Мифы о HDMI

Если в мире хватает людей, которых просто распирает от желания потратить на технику как можно больше денег, то почему бы им в этом не помочь?

В специализированных изданиях для истинных любителей высокого звука и кристально-чистого изображения устойчиво сохраняется консенсус экспертных мнений, согласно которому цена проводов должна составлять примерно 10% от общей стоимости достойного аудио-видеокомплекса…

Цифры эти появились еще во времена аналоговой High-End-аппаратуры для аудиофилов, однако переход на цифровую технику мало что изменил. и сегодня на рынке без проблем можно отыскать цифровые кабели по цене не только в сотни, а даже тысячи долларов за штуку…

Но вот задумайтесь, доводилось ли вам встречать людей, которые абсолютно всерьез убеждены, что качество картинки в видеоклипе, скачанном с сайта типа YouTube, можно ощутимо улучшить, если подсоединить компьютер к Интернету через более дорогой и высококачественный Ethernet-кабель?

Такой комплект для домашнего кинотеатра стоит около 20000 рублей. Следуя логике ценителей прекрасного, кабель HDMI для него надо подбирать не меньше, чем за 2000. А если не пожадничать и взять за 4000, картинка обретает особую бархатистость и медно-никелевые гармоники звучат изысканно-задиристо

Вопрос можно воспринимать как риторический, ибо вряд ли человеку, хотя бы приблизительно представляющему себе принципы цифровой записи и передачи данных, придет в голову столь странная идея. Ведь, согласно такого рода идее, получается, что один и тот же файл, состоящий из абсолютно тех же нулей и единиц, будет воспроизводиться компьютером по-разному — в зависимости от того, через дорогой шнур эти биты в него поступали или же через дешевый.

Как бы дико подобные умозаключения не звучали, в специфической общности людей под условным названием «аудиофилы» обнаруживается достаточное количество энтузиастов, занимающих именно такую позицию.

Так, известная компания Denon одной из первых, наверное, заметила столь необычный взгляд подлинных ценителей прекрасного на цифровые технологии. И ухватила суть происходящего очень четко: если в мире хватает людей, которых просто распирает от желания потратить на технику как можно больше денег, то почему бы им в этом не помочь?

И вот на рынке появился совершенно уникальный продукт — цифровой кабель Denon AK-DL1 длиной 1,5 метра и ценой — в зависимости от места покупки — от 500 до 1000 и более долларов за штуку, «кабель ультра-премиум класса, разработанный специально для энтузиастов-аудиофилов». По функциональной сути ничем не отличающийся от обычного Ethernet-кабеля, но «изготовленный из медной проволоки высочайшей чистоты и с высококачественными коннекторами, кабель AK-DL1 доносит абсолютно все нюансы цифрового воспроизведения от любого из DVD-плееров Denon с функцией цифрового межсоединения Denon Link до соответствующего ресивера Denon с разъемом Denon Link» (Дело было, надо пояснить, в середине 2000-х годов, еще до появления универсального цифрового интерфейса HDMI для передачи мультимедиа высокой четкости и битрейта, когда каждая солидная компания придумывала собственную технологию цифровых межсоединений в своих флагманских компонентах. У Denon это получило название Denon Link — прим. автора).

Когда представляешь себе, что речь идет об обычном, фактически, сетевом шнуре, описание супердупер-кабеля Denon AK-DL1 (который по сию пору продается в интернете, а на Amazon.com стоит около $1000) читается как нечто сюрреалистическое: «Дабы предотвратить потери данных, вызываемые электромагнитными шумами и помехами, в этих кабелях применяется экранирование высокого уровня на основе оловосодержащего сплава, обычно недоступного в коммерческих кабельных системах. Вдобавок к этому, для оптимальной передачи сигнала кабель оснащен пометками о направлении движения сигнала. При создании этого кабеля уделялось повышенное внимание нюансам — используется высококачественная изоляция в сочетании с тканой оплеткой — для сокращения вибраций и добавления продукту долговечности. Закругленные формы коннектора предотвращают его поломку»...

Ныне, как известно, в области межсоединений для бытовой техники наступила эпоха господства HDMI. Для посторонних и обладающих техническими познаниями людей это может показаться очень странным, однако на форумах аудиофилов, киноманов и, с некоторых пор, игроманов, также приобщившихся к миру высококачественного видео и звука, по сию пору идут весьма горячие, порой даже ожесточенные споры вокруг гипотетического превосходства дорогих HDMI-кабелей.

Когда смотришь на эти дебаты со стороны, создается устойчивое впечатление, что в мире подлинных ценителей прекрасного идея о принципиальном отличии цифровой передачи информации от аналоговой вызывает какой-то внутренний протест и общий дискомфорт. Здесь по-прежнему уверены, что максимального качества картинку может обеспечить только очень дорогой кабель. А «бинарный», по сути дела, подход к доставке цифровой информации — данные либо получены в целостности, либо нет — воспринимается такими людьми скептически и с большим недоверием. Ну не может, по их мнению, дешевенький HDMI-шнур за пару сотен рублей выдавать на экране домашнего кинотеатра такую же кристально-чистую картинку, как солидный кабель ценою, скажем, пятнадцать-двадцать тысяч российских денег.

Среди многочисленных достоинств цифровой обработки информации конкретно в данном контексте особый интерес представляют возможности формального, математически абсолютно строгого сопоставления изображений, обеспечиваемых разными кабелями.

В январе нынешнего года один из подобных тестов провели английские энтузиасты-игроманы, регулярно участвующие в жизни сайта EuroGamer.net.

Принципиально и полностью отказавшись от известных методов проверки гипотез на основе субъективных восприятий людей из группы добровольцев-испытуемых, здесь исследователи избрали сугубо технический путь анализа. Для тестирования были взяты четыре HDMI-кабеля длиной 2 метра в диапазоне цен от полутора до сотни фунтов стерлингов (напомним, 1 фунт — это около 46 рублей). Поскольку исследования проводились на базе игровых консолей, в промежуток этих ценовых границ попали стандартные кабели от игровых приставок Xbox 360 Elite (порядка 30 фунтов) и от Sony PlayStation 3 (около 18 фунтов).

Какой же технический ответ был придуман в качестве альтернативы не особо надежному человеческому восприятию? Исследователи решили, что наиболее эффективный путь сравнения — это захватить в точности один и тот же видеосигнал при работе разных кабелей, а затем сравнить захваченные на выходе файлы с помощью стандартной проверочной процедуры, чек-суммы типа хеш-функции MD5. Понятно, что если значения проверочных сумм окажутся совпадающими, значит, соответствующие наборы данных — иначе говоря, картинки изображения — полностью идентичны вне зависимости от используемого кабеля.

В качестве практичного решения для нетривиальной, вообще говоря, проблемы с хирургически точным видеозахватом в широкополосном потоке данных было решено делать полный, без потерь сжатия 24-битный скриншот какой-нибудь продвинутой игры с максимально доступным разрешением 1080p. Достаточно очевидным выбором стала Gran Turismo 5, для регистрации скриншота использовалась карта захвата TrueHD, а хеш-значение проверочной суммы вычисляли с помощью общедоступной программы HashCalc.

Результаты тестов были сведены исследователями в единую таблицу, которая, по их словам, «демонстрирует тотальную победу здравого смысла и разумной экономности». То есть получаемые на выходе картинки для всех кабелей оказались полностью — бит в бит — идентичными, независимо от того, сколько было потрачено на соединительный шнур — сотня фунтов или всего полтора. Любой работающий HDMI-кабель, как установлено строгими математическими методами, гарантирует вам безупречную картинку — замечательную настолько, насколько позволяет имеющийся у вас экран.

Кабель	Хеш-значение MD5 для скриншота
1.50 дешевый noname	c566ee4eb90de1c47daa78a0f3605442
£100 Monster 1000HD	c566ee4eb90de1c47daa78a0f3605442
Microsoft Xbox	c566ee4eb90de1c47daa78a0f3605442
Sony PS3-branded	c566ee4eb90de1c47daa78a0f3605442

Как и всякий реализуемый на практике эксперимент, данный тест нельзя назвать безупречным во всех отношениях. Главный здесь минус, конечно же, в том, что исследователи анализировали не движущуюся, а статичную HD-картинку. Вызвано это было тем, что при имеющихся технических возможностях и особенностях рендеринга изображения в игровых приставках выделить несколько раз абсолютно идентичные фрагменты динамичного видеопотока не представляется возможным.

Тем не менее, как подчеркивают исследователи, и в данных условиях тестов имеющееся в приставке средство просмотра изображений, XMB Photo Viewer выдавало картинку с разрешением 1920х1080 точек, обновляя ее 60 раз в секунду, одновременно проигрывая несжатый аудиопоток. То есть речь идет об эффективно максимальном выходе, который подразумевается для игры при использовании HDMI-кабелей.

Если же результаты этого «формально-математического» тестирования статичной картинки кого-то так и не убедили, то имеется другой, совсем свежий пример тестов иного рода. В майском выпуске одного из известнейших компьютерных журналов, PC Magazine, сотрудники редакционной испытательной лаборатории опубликовали результаты собственных сравнительных анализов для HDMI-кабелей из существенно разных ценовых категорий.

В лаборатории PCMag’а было протестировано пять кабелей различных марок, но одинаковой длины, стоящих от $3 до $120 за штуку. Как и в тестах геймеров, здесь тоже не стали расширять диапазон до совсем дорогих шнуров ценой порядка 700 долларов (типа известной среди ценителей продукции брэнда AudioQuest), но исходя из иных соображений. Если в предыдущем случае испытатели, по их словам, просто не располагали лишними средствами для столь расточительных затрат, то в PCMag решили этим не заниматься по причине глупости самой идеи — ну не может кабель стоить столько же, сколько вполне приличный HD-телевизор.

Нынешнее поколение стандарта HDMI требует, чтобы все кабели, отвечающие спецификациям версии 1.4, были способны обеспечивать пропускную полосу 10,2 гигабита в секунду. Реальность нынешнего рынка такова, что тестирующие при выборе кабелей на проверку просто не смогли навскидку найти таких, которые не поддерживали бы HDMI 1.4. Иначе говоря, если кабель совместим со стандартом HDMI 1.4, то подразумевается, что он пропускает через себя весь сигнал, необходимый для полноценного и высококачественного воспроизведения видео и аудиоконтента.

Все тестируемые кабели имели одинаковую двухметровую длину и соединяли телевизор Sony Bravia KDL-46EX720 3D HDTV с плеером LG BD670 Blu-ray. На выходе плеера выдавался видеосигнал только максимального разрешения 1080p. А для проверки качества сигнала использовались три разных типа тестов: техническая оценка качества картинки, «двойной слепой» тест изображения согласно человеческому восприятию и тест на поддержку 3D.

Для технической оценки качества применялся специальный Blu-ray диск с комплектом тестовых утилит HQV video benchmark. Для каждого из кабелей прогонялся набор видеотестов для проверки качества видеосигнала путем всевозможных манипуляций с изображением, синхронизацией кадровой развертки и возможностями цветоделения. Такого рода тесты включают в себя многочисленные статичные и анимационные картинки, которые позволяют эффективно выявлять возможные проблемы с изображением на дисплее. Все пять кабелей блестяще прошли набор тестов HQV (за исключением одного малозначительного теста, который неважно прошел с каждым из шнуров, что свидетельствовало, скорее всего, о проблеме с функциональным набором возможностей у конкретного экземпляра плеера).

Так называемый «двойной слепой» видеотест включал в себя участие пяти добровольцев, вызвавшихся дать свои субъективные оценки качеству картинки (термин «двойной слепой» здесь обозначает, что в ходе каждого конкретного тестирования ни испытуемые, ни испытатели заранее не знают, что именно за кабель проверяется). Всем им по 5 раз демонстрировалась одна и та же сцена из «Хищников», воспроизводимая с диска Blu-ray. Ни один из зрителей-тестеров не смог выявить никакой сколь-нибудь ощутимой разницы между 3-долларов проводом и кабелем за 120 долларов. Не говоря уже о прочих промежуточных кабелях из этого широкого ценового диапазона.

Наконец, для 3D-тестов в плеер загрузили диск с фильмом «Аватар», чтобы на его примере проверить способность кабелей к полноценной работе со стандартом HDMI 1.4 и главную особенность последнего — передачу «объемного» изображения. Опять-таки, абсолютно все тестируемые кабели, включая самый дешевый, легко и без дефектов передавали между плеером и дисплеем все, даже самые сложные и насыщенные сцены.

Как же больно признать, что беспородный кабель с особой китайской позолотой без крупицы золота обеспечивает тот же результат, что и аналог, стоящий в сотню раз дороже!

Короче говоря, совершенно однозначный итог и этих тестов звучит так: для подавляющего большинства конфигураций бытовой электроники, способной воспроизводить видео высокой четкости, нет совершенно никакой разницы от того, применяется ли для соединения компонентов какой-нибудь noname HDMI-кабель за 3 доллара, купленный на eBay, или 120-долларовый, приобретенный в салоне элитной электроники. Ибо все самые строгие тесты не позволили выявить абсолютно никакой разницы в качестве изображения, выдаваемого самыми дешевыми и самыми дорогими кабелями...

Этот материал был бы, конечно, неполным, если бы в нем не было нескольких важных замечаний об особенностях технологии HDMI. В выводах исследователей, проводивших тесты, далеко не случайно делается оговорка, что результаты их проверки справедливы для «подавляющего большинства конфигураций» — под чем подразумевается длина соединительных кабелей порядка 2-3 метров или менее того. Ибо важнейшая особенность HDMI-кабеля на основе витой пары заключается в том, что он просто не предназначен для передачи широкополосного сигнала на значительные расстояния (согласно спецификациям — не более 10 метров без репитеров-усилителей).

Чтобы «родовые дефекты» HDMI-кабеля, являющегося прямым потомком интерфейса DVI, стали понятнее, достаточно указать, что сигналы здесь передаются существенно иначе, чем, скажем, в высокоскоростных локальных сетях, где тоже повсеместно используется витая пара, однако расстояния надежной передачи сигнала намного больше.

Сетевые протоколы– это всегда двусторонняя связь с исправлением ошибок. То есть всякий пакет, не дошедший до получателя, в компьютерной сети может быть послан повторно. А видеосигнал в кабеле HDMI (как и в DVI)– это однонаправленный поток, который течет непрерывно, без каких-либо пауз для проверки и исправления ошибок передачи. Поток просто течет к получателю, причем течет очень быстро, вне зависимости от того, что там выходит на конце.

HDMI-кабель в разрезе выглядит довольно устрашающе, но не забывайте, что, кроме видеосигнала, там проходит еще и звук, плюс сейчас стало модно пропускать через HDMI Ethernet (до 100 Мбит/с в версии 1.4). Тем не менее, проволока остается проволокой, и даже в очень «нафаршированном» кабеле просто нечему стоить больше нескольких сотен рублей

Кроме того, в кабеле HDMI сигналы идут не последовательно, а параллельно. Три цветовых сигнала двигаются по трем парам проводов, а по четвертой паре идет тактовый сигнал синхронизации. Для качественной передачи изображения эти сигналы ни в коем случае не должны выпадать из синхронности друг с другом и с тактовой частотой. При небольших длинах передачи это достигается сравнительно легко, однако с увеличением длины кабеля и при очень высокой частоте сигнала обеспечить такую синхронизацию становится чрезвычайно сложно.

Иначе говоря, и здесь появляются неизбежные помехи и сбои. Однако важным обстоятельством, которое необходимо отметить, является то, что помехи в цифровых и аналоговых кабелях — это существенно разные по внешнему результату вещи. Испорченный цифровой сигнал легко выявить с первого взгляда даже самому неискушенному зрителю — по появлению на экране характерных артефактов (цветных полос, квадратиков) или просто по рассыпанию картинки. Можно сказать, что тут речь идет совсем не о том, лучше картинка или хуже, а работает кабель как ему положено, или же нет.

Между прочим, о таком бинарном подходе говорится даже в Библии: «Но да будет слово ваше: да, да; нет, нет; а что сверх этого, то от лукавого» (Мф, 5, 37). Поневоле задумаешься — из какого корня растут аудиофильские страсти…