不断成长的HDMI
本文作者:admin
点击:
2005-03-11 00:00
前言:
自从全面数字HDMI影音接口的规格在两年前定版,HDMI已经获得所有主要的消费性电子产品制造商采用。想想看—在2003年,HDMI消费性电子产品的销售量只有25万台,但在2004年便成长至600万台以上。市场分析师认为应用HDMI的趋势将持续快速成长,并预期配备HDMI的产品之销售量在2007年将增加至125,000,000万台。根据IDC与美商晶像(Silicon Image)的估计,在2005年年底,全球将会有超过1500万台HDMI功能的数字电视,并在2007年年底成长至将近5000万台。
HDMI标准 附加价值多
HDMI于2002年引进市场作为影音接口的标准,此技术具有充足的频宽,能在单一缆线中以压缩或未压缩的格式,容纳未经压缩的高画质视讯与多轨音讯,而且有足够的空间以应付未来的需求。透过HDMI,未压缩的影音内容可以从来源装置(如DVD放影机或数字电视盒)传送至高分辨率电视(HDTV)或是高分辨率兼容(HD-compatible)的装置播放。HDMI是消费性电子产品的首个、也是目前唯一的全面数字化接口,能透过单一缆线来传输未压缩的高画质视讯与未压缩的多轨音讯。
只要一条HDMI缆线,就可以取代10~20条的模拟传输缆线(视乎系统的设定而言),能有效解决家庭娱乐系统背后缆线杂乱纠结的问题。HDMI可搭配高频宽数字内容保护(High-bandwidth Digital Content Protection;HDCP),以防止具著作权的影音内容遭到未经授权的复制。
HDMI变得如此受欢迎的真正原因为何?答案是:这个标准具备多种用途,能成功解决许多困扰消费性电子产业的问题。HDMI标准采用了美商晶像所发展的TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling)技术,搭配每秒数千兆位的影音内容传输频宽,再加上Intel的HDCP内容保护技术,因此对消费性电子产品价值链的每一份子而言,HDMI标准提供了理想的解决方案,所带来的结果是整齐美观的缆线与接头组装,一般的消费者也觉得容易使用。让我们探讨HDMI的优点:
因应高频宽数字内容传输
业界的专家认为,如果要HDTV等装置显示时维持高画质的视讯,最好的方式便是从来源装置传输未压缩的影音数据流。但若要传输未压缩的影音数据,则需要相当高的连结频宽(每秒数千兆位)。IEEE 1394等接口标准只能传输压缩影音数据,因此可能会降低画面品质。相较之下,只要一条HDMI连结,就能以每秒165 Mpixels的速度传输高达24位的使用者数据,让整个频宽可以高达将近4 Gbps,不仅可以满足目前高画质电视的1080p分辨率,还能支持DVD Audio等最先进的数字音讯格式,以192kHz取样频率传输高达8轨的24位音讯。这一切只要一条HDMI缆线便可达成,而且远远超越DVD Audio最高只有6轨且取样频率为96kHz的规格。HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音讯格式中。
支持高频宽数字内容保护
影音内容的持有者与制作者如好莱坞的电影公司等,长期以来对影音内容数字化忧心忡忡,认为一旦把影音内容数字化,就更容易遭到未经授权的复制与贩售。事实上,不论是数字格式或是模拟格式,如何保护影音内容的著作权不受侵害,是电影与音乐业者获利与生存的首要问题。以1970年代早期为例,当时第一台录放机(VCR)问世,引起了娱乐界的反感,大厂纷纷认为VCR可以让民众录下电视节目,侵犯了著作权(“Comcast, TV Program Owners Clash Over Video-on-Demand,” Wall Street Journal, 2005年1月27日)
娱乐内容的制作者一直认为消费者每日录下节目会影响到他们的生存,所以不论是什么数字接口,只要能高频宽且高品质的影音内容,从DVD放影机或数字电视盒等来源装置传输出去,便须要有健全的保护影音内容机制,才能获得业界接受。
HDMI为何对好莱坞特别具有吸引力,原因在于其内嵌式的内容保护机制,也就是所谓的HDCP。HDCP的设计专门是为了保护在高频宽接口上的影音内容。目前共有两种数字接口采用HDCP保护标准,其中一个是HDMI,另一个是DVI(Digital Visual Interface)。DVI可说是HDMI的前身(DVI并不支持音讯部分),而HDMI能与DVI回溯兼容。
HDCP:数字内容争议的解决之道
HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection,高频宽数字内容保护),并非HDMI标准必备的功能,不过目前市场上所有HDMI产品均具有HDCP功能。HDMI与HDCP是两个完全独立的标准,其所有权分属两组个别的机构。HDMI工作小组(HDMI Working Group)由7家公司组成:Hitachi、Matsushita(大家较耳熟的品牌为Panasonic)、Philips、Silicon Image、Sony、Thomson(以RCA品牌产品著名)与Toshiba。这些公司合作开发HDMI规格,目前的版本是1.1。HDMI规格可透过网络下载取得:http://www.hdmi.org/。HDMI Licensing LLC负责管理HDMI的授权以及HDMI规定的兼容性测试。
HDCP标准则是由Digital Content Protection LLC所开发,使用HDCP均须事先获得此机构的授权(http://www.digital-cp.com/)。根据HDCP 1.1的规格文件,HDCP健全的内容保护能力来自于3个独立但同等重要的系统要件。
1. 确认通信协议(authentication protocol)─透过此协议,HDCP传送器可确认某个HDCP接收器是否已经过授权来接收HDCP所保护的内容。
2. 当获得确认后,HDCP加密所保护的内容会利用在第一步认证过程中所建立的共享密钥(shared secret key)从 HDCP 传送器传送至HDCP接收器,以防止任何窃听装置来盗取HDCP所保护的内容。
3. 最后,如果HDCP装置(不论是传送器或接收器)的合法性遭受破坏,引致HDCP内容可以未经授权使用时,还是有内建的更新功能能加以防止。此功能让HDCP传送器能辨识受到破解的装置,并防止受HDCP保护的内容传输至该装置。
HDMI在来源装置应用上持续演进
随着数字电视销售量大幅度成长,预计从2004年的1950台成长至2007年的7700万台,而采用一个或以上HDMI输入的数字电视比率之成长速度将更加快速。对消费者而言,若要享有数字电视的高分辨率的画质,家里DVD放影机或数字电视盒等来源装置将需要适当的传输格式,如480p或是更高分辨率,才能发挥数字电视的长处。另外,还有内容保护的问题。即使是目前一般的模拟电视,内容保护也是业界所必须解决的一个问题。举例而言,每个VCR都要装有Macrovision以防止未经授权的复制。在大多数事先录制的录像带影音讯号中,也都内嵌了Macrovision记号。现在,随着数字电视时代的来临,影音内容的产生采用数字格式,唯有采用数字接口才能达到最佳的画面品质。 重点是:如何能解决全面数字化接口中内容保护的问题?
答案再一次是搭配了HDCP的HDMI。此标准已被证明是最接近理想的数字接口,其优异的功能可以透过单一的通讯协议,一次解决高分辨率与内容保护的问题。
DVD拷贝管制协会(CCA)规定,所有播放CSS保护内容且画质高于480p/576p的 DVD放映机,均必须具备HDMI-HDCP或DVI-HDCP输出端子。此规定可说是HDMI应用的重大里程碑。CCA是个受好莱坞电影公司支持的技术团体,所拥有的拷贝防护技术均应用在目前市场上所有一般画质的DVD光盘上。此拷贝防护技术名为“Content Scrambling System”,简称为CSS,可防止受著作权保护的DVD内容遭到未经授权的复制。目前市场上,HDMI正快速应用在来源装置上(预估在2004年销售的HDMI DVD放影机与数字电视盒 超过150万台,预计将在2007年成长至7,600万台)。CCA的规定将更加强化HDMI在市场的地位。
除了CCA之外,美国的 FCC也规定在2005年7月1日后贩售的所有“具数字有线功能”(digital cable-ready)电视,均必须具有HDMI-HDCP或DVI-HDCP输入端子。此外,在1988年由有线电视业成员所设立的CableLabs (the Cable Television Laboratories, Inc.),也在其OpenCable计划中,规定所有高画质数字电视盒(HD-STBs)必须具备HDMI-HDCP或DVI-HDCP输出端子。
最后,在全球各地纷纷宣布采用HDMI的机构中,代表欧洲信息通信技术与消费性电子产业的组织EICTA, 于2005年1月19日在布鲁塞尔宣布,任何贴有“HD Ready”卷标的显示装置,均必须透过HDMI或DVI数字接口接收高分辨率内容的传输,而且其HDMI或 DVI输入端子必须要支持HDCP。
新一代DVD与HDMI,带来接近高分辨率的使用者经验
随着HDMI在DVD录放机上的应用逐渐增加,促进了全新类型DVD放影机的普及率。此新一代DVD,名为升级DVD放影机(up-converting DVD player),可播放一般画质的DVD,然后将内容的分辨率提升至720p或1080i (或 1080p),透过HDMI数字接口,将高分辨率的影音数据流传输至HDTV。
HDMI又如何促进了新一代DVD放影机的普及率?在此新一代DVD放影机问世前,一般画质的DVD放影机要将影音内容传送至HDTV,唯一方法便是先将DVD光盘的数字内容转换成模拟格式,然后透过复合式缆线(composite cable)、S-video或组件视讯缆线(component video cable),将模拟信号传至HDTV。然后,数字电视将内容从模拟格式转回数字格式,才能在屏幕上显示影像。为了达到消费者对数字电视所预期的高画质,最好能避免这些不必要的格式转换。新一代的DVD放影机便是能做到此点,将传送至数字电视的影音信号维持全面的数字格式。
然而,要新一代的DVD放影机发挥其优点,前提是放影机与数字电视之间要有全面数字的影音连结如HDMI。因此,透过在DVD来源装置与HDTV所建立的高频宽、内容保护与全面数字连结,HDMI标准让现有的一般画质DVD,也能在新型的HDTV上达到接近高分辨率的品质。
目前市场上已经有几款新一代的DVD放映机。Sony公司在2005年CES所展示的6款具HDMI功能的DVD 与A/V接收器中,均具有画质升级的功能。Panasonic最新的HDMI DVD-S97 DVD放映机也因为其接近高分辨率的画质升级功能,在市场上越来越受欢迎。同样是在CES 2005推出的Denon新一系列DVD放映机(DVD-2910, DVD-3910和DVD-5910)与A/V接收器(AVR-4805 和 AVR-5805),也具有HDMI与画质升级的功能。