HDMI : on change juste de forme ou réelle valeur ajoutée par rapport au VGA ?

A l’instar du lecteur de CD qui tend à disparaître, un certain nombre de changements s’imposent progressivement dans l’univers numérique notamment les ordinateurs portables, les écrans et bon nombres d’appareils à l’instar des vidéoprojecteurs qui sont désormais produits avec un port HDMI en lieu et place du vieux VGA. Serait-ce juste un changement pour la forme ou les ports HDMI possèdent réellement une valeur ajoutée par rapport au VGA ? Si oui, de quoi s’agit-il ?

L’interface multimédia haute définition (High-Definition Multimedia Interface : HDMI) est issue des travaux conjoints des entreprises de haute technologie Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony, Thomson et Toshiba dans l’optique de produire un remplaçant numérique aux normes vidéos analogiques. Ces dernières étaient notamment mises en œuvre au niveau des connecteurs VGA que nous avons particulièrement côtoyé sur des ordinateurs de bureau, des ordinateurs portables mais aussi des projecteurs, moniteurs et même téléviseurs. Mais les services fournis via un rendu exclusivement d’images aux résolutions sans gros effets trouveront leurs limites avec des besoins multimédias toujours plus importants non sans négliger la miniaturisation grandissante des composants, que nous pouvons remarquablement palper avec la production d’ordinateurs portables de plus en plus fins.

Ainsi, la première version du HDMI verra le jour le 09 décembre 2002 et est globalement présentée comme une interface audio/vidéo propriétaire permettant de transmettre des données vidéos non compressées et des données audio numériques compressées ou non à partir d’un périphérique source compatible HDMI, tel qu’un contrôleur d’affichage, vers un écran d’ordinateur compatible, un vidéoprojecteur, télévision numérique ou appareil audio numérique.

Cependant, le HDMI évolue continuellement depuis la parution de la première version sus-évoquée notamment à travers l’amélioration de la capacité audio et vidéo, la résolution, les espaces colorimétriques, etc.

Les versions HDMI standard (1.0, 1.1, 1.2 et 1.2a)

Ces versions très anciennes, ont été considérées pendant un bon moment comme technologie de base avec pour la version 1.0, les principales caractéristiques suivantes :  

• Capacité de transport maximale de données (bande passante) : 4.95Gbps ;
• Résolutions : 1080p ;
• Interface audio et vidéo assurant le transfert de vidéo standard et haute définition ;
• Provision pour jusqu’à 8 canaux d’audio numérique non compressé ;
• Lecture de disques Blu-ray standard vidéo et audio en pleine résolution.

Mises à jour apportées par la version 1.1:

• prise en charge de l’audio DVD de haute qualité (transmission d’un format de signal DVD-Audio spécial de haute qualité du lecteur à l’appareil de réception);
• introduction de quelques changements dans les spécifications mécaniques et électriques.

Mises à jour apportées par la version 1.2 :

• ajout du Direct Stream Digital (DSD) qui a permis la transmission native de Super Audio CD, SACD, contenu avec jusqu’à 8 canaux ;
• introduction de la possibilité pour les écrans HDMI 1.2 et ultérieurs de prendre en charge les sources basse tension utilisées dans des arènes telles que PCI Express, une norme d’interface d’affichage utilisée dans de nombreuses cartes vidéo PC ;
• Introduction du connecteur HDMI Type A pour les applications basées sur PC ;
• Introduction de la capacité pour les couleurs YCbCr utilisées dans de nombreux systèmes électroniques grand public.

Mises à jour apportées par la version 1.2a :

• Ajout de la provision pour les fonctionnalités Consumer Electronic Control (CEC), les jeux de commandes et les tests de conformité CEC dans le but d’assurer l’interopérabilité entre différents fabricants pour toutes les capacités des appareils. CEC permet aux appareils HDMI de se contrôler si nécessaire. En d’autres termes, un utilisateur devrait faire fonctionner plusieurs appareils avec une seule télécommande portable sans que chacun des appareils connectés ait besoin de sa propre télécommande.

Les versions HDMI haut débit (1.3 et 1.3a)

Remplaçantes des versions standards, c’est elles désormais qui sont considérées comme la version de base et offrent principalement les caractéristiques suivantes :

• Capacité de transport maximale de données (bande passante) : 10.2Gbps ;
• Résolutions : 1080p, ainsi que des technologies d’affichage telles que 3D, Deep Color grâce à une augmentation de la résolution couleur 8 bits jusqu’à 10 bits, 12 bits ou 16 bits par canal ; 4K à 30Hz, 4K24 (4K 24 fps), HDR, larges gammes de couleurs.
• Mise à niveau de la capacité sRGB et YCbCr pour inclure xvYCC ;
• Introduction du nouveau connecteur miniature HDMI Type C pour les appareils portables ;
• Prise en charge des formats Dolby TrueHD et DTS-HD Master Audio pour le décodage externe ;
• Égaliseur de câble de référence inclus pour permettre aux écrans haute fréquence de récupérer les données dégradées sur un câble en cuivre.

Mises à jour apportées par la version 1.3a :

• Ajout de certaines mises à jour électriques des câbles pour garantir leur fonctionnement de manière totalement fiable avec des vitesses de données accrues ;
• diverses clarifications et ajout de nouvelles commandes ;
• Modifications du câble de connecteur de type C et de l’évier.
• Divers aspects des performances du câble: recommandation de terminaison de source, suppression des sous-dépassement et limites de temps de montée/descente maximales, modification des limites de capacité CEC, vous vous rappelez ? Consumer Electronic Control permet aux appareils HDMI de se contrôler si nécessaire;
• Clarification de la plage de quantification vidéo RVB ;
• Introduction de nouvelles commandes audio et rétablissement des commandes de contrôle de la minuterie dans un nouveau format ;
• Nouvelle spécification de test de conformité publiée.

Les versions HDMI haut débit avec Ethernet (1.4, 1.4a et 1.4b)

Dans ces cas, il parait évident que le volet Ethernet fait son apparition et cela nous donne l’occasion de lever la nuance avec le terme bande passante utilisée dans ce contexte qui fait principalement référence aux capacités de transport audio-vidéo entre les appareils connectés et non d’une liaison à internet pour le transport des données dans leur globalité. Ainsi, cette version HDMI 1.4 a ajouté un canal Ethernet HDMI (HEC) pour permettre une connexion Ethernet 100 Mbit/s entre les deux appareils connectés en HDMI afin de permettre un partage de connexion Internet.

De manière concrète, cette version comporte un canal de données supplémentaire pour les périphériques réseau qui ne fonctionne que si les appareils liés et le câble HDMI sont compatibles et activés HDMI avec Ethernet.

Par ailleurs, nous noterons que la prise en charge des formats vidéo 3D avec des protocoles d’entrée et de sortie définis et dont les principales sont les suivantes :

• Bande passante : 10.2Gbps
• Résolutions : 4K24 (4K 24 fps), HDR, larges gammes de couleurs ;
• Canal Ethernet supplémentaire ;
• Signalisation du type de contenu en temps permettant aux téléviseurs d’optimiser les paramètres d’image en fonction du contenu ;
• Canal de retour audio pouvant être utilisé par un téléviseur connecté par HDMI avec un tuner intégré pour envoyer des données audio « en amont » à un système audio surround, éliminant de fait, le besoin d’un câble audio séparé ;
• Profils de couleurs supplémentaires ajoutés pour s’adapter à la photographie numérique et à l’infographie : Adobe RVB, AdobeYCC601 et sYCC601 ;
• Introduction de nouveaux câbles et connecteurs pour prendre en charge la vidéo, etc. dans les applications automobiles ;
• Introduction d’un connecteur Micro HDMI pour une utilisation avec de petits appareils comme les téléphones mobiles et autres petits appareils portables.

Mises à jour apportées par la version 1.4a :

• améliorations de la technologie vidéo 3D. .

Mises à jour apportées par la version 1.4b :

• prévision d’une fourniture d’images en Full HD à travers les deux images utilisées pour les images 3D permettant une vidéo 3D 1080p à 120 Hz, soit 1080p 60 Hz pour chaque image donnant un débit d’image total de 120 Hz.

Les versions HDMI haut débit haut de gamme (versions 2.0, 2.0a et 2.0b)

Elles ont été conçues pour des performances entièrement fiables en 4k / UHD jusqu’à 4K60 (4K @ 60 images par seconde) et prise en charge du HDR (High Dynamic Range) et de l’espacement des couleurs étendu. Les principales caractéristiques au niveau de la version 2.0 étaient les suivantes :

• Bande passante : 18Gbps ;
• Résolutions : 4K60 (4K at 60 fps), échantillonnage de chrominance 4:4:4, 8K à des fréquences d’images inférieures ; niveaux de résolution jusqu’à 4K à 50 ou 60 Hz
• Activation de l’encodage 8b/10b ;
• Autorisation de la transmission jusqu’à 32 canaux audio ;
• Prévision d’un échantillonnage audio à une fréquence de 1532 kHz ;
• Introduction de la capacité de livraison de flux vidéo doubles à plusieurs utilisateurs sur le même écran ;
• Activation de la diffusion simultanée de flux audio multiflux jusqu’à quatre utilisateurs ;
• Prise en charge ajoutée pour la vidéo cinématique grand angle avec un format d’image 21:9.

Mises à jour apportées par la version 2.0a :

• Prise en charge de la vidéo High Dynamic Range (HDR) avec métadonnées statiques.

Mises à jour apportées par la version 2.0b :

• Extension de la signalisation des métadonnées statiques pour inclure Hybrid Log-Gamma.

Les versions HDMI ultra haute vitesse (2.1)

Pour d’avantage de bande passante, ces versions prennent en charge des fonctionnalités vidéo supplémentaires, notamment HDR, VRR, eARC comme nous pouvons le voir dans les caractéristiques ci-dessous :

• Bande passante : 48Gbps
• Résolutions: Vidéo 8K non compressée – 8K60, 4K120, 10k à 120 Hz ;
• Possibilité de spécifier les métadonnées HDR scène par scène ou même image par image ;
• Le Display Stream Compression (DSC) 1.2 est utilisé pour les formats vidéo supérieurs à 8K avec un sous-échantillonnage de chrominance 4:2:0 ;
• Introduction d’une nouvelle catégorie de câbles HDMI appelée 48G pour permettre aux câbles d’être certifiés pour transporter les nouveaux débits de données plus élevés.

Au vu de cette vertigineuse évolution, le contraste s’impose à nous. Comme quoi, les technologies analogiques auxquelles appartiennent les anciens connecteurs VGA sont véritablement dépassées, tant le HDMI se positionne comme un remplaçant numérique polyvalent allant bien au-delà du traitement de la simple image pour une image toujours plus précise, plus nette, pouvant être accompagnée d’un son toujours plus fin et au besoin d’autres types de données via internet partagé et ce, sans oublier la large gamme d’appareils multimédias pris en charge et sans cesse grandissants comme cette technologie elle-même.

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