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HDMI - Definition, Erklärung und Bedeutung

HDMI

HDMI 1.0 - HDMI 1.1 - HDMI 1.2(a) - HDMI 1.3(a) - HDMI 1.4 - HDMI 1.4(a) - HDMI 2.0 - HDMI 2.0(a)

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Das "High Definition Multimedia Interface" (HDMI) wurde 2003 vorgestellt. Der HDMI-Anschluss wird vorrangig im Home Entertainment - Bereich verwendet, um Video- und Audiodaten zu übertragen. Die rein digitale Übertragungsweise verhindert dabei Verluste, wie sie bei der Digital-Analog-Wandlung anderer Anschlüsse vorkommen.

Ein fester Bestandteil von HDMI ist der Kopierschutz HDCP (High Bandwith Digital Content Protection), der eingeführt wurde, um Raubkopien zu unterbinden. Seit Vorstellung der ersten HDMI-Version erfolgten bereits einige Überarbeitungen des Standards.

HDMI 1.0
HDMI 1.0 war bzw. ist in der Lage Videos mit 4,95 GBit/s bei einer maximalen Pixelfrequenz von 165 MHz zu übertragen. Dank 1.080p-Unterstützung ist dieser Standard vollkommen geeignet für hochauflösendes Fernsehen. Als Tonformate stehen Dolby Digital, DTS, PCM und MPEG zur Verfügung.

HDMI 1.1
Mit der zweiten Version, HDMI 1.1, verdoppelte sich die Datenrate auf 10 GBit/s und neben einem neuen Tonformat (DVD-Audio) gab es auch einen zweiten Steckertyp. Neben dem sog. Typ A wird jetzt auch Typ B verwendet (beide Varianten unterscheiden jedoch nur in der Datenübertragungsrate).

HDMI 1.2(a)
Die Versionen HDMI 1.2 und 1.2a erweiterten 2005 die Liste der unterstützten Medien um die SACD. Zudem wurde das Interface um die Funktion CEC erweitert, die es ermöglicht mehrere HDMI-Geräte mit nur einer Fernbedienung zu steuern.

HDMI 1.3(a)
Bei dem Ende 2006 eingeführten HDMI 1.3 und 1.3a wurde nochmals die Bandbreite auf jetzt 10,2 GBit/s und 340 MHz erhöht. Des Weiteren kamen die digitalen Tonformate Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD und DTS-HD zum Funktionsumfang hinzu, die dank Lip Sync automatisch mit dem Videomaterial synchronisiert werden können. Auch die maximal mögliche Farbtiefe wurde von 24 Bit auf bis zu 48 Bit (Deep Color) erweitert. Außerdem wurde die Schnittstelle um den Steckertyp C und das Bildformat 1.440p ergänzt.

HDMI 1.4
HDMI 1.4 ist wohl eine der größten Überarbeitungen des Standards bisher. Trotz der neuen Features bleibt es bei der maximalen Übertragungsrate von 10,2 GBit/s.

Netzwerk
Der neue HDMI Ethernet Channel (HEC) wurde implementiert, um der wachsenden Verbreitung internetfähiger Geräte im Heimkino Rechnung zu tragen und den Verkabelungsaufwand in Zukunft geringer halten zu können. Der Kanal wird realisiert, indem 2 bisher nicht verwendete Adern im HDMI-Kabel genutzt werden. Das ermöglicht eine Geschwindigkeit von bis zu 100 MBit/s in zwei Richtungen.

Audio-Rückkanal
Der neue Audio Return Channel (ARC) dient ebenfalls dazu, den Verkablungsaufwand zu reduzieren. Mit diesem Audiorückkanal wird es möglich, den Ton des TV-Tuners ohne zusätzliches Kabel an den A/V-Receiver weiter zu reichen, sofern dieser bereits über HDMI verbunden ist.
Man nutzt nun gewissermaßen auch den „Downstream“ vom Fernseher zur Audio-Anlage, statt bisher ausschließlich den „Upstream“ vom Blu-ray Player über den A/V-Receiver, wo der Ton verarbeitet und ausgegeben wird, bis zum Fernseher, der das Bild ausgibt.

Unterstützung für 4K
Unter 4K versteht man eine Auflösung von rund 4000 x 2000 Pixeln. Konkret geht es um die Auflösungen 3840 x 2160, die mit 24, 25 oder 30 Bilder pro Sekunde abgespielt werden kann und 4096x2160, für die ausschließlich 24 Bilder pro Sekunde vorgesehen sind. Diese beiden Auflösungen bieten etwa das Vierfache der bisher verbreiteten High Definition 1080p.

Automatische Erkennung des Typs
Streng genommen erfordert die optimale Darstellung von Fotos oft andere Einstellungen als die Darstellung von HD-Filmen. Mit HDMI 1.4 hält ein Verfahren Einzug, bei dem das Abspielgerät dem darstellenden Gerät signalisiert, welche Art von Material (bspw. Film, Foto, Spiel) übertragen wird. Der Fernseher oder Beamer kann nun das passende Profil wählen, so kann die Darstellung ohne manuellen Eingriff des Nutzers verbessert werden.

Neue Farbräume
Farbräume ermöglichen die korrekte Darstellung von Farben, je größer der Farbraum ist, desto mehr Farben können dargestellt werden und desto feiner sind die Abstufungen. Mit feinen Abstufungen beugt man Effekten wie Banding vor.
Im Heimkino und in der digitalen Verarbeitung von Bildern wie bei der Digitalfotografie haben sich inzwischen verschiedene Farbräume durchgesetzt. HDMI 1.3a unterstützt bereits erweiterte Farbräume wie x.v.Color. Mit HDMI 1.4 kommen insgesamt 3 neue Bereiche dazu: sYCC601, Adobe RGB und Adobe YCC601. Um die Farbbereiche nutzen zu können, müssen sowohl Abspielgerät wie auch Fernseher oder Beamer den erweiterten Farbraum verarbeiten können.

Neue Stecker
Da immer mehr portable Geräte Möglichkeiten zur HD-Aufnahme mitbringen, wurde es auch nötig, einen einfachen und kleineren Stecker zu entwickeln. Der neue HDMI Stecker Typ D ist etwa 50% kleiner als der HDMI Mini – Anschluss, kann aber trotzdem 1080p – Videos übertragen.

3D
HDMI 1.4 bringt weiterhin auch Unterstützung für 3D. Dazu werden bereits mehrere verschiedene Standards unterstützt.

Automotive HDMI
Der neue HDMI für Autos wurde besonders für die Bedingungen bei wechselnden Temperaturen und Vibrationen entwickelt. Der Stecker (Typ E) wird durch eine Verriegelung gesichert.

HDMI 1.4(a)
HDMI 1.4(a) stellt lediglich eine kleine Erweiterung der Version 1.4 dar. HDMI 1.4(a) umfasst mehrere Möglichkeiten, Videos und Spiele in 3D an einen geeigneten Fernseher zu übertragen. Demnach kommt bei Filmen und Spielen auf Blu-ray Discs das Frame-Packing-Verfahren zum Einsatz. Bei diesem Verfahren werden zwei Bilder innerhalb eines Frames übertragen. Das Bild für das linke Auge befindet sich dabei im oberen Teil des Frames, das für das rechte Auge im unteren Teil. Getrennt werden die beiden Bilder durch einen Leerraum von 45 Zeilen. Die damit vorliegende Auflösung für Full HD - Bilder beträgt 1920 x 2205 Pixel.

Für Fernsehsendungen sind das Side-by-Side- sowie das Top-and-Bottom-Verfahren vorgesehen.

Die Formate in der Übersicht:

Filme: Frame Packing, 1080p@23.98/24Hz
Spiele: Frame Packing, 720p@50 or 59.94/60Hz

TV:
Side-by-Side Horizontal: 1080i@50 oder 59.94/60Hz
Top-and-Bottom: 720p@50 oder 59.94/60Hz und 1080p@23.97/24Hz

HDMI 2.0
Ab Version 2.0 der HDMI-Spezifikationen wird Ultra HD bzw. 4k und HDCP 2.2 unterstützt. Das heißt, dass mit HDMI 2.0 eine Auflösung von 3.840 x 2.160p (Ultra HD) und 4.096 x 2.160p (4k) erreicht wird. Und das bei einer maximalen Bildwiederholrate von 60Hz. Auch 50Hz, 30Hz, 25Hz und 24Hz sind möglich. Zudem erhöht sich die Datenrate von 10,2 Gbit/s (HDMI 1.3) auf 18 Gbit/s. HDMI 2.0 wurde offiziell auf der IFA 2013 in Berlin angekündigt. Ein Blu-ray Player, der beispielsweise bereits über HDMI 2.0 verfügt, ist der DMP-BDT700 von Panasonic. Wichtig ist zudem, dass HDMI 2.0 abwärtskompatibel ist und keine neuen Kabel angeschafft werden müssen. Mit HDMI 2.0 sind nicht nur bis zu 32 Audio-Kanäle realisierbar, darüber hinaus wird auch der erweiterte Farbraum BT.2020 unterstützt (vorher: BT.709), der zukünftig in allen 4k- bzw. Ultra HD-Monitoren und -Fernsehern Einzug halten soll. Durch diese Steigerung sollen bis zu 80 Prozent des visuellen Farbspektrums abgedeckt werden. Damit wird erst richtig Gebrauch von 4k-Medien gemacht, wobei erste 4k Blu-ray Discs für Ende 2015 geplant sind.

HDMI 2.0(a)
Am 08. April 2015 hat das HDMI-Forum die neue HDMI-Revision HDMI 2.0a vorgestellt. Als einzige Veränderung gegenüber HDMI 2.0 gibt es nun Unterstützung für High Dynamic Range (HDR). Damit sollen ein noch lebendigeres Bild und mehr Details für dunkle und helle Bildareale dargestellt werden können. Voraussetzung sind Fernseher, die HDR unterstützen.



Vergleich der unterschiedlichen HDMI-Spezifikationen

Parameter HDMI 1.0 HDMI 1.1 HDMI 1.2 /
1.2a
HDMI 1.3 /
1.3a
max. Datenrate 4,95 GBit/s 4,95 GBit/s 4,95 GBit/s 10,2 GBit/s
max. Pixelfrequenz 165 MHz 165 MHz 165 MHz 340 MHz
max. Videoauflösung 1080p 1080p 1080p 1440p
max. Bildwiederholrate 60 Hz 60 Hz 60 Hz 120 Hz
unterstützte
Tonformate
Dolby Digital,
DTS,
MPEG
PCM ,
Dolby Digital,
DTS,
MPEG
PCM,
DVD-Audio,
Dolby Digital,
DTS,
PCM,
MPEG
DVD-Audio,
SACD,
Dolby Digital,
Dolby Digital Plus,
Dolby TrueHD,
DTS,
DTS-HD,
PCM,
MPEG
DVD-Audio,
SACD,
Stecker Typ A Typ A, Typ B Typ A, Typ B Typ A, Typ C
Besonderheiten - - CEC CEC, Lip Sync,
Deep Color

Wichtige Begriffe: 1080p, Adobe YCC601, Auflösung, Bandbreite, Banding, Beamer, Bildformat, Bit, Blu-ray, CEC, DTS, DTS-HD, DVD-Audio, Datenrate, Deep Color, Digital, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, Farbraum, Farbtiefe, Frame, Full HD, HDCP, Lip Sync, MHz, PCM, Pixel, RGB, SACD, sYCC601

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