要求已經超過了HDMI/1.4的10.2Gbps要求,只有 HDM12.0才能達到18Gps,因而才可以輕易支持4K 60Hz輸出。

理論計算(數據未壓縮)4K顯示屏對應的解析度:3840*21604K內容需要的傳輸速率:3840*2160*8*3*60≈12 Gbps (前提:不考慮數據中的其他信號;數據位數為8 bits/color;幀率為60fps)

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10 bit 和 8 bit 的灰度級別

通常的我們使用的顯示器色彩是 24 bit ,那麼現在提出的 10 bit 單通道色彩,兩者是怎樣一種關係呢?  這是一個非常容易混淆的概念,實際上,可以這樣計算,1 位單通道色彩的圖像只是黑色和白色兩種色彩,而單通道 8 bit 實際相當於顯示器定義的 24 bit 或 32 bit ,顯示器定義只是簡單的色彩通道相加,而不是單通道色彩深度;單通道 16 bit 具有 65536 個灰度級別,和顯示器的色彩定義不同,顯示器是兩個 5 bit 通道加上 1 個 6 bit 通道,色彩還沒有達到單通道 8 bit 的圖像顯示質量。

8 bit 和 10 bit 也是這樣。高位深表示在一個色閾中更多的採樣數值,8 bit 提供 256 個採樣點,而10 bit 提供1024 個採樣點,其色彩精度是8 bit 的4 倍。

也就是說,顯示器和圖像深度之間是一個單通道色深與顏色數量之間的關係,24 bit 真彩色顯示器顯示數量是單通道10 bit 色彩數量的六十四分之一。如果按照三原色計算,10 bit 單色彩通道相加為30 bit 色彩,或者說10 億色。

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下一篇文章我們把關於HDMI4K18G線材信號傳輸大家想問的問題作了彙總,你如果那裡還有不明白之處,可以在影音智媒體提問?我們會給大家答覆,謝謝你的支持。


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