高畫質(zhì)影音體驗(yàn)需求增 HDMI/VESA布局腳步加快

高畫質(zhì)影音需求風(fēng)起云涌，4K、8K應(yīng)用逐漸普及，促使HDMI與VESA相繼加速市場(chǎng)布局；不僅發(fā)表或規(guī)畫新標(biāo)準(zhǔn)，也強(qiáng)化與USB type-c之合作，期能再度提升市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

高畫質(zhì)影像漸成為主流影視標(biāo)準(zhǔn)，而2020年東京奧運(yùn)會(huì)也將進(jìn)行8K視頻直播，預(yù)計(jì)8K顯示將在2020年前后爆發(fā)性成長。 為此，HDMI與VESA紛紛加緊布局，HDMI發(fā)布2.1新規(guī)范，傳輸速率高達(dá)48Gbps，且最高支持10K畫素；而VESA在推出HBR3認(rèn)證計(jì)劃后，也加速新規(guī)范制定腳步，期在2019年發(fā)布新標(biāo)準(zhǔn)。

高畫質(zhì)影音傳輸勢(shì)在必行，因應(yīng)此一趨勢(shì)，HDMI再度提升其傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，于2017年11月發(fā)布2.1版本(圖1)。

圖1 HDMI發(fā)布2.1版本，不僅支持多種更高的動(dòng)態(tài)影像畫素和更新率，傳輸帶寬還高達(dá)48Gbps。

新推出的2.1規(guī)格支持多種更高的動(dòng)態(tài)影像畫素和更新率，包括8K60和4K120，而且畫素高達(dá)10K。 同時(shí)支持動(dòng)態(tài)HDR格式，而且?guī)捫阅芴岣叩?8Gbps，而所有的HDMI 2.0采用廠商皆可使用。

HDMI協(xié)會(huì)資深營銷總監(jiān)Brad Bramy表示，HDMI 2.1新規(guī)格不僅有高畫質(zhì)(如8K)的特色，許多重要的功能包含eARC、超高速帶寬、超高速傳輸線、可變更新率(Variable Refresh Rate, VRR)， 以及動(dòng)態(tài)HDR；而其他關(guān)鍵的功能像是自動(dòng)低延遲模式(ALLM)與快速畫面?zhèn)鬏?Quick Frame Transport, QFT)也能夠強(qiáng)化觀眾的觀賞體驗(yàn)。

新推出的HDMI 2.1版本具備更高的影像分辨率，以支持高分辨率及更快的更新率(包含8K60Hz與4K120Hz)，讓觀眾身歷其境，享受流暢的高速動(dòng)作細(xì)節(jié)；也支持高達(dá)10K的畫素，滿足商業(yè)AV、工業(yè)和專業(yè)用途。

另外，新版?zhèn)鬏斁€向后兼容于先前版本的HDMI規(guī)格，能在現(xiàn)有HDMI裝置上使用，同時(shí)還具備超低電磁干擾(EMI)，可減少對(duì)附近無線設(shè)備的干擾；而新版規(guī)格中的自動(dòng)低延遲模式(ALLM)功能，亦允許傳輸線可自動(dòng)設(shè)定理想的延遲， 實(shí)現(xiàn)流暢、無遲滯及不間斷的觀看和互動(dòng)。

值得一提的是，HDMI 2.1版還提供三種更新率，有助游戲、電影和動(dòng)態(tài)影像的動(dòng)作和轉(zhuǎn)換平順流暢。 首先為可變更新率(Variable Refresh Rate, VRR)，減少或消除遲滯、停頓與畫面撕裂，呈現(xiàn)更流暢且細(xì)節(jié)更豐富的游戲體驗(yàn)。

其次是用于電影和動(dòng)態(tài)影像的快速媒體切換(Quick Media Switching, QMS)，能消除在顯示內(nèi)容之前可能導(dǎo)致空白畫面的延遲。 最后則是快速畫面?zhèn)鬏?Quick Frame Transport, QFT)，可減少延遲，呈現(xiàn)更流暢的無遲滯游戲，以及實(shí)時(shí)交互式虛擬現(xiàn)實(shí)。

根據(jù)HDMI估計(jì)，2017年和HDMI兼容產(chǎn)品的出貨量達(dá)到近9億臺(tái)，這些產(chǎn)品分別來自1,800家涵蓋各類產(chǎn)品的HDMI授權(quán)廠商，而累計(jì)搭載HDMI的裝置總數(shù)則近70億臺(tái)。 由此可見，HDMI的市場(chǎng)版圖持續(xù)擴(kuò)大，而HDMI也趁勝追擊，釋出2.1版本，期在未來提供消費(fèi)者更佳的觀賞體驗(yàn)。

然而，4K、8K市場(chǎng)談?wù)撘丫?，但至今連4K應(yīng)用都尚未普及。 對(duì)此，Bramy指出，過往高動(dòng)態(tài)范(HDR)與4K UltraHD分辨率的電視，以及可搭配的內(nèi)容并不普遍，而現(xiàn)在則可以廣泛取得；另外在CES 2018展會(huì)上，也有許多業(yè)者展出支持8K的電視，且東京奧運(yùn)也確定采用8K視頻直播， 預(yù)期8K顯示將在2020年前后爆發(fā)性成長，因此，HDMI推出2.1版本，擴(kuò)增HDMI的使用規(guī)范。

不過，在4K、8K尚未普及的情況下，HDMI 2.1版卻已升級(jí)到能支持10K畫素，是否言之過早？ 宜特科技訊號(hào)測(cè)試事業(yè)處/工程處協(xié)理余天華透露，面板廠為提升市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)，皆積極沖刺面板制程，特別是韓國業(yè)者(如三星)。 因此，在目前技術(shù)制程已可實(shí)現(xiàn)8K之后，面板業(yè)者便致力朝10K邁進(jìn)，期能盡早研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，拉開與競爭對(duì)手的技術(shù)落差，而這可能是HDMI將標(biāo)準(zhǔn)訂到10K的原因，使面板廠可加速朝10K產(chǎn)品發(fā)展，提升品牌效益。 否則在4K、8K尚未普及的情況下，要發(fā)展10K市場(chǎng)，仍需一段時(shí)間。

不讓HDMI專美于前，VESA也積極布局高畫質(zhì)影音市場(chǎng)。 雖然DisplayPort于2017年并未如HDMI發(fā)表新版本，但VESA也推出針對(duì)HBR3(High Bit Rate 3)的影像訊號(hào)來源與顯示器產(chǎn)品推出早期認(rèn)證計(jì)劃。

據(jù)悉，HBR3是內(nèi)建于DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)(1.3版或之后的版本)的一項(xiàng)功能，可用來達(dá)到更高的影音效能。 HBR3透過DisplayPort或USB type-c接頭的4條傳輸管線，提供每秒8.1Gbps的鏈路傳輸率。 當(dāng)4條管線皆在使用中時(shí)，把8b/10b編碼轉(zhuǎn)換考慮在內(nèi)，其總共能支持25.92Gbps的數(shù)據(jù)帶寬。

也就是說，即使不采用VESA的顯示串流壓縮(DSC)標(biāo)準(zhǔn)，就足以支持每秒30幀(fps)更新率的8K屏幕、2個(gè)60fps的4K屏幕，或4:4:4色彩分辨率的4K HDR屏幕；此外亦能支持60fps的5K屏幕。

另外，若是在DisplayPort 1.4中加入DSC后，HBR3的帶寬足以讓系統(tǒng)透過一條訊號(hào)線就能支持60fps的8K屏幕，或同時(shí)鏈接4到6部60fps的4K屏幕。

美國視訊電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)主席Alan Kobayashi表示，HBR3早期產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃有助于電子產(chǎn)品生態(tài)系推動(dòng)HBR3的兼容與采納。 超過20款產(chǎn)品(包括來源裝置、接收裝置、擴(kuò)充座，以及訊號(hào)線)已通過DisplayPort 1.4早期HBR3產(chǎn)品認(rèn)證，而2018年由于包括繪圖卡與屏幕在內(nèi)的許多產(chǎn)品都加入DisplayPort 1.4標(biāo)準(zhǔn)， 并在裝置中支持HBR3，預(yù)估2018年通過認(rèn)證的產(chǎn)品數(shù)量將明顯攀升。

高畫質(zhì)影音需求勢(shì)不可擋，HDMI也趁勢(shì)發(fā)布2.1版本，其規(guī)范甚至可支持到10K；然而，VESA在新標(biāo)準(zhǔn)制定上，似乎還未見其動(dòng)作。 對(duì)此，Kobayashi透露，事實(shí)上，VESA已著手發(fā)展下一代DisplayPort規(guī)格，目標(biāo)至少提供DisplayPort 1.4版本2倍以上的數(shù)據(jù)帶寬，預(yù)計(jì)在2019年將會(huì)推出新標(biāo)準(zhǔn)。

Kobayashi進(jìn)一步說明，新規(guī)格在功能方面，主要目標(biāo)將著重于提升數(shù)據(jù)傳輸率，以及支持更高分辨率和各種要求嚴(yán)苛的視訊應(yīng)用。 舉例來說，超過8K(像是10K)的分辨率、在4K與8K HDR顯示器上支持更高的更新率，以及更高分辨率的VR頭戴裝置，這類裝置需要兩個(gè)屏幕(左右眼各一個(gè))，因此須用到兩倍的數(shù)據(jù)帶寬(圖2)。

圖2 VESA加速新標(biāo)準(zhǔn)制訂腳步，以因應(yīng)更多新興應(yīng)用，如VR。

為此，下一代DisplayPort的數(shù)據(jù)帶寬亦可同時(shí)用在2&TImes;2 DisplayPort替代模式下，來驅(qū)動(dòng)多部120fps的4K/5K顯示器，并支持USB 3.x SuperSpeed的非顯示數(shù)據(jù)與電力傳輸。

Kobayashi指出，由于4K、8K應(yīng)用還未普及，難免會(huì)有人認(rèn)為持續(xù)推動(dòng)新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是否有其必要或操之過急。 實(shí)際上，VESA通常在規(guī)格底定與發(fā)表前的一到兩年便開始發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在此之后供應(yīng)鏈還須花兩到三年的時(shí)間將標(biāo)準(zhǔn)整合至自家產(chǎn)品。

也就是說，VESA必須提前五年著手因應(yīng)終端產(chǎn)品市場(chǎng)的需求，而VESA組織的成員都知道這樣的技術(shù)預(yù)測(cè)，相關(guān)產(chǎn)品的計(jì)劃也根據(jù)這樣的時(shí)程來推動(dòng)，這些成員包括PC、消費(fèi)產(chǎn)品與行動(dòng)裝置等市場(chǎng)中的半導(dǎo)體、顯示器，以及系統(tǒng)OEM廠商。

以DisplayPort 1.2的發(fā)展為例，這項(xiàng)納入4K屏幕支持能力的標(biāo)準(zhǔn)，早在2008年就開始發(fā)展，并在2010年釋出規(guī)格，而市場(chǎng)則等到2013、2014年才首次看到4K屏幕上市，接著是到了最近4K屏幕才成為主流產(chǎn)品。 以這樣的時(shí)程來看，現(xiàn)在開始發(fā)展新版規(guī)格來支持下一代顯示器的進(jìn)度并非太快。

總結(jié)來說，4K、8K已非過去所想的，應(yīng)用仍在起步階段，至少在美國，4K已經(jīng)成為新大型電視最受歡迎的格式；另外VESA也看到越來越多計(jì)算機(jī)屏幕及筆電采納4K分辨率，預(yù)期8K在未來幾年將逐漸登上主流地位， 此預(yù)測(cè)也與2020年日本東京奧運(yùn)計(jì)劃以8K分辨率播送賽事節(jié)目一致，因此加速制訂新標(biāo)準(zhǔn)是有其必要性。

另一方面，現(xiàn)今也有越來越多用戶在計(jì)算機(jī)上觀看HDR串流影片，不過，雖然網(wǎng)絡(luò)串流的影片能以HDR顯示，但要是屏幕未能對(duì)應(yīng)這高動(dòng)態(tài)范圍的要求，也是枉然。 因此，VESA推出DisplayHDR標(biāo)準(zhǔn)，希望能提供PC產(chǎn)業(yè)HDR的顯示基準(zhǔn)。

Kobayashi說明，PC產(chǎn)業(yè)在HDR顯示器方面，至今仍缺乏開放效能標(biāo)準(zhǔn)及完全透明的測(cè)試方法；這樣的情況不僅造成品牌混淆，且當(dāng)消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品時(shí)也無法精確比較HDR屏幕的效能，或在購買產(chǎn)品后， 在家以低廉的成本來驗(yàn)證屏幕的效能。

而DisplayHDR正能滿足這些需求，其透過建立三個(gè)不同等級(jí)的HDR系統(tǒng)光學(xué)效能，包含DisplayHDR 400、DisplayHDR 600、及DisplayHDR 1000，來促成整個(gè)PC市場(chǎng)全面采納HDR， 未來還可能推出更高階的分級(jí)。 這項(xiàng)規(guī)格對(duì)公眾開放，且擔(dān)任VESA會(huì)員貢獻(xiàn)者的微軟(Microsoft)也將于2018年第1季釋出免費(fèi)的自動(dòng)軟件測(cè)試工具，讓用戶能自行下載與測(cè)試。 最后，它提供一系列發(fā)展健全的HDR測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，能明確評(píng)鑒消費(fèi)者購入的產(chǎn)品效能。

高畫質(zhì)影音市場(chǎng)需求增，HDMI與VESA皆積極拓展市場(chǎng)版圖，雙雙投入U(xiǎn)SB type-c懷抱，發(fā)展USB Type-C替代模式(Alt Mode)。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)IHS調(diào)查顯示，USB Type-C連接器在無線、消費(fèi)性電子(CE)，以及個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)領(lǐng)域的應(yīng)用，在未來幾年將會(huì)快速成長，預(yù)計(jì)到2019年，USB Type-C的裝置出貨量將會(huì)超過20億組。

Bramy表示，HDMI USB Type-C替代模式的發(fā)布是為了支持USB Type-C在行動(dòng)裝置上漸增的使用需求，裝置制造商能夠借此機(jī)會(huì)在裝置上使用HDMI技術(shù)，并且在行動(dòng)類別裝置上使用日漸成長的USB Type-C轉(zhuǎn)接器。

目前HDMI在所有電視上的搭載率是百分之一百，這代表HDMI的訊源裝置能直接和HDMI顯示器連接，不需要任何轉(zhuǎn)接器；而透過USB Type-C替代模式，可望為HDMI于行動(dòng)裝置市場(chǎng)上拓展新商機(jī)。

無獨(dú)有偶，VESA也期盼透過USB Type-C為DisplayPort攻下更多市占率。 根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)Strategy AnalyTIcs的市場(chǎng)研究指出，2017年共近2.15億部手機(jī)、PC、與平板等產(chǎn)品搭載原生DisplayPort或DisplayPort替代模式接口， 預(yù)計(jì)2018年會(huì)成長至超過3.45億部裝置，年成長率達(dá)61%。

VESA估計(jì)未來幾年成長速度會(huì)加速，因?yàn)橛懈嘞M(fèi)裝置采用USB Type-C接頭，透過一條纜線同時(shí)傳送電力、數(shù)據(jù)、以及影音頻號(hào)。 Kobayashi指出，DisplayPort替代模式協(xié)助將DisplayPort從PC擴(kuò)展到包括Samsung Galaxy S8在內(nèi)的手機(jī)、AR/VR的頭戴裝置、任天堂主機(jī)(Nintendo Switch)的游戲設(shè)備， 以及其他各種應(yīng)用。 此外，于高通旗艦芯片Snapdragon 835(以及未來的845)等采用DisplayPort替代模式，也有助推升DisplayPort的市場(chǎng)滲透率。