Востаннє змінено 03/06/2022
Днями раніше мав можливість поекспериментувати з HDbaseT HDMI-продовжувачем LKV375N від HDmatters. І назбиралось трохи цікавого.
LKV375N, попри повністю китайське походження, є сертифікованим HDbaseT пристроєм. Сертифікацію він пройшов ще 2016-го (що можна перевірити на Internet Archive Wayback Machine), але з терміном сертифікату в один рік. Звичайно, відтоді китайці не парились і почали штампувати “сертифікований” продовжувач без поновлення самих сертифікатів. Зокрема під іншими брендами, оскільки спочатку сертифікат отримала компанія Lenkeng, а не HDmatters.
Що ж таке HDbaseT?
Це технологія, яка дозволяє передавати нестиснений TMDS сигнал (протокол кодування відеосигналу у такому інтерфейсі як HDMI) по витій парі. Створили таку технологію ще у 2007 і дотепер вона добре розвивається, вже за сприяння альянсу цифрових гігантів, як Sony, Samsung та LG.
Отож, маємо китайського клона під брендом магазину, який був сертифікований ще у 2016. Працює він напрочуд добре. І ціна, на відміну від сертифікованих пристроїв відомих брендів, досить демократична. Які ж можливості сього чуда?
Найбільше мене цікавить пропускна здатність – вона встановлює граничні можливості
Теоретично, Cat.6 кабель використовується для побудови одногігабітних або десятигігабітних мереж. А у даташиті до LKV375N виробник зазначає, що максимально можливий відеопотік є з розширенням 4Kx2K @ 60Hz (4:2:0) або 4Kx2K @ 30Hz. Перший режим вимагає 6,2 Гбіт/c, другий – теж 6,2 Гбіт/с, якщо взяти кодування 4:4:4. Примітка: тут і далі пропускна здатність розрахована за допомогою сайту Video Timings Calculator.
Враховуючи, що HDMI 1.4 має максимальну пропускну здатність 8 Гбіт/c, то все ніби сходиться – система розроблена для апаратури з підтримкою HDMI 1.4 та максимально використовує доступні для Cat.6 кабелю ресурси.
Вважаю за потрібне, також варто пояснити, що таке кодування 4:2:0 і 4:4:4. Тут не буду вдаватись в теорію колірної субдискретизації, про це можете почитати у вікіпедії. Попросту кажучи, людське сприйняття зображення більш чутливе до перепадів яскравості, ніж до кольорів, тому є можливість, зменшивши кількість даних про кольори, передавати менше інформації, без усвідомлення погіршення зображення глядачем. Серед відомих методів кодування є декілька варіянтів, зокрема 4:4:4 – високоякісне кодування, з повною інформацією про кольори і яскравості, або 4:2:2 – кодування з повним сигналом яскравості, але зменшеною роздільною здатністю кольорів. У свою чергу, 4:2:0 є однією з найпоширеніших методик кодування, бо потребує меншої пропускної здатності, при збереженні людиною того ж сприйняття зображення.
Теоретично все добре, а як на практиці?
Моє обладнання – комп’ютер з NVIDIA GTX 1050 Ti (HDMI 2.0), телевізор з підтримкою 4K @ 60Hz HDR10 (HDMI 2.0), два півтораметрові HDMI 2.0a кабелі, власне трасмітер і ресівер продовжувача та 20 метрів Cat.6 кабелю. Як оце все працює разом зараз і перевіримо.
Та спершу окремо “розжую” можливості і певні нюанси телевізора. У Samsung-ів є спеціальна опція у меню, яка називається “Розширення вхідного сигналу” (Input Signal Plus). У інших виробників вона теж може бути і називатись інакше. От коли вона вимкнена, EDID (коротка інформація про доступні режими екрану для джерела сигналу) максимально дозволяє 4K @ 60 Hz (4:2:0) 8bit. Так ніби лімітує підтримку максимум HDMI 1.4. А коли це “розширення” увімкнуто – то EDID змінюється на інший, у якому вже вказується підтримка 4K @ 60Hz (4:4:4 / RGB) HDR 12біт. Що розблоковує повноцінно можливості телевізора. Для чого це – мені не відомо, та й загалом воно ніде не прописано, чим суттєво сповільнило мою мої експерименти.
Перевірка сумісності з Linux
Отож, повернемось до Arch Linux. При вимкненому “Розширені вхідного сигналу”, автоматично встановлюється 4K @ 60 Hz (4:2:0) 8bit, без доступних опцій з кращими параметрами. До слова, доступний колірний простір тільки “обмежений” (Limited).
Якщо ж на телевізорі увімкнути те “розширення”, то сигнал зразу зникає. Індикатор на трансмітері блимає, сигналізуючи про намагання відправити дані, проте ресівер сигналізує про відсутність вхідного сигналу. Не дивно, 4K @ 60Hz (4:4:4 / RGB) 8bit потребує вже 12 Гбіт/c, що вище можливостей HDMI 1.4b і Cat.6 кабелю. І тільки зменшивши частоту до 30 Hz, з’являється зображення з параметрами 4k @ 30Hz (4:4:4 / RGB) 8bit. Все сходиться, та невже це ліміт? На жаль, у Arch Linux більше немає опцій щоб щось змінити, проте можна спробувати роботу продовжувача з Windows 10.
Перевірка сумісності з Windows
Як і сподівалось, всі вищеперераховані режими підтвердились у Windows 10.
Проте, у режимі “Розширеного вхідного сигналу”, ця операційна система надала можливість увімкнути HDR, вибрати глибини кольору 10 і 12 біт та кодування 4:4:4, 4:2:2 і 4:2:0. Так от, LKV375N “витягнув” 4K @ 30 Hz (4:4:4 / RGB) 12bit на ура – а це фактично 9,5 Гбіт/c! Дуже круто, але частота 30 Гц виглядає некомфортно, тому спробував інші комбінації. Чи не єдиними робочими параметрами з частотою 60 Гц виявився режим 4K @ 60Hz (4:2:0) 12bit, проте сигнал час від часу зникав. Не знаю чому так, це ті ж 9,5 Гбіт/c.
Та це не все – є ще ж HDR!
Windows 10 підтримує HDR і в іграх таки сильно відчувається різниця. Та не все так просто з цією “підтрикою”. В одних випадках, при натискані на HDR перемикач, він сам вимикається, не показуючи ніяких повідомлень. В інших – все підтягується автоматично при зміні будь-якого параметру. Дивно, з одним і тим же режимом HDR може включитись, а може і ні. Також, у наших умовах, при частоті 60 Гц сигнал до ресівера не доходить, навіть при кодуванні 4:2:0. Згідно вікіпедії, 4K @ 60Hz HDR 10bit можливий тільки при кодуванні 4:2:2, проте Windows дозволяє включати його і при 4:2:0. Думаю, при прямому під’єднанні кабелю, воно б працювало. В будь-якому разі, вмикання HDR збільшує потік даних і він може фізично не вміщатись у наявній пропускній здатності.
З цього всього вирішив зупинитись на розширенні 1080p @ 60Hz (4:4:4) HDR 12bit. Такий відеопотік потребує всього 5 Гбіт/c. Зображення на 4K телевізорі виглядає трішки замиленим зблизька, що підправляється опцією “Різкість”, та з відстані у 2,6 метра практично не відрізняється від 4K. Це я так, ігноруючи факт, що моя GTX 1050 Ti не стягує ігри у 4K.
Наостанок ще два нюанси
У моїй ситуації, порт HDMI зазвичай використовую з робочим монітором, то для телевізора залишився тілки DisplayPort 1.4. Щоб якось здружити HDbaseT передавач і DisplayPort, придбав конвертер у відомої китайської фірми Ugreen. Підкупив мене той факт, що продавець у описі вказав чіпсет, який і буде перетворювати сигнал. Ним є репітер Parade PS8402A. Від підтримує HDMI 1.4b до 3 Гбіт/c на канал, тобто максимум 9 Гбіт/c. Враховуючи, що буду використовувати лише 5 Гбіт/c – купляти щось краще (і дорожче) немає потреби.
Попри те, що китайці вказали максимальний режим роботи конвертора 4Kx2K @ 30Hz, цей пристрій запрацював у режимі 4K @ 60Hz (4:2:0) 8 біт, аналогічно рідному HDMI порту відеокарти. Єдиною проблемою стало те, що у режимі 4K @ 30Hz (4:4:4 / RGB) на телевізорі з’являлись артефакти, які зникали, якщо сильніше затиснути конвертор у гніздо DisplayPort. Але з режимом роботи 1080p @ 60Hz (4:4:4) HDR 12bit проблем не реєструвалось, тому я більш як задоволений і цим пристроєм.
Не можу не згадати ще одну особливість цього продовжувача, а власне ресівера – він сильно гріється. Загалом, протягом години-двох роботи температура стабілізовується на +40 °C ~ +42 °C. Згідно даташиту, ресівер споживає 6 Вт, трансмітер 3,5 Вт. Попри незначну різницю потужності споживання електроенергіїї, температура трасмітера зберігається низькою – на рівні кімнатної температури. Що робити ж з нагрівом ресівера? Явно не ставити у малопровітрювану локацію. Я ж додатково приєднав алюмінієвий радіатор, який, на диво, не повпливав на температуру взагалі. Буду вважати, що все так і було задумано інженерами.
Замітсь висновків
Організувати повноцінну систему передавання HDMI сигналу на далекі відстані, витративши менше $120 – реально!