Tout comprendre sur le format HDMI

La liaison HDMI exploite une prise au format compact dotée de 19 broches. C'est la prise standard type A. Les câbles sont toujours de type mâle/mâle. Leur longueur est limitée à une quinzaine de mètres pour préserver la bande passante élevée. Il est possible de dépasser cette distance en utilisant des répéteurs actifs, des amplificateurs de signal (booster), des liaisons par câble HDMI à fibre optique ou par câbles réseau avec des adaptateurs HDMI/Ethernet.

Remplaçant la péritel, la technologie HDMI fait passer tous les signaux numériques dans un seul câble. Les contrôleurs (entrée et sortie) savent interpréter de nombreux signaux utiles pour simplifier l'utilisation des appareils : le signal OSD (affichage des réglages à l'écran, sur le téléviseur) peut passer d'un appareil à l'autre, tout comme les signaux de télécommande.

La fonction CEC (Consumer Electronic Control) permet de faire dialoguer entre eux différents éléments reliés en HDMI. Ainsi, la mise en marche du lecteur Blu-ray déclenche l'allumage de la TV qui bascule sur le bon canal en ajustant l'image au bon format et commande éventuellement la mise en route de l'amplificateur home-cinéma sur la bonne source.

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Fiche technique de la liaison HDMI

La liaison HDMI permet le passage de l'audio, de la vidéo et des signaux de contrôle avec les performances suivantes :

Vidéo

• Codage en RVB 4:4:4,
• YCbCr 4:2:2 et YCbCr 4:4:4,
• Flux de 25 à 600 MHz,
• Encodage compatible DVI,
• Prise en compte et transmission du HDCP (High Definition Content Protection),
• Synchro séparée.

Formats vidéo standards reconnus :

• 640 x 480p - 60 Hz,
• 1280 x 720p - 60 Hz,
• 1920 x 1080i - 60 Hz,
• 720 x 480p - 60 Hz,
• 720 (1440) x 480i - 60 Hz,
• 1280 x 720p - 50 Hz,
• 1920 x 1080i - 50 Hz,
• 720 x 576p - 50 Hz,
• 720 (1440) x 576i - 50 Hz.
• HD 1920 x 1080p,
• UHD 4K 3840 x 2160,
• UHD 8K 7680 x 4320.

Audio

1 à 32 canaux encodés en :

• 32 kHz,
• 44.1 kHz,
• 48 kHz,
• 88.2 kHz,
• 176.4 kHz,
• 192 kHz.

La connectique HDMI est absolument indispensable pour profiter des pistes audio 7.1 des disques Blu-ray en Dolby True HD et en DTS HD Master Audio mais aussi du son immersif des pistes audio Dolby Atmos et DTS:X.

Contrôles

• Transmission bidirectionnelle des signaux de contrôle, d'identification, d'OSD et de télécommande.
• Protection anticopie des contenus numériques (HDCP).

Pourquoi choisir la liaison HDMI ?

En quelques mots, la liaison HDMI est la plus récente et la plus performante. Soutenue par les principaux fabricants d'équipement audio-visuels, elle est désormais présente sur la majorité des appareils, même les plus économiques.

Les avantages sont :

    •    Liaison 100% numérique : pas de compression, pas de conversion. Les signaux audio et vidéo sont transmis sans aucune altération depuis la source jusqu’au dernier élément de votre système,
    •    Compatible avec les meilleurs standards de son et de vidéo haute-définition (jusqu’à 32 canaux audio, échantillonnage potentiel jusqu’à 1,536 MHz, vidéo HD 1080p, 4K et 8K),
    •    Gestion de l’espace colorimétrique YUV,
    •    Tout passe par un seul câble (l'audio, la vidéo et les données de contrôle),
    •    Commutation automatique de la TV ou du projecteur sur la source,Fonctions permettant d’assigner tous les réglages pour écouter ou enregistrer avec une seule touche,
    •    Taille de câble réduite, plus facile à dissimuler,
    •    Qualité vidéo et audio meilleure qu’en analogique grâce à l’absence de conversion. Le support est numérique et l’écran aussi… alors pourquoi passer par des étapes de conversion ?

Quels sont les appareils concernés ?

La liaison HDMI concerne surtout les appareils home-cinéma pour profiter des possibilités de la haute-définition :

• Lecteurs Blu-ray HD et lecteurs Blu-ray 4K,
• Lecteurs de DVD,
• Décodeurs numériques pour câble/satellite,
• Téléviseurs HD, TV OLED, téléviseurs LCD LED, TV QLED, vidéoprojecteurs HD et vidéoprojecteurs 4K,
• Les cartes vidéo des PC-HC,
• Les amplificateurs home-cinéma et certains amplis WiFi/Bluetooth,
• Les caméscopes et appareils photo haute définition et 4K.

Attention à la protection anticopie HDCP !

La norme de protection anti-copie des contenus numériques (HDCP) est implémentée sur tous les appareils munis d'une entrée et/ou d'une sortie HDMI : lecteurs Blu-ray/4K, lecteurs réseau AV, amplis home-cinéma, PC, téléviseurs, vidéoprojecteurs, écrans PC, etc. Cette norme a évolué plusieurs fois, les dernières versions en date étant la HDCP 2.2 apparue avec la norme HDMI 2.0 et intimement lié à l'ultra haute définition 4K, et la HDCP 2.3, rétrocompatible HDCP 2.2 et destinée à la protection des programmes 8K sur les liaisons HDMI 2.1.
Pour profiter de la 4K en HDMI, il faut impérativement que les appareils et les câbles HDMI qui les relient soient conformes à la norme HDCP 2.2, sans quoi vous n'aurez pas d'image.
Il existe des boîtiers électroniques qui s'intercalent entre la source et le diffuseur pour contourner la protection HDCP et diffuser une image numérique sur un dispositif non compatible HDCP ou avec une version HDCP différente de la source.

Quelques précisions sur les normes et les débits

La bande passante sur une liaison HDMI de type A est de 10,2 Gbps jusqu'à la norme HDMI 1.4. La norme HDMI 2.0 dispose d'une bande passante de 18 Gbps permettant la diffusion 4K jusqu'à 60 Hz. La norme HDMI 2.1 monte jusqu'à 48 Gbps, autorisant le transfert de signaux 4K jusqu'à 120 Hz et de signaux 8K jusqu'à 60 Hz.

Norme 2.1

La norme HDMI 2.1 prend en charge une gamme de résolutions vidéo et de taux de rafraîchissement plus élevés, notamment les résolutions 8K60 et 4K120. La technologie HDR dynamique est également prise en charge et la bande passante est accrue avec un maximum de 48 Gbps, soit un peu plus de 2,5 fois la bande passante tolérée par la norme HDMI 2.0. La norme HDMI 2.1 est bien entendue compatible avec les spécifications des versions antérieures.

• Compatibilité avec des flux vidéo de résolutions supérieures et des taux de rafraîchissement plus élevés, notamment 8K 60 Hz et 4K 120 Hz, avec à la clé une meilleure fluidité et plus de détails sur les scènes rapides,
• Prise en charge dynamique des images HDR (images à large plage dynamique), garantissant que chaque instant d'une vidéo est affiché à ses valeurs idéales en ce qui concerne la profondeur, le détail, la luminosité, le contraste et les gammes de couleurs étendues. Une gestion scène par scène voire image par image est possible, à l'instar de ce que propose les technologies Dolby Vision et HDR10+.
• Les câbles certifiés 48G offrent une bande passante jusqu'à 48 Gbit/sec, assurant une prise en charge de la norme HDMI 2.1 non compressée, y compris de la vidéo 8K avec encodage HDR. Ces câbles sont compatibles avec les versions antérieures de la spécification HDMI et peuvent être utilisés avec les appareils HDMI existants,
• La norme eARC prend en charge les formats audio les plus avancés tels que l'audio basé sur les objets (Dolby Atmos et DTS:X), et permet des fonctions avancées de contrôle des signaux audio, y compris l'auto-détection des périphériques,
• Le mode Jeu VRR offre un taux de rafraîchissement variable qui permet d'afficher l'image dès qu'elle est traitée par le processeur graphique 3D, ce qui rend le jeu plus fluide et plus détaillé, réduit voire élimine le retard, les saccades et le chevauchement de trames (frame tearing).
• La fonction ALLM (Auto Low Latency Mode) permet à la source (console de jeux vidéo ou carte graphique du PC) d'envoyer un signal au téléviseur pour qu'il bascule automatiquement dans un mode optimisé avec un faible temps de latence (input lag), généralement le mode jeu.

La révision HDMI 2.1a apporte deux nouvelles fonctionnalités : le Source-Based Tone Mapping (SBTM) et le Quick Media Switching :

• Le Source-Based Tone Mapping (SBTM) permet à la source d'envoyer un signal vidéo qui tire pleinement parti de la capacité HDR d'un écran spécifique en ajustant sa sortie pour mieux tirer parti du potentiel de chaque écran. Comme pour les autres technologies HDR, plutôt que d'adopter un ensemble fixe de plages de couleurs et de luminosité, SBTM permet à la source de s'adapter à un affichage spécifique. SBTM peut également être utilisé par les PC et les appareils de jeu pour éliminer l'optimisation manuelle de l'utilisateur pour le HDR.
  SBTM ne remplace pas les technologies HDR existantes telles que les systèmes de métadonnées dynamiques HDR10, HLG et HDR. Au lieu de cela, SBTM ajoute une capacité HDR supplémentaire aux produits compatibles HDMI, offrant aux consommateurs des expériences de visionnement supplémentaires de haute qualité.
• La fonction Quick Media Switching exploite la technologie VRR pour éliminer l'interruption de signal lorsqu'un appareil source HDMI change de mode vidéo. Celle-ci permet de passer instantanément d'une fréquence d'images de 24 Hz à 60 Hz, ainsi que toute fréquence intermédiaire. Le spectateur ne voit plus d’écran noir et bénéficie d'une expérience utilisateur plus fluide.

Norme 2.0

Norme 1.4

L'Audio Return Channel (ARC ou retour audio) permet d'utiliser la prise HDMI ARC d'une TV pour envoyer le son vers la prise HDMI ARC d'un ampli compatible. L'utilisation d'un câble S/PDIF n'est donc plus obligatoire.

L'Ethernet Channel (ou canal Ethernet), permet à un périphérique connecté via sa prise RJ45 à une box, par exemple, de prolonger le réseau filaire au travers de la connectique HDMI. Cette souplesse évite d'avoir à utiliser d'autres câbles Ethernet afin d'accéder à Internet depuis les autres appareils de son installation (téléviseur,lecteur BR, amplificateur, disque dur multimédia, etc).

La norme HDMI 1.4 est capable de supporter des résolutions 4 fois supérieures à la résolution 1920 x 1080, pour atteindre jusqu'à 3840 x 2160 pixels à 24 ips (norme UHD 4K). Enfin, l'espace colorimétrique est étendu, avec le support des normes sYCC601, Adobe RGB et Adobe YCC601, pour une reproduction encore plus riche et plus réaliste des couleurs.

Normes 1.3b et 1.3c

Ces normes sont des révisions de conformité qui n'ont aucun effet sur les fonctionnalités.

Norme 1.3

• Possibilité de connecteur miniature (type C) pour les futures utilisations HDMI sur produits nomades,
• Support des nouveaux formats audio HD : DTS HD,
• Fonction "Lip-sync" pour une synchronisation automatique de l’image et du son,
• Possibilité de codage des couleurs sur 48 bits maxi pour les 3 couleurs (au lieu de 24 bits) appelée Deep Color,
• Création de 2 catégories de câbles :
  • Catégorie 1 : 1080i maximum (idem version précédente) correspond à une fréquence pixel max de 75 MHz,
  • Catégorie 2 : 1080p avec codage des couleurs plus détaillé (jusqu’à 48 bits), fréquence pixel jusqu’à 340 MHz;

Norme 1.2a

• Introduction d’un connecteur plus "ferme" mais avec les même formes et brochages.

Norme 1.2

• Support de l’audio SACD.

Norme 1.1

• Support de l’audio DVD-AUDIO (PCM 192 kHz / 24 bits 2 ch, PCM 96/24 8 canaux),
• Prise en charge du 1080p (non obligatoire).

Norme 1.0

• Version initiale, spécification Vidéo basée sur DVI 1.0. 480i/p, 576i/p, 720p, 1080i,
• Audio : Dolby Digital, DD EX, DTS, DTS ES, DTS 96/24, PCM 96/24 2 canaux,
• Dimensions normalisées du connecteur HDMI de type A, le plus courant pour les applications home-cinéma.