TechSavvyZone

Для подключения монитора к источнику сигнала существует несколько различных интерфейсов: современные HDMI, Thunderbolt, DisplayPort и USB Type-C, а также устаревшие DVI и VGA. Каждый из них справляется с работой по выводу картинки, но при этом имеет собственные особенности и нюансы. Как устроен интерфейс монитора, и что нужно знать при его использовании.

VGA

Старейший из ныне встречающихся интерфейсов. Использует аналоговые каналы для передачи трех основных цветов, а также сигналов вертикальной и горизонтальной синхронизации. На момент появления в 1987 году VGA был рассчитан на разрешение 640х480. Но с развитием возможностей видеокарт уже к 2000 году научился выводить картинку с разрешением 2048х1536 при частоте обновления 85 Гц.

Производители графических процессоров в лице Intel, AMD и NVIDIA давно отказались от VGA, признав его устаревшим решением. Поэтому на видеокартах последнего десятилетия такого разъема уже не встретить. Но производители мониторов до сих пор с этим не спешат. Дело в том, что данный интерфейс совместим с огромным парком оборудования, находящегося у пользователей в эксплуатации. К тому же, он до сих пор устанавливается на множество современных материнских плат для вывода изображения со встроенной графики.

Из-за этого VGA и сегодня нередко можно встретить на мониторах как альтернативу более современным интерфейсам. Но при этом не стоит забывать, что они цифровые, а наш герой — аналоговый. За счет этого он наиболее сильно подвержен помехам и наводкам, которые могут помешать получить идеально четкую картинку. Чтобы этого избежать для VGA желательно использовать как можно более короткие кабели с ферритовыми кольцами — только тогда видимые потери качества изображения будут практически незаметными.

DVI

Гибридный интерфейс родом из 1999 года, поддерживающий и цифровую, и аналоговую передачу. Для аналогового режима через DVI транслируется сигнал VGA. А цифровой режим использует дифференциальную передачу сигналов с минимизацией переходов (TDMS) — алгоритм кодирования данных, устойчивый к появлению помех. С его помощью каждый из трех основных цветов передается с помощью собственного канала данных.

Также интерфейсом поддерживается расширенный цифровой режим Dual Link, где на каждый цвет приходится по два канала. Он предназначен для мониторов с разрешением до 2560x1600 и частотой обновления 60 Гц. В обычном режиме DVI ограничен более скромным разрешением 1920x1200.

Существует несколько видов разъемов и кабелей DVI, которые отличаются возможностями передачи сигнала.

• DVI-A — только аналоговый сигнал

• DVI-D — только цифровой сигнал

• DVI-I — и аналоговый, и цифровой сигнал

DVI-A свое время позиционировался как замена разъему VGA, но в итоге быстро канул в лету. В современных мониторах можно найти разве что DVI-D, и то достаточно редко. А вот DVI-I там не встретить, так как им оснащались только видеокарты. На них с помощью пассивного переходника из такого разъема можно было получить порт VGA. Однако с 2016 года новые модели видеокарт с DVI-I выпускаться перестали — на их более современных последователях можно встретить только цифровой DVI-D.

HDMI

Самый популярный и распространенный цифровой интерфейс родом из 2002 года, являющийся дальнейшим развитием идей DVI-D. Его ключевыми отличиями стала возможность передачи звука, а позже — и локальной сети (Ethernet), для которых в кабеле используются собственные каналы передачи. При этом электрически интерфейс остался совместим с предшественником — для передачи картинки с HDMI-разъема видеокарты на монитор с DVI (или наоборот) можно использовать пассивный переходник.

У HDMI существует три форм-фактора разъемов: полноразмерный (Type A), и два уменьшенных — miniHDMI (Type C) и microHDMI (Type D).

В отличие от предшественника, HDMI активно развивается. Почти с каждым новым поколением у него увеличивается пропускная способность для поддержки высоких разрешений и частот обновления. До версии 2.0 это осуществлялось с помощью увеличения частоты сигналов TDMS. Начиная с HDMI 2.1 протокол TDMS был заменен на более прогрессивный Fixed Rate Link (FRL), а число каналов передачи увеличено с трех до четырех. Это заметно увеличило пропускную способность интерфейса. К тому же с этой версии появилась и поддержка сжатия Display Stream Compression (DSC). Она позволяет «впихнуть» в тот же канал картинку с большим разрешением или частотой за счет почти незаметного ухудшения ее качества.

С ограничениями версий HDMI при передаче изображения со стандартной глубиной цвета (8-бит) без сжатия DSC можно ознакомиться в таблице ниже.

DisplayPort

Этот прогрессивный цифровой интерфейс, сочетающий возможность передачи изображения и звука, дебютировал в 2006 году. В отличие от DVI и HDMI, он основан на пакетной передаче данных и использует для видеопотока четыре канала дифференциального сигнала. Форм-факторов разъемов два: полноразмерный DisplayPort и миниатюрный mini DisplayPort.

Как и HDMI, DisplayPort постоянно развивается. С новыми версиями часто растет пропускная способность интерфейса, причем по этому параметру актуальные версии DisplayPort обычно лидируют. Интерфейс поддерживают технологию Multi-Stream Transport, позволяющую соединять несколько мониторов по цепочке одним кабелем. А за счет сжатия Display Stream Compression, поддержка которого дебютировала в DisplayPort намного раньше HDMI, он долгое время оставался наиболее прогрессивным среди всех видеоинтерфейсов.

Несмотря на свою технологичность, по распространенности в устройствах DisplayPort занимает лишь второе место. Из-за монополии HDMI на рынке телевизоров и консолей проникнуть туда ему не удалось, да и в ноутбуках он почти не встречается — не забывайте об этом при выборе монитора. А вот для стационарных игровых ПК DisplayPort обычно является лучшим решением, чем HDMI, так как в одном поколении с ним зачастую способен обеспечить более высокую частоту обновления.

С ограничениями версий DisplayPort при передаче изображения со стандартной глубиной цвета (8-бит) без сжатия DSC можно ознакомиться в таблице ниже.

USB Type-C/Thunderbolt

USB Type-C — универсальный интерфейс родом из 2014 года, через который можно передать все. Ну или почти все. Сегодня разъем Type-C используют как современные контроллеры USB 3.x, так и контроллеры Thunderbolt 3/4/5. С помощью альтернативных режимов передачи каждый из них обретает возможность посылать по кабелю видео и аудио. Для этого может использоваться как протокол DisplayPort, так и протокол HDMI.

Однако наличие на мониторе разъема Type-C не говорит о совместимости с обоими этими протоколами. Поэтому у каждой модели их поддержку нужно смотреть индивидуально. К тому же не любой разъем USB Type-C на компьютере или ноутбуке подходит для передачи изображения — для этого обязателен порт с поддержкой альтернативного режима. В случае с Thunderbolt все проще: у каждого такого порта по умолчанию имеется поддержка передачи картинки посредством DisplayPort. А вот режим HDMI все также остается опцией.

Хотя USB Type-C универсален, для передачи видеосигнала с ПК он вряд ли пригодится: в этой категории властвуют полноразмерные HDMI и DisplayPort, да и порты с поддержкой альтернативных режимов здесь встречаются редко. Главная ниша этого интерфейса — носимые устройства, вроде ноутбуков, планшетов и смартфонов. А для последних двух это и вовсе единственный порт, через который можно вывести видеосигнал.

Длина кабелей: ограничения и нюансы

Из-за сопротивления проводов и затухания сигнала длина кабеля для каждого из интерфейсов ограничена. Но в стандарте она указана только для DVI — здесь в режиме Single Link для достижения максимального разрешения 1920х1200 при стандартных 60 Гц требуется кабель длиной не более 10 м.

На практике для стабильной передачи изображения с разрешением Full HD примерно такие же ограничения и у прочих цифровых интерфейсов — 10–15 м. А вот для аналогового VGA чем кабель короче — тем лучше. В теории, и он Full HD на этом расстоянии способен передать, но на практике такая картинка дойдет лишь с помехами. Это не так заметно, если к VGA подключен старый проектор, но для современных проекторов и жидкокристаллических панелей этот интерфейс на большом расстоянии определенно стоит избегать.

При повышении частоты обновления и увеличении разрешения сверх режима «1080p c 60 к/c» для любого из интерфейсов рекомендуются более короткие кабели — не более 3 м. При этом нужно обязательно обратить внимание на версию интерфейса, с которой совместим кабель. Внутри все кабели для одного интерфейса имеют одинаковое количество жил. Но бюджетные разновидности нередко имеют высокое сопротивление и сильное затухание сигнала, за счет которых не могут обеспечить стабильную передачу высоких разрешений даже на коротких расстояниях.

Более качественные кабели используют провода с меньшим сопротивлением и проходят дополнительные тесты, гарантирующие работу в режимах, требующих высокой пропускной способности. С современными мониторами разрешением 2K и 4К стабильную работу обеспечат кабели:

• HDMI версии 2.0/2.1 (маркировка Premium/Ultra High Speed)

• DisplayPort версии 1.2 и выше

Если длины обычных моделей мало, то нужно использовать активные кабели. Внутри них спрятаны усилители сигнала, позволяющие увеличить эффективную дальность примерно вдвое. А в случае, если и такое решение не подходит, то на помощь придут оптические кабели. У них встроены конвертеры, которые преобразуют электрические импульсы в оптический сигнал на одной стороне кабеля, а затем возвращают его в исходный вид на другой. Стоят такие решения недешево, зато могут обеспечить передачу сигнала на расстояние до 100 м.

Важно помнить, что из-за особенностей внутреннего устройства у активных и оптических кабелей существует направленность. Один коннектор предназначен строго для источника, второй — строго для приемника. Если перепутать их местами, изображения не будет.

Интерфейсы и выбор монитора

Прежде, чем приступать к выбору монитора, определитесь с необходимыми вам интерфейсами. Это нужно сделать исходя из планируемых сценариев его использования.

• Если устройство будет подключаться к старому ПК, то обязательно позаботьтесь о наличии у него разъема VGA.

• HDMI — наиболее универсальный вариант, позволяющий подключить монитор к любому современному ПК или ноутбуку.

• Офисные мониторы с частотой 60 Гц нередко оснащаются разъемом DVI. Не стоит их избегать: если на мониторе нет встроенных динамиков, то функциональность такого порта полностью аналогична HDMI. Для соединения с последним понадобится лишь пассивный переходник или соответствующий кабель.

• DisplayPort — лучший вариант для игровых мониторов. Многие модели среди них могут обеспечить максимальную частоту обновления именно через этот интерфейс, слегка урезая ее через HDMI из-за нехватки пропускной способности. Пример: 165 Гц c DP, и лишь 144 Гц c HDMI.

• Если вы хотите подключить несколько мониторов к ПК одним кабелем, обратите внимание на модели с DisplayPort Multi-Stream Transport. За счет встроенного MST-хаба они позволяют объединять устройства отображения в цепочку.

• Для подключения к монитору смартфонов и планшетов выбирайте модель с USB Type-C. Пригодится такой разъем и для соединения с некоторыми современными ноутбуками.

• Display Stream Compression (DSC) для DisplayPort и HDMI — технология полезная. Ее поддерживают многие современные видеокарты. А вот о мониторах этого не скажешь. Поэтому прежде, чем рассчитывать на возможности картинки с DSC, убедитесь, что в выбранной модели монитора есть ее поддержка.

Особенности использования переходников

Уже есть монитор, на котором не нашлось необходимого интерфейса? Не беда, ведь всегда можно использовать переходники или кабели с одного интерфейса на другой. Они бывают двух видов — пассивными и активными. В пассивных переходниках сигнал, сформированный графическим процессором, передается с контактов одного разъема на другой. В них нет какой-либо электроники, поэтому они никак не влияют на качество и стабильность изображения.

В активных переходниках сигнал одного вида преобразовывается в другой, а питание для этой операции электроника внутри переходника получает от устройства-источника. Поэтому такая разновидность переходников (особенно модели низкого качества) иногда может давать небольшие помехи, либо в определенные моменты провоцировать мигание монитора.

Как и длинные кабели с усилителями, активные переходники работают в одностороннем режиме. То есть, переходник с HDMI на DisplayPort и c DisplayPort на HDMI — это не одно и то же. Если такое устройство подключить в неправильном направлении, то картинку оно передавать не будет. Не менее внимательным нужно быть с максимальным разрешением и частотой обновления, которое поддерживает переходник: для мониторов 2К/4K и игровых решений с быстрой матрицей подойдут далеко не любые модели.

В таблице ниже указано, какие переходники являются пассивными, а какие — активными. По горизонтали указан интерфейс на входе (сторона видеокарты), по вертикали — интерфейс на выходе (сторона монитора).

Интерфейс HDMI — один из наиболее востребованных в области мультимедиа, несмотря на двадцатилетний возраст. Последняя версия стандарта обладает высокой пропускной способностью и поддерживает разрешение вплоть до 10К. Однако все это актуально на небольших расстояниях. Что делать, если нужен длинный кабель? Здесь поможет оптический HDMI.

Проблема классических HDMI-кабелей

Существует несколько разновидностей HDMI-кабелей. Они разделены на стандарты. Например, уже существует стандарт HDMI с Ethernet — дополнительный канал передачи данных Ethernet обеспечивает связь устройств с интернетом на скорости до 100 Мбит/с. Появился и автомобильный стандарт — Automotive выдерживает повышенные вибрации, высокую влажность и температурные перепады.

Узнать подробнее про спецификации интерфейса вы можете в отдельном материале.

Однако у всех классических HDMI-кабелей, независимо от стандарта, есть общая черта — внутренняя начинка. Проводником в дешевых моделях служит алюминий, в более дорогостоящих — медь.  

Эти материалы имеют один существенный недостаток — затухание сигнала. Поэтому одним из ключевых параметров при покупке является толщина. Чаще всего встречается американская система измерения — AWG (AmericanWireGauge).

Чем больше диаметр и сечение, тем меньше затухает сигнал. Однако даже при максимальном диаметре AWG 24 рекомендуемая длина кабеля не должна превышать восьми метров. В лучшем случае предельная длина доходит до 15 метров. Но только если передается небольшой объем данных, как правило — в разрешении 720/1080.

А что, если превысить этот предел? О корректной передаче данных можно забыть — пользователи столкнутся с зависаниями, артефактами картинки или вовсе ничего не увидят. Но зачем в домашних условиях в принципе нужен кабель больше восьми метров? Варианты есть.

Например, вы хотите организовать домашний кинотеатр в очень большой комнате, а мультимедийная техника разбросана по разным углам. На кабеле длиной больше восьми метров нет гарантии качественной передачи сигнала. Особенно, если говорить о разрешении 4К. Кто-то предпочитает подключать ТВ от компьютера, расположенного в другой комнате.

Также длинные HDMI-кабели пригодятся в офисах, когда нужно подключить экраны в конференц-залах (и не только). Это касается и различных проекторов, которые обычно располагаются под потолком.

Боремся с затуханием сигнала

Получить сигнал без помех на больших расстояниях в HDMI можно — есть несколько решений.

Первое — использовать повторитель. В некоторых случаях он уже встроен непосредственно в кабель. Как правило, это позволяет увеличить максимальное расстояние до 30 метров, но только для картинки разрешением не выше 1080p. Чаще можно встретить повторители в виде отдельного блочка. Они могут питаться как от самого интерфейса, так и от отдельного блока питания.

Возможности напрямую зависят от каждой конкретной модели и требуемого разрешения. В среднем можно получить:

В лучшем случае для стабильной 4К картинки в 60 Гц можно получить  40 метров (25+15), но только с кабелем 24AWG. В целом такие повторители обеспечивают двукратный прирост по сравнению с пределом в 15 метров для обычного HDMI-кабеля. Если устройств много, а длины не хватает, можно присмотреться к HDMI-коммутаторам, которые предложат максимальное расстояние в 20-25 метров.

Еще один популярный вариант — переходники HDMI-Ethernet. Это пара блочков с выходами HDMI и RJ-45. Сигнал передается через сетевые кабели Cat 5/6/7. В зависимости от устройства можно рассчитывать на удлинение в 60-120 метров, а для 1080p — вплоть до 200 метров.

Однако стоят такие удлинители не сильно дешево — цена доходит до пяти тысяч рублей. К тому же для каждого блочка необходимо отдельное питание. Придется позаботиться о наличии розетки.

Есть ли одновременно простое и эффективное решение? Да — это оптический HDMI кабель (AOC - ActiveOptical).

Как работает оптический HDMI-кабель

Принципиальное отличие этой категории — в «начинке». Совместно с проводниками из алюминия или меди в таких HDMI-кабелях используется оптоволокно. Это делает кабель помехозащищенным. А заодно обеспечивает передачу информации на большие расстояния с минимальным затуханием.

Питание и управляющие сигналы обычно передаются по классическим медным парам, а вот данные — уже по оптоволокну.  Для преобразования сигнала используется небольшая схема — в современных кабелях она уже спрятана в корпус самого коннектора.

Сами волокна могут незначительно отличаться по структуре:

• стеклянные сердцевина и оболочка;

• пластиковые сердцевина и оболочка;

• стеклянная сердцевина и пластиковая оболочка.

Первый вариант обладает максимальной пропускной способностью, но проигрывает двум остальным в плане гибкости и упругости.

Что по поводу расстояний у HDMI AOC? Для 4К в 60 Гц без проблем можно использовать кабель длиной до 100 метров. Однако в продаже также можно найти модели на 300 и 500 метров! Если говорить о разрешении 8К в 60 Гц — то здесь справится кабель длиной не более 20 метров.

Единственный минус — это цена. Модели на 80-100 метров стоят в районе 15-25 тысяч рублей. Впрочем, если вам нужно обеспечить передачу 4К-контента на большое расстояние с максимальным удобством — это лучший выбор.

Как отличить обычный HDMI от оптического

Самый верный способ не наткнуться на подделку — покупать продукцию именитых брендов в проверенных точках продажи. Например, на территории стран СНГ производством оптических HDMI занимается например, компания Dr.HD — в продаже есть модели длиной до 80 метров.

При выборе косвенно можно ориентироваться на несколько визуальных критериев:

• Оптический HDMI обычно имеет меньшую толщину провода. Как правило, это легко заметно на глаз. Но стоит также обращать внимание на показатель AWG обычного HDMI — из-за маленького сечения разница будет видна плохо.

• Чуть более массивный коннектор у оптического HDMI. Поскольку внутри стоит схема преобразования, то корпус немного больше по габаритам, чем у классического HDMI.

• Обязательная маркировка на коннекторах. Оптические кабели нельзя вставлять любой стороной, поэтому на каждом коннекторе есть обозначение — для источника (Source) и приемника (Display).

• Цена. Оптический кабель не может стоить дешево, особенно, от крупного бренда.

Заключение

Оптический HDMI кабель — это отличное решение для передачи контента в 4К/60 Гц на большие расстояния. Однако из-за своей цены такие кабели подойдут не всем. Они пригодятся, если вам необходимо преодолеть расстояние в 30 и более метров. В остальных случаях вполне можно обойтись повторителем, который обеспечит передачу картинки в 4К на расстояниях 15-30 метров.

P/S

Для сведения:

Организация HDMI Forum представила окончательные спецификации версии интерфейса HDMI под номером 2.2, презентация которой впервые состоялась в рамках мероприятия CES 2025.

Версия HDMI 2.2 была разработана с целью улучшения совместимости с современными мониторами и телевизорами, обладающими высокими разрешением и частотой обновления — например, с 4K/8K дисплеями. Кабели версии 2.2 будут поставляться с фирменной маркировкой Ultra96, означающей поддержку пропускной способности до 96 Гбит/с. Маркировка гарантирует, что покупатели приобретают сертифицированный продукт с необходимыми им функциями, поскольку современные кабели HDMI поддерживают пропускную способность только до 48 Гбит/с.

Кабели HDMI 2.2 способны передавать контент с разрешением до 12K при 120 кадрах в секунду и разрешением 16K при 60 кадрах в секунду. Они также поддерживают несжатые полноцветные форматы, такие как разрешение 8K при 60 кадрах в секунду/4:4:4 и разрешение 4K при 240 кадрах в секунду/4:4:4 при 10-битном и 12-битном цвете. Кроме того, стоит упомянуть интегрированную в стандарт 2.2 функцию Latency Indication Protocol (LIP), улучшающую синхронизацию звука и видео. Как подчеркивают в Engadget, она будет особенно полезной для конфигураций, включающих в себя ресиверы или звуковые панели.

Технология расширенного динамического диапазона (HDR) среди устройств отображения изначально появилась в телевизорах. Компьютерные мониторы обзавелись ей чуть позже. На сегодняшний день модели с поддержкой HDR можно встретить как среди топовых, так и в среднем ценовом сегменте. Чем отличаются разные стандарты HDR в мониторах?

Дебютный монитор с поддержкой HDR был выпущен в 2017 году — им стала модель от компании Dell. Тогда еще не существовало единых стандартов для мониторов, поэтому производители были вольны реализовывать технологию на свое усмотрение. Первые стандарты расширенного динамического диапазона для мониторов были разработаны в 2018 году организацией VESA. В 2019 году их список был расширен.

Кроме стандартов организации существуют собственные реализации производителей мониторов, а также комплексы стандартов от производителей видеокарт, куда тоже входят требования к HDR.

Стандарты HDR для мониторов

• VESA DisplayHDR 400

Самый простой из стандартов VESA. Вопросов к реализации подсветки матрицы тут нет, поэтому экраны данного типа чаще всего оснащаются обычной краевой LED-подсветкой. Остальные требования тоже демократичные — стандартные 8 бит на каждый цветовой канал, а уровень свечения чёрного не должен превышать 0,4 нит.

По сути, отличие от обычных мониторов тут только в пиковой яркости: вместо типичных 250–300 нит требуются 400 нит. Из-за относительной простоты реализации DisplayHDR 400 — это один из самых распространённых стандартов, который встречается в мониторах и ноутбуках.

• HDR10

Стандарт HDR, перекочевавший в мониторы из телевизоров. Использует 10-битное представление цвета, но не имеет жестких требований к реализации подсветки и пиковой яркости. Стоит отметить, что именно с этим стандартом в мониторах связано больше всего путаницы. Из-за отсутствия строгих требований шильдиком «HDR10» могут обладать мониторы с яркостью всего 250–300 нит. Как вы понимаете, настоящего HDR там и близко нет.

Более того, некоторые модели могут быть указаны как «HDR10 ready» или «HDR ready». Под этими словами подразумевается способность монитора принимать и выводить 10-битный сигнал, в то время как его матрица может быть обычной 8-битной. Такие модели к реальному HDR имеют еще меньше отношения.

• Acer HDR350

Реализация от Acer, схожая со стандартом DisplayHDR 400. Главное отличие — более низкая яркость в 350 нит.

По рекомендациям компании Microsoft дисплей с HDR должен обладать яркостью не менее 300 нит, поэтому условно HDR350 в категорию расширенного динамического диапазона попадает. На практике эта реализация — одна из самых бюджетных.

• VESA DisplayHDR 600

Более продвинутый стандарт VESA, который заметно отличается от базового DisplayHDR 400. Требует локального затемнения для разных зон, но не ограничивает его реализацию: это может быть как краевая подсветка, так и более продвинутая задняя. Чаще всего в продуктах данной категории встречается первый вариант.

Прочие требования по сравнению с DisplayHDR 400 тоже увеличены. Обязательна 10-битная глубина цвета, уровень свечения черного не выше 0.1 нит и пиковый уровень яркости не менее 600 нит. Из-за более сложной конструкции такие мониторы дороже решений c DisplayHDR 400.

• VESA DisplayHDR 500

Произвольная от стандарта DisplayHDR 600, предназначенная для тонких экранов ноутбуков. Требования схожи с «родителем», за исключением яркости: здесь она должна быть не менее 500 нит.

• VESA DisplayHDR 1000

Стандарт для топовых мониторов, которые предназначены для энтузиастов, профессионалов и создателей контента. Требует минимальный уровень свечения черного в 0.05 нит, который невозможно организовать без задней многозонной подсветки. К тому же, и пиковая яркость тут должна быть заметно выше: не менее 1000 нит. Обязателен и 10-битный цвет.

Из-за столь высоких требований мониторы с поддержкой стандарта требуют мощных диодов подсветки, расположенных сзади экрана, а также увеличенного количества зон. Поэтому такие модели получаются достаточно толстыми, тяжелыми и очень дорогими.

• VESA DisplayHDR 1400

Самый продвинутый стандарт VESA, предназначенный для ультимативных решений. По сравнению с DisplayHDR 1000 повышены требования. Теперь пиковая яркость должна составлять от 1400 нит, а уровень свечения черного должен быть еще ниже — 0.02 нит. Стоит ли упоминать, что такую сертификацию получают только самые дорогие модели мониторов.

• VESA DisplayHDR 400/500/600 TrueBlack

Серия стандартов для мониторов и экранов ноутбуков, выполненных по технологии OLED. В экранах данного типа каждая точка светится самостоятельно, поэтому в стандартах TrueBlack заметно повышены требования к уровню чёрного: его свечение не должен превышать 0.0005 нит.

Изменились и требования к задержке переключения подсветки. У серии обычных стандартов DisplayHDR она должна составлять не более восьми кадров, независимо от частоты обновления экрана. У линейки DisplayHDR TrueBlack — не более двух кадров. Между собой стандарты DisplayHDR 400/500/600 серии TrueBlack отличаются только пиковой яркостью — она должна составлять не менее 400, 500 и 600 нит, соответственно. Благодаря абсолютному черному цвету даже на такой яркости OLED экраны могут обеспечить уровень контрастности, сравнимый с мониторами DisplayHDR 1000/1400 на LED-подсветке.

• Quantum HDR

Фирменная реализация HDR на топовых мониторах от Samsung. В основе лежит стандарт HDR10+ для телевизоров, разработанный этой же компанией. Аналогично прямому родственнику, использует 10-битную глубину цвета и умеет работать с динамическими метаданными.

Quantum HDR подразумевает использование квантовых точек в экране и технологии miniLED — разновидности задней подсветки, которая по сравнению с обычной многозонной подсветкой обладает увеличенным диодов и зон. За счет такой комбинации заметно снижается уровень свечения черного, а также заметно возрастает пиковая яркость.

Именно яркостью и отличаются разные реализации Quantum HDR. Она, в зависимости от модели монитора, может отображаться в названии технологии двумя способами:

Quantum HDR 1000/1500/2000/4000 обозначает пиковую яркость экрана в 1000, 1500, 2000 и 4000 нит, соответственно. Под Quantum HDR 12x/16x/24x/32x/40x подразумеваются множители базовой яркости, за которую принято значение в 100 нит. То есть, такие экраны могут достигать пиков в 1200, 1600, 2400, 3200 и 4000 нит, соответственно.

Для последних моделей таких мониторов вдобавок указывается технология «HDR10+ Gaming». Она является вариантом стандарта HDR10+ специально для игр, который совместим со всеми моделями с Quantum HDR.

• Dolby Vision

Стандарт от Dolby Laboratories, помимо телевизоров иногда встречающийся в профессиональных мониторах. Работает с 10- или 12-битным цветом, поддерживает динамические метаданные. Требуемая пиковая яркость — от 1000 нит и выше.

Конкретный тип подсветки стандартом не упоминается, но экраны с такими характеристиками в обязательном порядке оснащаются задней LED-подсветкой с разделением на зоны, либо матрицами OLED.

• NVIDIA G-Sync Ultimate

Топовый стандарт динамической синхронизации кадров от NVIDIA. Конкретные требования не указываются, но обязательны «HDR, потрясающая контрастность и кинематографичные цвета». Модели, прошедшие такую сертификацию, имеют от 600 нит пиковой яркости и 10-битную матрицу. Другой обязательный атрибут — многозонная LED-подсветка, либо OLED-экран.

• AMD FreeSync Premium Pro

Старший стандарт динамической синхронизации кадров от AMD. Обязателен 10-битный цвет и от 400 нит пиковой яркости. Официальных требований к реализации подсветки нет. Но, как и в случае с конкурентом, все совместимые модели оснащаются или многозонной LED-подсветкой, или OLED-экраном.

Как правило, для любого монитора с G-Sync Ultimate или FreeSync Premium Pro может дополнительно указываться одна из сертификаций DisplayHDR.

Некоторые производители мониторов указывают в характеристиках HDR, но не упоминают о его принадлежности к какому-то стандарту. В таких случаях речь чаще всего идет о бюджетной реализации, не дотягивающей даже до спецификаций базового DisplayHDR 400.

Требования к аппаратному и программному обеспечению ПК

Для вывода HDR-картинки на монитор нужен компьютер с относительно современной видеокартой. Дискретные модели, поддерживающие вывод HDR, начинаются со следующих линеек:

• NVIDIA: серия GeForce GTX 900 и выше

• AMD: серия Radeon RX 400 и выше

• Intel: серия ARC

Помимо этого, вывод HDR поддерживают и встроенные видеокарты:

• AMD: серия RX Vega и выше

• Intel: серия UHD 600 и выше

На ПК должна быть установлена Windows 10 или Windows 11, а также кодеки из Microsoft Store для воспроизведения видео с 10-битной глубиной цвета — HEVC и VP9. Поддерживает его и перспективный AV1, хотя пока контента в нем мало.

В отличие от телевизоров, где HDR-контент обычно запускается автоматически, в ОС Windows режим HDR необходимо включить и отрегулировать вручную, следуя инструкции от Microsoft.

Поддержка Windows 10 прекратится в октябре 2025 г.

После 14 октября 2025 г. корпорация Майкрософт больше не будет предоставлять бесплатные обновления программного обеспечения из Центра обновления Windows, техническую помощь и исправления безопасности для Windows 10. Ваш компьютер по-прежнему будет работать, но мы рекомендуем перейти на Windows 11.

Подробнее

Особенности HDR-контента на ПК

Контент, доступный на ПК в расширенном динамическом диапазоне — это видео и игры. HDR-фильмы доступны на стриминговых площадках Netflix, Amazon Video, Disney+, AppleTV+, HBO Max, а также Ultra HD Blu-ray дисках. Видеоролики с HDR можно найти на Youtube. Многие современные игры поддерживают HDR «из коробки», а на некоторые проекты можно установить соответствующие моды. Немного улучшить картинку в старых играх можно и с помощью технологии Auto HDR, присутствующей в Windows 11.

На словах звучит хорошо, но на деле у HDR под Windows достаточно много проблем. Стриминговые сервисы заточены под телевизионные стандарты HDR, поэтому могут некорректно отображать такой контент на ПК. Реализация HDR в некоторых играх тоже хромает, не всегда принося желаемый эффект.

Несмотря на то, что у Windows имеется настройка баланса яркости между SDR и HDR-режимами, на некоторых мониторах даже с ее помощью трудно добиться правильного отображения любого контента. В итоге картинка может казаться либо слишком тёмной, либо слишком светлой. Чаще всего таким грешат модели с простыми реализациями HDR, которые для достижения нужного эффекта жертвуют цветопередачей. Поэтому обычный SDR-контент может выглядеть на них даже лучше.

Также нужно помнить, что компьютерный монитор находится достаточно близко от глаз. Высокая яркость на близком расстоянии вредит им намного больше, чем на расстоянии нескольких метров, как в случае с телевизором. Особенно, если монитор используется в темноте.

Сравнительная таблица

Для удобства сравнения между собой, объединим требования разных стандартов HDR-мониторов в таблице.

P/S

Кому интересно. Основные характеристики практически всех существующих мониторов с поддержкой HDR можно найти здесь.

Примечание ProjectorWorld: может быть проще понять данный термин, если вернуться к оригинальному английскому слову «subsampling». Если «Sampling» значит «брать замеры» — например параметры каждого пикселя, то с добавлением приставки «sub-» («под-») мы, стало быть, берем замеры не с каждого пикселя, а с некого их «подмножества». «Subsample» — это «выборка из выборки».

Однако, если бы не повсеместное использование цветовой субдискретизации и различных алгоритмов сжатия данных для хранения видео-данных на ваших Blu-ray и DVD-дисках, жестких дисках и серверах служб интернет-вещания, то проблема эта была бы куда более существенной и труднорешаемой. Все потому, что обе технологии работают сообща, существенно уменьшая требуемую пропускную способность канала и вычислительные мощности, необходимые для отображения видео в высоком разрешении и с частотой кадров 24, 30, 60, и даже 120 кадров в секунду. Без этих технологий лишь самые быстрые компьютеры и графические карты были бы в состоянии обработать и отобразить эти сотни мегабайт-в-секунду видео-данных, генерируемых фильмом в качестве 4K UHD HDR, при этом не сбрасывая кадры и без зависания картинки. К тому же, невероятно большой размер файлов, который потребовался бы для несжатых фильмов в Full HD и 4K, добавил бы много дополнительных часов или даже дней к времени их скачивания у служб потокового вещания; к тому же они бы быстро заполнили все дисковое пространство вашего ПК или медиасервера. Даже если ваше оборудование и интернет-подключение были бы в состоянии справиться с несжатым 4K-контентом, вам бы потребовались топовые кабели HDMI 2.1 и соответствующие интерфейсы у отображающего устройства, чтобы «пропихивать» несжатые видео-данные от плеера к устройству.

Цветовая субдискретизация использовалась с начала эпохи аналогового цветного телевидения, позволяя по узкой полосе пропускания, выделенной для каждого телеканала, одновременно передать черно-белое и цветное изображение, тем самым обеспечивая обратную совместимость с существующими черно-белыми телевизорами. Используемый в области аналогового сигнала термин «Y’UV» относится цветовой модели с субдискретизированным цветом, в которой подканал Y’ содержит нелинейный яркостный сингал* (информацию о яркости, соответствующую воспринимаемым яркости и детализации; в основном данные о яркости берутся из зеленого сигнала), тогда как субканалы U и V содержат цветовой компонент сигнала — красный и синий. Данная модель используется во всем мире для телевещания. Другая аналоговая модель, Y’PbPr, используется в основном для передачи компонентного видео по трем кабелям. В этой модели канал Y’ тоже содержит информацию о яркости (она же содержит основную часть данных, относящихся к цветности и детализации зеленого), тогда как каналы Pb и Pr содержат компонент цветовых данных «Синий минус яркость (Y)» и «Красный минус яркость»). Использование отдельного компонента сигнала для передачи информации о яркости в сочетании с двумя сигналами цветовых различий привело к экономии требуемой ширины канала по сравнению с аналоговым R, G, B сигналом, где каждый канал содержит собственный компонент яркости.

* Нелинейный сигнал, обозначаемый апострофом, означает, что к сигналу применена гамма-коррекция

Аналоговая модель Y’PbPr ближе соответствует современным цифровым моделям YCbCr и Y’Cb’Cr’ (яркость, цвет: синий; цвет: красный). Как и в аналоговых моделях, условный знак в виде апострофа означает, что изначальные значения для Красного, Зеленого и Синего пикселя, которые были получены камерой или сгенерированы в графическом приложении, были «субдискретизированы» нелинейным способом, который лучше учитывает различную чувствительность человеческого глаза к цветам и различным уровням яркости. Благодаря пониманию принципов работы глаза был сделан вывод, что именно данные о яркости являются наиболее важным компонентом, необходимым для того, чтобы видеть и различать объекты. При этом часть данных о цвете можно опустить без особого ущерба, в результате чего получаем сжатый сигнал, который экономит дисковое пространство и который проще передавать.

В данной статье мы сосредоточимся на трех наиболее широко используемых уровнях цветовой субдискретизации, которые можно обнаружить в рамках модели Y’Cb’Cr’. Эти уровни обычно выражаются в виде тройного отношения, которое соответствует значениям Y':C'b:C'r. Если вы истинный видеофил, то наверняка встречались с этими «4:4:4», «4:2:2» и «4:2:0». Такие отношения сообщают нам, примерно следующее: «4 доли яркости к 2-м долям цвета (синего) к 2-м долям цвета (красного).» Отношение 4:4:4 используется для описания «недискретизированных» данных R, G, B. Это означает, что в сигнале равные доли выделены на яркость, цветность синего и цветность красного. «4:4:4» полностью соответствует сигналу RGB, как показано на рисунке выше.

Высчитываем Y'C'bC'r: Таблица взята из описания стандарта BT.2100 и описывает, как значения Y'C'bC'r высчитываются из изначальных значений R’, G’ и B’, записанных камерой или созданных в графическом приложении. Обратите внимание, что яркостный компонент Y’ содержит преимущественно данные, полученные на основании зеленого канала цветности G’ и практически без участия данных из B’.

Алгоритмы цветовой субдискретизации были созданы чтобы использовать на практике более высокую чувствительность человеческого глаза к оттенкам зеленой части цветового спектра, чем к красной и синей. (Возможно, это результат долгой эволюции человеческого вида в окружении зеленых растений и лесов?) По этой причине яркостный компонент Y’ (см. таблицу выше) и содержит преимущественно данные, которые были получены из зеленого канала. По этой же причине зеленый канал в большинстве цифровых фотографий содержит больше полезных данных, на основании которых можно превратить цветную фотографию в черно-белую (см. фото ниже). Если вы снизите насыщенность цветов на телевизоре или проекторе, то полученные черно-белые изображения на экране будут созданы почти полностью из данных по яркостному каналу, в котором примерно 70% зеленого, 25% красного и лишь 5% синего. В связи с таким «перекосом» нашего зрения в сторону зеленого цвета, цветовая субдискретизация позволяет уменьшить объем информации по цветности, содержащейся в красном и синем каналах, экономя вплоть до 30% трафика (при использовании уровня сжатия 4:2:2) без заметной для большинства зрителей разницы в детализации, цвете или контрастности изображения.

Зеленый канал в большинстве цифровых фотографий вносит больший вклад в черно-белое изображение, чем красный или синий.

Сам по себе метод цветовой субдискретизации позволяет снизить размер файла и требования к полосе пропускания на 30-50% по сравнению с изначальным R, G, B форматом, не приводя при этом к значимой деградации качества изображения. Высший уровень качества 4:2:2 является практически «lossless-сжатием» (без потери качества), зачастую применяемым к изначальному видеоматериалу до монтажа и цветокоррекции, позволяя ускорить процесс редактирования и обработки. Запись у большинства полупрофессиональных видеокамер осуществляется именно в этом формате. В области профессионального кинопроизводства цветовая субдискретизация применяется лишь после того, как несжатый (4:4:4) RGB видеоряд смонтирован и сохранен в качестве мастер-копии. Затем, после цветовой субдискретизации, следует применение общего алгоритма сжатия, который может включать MJPEG, AVC, либо HEVC, каждый из которых потребует меньше вычислительных мощностей и времени для сжатия видео в 4:2:2, чем 4:4:4. Взятые вместе, эти различные методы сжатия данных способны уменьшить размер видеофайла в 5-20 раз, так и не достигнув уровня, при котором качество изображения станет неприемлемым.

Как работает цветовая субдискретизация?

4:4:4. В соответствии с приведенными выше толкованием стандарта BT.2100, данные по R, G, B, имеющиеся у каждого пикселя видеокадра, сперва используются для вычисления значений Y'C'bC'r для каждого пикселя. Рисунок выше показывает, как эти данные могли бы храниться в массивах по 8 ячеек – до того, как будет применена субдискретизация цветов. На данный момент нет никаких изменений ни относительно требуемого для хранения видеофайла пространства, ни качества изображения, ни точности цветов или их детализации.

4:2:2. Формат 4:2:2 считается навысшим уровнем субдискретизации и сохраняет всю информацию по каналу яркости Y’. (Все прочие описываемые нами уровни также сохраняют полную информацию по яркости, и лишь несколько записывающих устройств субдискретизируют яркостный канал до уровня 3 или 2). А вот значения C’b и C’r берутся в два раза реже по горизонтали, чем параметр яркости, и в итоге каждый второй пиксель в каждой строке массива пикселей хранится без данных C’b и C’r, экономя около 30% ширины канала и дискового пространства. Когда эти видеоданные открываются компьютерной программой, медиаплеером или способным напрямую обрабатывать видео в 4:2:2 устройством отображения, то сперва все доступные данные восстанавливаются в несжатом виде, а затем недостающие ячейки с данными C’b и C’r заполняются данными из соседних по горизонтали пикселей (это также называется интерполяцией).

При субдискретизации 4:2:0 яркостный компонент остается нетронутым, а для улучшения качества изображения, данные о цветовых компонентах могут содержать некую смесь из выброшенных данных.

4:2:0. Теперь все становится чуть запутаннее. При уровне субдискретизации 4:2:0, яркостному каналу все еще позволяется сохраняться в нетронутом виде, но C’b и C’r берутся в два раза реже – не только по вертикали, но и по горизонтали, что дает экономию полосы пропускания и места для хранения порядка 50%. Однако, для улучшения качества, данные, хранящиеся для каждого из оставшихся пикселей могут содержать «смесь» из выброшенных данных (см. рисунок). При этом используются два алгоритма. В итоге, при восстановлении исходного изображения видеоплеером, получается меньше артефактов, более плавные переходы между краями линий в изображении и более тонкие детали, чем если бы просто сохранялась цветность для одного пикселя из четырех (без «смешения» с соседними). Безусловно, более плавные края линий означают, что текст на контрастирующем фоне может выглядеть смазано или нечетко, но данный артефакт изображения также может быть виден при сравнении на компьютерном мониторе с его четким изображением форматов 4:2:2 и 4:4:4.

Заключительное слово по цветовой субдискретизации

Происходит ли заметно большее ухудшение качества изображение при использовании метода 4:2:0 по сравнению с 4:2:2, если наша цель — просмотр кинофильмов? Большинство зрителей, просмотревших любое количество Blu-ray дисков в 4K UHD (SDR и HDR) не согласятся с этим. Все потому, что формат цветовой субдискретизации 4:2:0 является неотъемлемой частью стандарта 4K UHD Blu-ray (наряду с невероятно эффективным общим алгоритмом сжатия HEVC) и используется для хранения практически всех фильмов, которые вы можете посмотреть с помощью сервисов кабельного ТВ или широкополосного интернет-вещания. Перед тем, как начать воспроизведение, обычный UHD Blu-ray 4K плеер проверяет информацию HDMI EDID, которая хранится в проекторе или другом устройстве, чтобы определить, способно ли оно напрямую работать с видео в формате 4:2:2. Большинство устройств способны работать с видео в 4:2:0 или 4:2:2, поэтому плеер сперва преобразует данные с диска в формат 4:2:2 перед тем, как отправлять их на экран. Если устройство отображения не совместимо с 4:2:2, то плеер может отправить на него данные в 4:2:0 или же преобразовать их в 4:4:4 перед отправкой на устройство.

Опираясь на эти крохи информации, большинство UHD Blu-ray плееров оказываются в состоянии отобразить видео даже в чуть лучшем качестве и с большей точностью цветов чем то, что вы можете получить с 4K UHD Blu-ray диска! Все что нужно – это 4K-видеокамера или цифровая зеркалка, либо графическое приложение, позволяющее записывать видео с глубиной цвета 10-12 бит на пиксель с использованием субдискретизации 4:2:2 (не 4:2:0) или даже 4:4:4. Отредактировав такие видеоролики и сохранив их в формате, таком как Apple ProRes 4:2:2, а затем сжав с использованием 10-битного HEVC, их после этого можно записать на USB 3.0 жесткий диск и подключить его к соответствующему разъему Blu-ray плеера, либо даже напрямую подключить этот диск к USB 3.0 разъему проектора или телевизора (если имеется). Поскольку плееру или отображающему устройству не приходится преобразовывать 4:2:0 в 4:2:2, то в тонких цветовых переходах должно сохраниться больше оттенков.

В любом случае, факт остается фактом: сжатие данных и цветовая субдискретизация в том или ином виде необходимы для того, чтобы позволить современным плеерам и отображающим устройствам справляться с видео в 4K-разрешении – и вы можете быть уверены, что эти технологии обретут еще большую значимость, когда широкого распространения достигнет 8K-контент и соответствующие отображающие устройства; особенно – учитывая ограничения по дисковым хранилищам и пропускной способности каналов широкополосного вещания. К счастью, в связи с большей плотностью пикселей у 8K-контента и дисплеев, видео в форматах 4:2:0 и 4:2:2 будет смотреться даже лучше чем сейчас, даже при отображения резкого текста на контрастирующем фоне.

Для подключения мониторов, телевизоров, консолей и ТВ-приставок повсеместно используется интерфейс High Definition Multimedia Interface — HDMI. Существуют разные версии, каждая из которых имеет ограничение на пропускную способность и свой набор поддерживаемых функций. Чем отличаются стандарты HDMI и какие возможности предлагает каждый?

Конструктивные особенности

В первую очередь давайте выясним, как может выглядеть HDMI. Чаще всего встречается три разновидности форм-фактора этого интерфейса:

• HDMI (Type A) — самый распространенный, встречается в крупной технике вроде телевизоров, консолей, видеокарт, мониторов и так далее;

• mini-HDMI (Type C) — можно встретить в компактных устройствах, таких как видеорегистраторы, камеры, цифровые фотоаппараты;

• micro-HDMI (Type D) — самый миниатюрный разъем, встречается в портативной технике.

Существуют также неиспользуемый Dual-Link Type-B и автомобильный Type-E. Последний встречается в автомобилях и имеет дополнительную фиксирующую защелку.

HDMI-кабель обычно состоит из четырех экранированных витых пар с сопротивлением порядка 100 Ом и семи отдельных проводников. Общего стандарта цветовой маркировки не существует, хотя многие производители стараются придерживаться принципа цветовых групп.

В спецификации четко не прописана максимальная длина кабеля, однако для пассивных HDMI 1.3/1.4 она может достигать 15 метров, для моделей HDMI 2.0 — не более 7,5 метров, а в спецификации 2.1 говорится о возможном пределе до 5 метров. Чтобы избежать затухания сигнала на больших расстояниях используют активные или оптические HDMI кабели.

Стандарты (версии) HDMI

Ключевой характеристикой стандарта HDMI является частота, увеличение которой позволяет передавать больше данных за единицу времени. Преимущественно разные версии HDMI отличаются именно пропускной способностью. Чем новее стандарт — тем большие разрешения и частоту он поддерживает.

HDMI 1.4 (2009–2011)

Постепенно выходит из оборота, хотя все еще встречается в различной технике. Имеет пропускную способность 10,2 Гбит/с (8,16 Гбит/с для данных), восемь аудиоканалов и гарантированно поддерживает следующие разрешения:

• 1920 × 1080 (до 144 Гц);

• 2560 × 1440 (до 75 Гц);

• 3840 × 2160 (до 30 Гц).

Также именно с версии 1.4 стандарт начал поддерживать HDMI Ethernet Channel (HEC) со скоростью до 100 Мбит/с. Версия HDMI 1.4a добавила два обязательных формата 3D для вещательного контента. В 1.4b были лишь внесены различные поправки в документацию. Техника и кабели с HDMI 1.4 (High Speed) могут использоваться для просмотра контента на ТВ и гейминга на относительно высокогерцовых мониторах в FullHD.

HDMI 2.0 (2013–2016)

В этой версии инженеры смогли повысить пропускную способность до 18 Гбит/с (14,4 Гбит/с для данных), а также увеличить число аудиоканалов до 32. Заявлены поддержка соотношения сторон 21:9, динамическая синхронизация видео- и аудиопотоков, аудиостандарты HE-AAC и DR, улучшенные возможности для CEC. Реализованы следующие ограничения по разрешениям:

• 1920 × 1080 (до 240 Гц);

• 2560 × 1440 (до 144 Гц);

• 3840 × 2160 (до 60 Гц).

HDMI 2.0a добавил поддержку видео HDR со статическими метаданными. В HDMI 2.0b была добавлена дополнительная поддержка HDR, которая расширяет статическую передачу метаданных, включая гибридную логарифмическую гамму (HLG). Интерфейс ориентирован на просмотр 4К контента с 60 к/с и гейминг в 2К разрешении. Кабели обозначаются как Premium High Speed.

HDMI 2.1 (2017)

Стандарт предложил еще большую пропускную способность — 48 Гбит/с (42 Гбит/с для данных), улучшенную схему кодирования, опциональную поддержку сжатия DSC 1.2a. Появился улучшенный обратный аудиоканал (eARC), улучшенная функция частоты обновления и уменьшения задержки, переменная частота обновления (VRR), а также быстрое переключение носителей (QMS) для видеоконтента. Помимо 4К с высокой герцовкой новая версия привнесла поддержку и больших разрешений, включая 8К и 10К:

• 1920 × 1080 (до 240 Гц);

• 2560 × 1440 (до 240 Гц);

• 3840 × 2160 (до 144 Гц);

• 5120 × 2880 (до 60 Гц);

• 7680 × 4320 (до 30 Гц);

• 10240 × 4320 (до 30 Гц).

В версии 2.1а реализовали поддержку Source Based Tone Mapping (SBTM). Эта технология, которая адаптирует картинку с учетом характеристик экрана. Возможна передача контента на больших частотах при использовании метода сжатия Display Stream Compression (DSC), который появился в HDMI 2.1b. Кабели маркируются как Ultra High Speed.

HDMI 2.2 (2025)

Новейшая версия получила маркировку кабелей Ultra96 и поддерживает пропускную способность до 96 Гбит/с (85 Гбит/с для данных). Это открыло новые возможности, включая поддержку 4K-контента с частотой до 480 Гц.

Среди новых технологий — Fixed Rate Link Signaling (FRLS), улучшенная поддержка несжатого контента для высоких разрешений от 4К. Появился протокол индикации задержки (LIP), который минимизирует разрывы между аудио и видео. Поможет в тех случаях, когда используются мультимедийные системы с множеством последовательно подключенных компонентов. Таким образом, мы получаем следующую таблицу действующих стандартов HDMI для контента SDR (8 бит) в цветовой схеме RGB или YCBCR 4:4:4. Для упрощенной цифровой субдискретизации YCBCR 4:2:0 и при использовании сжатия DSC возможны большие значения.

Подробная таблица, в том числе с указанием HDR контента с глубиной цвета на 10/12 бит для YCBCR 4:4:4 без сжатия DSC, представлена ниже:

Помимо этого интерфейсы отличаются списком поддерживаемых функций. Принято, что под стандартами HDMI понимается последняя из доступных версий. Например, под маркировкой HDMI 2.0 производители должны использовать интерфейс, который полностью удовлетворяет версии HDMI 2.0b.

Выбор HDMI

Как правило, производители соотносят стандарт HDMI с возможностями конкретного устройства. Например, если телевизор поддерживает воспроизведение 4К/60 Гц, то в нем уже предусмотрен интерфейс не ниже HDMI 2.0. Аналогично с мониторами — практически все модели с 4К/144 Гц имеют HDMI 2.1. Но не забывайте, что при соединении между собой двух устройств с разными версиями HDMI, они будут работать по возможностям наименьшей. Это стоит учитывать при многоуровневом подключении, например, в мультимедийных системах с AV-ресивером.

Куда важнее использовать подходящий кабель — он должен быть не ниже, чем стандарт HDMI. Особенно, если вы собираетесь задействовать режимы разрешения/частоты на пределе пропускной способности. Например, для соединения двух устройств с HDMI 2.1 потребуется кабель Ultra High Speed. А вот для соединения HDMI 2.0 и 2.1 достаточно Premium High Speed, поскольку возможности будут ограничены более старым стандартом.

Можно ли взять кабель стандартом ниже? Вполне — однако работа в высоком разрешении или на большой частоте уже не будет гарантирована. Вы можете столкнуться с артефактами или отсутствием изображения. К тому же у такого кабеля будет большее затухание сигнала на расстоянии.

Не забывайте про длину. Пассивные кабели Ultra High Speed (HDMI 2.1) длиной обычно не больше пяти метров. Все, что от 10 до 50 метров — это оптические HDMI с соответствующим ценником и однонаправленным подключением.

Поддержка функций зависит напрямую от интерфейса. Главное, обращать внимание на порты. Например, в телевизоре может быть несколько HDMI, но под ARC выделен конкретный. Иногда порты разделены по максимальному разрешению/частоте.

Функции могут не работать из-за кабеля в том случае, если у него отсутствуют необходимые жилы. Например, если нет проводника для 14 контакта, то кабель не будет работать с HDMI CEC. В конце 2023 года на Тайване полиция арестовала крупную партию поддельных HDMI кабелей, у которых вместо 19 положенных было всего 6–9 жил. Именно поэтому стоит присмотреться к продукции крупных и проверенных брендов.

DisplayPort — один из двух современных разъемов для передачи видео- и аудиосигнала. Он менее распространен, чем популярный HDMI, но нередко превосходит его по своим характеристикам и возможностям. Как устроен DisplayPort, что он умеет и где используется?

Немного истории

В прошлом веке для передачи изображения от источника к монитору или ТВ использовались аналоговые видеоинтерфейсы, которые хорошо подходили для экранов на основе электронно-лучевых трубок. Но с появлением жидкокристаллических панелей становились все более явными их недостатки, главными из которых была размытость изображения и повышенная чувствительность к помехам.

Поэтому уже в 1999 году был разработан первый компьютерный интерфейс, который обзавелся поддержкой и цифровой, и аналоговой передачи данных — DVI. Благодаря цифровому режиму изображение стало возможным передавать «точка-в-точку»: именно это требовалось для получения идеальной четкости на жидкокристаллических экранах. Спустя четыре года логическим продолжением DVI стал новый интерфейс HDMI. Он отказался от аналоговых линий, но взамен получил более компактный разъем, поддержку передачи звука и сигналов управления бытовой техникой.

Наш герой — DisplayPort — самый молодой из интерфейсов для мониторов, который был разработан и представлен в 2006 году ассоциацией по стандартам видеоэлектроники (VESA). Аналогично HDMI он получил компактный разъем, а также возможность транслировать картинку со звуком.

Уже со старта DisplayPort обогнал конкурента по пропускной способности — это позволило ему передавать изображение с более высоким разрешением и частотой обновления. К сегодняшнему дню актуальными остались только эти два видеоинтерфейса, но борьба за технологическое лидерство между ними все также продолжается.

Как устроен разъем DisplayPort

Интерфейс имеет два вида разъемов и коннекторов: полноразмерный DisplayPort и уменьшенный mini DisplayPort.

Внутри каждого из разъемов скрываются 20 контактов. Восемь из них образуют основную линию связи (Main Link) — это четыре высокоскоростных канала, передающие пакеты с видео- и аудиосигналом от источника к приемнику. Еще два контакта обеспечивают работу дополнительного канала (Auxillary Channel), который отвечает за обмен служебной информацией между источником и приемником. С его помощью дисплей передает данные о поддерживаемых режимах и протоколах, а устройство-источник может управлять параметрами его работы.

Каждый из пяти каналов имеет собственную линию заземления, благодаря которой обеспечивается эффективное экранирование и защита от помех. Помимо этого, в разъеме присутствуют еще пять контактов:

• Два контакта конфигурации (Config 1/Config 2). Используются для определения типа кабеля или активного адаптера с DisplayPort на другой интерфейс. С переходником на HDMI один из этих контактов передает данные CEC (управление бытовой электроникой).

• Контакт горячего подключения (Hot Plug Detect). Позволяет устройствам обнаруживать подключение и отключение кабеля DisplayPort.

• Контакт передачи питания (Power). Снабжает электричеством микросхемы внутри активных кабелей DisplayPort и переходников на другие интерфейсы. Напряжение — 3.3 В, ток — до 500 мА.

• Контакт обратного питания (Power Return). «Земля» контакта передачи питания.

С 2007 года интерфейс поддерживает альтернативный режим DisplayPort Dual-Mode (DP++). В нем контакты разъема переназначаются для того, чтобы источник изображения мог отправить по ним сигналы HDMI или DVI при подключении пассивных переходников на соответствующие интерфейсы.

Впрочем, у такого решения есть ограничения. Во-первых, переход в режим DP++ должен поддерживать выходной разъем видеокарты. Во-вторых, скорость альтернативного режима передачи HDMI по сравнению с «родным» DisplayPort может быть ограничена. В-третьих, в обратную сторону альтернативный режим не работает — то есть, монитор со входом DisplayPort получать по нему cигнал HDMI/DVI не может.

Принцип передачи и используемые технологии

DVI и HDMI (вплоть до версии 2.1) передают по отдельности сигналы каждого из трех основных цветов изображения и тактовый сигнал синхронизации. В отличие от них, DisplayPort изначально основан на пакетной передаче данных аналогично таким интерфейсам, как USB или PCI-Express. Это позволяет более гибко использовать пропускную способность соединения, а также заметно проще внедрять различные технологии, которые появляются у конкурента позже или вовсе не имеют аналогов.

Первой из таких технологий в 2010 году стала Multi-Stream Transport (MST). Она позволяет подключать несколько независимых дисплеев к одному разъему DisplayPort посредством специальных хабов — аналогично тому, как подключается USB-хаб с несколькими устройствами в один родительский порт на материнской плате.

Помимо отдельных MST-хабов, можно использовать встроенную микросхему для реализации «сквозного» разъема DisplayPort MST на мониторе. Такие модели можно подключать друг к другу по цепочке до тех пор, пока пропускной способности одного порта источника хватает для их работы (обычно до четырех, ограничено видеокартой).

Второй уникальной технологией, появившейся в 2013 году, стала VESA Adaptive Sync. За счет нее интерфейс получил поддержку передачи изображения с переменной частотой обновления (VRR).

В 2015 году на основе Adaptive Sync компания AMD представила собственную технологию синхронизации FreeSync. И хотя вскоре она стала доступна не только по DisplayPort, но и по HDMI, в последнем интерфейсе собственная реализация переменной частоты обновления появилась только в 2017 году с выходом версии 2.1.

Третьей ключевой технологией, дебютировавшей в DisplayPort в 2014 году, стало сжатие видеопотока Display Stream Compression (DSC). Данные сжимаются «визуально без потерь»: при таком алгоритме потеря качества на глаз неотличима, а артефакты отсутствуют. С помощью DSC интерфейс способен уместить в ту же пропускную способность большее разрешение, частоту или глубину цвета — например, вместо предельных 4К/60 Гц передать 4К/120 Гц. Но для работы технологии у монитора должен быть аппаратный декодер DSC c микросхемой буфера для временного хранения распакованных кадров. Как правило, ими оснащаются только модели верхнего ценового сегмента.

Аналогично переменной частоте обновления, DSC появилась в конкурирующем HDMI только в 2017 году.

Отличия версий интерфейса

С развитием DisplayPort планомерно наращивал пропускную способность линий, обзаводился поддержкой новых функций и технологий. Сравнение различных версий интерфейса представлено в таблице ниже.

Отличия кабелей DisplayPort

Кабели различных версий DisplayPort содержат одинаковое количество жил для передачи данных. Но, как и у HDMI, затухание сигнала определяется материалами их проводников. Поэтому качественные кабели способны стабильно работать с высокими скоростями передачи, а для более простых гарантируется работа только в базовых режимах.

Сертификации различных кабелей DisplayPort, их предельные режимы работы и допустимая длина указаны в таблице ниже.

Если необходимо подключение DisplayPort на больших расстояниях, то нужно использовать активные или оптические кабели cо встроенными усилителями. Их реализация ложится на плечи производителей кабелей, так как VESA предлагает свою сертификацию только для пассивных медных решений (за исключением нового стандарта DP80LL).

Итоги

DisplayPort — прогрессивный интерфейс для передачи изображения и звука. Его практически не встретить у телевизоров и другой бытовой техники, но на любой современной видеокарте и в большинстве компьютерных мониторов разъем DisplayPort всегда есть.

Несмотря на свою относительно узкую нишу, этот интерфейс незаменим для использования в ПК. В первую очередь потому, что у некоторых мониторов предельная частота обновления по HDMI бывает ограничена, а по DisplayPort — нет. К тому же, продвинутая технология синхронизации NVIDIA G-Sync Ultimate тоже работает только через DisplayPort. Поэтому именно данный интерфейс практически всегда является лучшим выбором для соединения компьютера с игровым монитором — что с бюджетным, что с топовым.

Несмотря на молниеносное развитие SSD, у жестких дисков в кармане остаются собственные козыри. Они не изнашиваются от перезаписи, могут сколь угодно долго сохранять информацию выключенными и имеют меньшую стоимость за гигабайт. Благодаря этому HDD до сих пор остаются лучшим решением для архивного хранения данных. Как выбрать подходящую модель диска для этой цели?

Линейки моделей HDD

К сегодняшнему дню на рынке осталось три основных производителя жестких дисков: Seagate, Toshiba и Western Digital (WD). Их продукция поделена на несколько линеек, каждая из которых оптимизирована для собственной сферы применения.

Для сценария архивного хранения данных, который относится к периодическим нагрузкам, лучше всего подойдут два вида дисков: для ПК и сетевых хранилищ. Модели для ПК будут оптимальным вариантом для установки в компьютер или использования в качестве внешних накопителей. Такие диски рассчитаны на частые включения и отключения, что как раз соответствует работе накопителя для архивов.

Но если вы планируете разместить архив в домашнем сетевом хранилище, то лучшим решением будут специализированные диски для NAS. Они, в отличие от моделей для ПК, рассчитаны на круглосуточную работу, хотя скорости имеют немного меньшие.

Модели для видеонаблюдения выбирать под архив не стоит. У таких дисков невысокие линейные скорости и худшая работа с мелкими файлами, поэтому каждый перенос фотографий или музыки на них может занимать больше времени. Да и корпоративные модели для серверов и дата-центров покупать для этой цели бессмысленно: стоят они дороже, а каких-то полезных для архивации функций не несут.

Важно! Исключите из выбора все диски с пометкой «RAID Edition». Их прошивки имеют функции Time Limited Error Recovery (TLER) или Error Recovery Control (ERC), которые ограничивают время на повторные попытки при ошибках чтения и записи. Это необходимо для бесперебойной работы RAID-массивов, но в одиночном использовании при периодических операциях только вредит. Когда на поверхности такого диска появляются слабые сектора, он уже через несколько попыток восстановления начинает считать их сбойными, и часть данных пропадает безвозвратно. У обычных моделей время на восстановление подобной информации неограниченно, поэтому и шанс ее потери заметно меньше.

Внешний или внутренний HDD?

Какой из этих видов HDD выбрать? Здесь все зависит от того, насколько часто вы планируете пользоваться архивным накопителем. В отличие от SSD, жесткий диск не изнашивается от объема записанной информации. Но на его оставшийся ресурс влияет количество отработанных часов и число запусков/остановок мотора.

Если вам нужен доступ к архивному накопителю раз в сутки или чаще, то лучшим выбором будет внутренний диск для ПК или сетевого хранилища. Подключать такой HDD каждый раз не придется, а после нескольких минут простоя мотор диска будет останавливаться. Поэтому повышенный износ ему не грозит.

Но если доступ к архивной информации требуется реже раза в сутки, то куда разумнее приобрести для этого внешний накопитель. Дело в том, что внутренний диск «заводится» при каждом включении компьютера и запуске некоторых программ, а затем работает по несколько минут. В отличие от него, внешний HDD можно подключить ровно в тот момент, когда это нужно, таким образом избежав дополнительных запусков и лишнего отработанного времени каждый день.

Вдобавок стоит упомянуть, что внешние диски более универсальны. Их можно подключить не только к ПК или NAS, но и к ноутбукам, роутерам, телевизорам и ТВ-приставкам. А если у внешнего HDD есть собственное питание — то и к смартфонам с планшетами.

Объем

Объем диска для архивного хранения файлов подбирается индивидуально под потребности пользователя. Минимальной планкой сегодня можно считать 1 ТБ: на такие диски в большинстве случаев поместится внушительный архив фотографий и коллекция личной музыки. А вот для хранения видеозаписей может потребоваться от 2-3 ТБ и больше — ведь даже в разрешении Full HD они занимают достаточно много места, не говоря уже о набирающем популярность 4К.

Выбирая жесткий диск для архива, старайтесь не экономить на его объеме: сегодня он вам может не понадобиться, а уже завтра новая информация на HDD не влезет. Покупать для этой цели один диск за другим не всегда разумно — ведь каждый из них нужно будет подключать к ПК или хранилищу отдельно, а это чаще всего неудобно.

К тому же диски средней и высокой емкости приобретать выгоднее, так как у них стоимость хранения одного ГБ информации заметно дешевле. Это можно увидеть в таблице ниже.

* в магазинах электроники г. Москва на 31.07.2025

**из расчета реального объема HDD (1 «ТБ» = 931 ГБ)

Технология записи

В современных жестких дисках используется одна из двух технологий записи — CMR или SMR.

CMR — обычная, или перпендикулярная магнитная запись, которая дебютировала в HDD в 2005 году. Нередко ее называют «классической»: это последняя разновидность технологии, при которой дорожки с данными размещаются на поверхности диска раздельно друг от друга. За счет этого магнитная головка получает доступ к каждой дорожке независимо, а, значит, может читать и записывать ее с максимально доступной скоростью.

SMR — черепичная магнитная запись, которая развивается в дисках с 2013 года. Для увеличения плотности записи каждая дорожка с данными частично перекрывает соседнюю подобно черепице на крыше. Считывающая часть магнитной головки компактна, поэтому может читать данные с каждой дорожки независимо. А вот записывающая — более широкая, поэтому может записывать только несколько дорожек одновременно.

Из-за такой конструкции SMR-диски вынуждены перезаписывать несколько дорожек даже в случае, если данные нужно изменить только на одной. Для этого уже имеющаяся информация считывается в кэш, к ней добавляется новая, и только потом осуществляется запись обеих вместе. Поэтому скорость записи у SMR часто страдает, особенно при непрерывной записи больших объемов. Но есть и обратная сторона монеты: скорость чтения у таких дисков обычно немного выше, чем у их CMR-собратьев — здесь играет роль повышенная плотность размещения данных.

Благодаря подобным отличиям конструкции диски с CMR наиболее универсальны, в то время как модели с SMR оптимальнее для сценария «один раз записать — много раз считывать». Для архивного хранения данных он подходит как нельзя лучше, поэтому бояться SMR-дисков не стоит. Единственное исключение — если накопитель берется для ежедневных бэкапов сотен гигабайт (например, образов системы или базы данных). Здесь модели с CMR будут предпочтительнее.

Скорость передачи данных

Скорость передачи при архивации личных фото и видео, по сути, не важна: копирования папки объемом 30 ГБ с самым быстрым диском придется ждать две минуты, а с самым медленным — «целых» пять. А если информация переносится со смартфона, ограниченного интерфейсом USB 2.0 (таких моделей большинство), то разницы во времени передачи между быстрым и медленным диском не будет вовсе.

Как и в случае с технологией записи, исключением может стать ситуация с ежедневным бэкапом большого объема информации. Тогда скоростные модели позволять сэкономить время более ощутимо. Для этой цели лучше обзавестись накопителем формата 3,5 дюйма из производительных линеек дисков для ПК: Seagate BarraCuda, WD Black или Toshiba X300. Они способны развивать скорости до 200-280 Мб/c. Диски для NAS работают примерно на четверть медленнее, а модели формата 2,5 дюйма могут достигать «всего лишь» 100-150 Мб/c.

Наполнение

При выборе накопителя большой емкости пользователь может столкнуться с еще одним параметром — типом внутреннего наполнения диска. Оно бывает двух видов: воздушным и гелиевым.

Воздушное наполнение — проверенная временем технология, используемая в HDD еще с прошлого века. Сегодня объем таких дисков формата 3,5 дюйма достигает 10 ТБ, а формата 2,5 дюйма — 6 ТБ.

Гелиевое наполнение — альтернативная технология, дебютировавшая в потребительских накопителях в 2016 году. Гелий обладает меньшим сопротивлением, чем воздух, поэтому позволяет размещать пластины жесткого диска ближе друг к другу. За счет этого их помещается больше при тех же размерах корпуса— и, соответственно, растет объем вмещаемой диском информации. Современные 3,5-дюймовые HDD с гелием имеют объем от 8 до 26 ТБ, но в 2,5-дюймовых моделях такое наполнение пока не используется.

Сегодня выбор между воздушным и гелиевым наполнением диска возможен лишь среди моделей на 8 и 10 ТБ. Ключевая разница в том, что гелиевые диски потребляют меньше энергии и работают тише. Но их не рекомендуется подвергать даже небольшим ударам — при таком сценарии возможна разгерметизация корпуса, из-за которой диск выйдет из строя. Воздушные диски удары тоже не любят, но в большинстве случаев способны их пережить. Однако потребляют и греются они больше, чем их конкуренты.

Итоги

Жесткие диски — давно существующий вид накопителей. На первый взгляд, он уже устарел, но на самом деле и сегодня имеет свои преимущества. Такие диски обладают бесконечным ресурсом перезаписи, обеспечивают сохранность информации в течение всего срока службы и имеют низкую цену за гигабайт.

Все это делает HDD намного более подходящими для архивного хранения файлов, чем SSD. Именно поэтому для важных личных данных, которые необходимо сохранить в течение долгого времени, до сих пор лучше использовать именно жесткие диски.