高畫質影像漸成為主流影視標準,而2020年東京奧運會也將進行8K視頻直播,預計8K顯示將在2020年前後爆發性成長。為此,HDMI與VESA紛紛加緊布局,HDMI發布2.1新規範,傳輸速率高達48Gbps,且最高支援10K畫素;而VESA在推出HBR3認證計畫後,也加速新規範制定腳步,期在2019年發布新標準。
提升觀賞體驗 HDMI推2.1版本
高畫質影音傳輸勢在必行,因應此一趨勢,HDMI再度提升其傳輸標準規格,於2017年11月發布2.1版本(圖1)。

新推出的2.1規格支援多種更高的動態影像畫素和更新率,包括8K60和4K120,而且畫素高達10K。同時支援動態HDR格式,而且頻寬性能提高到48Gbps,而所有的HDMI 2.0採用廠商皆可使用。
HDMI協會資深行銷總監Brad Bramy表示,HDMI 2.1新規格不僅有高畫質(如8K)的特色,許多重要的功能包含eARC、超高速頻寬、超高速傳輸線、可變更新率(Variable Refresh Rate, VRR),以及動態HDR;而其他關鍵的功能像是自動低延遲模式(ALLM)與快速畫面傳輸(Quick Frame Transport, QFT)也能夠強化觀眾的觀賞體驗。
新推出的HDMI 2.1版本具備更高的影像解析度,以支援高解析度及更快的更新率(包含8K60Hz與4K120Hz),讓觀眾身歷其境,享受流暢的高速動作細節;也支援高達10K的畫素,滿足商業AV、工業和專業用途。
另外,新版傳輸線向後相容於先前版本的HDMI規格,能在現有HDMI裝置上使用,同時還具備超低電磁干擾(EMI),可減少對附近無線設備的干擾;而新版規格中的自動低延遲模式(ALLM)功能,亦允許傳輸線可自動設定理想的延遲,實現流暢、無遲滯及不間斷的觀看和互動。
值得一提的是,HDMI 2.1版還提供三種更新率,有助遊戲、電影和動態影像的動作和轉換平順流暢。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,呈現更流暢且細節更豐富的遊戲體驗。
其次是用於電影和動態影像的快速媒體切換(Quick Media Switching, QMS),能消除在顯示內容之前可能導致空白畫面的延遲。最後則是快速畫面傳輸(Quick Frame Transport, QFT),可減少延遲,呈現更流暢的無遲滯遊戲,以及即時互動式虛擬實境。
根據HDMI估計,2017年和HDMI相容產品的出貨量達到近9億台,這些產品分別來自1,800家涵蓋各類產品的HDMI授權廠商,而累計搭載HDMI的裝置總數則近70億台。由此可見,HDMI的市場版圖持續擴大,而HDMI也趁勝追擊,釋出2.1版本,期在未來提供消費者更佳的觀賞體驗。
然而,4K、8K市場談論已久,但至今連4K應用都尚未普及。對此,Bramy指出,過往高動態範(HDR)與4K UltraHD解析度的電視,以及可搭配的內容並不普遍,而現在則可以廣泛取得;另外在CES 2018展會上,也有許多業者展出支援8K的電視,且東京奧運也確定採用8K視頻直播,預期8K顯示將在2020年前後爆發性成長,因此,HDMI推出2.1版本,擴增HDMI的使用規範。
不過,在4K、8K尚未普及的情況下,HDMI 2.1版卻已升級到能支援10K畫素,是否言之過早?宜特科技訊號測試事業處/工程處協理余天華透露,面板廠為提升市場競爭優勢,皆積極衝刺面板製程,特別是韓國業者(如三星)。因此,在目前技術製程已可實現8K之後,面板業者便致力朝10K邁進,期能盡早研發相關產品,拉開與競爭對手的技術落差,而這可能是HDMI將標準訂到10K的原因,使面板廠可加速朝10K產品發展,提升品牌效益。否則在4K、8K尚未普及的情況下,要發展10K市場,仍需一段時間。
布局高畫質影音市場 VESA新標準制訂ing
不讓HDMI專美於前,VESA也積極布局高畫質影音市場。雖然DisplayPort於2017年並未如HDMI發表新版本,但VESA也推出針對HBR3(High Bit Rate 3)的影像訊號來源與顯示器產品推出早期認證計畫。
據悉,HBR3是內建於DisplayPort標準(1.3版或之後的版本)的一項功能,可用來達到更高的影音效能。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4條管線皆在使用中時,把8b/10b編碼轉換考量在內,其總共能支援25.92Gbps的資料頻寬。
也就是說,即使不採用VESA的顯示串流壓縮(DSC)標準,就足以支援每秒30幀(fps)更新率的8K螢幕、2個60fps的4K螢幕,或4:4:4色彩解析度的4K HDR螢幕;此外亦能支援60fps的5K螢幕。
另外,若是在DisplayPort 1.4中加入DSC後,HBR3的頻寬足以讓系統透過一條訊號線就能支援60fps的8K螢幕,或同時連結4到6部60fps的4K螢幕。
美國視訊電子標準協會主席Alan Kobayashi表示,HBR3早期產品認證計畫有助於電子產品生態系推動HBR3的相容與採納。超過20款產品(包括來源裝置、接收裝置、擴充座,以及訊號線)已通過DisplayPort 1.4早期HBR3產品認證,而2018年由於包括繪圖卡與螢幕在內的許多產品都加入DisplayPort 1.4標準,並在裝置中支援HBR3,預估2018年通過認證的產品數量將明顯攀升。
高畫質影音需求勢不可擋,HDMI也趁勢發布2.1版本,其規範甚至可支援到10K;然而,VESA在新標準制定上,似乎還未見其動作。對此,Kobayashi透露,事實上,VESA已著手發展下一代DisplayPort規格,目標至少提供DisplayPort 1.4版本2倍以上的資料頻寬,預計在2019年將會推出新標準。
Kobayashi進一步說明,新規格在功能方面,主要目標將著重於提升資料傳輸率,以及支援更高解析度和各種要求嚴苛的視訊應用。舉例來說,超過8K(像是10K)的解析度、在4K與8K HDR顯示器上支援更高的更新率,以及更高解析度的VR頭戴裝置,這類裝置需要兩個螢幕(左右眼各一個),因此須用到兩倍的資料頻寬(圖2)。

為此,下一代DisplayPort的資料頻寬亦可同時用在2×2 DisplayPort替代模式下,來驅動多部120fps的4K/5K顯示器,並支援USB 3.x SuperSpeed的非顯示資料與電力傳輸。
Kobayashi指出,由於4K、8K應用還未普及,難免會有人認為持續推動新的標準協定是否有其必要或操之過急。實際上,VESA通常在規格底定與發表前的一到兩年便開始發展技術標準,在此之後供應鏈還須花兩到三年的時間將標準整合至自家產品。
也就是說,VESA必須提前五年著手因應終端產品市場的需求,而VESA組織的成員都知道這樣的技術預測,相關產品的計畫也根據這樣的時程來推動,這些成員包括PC、消費產品與行動裝置等市場中的半導體、顯示器,以及系統OEM廠商。
以DisplayPort 1.2的發展為例,這項納入4K螢幕支援能力的標準,早在2008年就開始發展,並在2010年釋出規格,而市場則等到2013、2014年才首次看到4K螢幕上市,接著是到了最近4K螢幕才成為主流產品。以這樣的時程來看,現在開始發展新版規格來支援下一代顯示器的進度並非太快。
總結來說,4K、8K已非過去所想的,應用仍在起步階段,至少在美國,4K已經成為新大型電視最受歡迎的格式;另外VESA也看到越來越多電腦螢幕及筆電採納4K解析度,預期8K在未來幾年將逐漸登上主流地位,此預測也與2020年日本東京奧運計畫以8K解析度播送賽事節目一致,因此加速制訂新標準是有其必要性。
另一方面,現今也有越來越多使用者在電腦上觀看HDR串流影片,不過,雖然網路串流的影片能以HDR顯示,但要是螢幕未能對應這高動態範圍的要求,也是枉然。因此,VESA推出DisplayHDR標準,希望能提供PC產業HDR的顯示基準。
Kobayashi說明,PC產業在HDR顯示器方面,至今仍缺乏開放效能標準及完全透明的測試方法;這樣的情況不僅造成品牌混淆,且當消費者在選擇產品時也無法精確比較HDR螢幕的效能,或在購買產品後,在家以低廉的成本來驗證螢幕的效能。
而DisplayHDR正能滿足這些需求,其透過建立三個不同等級的HDR系統光學效能,包含DisplayHDR 400、DisplayHDR 600、及DisplayHDR 1000,來促成整個PC市場全面採納HDR,未來還可能推出更高階的分級。這項規格對公眾開放,且擔任VESA會員貢獻者的微軟(Microsoft)也將於2018年第1季釋出免費的自動軟體測試工具,讓使用者能自行下載與測試。最後,它提供一系列發展健全的HDR測試標準,能明確評鑑消費者購入的產品效能。
VESA/HDMI雙雙投向Type-C開拓市場
高畫質影音市場需求增,HDMI與VESA皆積極拓展市場版圖,雙雙投入USB Type-C懷抱,發展USB Type-C替代模式(Alt Mode)。
根據研究機構IHS調查顯示,USB Type-C連接器在無線、消費性電子(CE),以及個人電腦(PC)領域的應用,在未來幾年將會快速成長,預計到2019年,USB Type-C的裝置出貨量將會超過20億組。
Bramy表示,HDMI USB Type-C替代模式的發布是為了支援USB Type-C在行動裝置上漸增的使用需求,裝置製造商能夠藉此機會在裝置上使用HDMI技術,並且在行動類別裝置上使用日漸成長的USB Type-C轉接器。
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,不需要任何轉接器;而透過USB Type-C替代模式,可望為HDMI於行動裝置市場上拓展新商機。
無獨有偶,VESA也期盼透過USB Type-C為DisplayPort攻下更多市占率。根據市調機構Strategy Analytics的市場研究指出,2017年共近2.15億部手機、PC、與平板等產品搭載原生DisplayPort或DisplayPort替代模式介面,預計2018年會成長至超過3.45億部裝置,年成長率達61%。
VESA估計未來幾年成長速度會加速,因為有更多消費裝置採用USB Type-C接頭,透過一條纜線同時傳送電力、資料、以及影音訊號。Kobayashi指出,DisplayPort替代模式協助將DisplayPort從PC擴展到包括Samsung Galaxy S8在內的手機、AR/VR的頭戴裝置、任天堂主機(Nintendo Switch)的遊戲裝置,以及其他各種應用。此外,於高通旗艦晶片Snapdragon 835(以及未來的845)等採用DisplayPort替代模式,也有助推升DisplayPort的市場滲透率。