頻寬/易用性同步提升 superMHL強化家庭劇院體驗

2016-06-13
自2010年上市以來,採用MHL技術的裝置於全球的出貨量已達九億台。現今,MHL旗下最新的superMHL標準正蓄勢待發,讓家庭劇院的使用者擁有更全方位的使用體驗。
superMHL為首款支援每秒120幀(fps)8K解析度視訊傳輸的互聯標準。飽和的色彩和高動態範圍影像技術(High Dynamic Range, HDR)可確保影像不僅能包含多個像素,並且能實現更鮮豔和明亮的色彩,呈現栩栩如生的畫質。

相較於先前的MHL標準,superMHL支援的音效因搭載杜比(Dolby)和DTS的沉浸式物件音訊技術而大幅提升音訊品質。此外,superMHL搭配可正反插拔的全新連接器及纜線,能簡化隱藏在電視後方的插頭,並透過整合USB 2、更智慧的控制通道,以及高達40瓦的雙向供電協助使用者以全新的方式連接和控制裝置。

音訊/視訊傳輸量大增 superMHL滿足家庭劇院需求

MHL聯盟(MHL Consortium)起初是為了解決如何將行動裝置上的原始音訊和視訊傳輸至更大的顯示器。為了實現這個目標,必須克服許多的技術挑戰:如何透過一條雙絞線以GBit/s等級的速率傳輸資料?如何使用同一條纜線傳輸高畫質視訊、音訊和資料,且同時為行動裝置進行供電?如何確保無論任何電視、遙控器或者行動裝置的製造品牌,皆能透過電視遙控器控制視訊?為行動裝置市場解決這些挑戰須開發許多全新技術並將其標準化。

自然而然,為了解決上述挑戰而得出的解決方案一旦變成標準之後也能運用至家庭劇院領域。有鑒於此,MHL聯盟的創建者包括索尼(Sony)、三星(Samsung)和東芝(Toshiba)等技術巨擘聯合開發superMHL。

這些科技大廠將上述技術整合至一個全新的多通道架構中,所提供的頻寬不僅能夠滿足當前的需求,更提供一個可不斷發展的平台,以因應未來家庭劇院市場的需求。

superMHL連接器可因應家庭劇院市場的兩種發展趨勢,其一是可因應未來需求的連接器。能滿足當前市場上初露鋒芒的8K視訊及未來頻寬擴展的需求;其二是可正反插拔的連接器。

全新的superMHL連接器能滿足上述需求,單一32引腳可正反插拔的連接器,可支援最快每秒108Gbit/s的頻寬,而在未來可支援翻倍的頻寬擴展。

上述提及的頻寬將有增無減地往支援更高的螢幕解析度、色彩深度,以及畫面更新率的方向成長。在各種技術會議及展覽上已可見支援8K解析度的螢幕展示。日本公共廣播機構NHK已進行並計畫在大型體育賽事上測試8K直播,包括2015溫布頓網球賽、2016超級盃及2016里約奧林匹克運動會,並準備在2018年全面採用。

正反皆可插拔的連接器在過去的幾年裡變得相對流行,也解決了人們長久以來的煩惱。superMHL為家庭劇院提供便利性和因應未來需求的連接器,使用者摸黑也能輕易插入連接器。

superMHL兩大重點 提升影音品質/使用靈活性

superMHL的特性大致上可分為品質和靈活性兩類。諸如8K、先進的色域支援及物件音訊技術等特性的設計,是為了確保使用者的設備能夠提供高品質的影像和音訊,而全新的正反皆可插拔的連接器整合供電、資料和控制功能,協助使用者能更簡易、直覺性的連接並使用superMHL功能。

superMHL為首款將8K 120fps解析度運用於起居室的互聯標準。如圖1所示,8K UHD解析度(7,680x4,320像素)的像素密度是4K UHD的4倍;1,920x1,080p HD的32倍。

圖1 superMHL可支援8K UHD解析度,為用戶帶來更高視覺體驗。

採用superMHL的裝置可支援8K UHD解析度和最高達120fps的畫面更新率。MHL支援各種規格的解析度,可確保高畫質電視和超高畫質電視與MHL輸出源連接時能正常運作且不會產生相容性問題。

superMHL透過BT.2020支援將能呈現的最大色域從35%提升至80%(圖2)。這項優勢為消費者提供更加震撼的視覺體驗,預計將廣受數位電視、數位錄影設備、增強型廣播,以及新一代藍光光碟播放機採用。

圖2 superMHL支援色域可從35%提升至80%。

superMHL也是首款支援HDR的視訊互聯規範。HDR用於呈現超寫實的視訊和影像,透過提升曝光等級,更加逼真的模擬人眼動態範圍。影像在8K和4K UHD解析度下經過絕妙的轉換後,觀眾可看到影像中最明亮和最黑暗部分的細節。使陰影、日落、微光,以及全景等視訊畫面能栩栩如生的呈現。superMHL基於SMPTE 2084使用靜態中繼資料支援HDR,並且在特定的組織機構如SMPTE等對其進行明確規定時也能支援動態中繼資料。

色深有助於消除色帶現象,確保顏色間流暢的色彩過度。superMHL輸出源和接收裝置在不同色深上支援的每個像素色深最高為48位元,確保消費者能從裝置上體驗最精確的色彩表現。

除了支援現有的藍光音訊格式和無壓縮PCM格式外,superMHL技術支援最先進的3D音訊、物件音訊、1位元音訊格式,以及純播放音訊的模式。無論是使用現有視訊格式的情況下,或是新一代的沉浸式音訊皆可為消費者提供領先的聽覺體驗。

物件音訊是沉浸式音訊領域的新一代創新技術。傳統以通道為基礎的音訊技術僅能在預先定義好的固定位置上運作,並使用一定數量的揚聲器強化音訊效果。使用物件音訊技術,音訊能夠投射至單獨的物件,而非固定位置的揚聲器。以物件為基礎的音訊能依電影的內容調適,毋須考慮揚聲器的數量和擺放位置,確保最佳的聽覺體驗。superMHL並支援Dolby和 DTS物件音訊協定及中繼資料。

有些消費者可能覺得內容保護對於確保品質來說不是很重要,但事實上卻十分重要。無論面對何種挑戰,內容保護能給予娛樂產業足夠的信心快速地向市場推出高品質的影片。superMHL規範在所有工作中的MHL音訊/視訊鏈路資料流程上使用HDCP 2.2內容加密,即使傳輸解析度高達8K UHD 120fps視訊時,亦不會產生任何延遲。此外superMHL也能確保與支援MHL 1/MHL 2產品連接時能使用HDCP 1.4內容加密。

提供全新連接方式 superMHL實現更多應用

superMHL不僅能傳輸高品質的視訊和音訊,也能在單條纜線中整合增強的控制、USB資料及更高功率的充電功能,為家庭劇院打開了更廣的應用空間。憑藉superMHL,使用者僅需一條纜線即可連接數位電視和機上盒為裝置充電、進行控制,以及檔案傳輸而毋需額外的纜線。

superMHL連接器

superMHL規範的一大特點為推出三十二個引腳可正反插拔的連接器(圖3)。除了正反皆可插拔所帶來的便利外,全新的superMHL連接器可實現搭載高達六條音訊/視訊通道,以及滿足未來的頻寬擴展需求。同時還能支援40W的功率供電。

圖3 superMHL連接器可搭載高達六條音訊/視訊通道,滿足未來頻寬需求。

HDMI Type A連接器

常見的HDMI Type A介面可支援superMHL,為製造商提供高度靈活性,生產可支援HDMI及superMHL兩種輸入方式的數位電視和顯示器。在舊款模式下,可支援的視訊解析度受限為4K 60fps,superMHL的其他先進功能(包括USB資料傳輸)將無法使用。

USB Type-C連接器

最新的USB Type-C連接器也能支援superMHL。USB Type-C連接器搭配superMHL時,可支援高達8K 60fps的視訊解析度,同時可支援USB 2.0或USB 3.1及高達4K 120fps的視訊傳輸。

增強型控制

superMHL透過RCP功能的提升進一步改善對於裝置的控制。支援superMHL的系統中內含增強型RCP可提供使用者更全面的裝置控制。全新的串流控制協定 (Stream Control Protocol, SCP)可讓使用者在同一個SCP網路內,用一個遙控器控制多個superMHL裝置。SCP可用於簡單的任務,像是遠端開啟和關閉裝置,或是更複雜的指令,如指定DVR的視訊內容在哪個螢幕上播放。

資料

superMHL亦整合現今資料導向的家庭劇院所需的關鍵High Speed USB 2功能。superMHL纜線不僅能用於傳輸音訊和視訊,也能用於傳送圖片、網頁及其他資料。

更高的充電功率

使用合適的superMHL纜線可實現任意方向最高40瓦的充電功率。能夠以極快的速度為電池供電裝置充電,為家庭劇院網路提供高度的靈活性。例如串流媒體影音棒、機上盒及藍光光碟播放機等消費性電子產品能夠從顯示螢幕獲得電力,藍光光碟播放機或AVR也能透過同一條纜線在傳輸視訊的同時為電視供電。

superMHL解決方案紛問世

為了支援上述所有的功能,市場上供應商已快速推出多款視訊解決方案。以萊迪斯為例,該公司近期推出支援superMHL標準的SiI9779、SiI9630和SiI9398產品系列,協助消費者透過更便捷且可正反插拔的連接器,將superMHL輸出源裝置與電視和顯示器連接。superMHL鏈路可支援MHL行動裝置透過USB Type-C介面上的MHL Alt Mode傳輸4K 60fps及解析度更高的視訊。自2010年以來,採用MHL裝置的出貨量已超過九億台。MHL聯盟結合各種強勁特性提供最佳品質和靈活性及保有MHL 1、2和3標準的向下相容,為superMHL在家庭劇院領域奠定強而有力的基礎。

製造商和原始設計製造商(ODM)可充分利用superMHL提供的創新優勢,創建不僅能夠提供最佳品質的音訊和視訊,還能以全新方式進行連接、通訊和控制的裝置,一個連接即可創造無限可能。

(本文作者為萊迪思半導體消費性電子市場資深總監)

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