HTPC a prova di futuro per il 4K: HDMI, HDCP e HEVC (prima parte)

Posted by tweakvideo on Mag 10, 2015 in HTPC, multimedia, video | 2 comments

HTPC a prova di futuro per il 4K: HDMI, HDCP e HEVC

4K (Ultra High Definition / UHD) è  maturato molto più rapidamente rispetto al passaggio dalla definizione standard HD (720p) a FHD (1080p). Questo può essere attribuito all’aumento della popolarità dei display ad alta densità di pixel(4K) così come il supporto per la registrazione di supporti 4K in smartphone e fotocamere anche nel settore consumer. Tuttavia, filmati e mezzi radiotelevisivi continuano ad essere al massimo 1080p, anche se i  i driver dei televisori sono già 4K. Il Cinema 4K è 4096×2304, mentre il vero 4K consumer è 4096×2160. I TV con la dicitura Ultra HD / UHD / QFHD si riferiscono ad una risoluzione di 3840×2160. Nonostante le differenze, ‘4K’ è radicata nelle menti dei consumatori come un riferimento a UHD.

Attualmente, la maggior parte dei produttori di TV promuovono TV UHD offrendo un applicazione 4K in grado di fornire contenuti Netflix ‘premium’ UHD. L’industria ritiene che sia necessario proteggere tali contenuti da accessi non autorizzati nel processo di riproduzione. Inoltre, spingendo contenuti 4K via web si rende importante utilizzare un moderno codec video per spingere verso il basso i requisiti di larghezza di banda. Alla luce di questi aspetti, che cosa devono tenere a mente i consumatori durante l’aggiornamento delle loro attrezzature HTPC per l’era 4K?

Collegamento display e contenuti protetti

Uscite DisplayPort su PC e GPU sono stati capaci di visualizzare  da un paio di generazioni il 4k ,  ma le TV hanno utilizzato solo HDMI. Nel passaggio  della SD a HD ed FHD, la prima versione ad avere il completo supporto per i  segnali 1080p60 con 24 bit sRGB o YCbCr è stata l’HDMI 1.3. Tuttavia, nella prospettiva futura di visualizzazione, la transizione al formato 4K è molto confusa.

Le  uscita 4K su HDMI cominciarono ad apparire su PC con AMD Radeon 7000 / NVIDIA 600 GPU e piattaforme Intel Haswell. Queste schede erano compatibili con HDMI 1.4 – in grado di trasportare 4K 24p a 24 bpp (bit per pixel), senza sottocampionamento chroma. Spiegare cosa sia il  chroma sottocampionamento va oltre lo scopo di questo articolo, ma i lettori possono pensare ad esso come un modo di abbattere delle informazioni video dove  l’occhio umano è meno sensibile.

HDMI 2.0a

HDMI 2.0 è stato rilasciato alla fine del 2013 ed  ha portato il supporto per video 4K60p . Tuttavia, lo standard previsto per questa trasmissione video prevede la visione pure con chroma sottocampionato (cioè, 4: 2: 0 invece del 4: 4: 4 24 bpp RGB / YCbCr delle  versioni precedenti di HDMI). Il risultato è stato che anche le schede video che non supportano  HDMI 2.0 sono in grado di pilotare il video 4K 60p . Dato che il 4: 2: 0 potrebbe non necessariamente essere supportato da HDMI 1.4 il supporto non è garantito per  tutti i televisori 4k.

Tabella riassuntiva delle varie versioni di HDMI e loro supporto:

Evoluzione delle caratteristiche HDMI (HDMI 2.0)

Supporto alla vera UHD 4K 60p è  prerogativa dello standard  HDMI 2.0, ma il numero di prodotti con sorgenti HDMI 2.0 può essere contato sulle dita della mano .Qualche GPU NVIDIA basati sulla famiglia Maxwell di seconda generazione (GM206 e GM204) sono dotati di porte HDMI 2.0.

Alcuni display sono dotati di una o due porte HDMI 2.0, ed il resto HDMI 1.4. In altri casi in cui tutte le porte sono HDMI 2.0, il supporto non è garantito per tutte le  funzioni opzionali. Ad esempio, non tutte le porte potrebbero supportare ARC (canale di ritorno audio) o gli schemi necessari per la riproduzione ‘premium’ 4K da una fonte esterna con  protezione dei contenuti.

HDMI input Panel in un televisore HDMI 2.0 (Modelli 2014)

HDMI 1.3 e versioni successive portate il  sostegno di 10bit o 12bit  o addirittura 16bit per componente cromatica (cioè, il colore profondo, con 30-bit, 36-bit e 48-bit xvYCC, sRGB o YCbCr, rispetto ai 24 bit sRGB o YCbCr nelle versioni precedenti di HDMI). Altissima  profondità di bit sono utili per  foto ed applicazioni video di editing professionali, ma non importava molto nell’era 1080p per il consumatore medio. Le cose stanno andando in un altra direzione col 4K, come vedremo più in basso.

Anche in questo caso, anche se HDMI 2.0 supporta segnali  a 10bit  per componente cromatica, 4K 60p non è obbligatorio. Non tutte le porte 4K 60p -capable HDMI su un televisore potrebbero essere compatibili con le fonti per la riproduzione di contenuti  4K60p.

HDMI 2.0a è stato ratificato da poco e porta il  supporto per l’alta gamma dinamica (HDR). UHD Blu-ray dovrebbe avere il supporto per 4K60p video, codifica a 10 bit, HDR è spazio colore  BT.2020  . Pertanto, si è reso necessario garantire che il collegamento HDMI è in grado di supportare tutti questi aspetti. La ragione principale è l’aggiunta di funzionalità HDR alle specifiche HDMI 2.0. Fortunatamente, queste estensioni EDID  per il supporto HDR possono essere aggiunti nei display tramite aggiornamenti del firmware.

Spazio colore BT.2020

HDR

HDCP 2.2

High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP) è stato utilizzato (più comunemente, nei collegamenti HDMI) per proteggere il percorso tra il lettore  e il display da accessi non autorizzati. Purtroppo, la versione di HDCP utilizzata per proteggere i contenuti HD è stato compromesso tempo fa. I proprietari di contenuti hanno deciso che i contenuti 4K richiederebbero  un meccanismo di protezione aggiornata, e questo ha  indotto la creazione delle nuove specifiche  HDCP 2.2. Questo  richiede un ulteriore aggiornamento hardware , che  ha creato non poca confusione nei consumatori. Quindi i primi consumatori che hanno acuistato le prime versioni di lettori e tv  4K (anche quelli con capacità HDMI 2.0) dovranno riaggiornare il proprio hardware, poiché l’ HDCP 2.2 non può essere abilitato tramite aggiornamenti del firmware.

Considerazione utili per l’acquisto giusto: I consumatori hanno bisogno di ricordare che non tutte le implementazioni di HDMI 2.0 sono uguali . La seguente lista di controllo dovrebbe essere utile, per chi acquista GPU-schede madri- riproduttori video-TV e videoproiettore.

• HDMI 2.0a
• HDCP 2.2
• 4K60p 4: 2: 0 a tutte le risoluzioni 8-10-12-16 bit
• 4K60p 4: 2: 2 a 12bit  e 4: 4: 4 a 8bit di  risoluzione per  componente cromatica
• Audio Return Channel (ARC)

HDMI 2.0 ha un sacco di altre caratteristiche impressionanti (come 32 canali audio), ma queste novità non interesseranno l’esperienza del consumatore medio.

A presto per la seconda parte.