HDMI มาตรฐานสำคัญที่ต้องรู้

ายละเอียด







 




HDMI มาตรฐานสำคัญที่ต้องรู้
         โลกของเทคโนโลยีนับวันก็จะยิ่งพัฒนาไปไกลมากขึ้นเรื่อยๆ ทั้งเรื่องของประสิทธิภาพ ขนาด รวมถึงความสะดวกสบายในการใช้งานที่ดีขึ้นเป็นลำดับ

        ในเรื่องของการเชื่อมต่อจำพวกพอร์ต คอนเน็กเตอร์หรือสายเคเบิลต่างๆ ก็ได้มีการพัฒนาไปด้วยเช่นเดียวกันเพื่อให้รองรับการส่งข้อมูลที่มีประมาณ มากขึ้นได้อย่างเต็มที่ อย่างในสมัยก่อนที่เราอาจจะใช้คอมพิวเตอร์ที่ต่อผ่านทางพอร์ต  D-Sub หรือที่เรียกกันว่า VGA จากนั้นก็มาเป็น DVI ซึ่งส่งข้อมูลแบบดิจิตอล ให้คุณภาพที่สูงมากขึ้นไปอีกขั้น

   มาถึงยุคนี้คงจะหนีไม่พ้นมาตรฐานใหม่ที่เรียกกันว่า HDMI ซึ่งเริ่มเข้ามามีบทบาทมากขึ้น ดังจะเห็นได้จากอุปกรณ์ต่างๆ ในท้องตลอดไม่ว่าจะเป็นกราฟิกการ์ดที่ใช้งานร่วมกับคอมพิวเตอร์ หรือจะเป็นเครื่องมีเดียเพลเยอร์รุ่นทอปๆ รวมถึงจอแบบ LCD TV ทั้งหลายก็เริ่มมีการติดตั้งอินเทอร์เฟซแบบ HDMI นี้ลงไปแล้วเช่นกัน

HDMI คืออะไร       มาตรฐาน HDMI เป็นมาตรฐานการส่งข้อมูลที่ทาง Sony, Hitachi, Thomson (RCA), Philips, Matsu***a (Panasonic), Toshiba และ Silicon Image ได้พัฒนาขึ้น โดยชื่อ HDMI นี้เป็นตัวย่อที่ย่อมาจาก High-Definition Multimedia Interface  ซึ่ง ความหมายของมันก็ตรงประเด็นครับ   คือเป็นการเชื่อมต่อสำหรับมัลติมีเดียความละเอียดสูงนั่นเอง และด้วยความที่มันได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับมัลติมีเดียนั่นเอง

       จึงทำให้มันมีจุดเด่นตรงที่มันรองรับการส่งทั้งสัญญาณภาพและเสียงไปพร้อมๆ กันบนสายเคเบิลเส้นเดียวกัน ผ่านพอร์ตๆ เดียวกัน ซึ่งเป็นการเพิ่มความสะดวกสบายและลดความสับสนในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ลงได้ อย่างมากทีเดียว
      ด้วยจุด ประสงค์หลักของ HDMI ที่ถูกพัฒนาขึ้นก็เพื่อเพิ่มความสะดวกสบายให้กับผู้บริโภค เพื่อให้ได้รับความบันเทิงเต็ม รูปแบบกับระบบภาพและเสียงแบบ High-Definition และระบบเสียงรอบทิศทาง ซึ่งถ้าเป็นเมื่อก่อนที่ยังไม่มีการเชื่อมต่อแบบ HDMI นั้น คุณอาจจะต้องเชื่อมต่อสัญญาณวิดีโอและสัญญาณเสียง อย่างน้อยก็ 2 ช่องทางแล้ว ยิ่งถ้าคุณต่อสัญญาณวิดีโอแบบ Component และใช้ระบบเสียงแบบ 5.1 หรือ 7.1-Channel ด้วยแล้ว จะต้องเชื่อมต่อสายเป็นสิบเส้นให้วุ่นวายไปหมด HDMI จึงช่วยให้ผู้ใช้เชื่อมต่อทุกอย่างได้ภายในสายเส้นเดียว เหมาะสำหรับพวกมีเดียเพลเยอร์ เครื่องเล่นเกมคอนโซล หรืออุปกรณ์ Set top box ต่างๆ ที่ต้องต่อเข้ากับทีวีอย่างยิ่ง

       คุณสมบัติของ HDMI       แน่ นอนว่าการเชื่อมต่อแต่ละชนิดย่อมต้องมีขีดจำกัดที่ถูกกำหนดมาไว้ด้วยกันทั้ง สิ้น ซึ่งนั้นก็คือคุณสมบัติของการเชื่อมต่อนั้นเอง      HDMI นี้ก็มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับอินเทอร์เฟซอื่นๆ แต่ด้วยความที่มันได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับ กับมัลติมีเดียระดับ High-Definition อยู่แล้ว มันจึงมีความสามารถในการส่งผ่านข้อมูลทั้งภาพวิดีโอและเสียงที่คุณภาพระดับ High-Definition ได้อย่างสบาย โดยที่ไม่จำเป็นต้องมีการบีบอัดข้อมูลเลยการส่งสัญญาณภาพ       สำหรับการส่งภาพวิดีโอนั้นเนื่องจากแหล่งที่มาของข้อมูลภาพนั้นมีอยู่ ด้วยกันหลายแบบ ดังนั้นมันจึงจะถูกแปลงให้อยู่ในรูปแบบของ MPEG เสียก่อน เพื่อใช้สำหรับส่งข้อมูลไปตามสาย ซึ่งการส่งข้อมูลภาพวิดีโอแบบ MPEG ผ่าน HDMI นี้จะไม่มีการบีบอัดข้อมูลเลย ทำให้การสูญเสียคุณภาพนั้นไม่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นข้อดีอย่างหนึ่งของ HDMI นั่นเอง รูปแบบการส่งข้อมูลนั้นจะเป็นแบบ TMDS ซึ่งเป็นรูปแบบการส่งข้อมูลแบบอนุกรมแบบเดียวกับที่ใช้บนการเชื่อมต่อแบบ DVI นั่นแหละครับ

    HDMI    ก็จะมีการส่งสัญญาณวิดีโอที่คล้ายกับการเชื่อมต่อแบบ DVI ที่เราใช้งานกันอยู่นี่แหละครับ
ขีดความสามารถในการส่งผ่านภาพวิดีโอของ HDMI นั้นจะขึ้นอยู่กับเวอร์ชันของมาตรฐานด้วยเช่นกัน เนื่องจาก HDMI  เป็นมาตรฐานที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงมีเวอร์ชันที่ต่างกันอยู่พอสมควร แต่ทั้งนี้ทุกๆ เวอร์ชันก็ยังคงใช้งานสายเคเบิล แบบเดียวกันอยู่ เพียงแต่จะมีความสามารถในการส่งข้อมูลได้แตกต่างกันไป ตามเวอร์ชัน อย่างเช่นในเวอร์ชัน 1.0 ซึ่งเป็น เวอร์ชันแรก จะมีความเร็วในการส่งสัญญาณข้อมูลภาพอยู่ที่ 165 เมกะเฮิรตซ์ ซึ่งจะสามารถรองรับสัญญาณภาพแบบ  High-Definition ที่ความละเอียดสูงถึง 1080p ที่ 60 เฮิรตซ์ ได้ หรือระดับ WUXGA (1920x1080)  ซึ่งนั่นคือระดับความละเอียดสูงสุด แต่ถ้าต้องการความละเอียดที่สูงมากกว่านี้ก็จะต้องใช้อุปกรณ์ที่รองรับ มาตรฐาน HDMI  ที่มีเวอร์ชันสูงขึ้นอย่างเช่น 1.3 ซึ่งเป็นเวอร์ชันล่าสุดจะมีความเร็วในการส่งข้อมูลที่ 340 เมกะเฮิรตซ์ และมีสามารถส่ง สัญญาณภาพที่ความละเอียดระดับ WQXGA (2560x1600) ได้ การส่งสัญญาณเสียง  
       สำหรับ การส่งสัญญาญเสียงนั้น     HDMI ก็จะมีการส่งข้อมูลไปแบบไม่มีการบีบอัดเช่นเดียวกัน โดยจะเป็นข้อมูลเสียง ระดับ 192 กิโลเฮิรตซ์ และมีการ Sample แบบ 24 บิต ซึ่งเป็นระดับเสียงเดียวกับที่ใช้ในระบบเดียว Dolby Digital หรือ DTS นั่นเอง นอกจากนี้ HDMI ยังรองรับระบบเสียงแบบ 8 Channel และรองรับ One Bit Audio ซึ่งเป็นรูปแบบที่ใช้ใน Super Audio CD ด้วย แต่จะมีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นและมากกว่า Super Audio CD ถึง 4 เท่าด้วยกัน และยิ่งในเวอร์ชัน 1.3 ยิ่งมีการพัฒนาให้รองรับระบบเสียงที่มีคุณภาพเทียบเท่าDolby  TrueHD และ  DTS-HD  Master  Audio ด้วย

HDMI = High Definition Multi-media Interface 

 ไม่ใช่

 HDMI = High Definition Mission Imposible นะครับ  :-\

HDMI เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อภาพและเสียงแบบ digital
ที่น่าจะเรียกได้ว่าดีที่สุดในอุปกรณ์ภาพและเสียงยุคนี้..

หน้าตาของช่องต่อ HDMI ก็จะคล้ายๆกับช่องต่อ USB ของคอมฯน่ะครับ..
แต่ว่าจะใหญ่กว่านิดหน่อย..

การเชื่อมต่อสัญญาณภาพและเสียง ยกตัวอย่างเช่นจากเครื่องเล่น DVD
ไปยังจอทีวี (ทั้งแบบ CRT และ LCD) ก็จะต้องใช้สายสัญญาณในการ
เชื่อมต่อ.. สายสัญญาณที่ใช้นั่นก็คือสาย HDMI นั่นเองครับ..

แต่ทั้งนี้และทั้งนั้น.. อุปกรณ์ที่จะใช้เชื่อมต่อนั้นจะต้องมีช่องต่อ HDMI
รองรับนะครับ.. เครื่องเล่น DVD ไม่ได้มีช่องต่อ HDMI ทุกรุ่น จะมีเฉพาะ
แค่บางรุ่นเท่านั้น.. ส่วนทีวีแบบ CRT (พวกจอบวม) ก็จะมีแค่ไม่กี่รุ่น
เท่านั้นที่มีช่องต่อ HDMI ในขณะที่ LCD TV จะมีช่องต่อ HDMI
เป็นมาตรฐาน (แต่ว่าจะมีให้มากี่ช่องนั้นแล้วแต่รุ่นและยี่ห้อครับ)..

ราคาสาย HDMI มีตั้งแต่ไม่กี่ร้อยบาทไปจนถึงเป็นหมื่นบาท..
ขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัตถุดิบและยี่ห้อครับ.. แต่ผมเองก็ยังไม่เคยลอง

 --------------------------------------------------------------------------------
ผม (ผู้เขียน) เป็นวิศวกรด้านกระจายเสียงวิทยุโทรทัศน์ ผมทำงานคลุกคลีอยู่กับสัญญาณอนาล็อก และดิจิตอลอยู่ทุกๆ วัน ด้วยเหตุนี้ทำให้ผมคิดว่าผมมีคุณวุฒิและคุณสมบัติที่ เหมาะสมที่จะตอบคำถาม นี้

และคำตอบสำหรับคำถามนี้ก็คือ “ไม่ครับ – สาย HDMI ราคาแพงไม่ช่วยทำให้คุณภาพของภาพและเสียงดีขึ้นแต่อย ่างใด”

ผมขออธิบายเหตุผลทางด้านเทคนิคที่ค่อนข้างซับซ้อนก่อ น และหลังจากนั้นจะอธิบายในเชิงเปรียบเทียบ ซึ่งผมหวังว่ามันจะฟังดูสมเหตุสมผลสำหรับคุณ ถ้าคุณไม่อยากอ่านข้อมูลเชิงเทคนิคล่ะก็ ขอแนะนำให้ข้ามไปอ่านใน Section B ครับ

Section A:

ด้วยหลักการง่ายๆ ที่ว่า สายไฟถูกออกแบบมาให้ส่งสัญญาณไฟฟ้า อะไรก็ตามที่ถูกส่งผ่านสายไฟสุดท้ายแล้วเป็นเพียง กระแส/ความต่างศักย์ ที่เราป้อนเข้าไปให้มัน

ก่อนเข้าสู่เรื่องสาย HDMI ขอพูดกันด้วยเรื่องสายอนาล็อกก่อน สัญญาณวีดีโอแบบอนาล็อกที่ส่งผ่านสายนั้นจะเป็นกระแส ไฟที่เป็นแบบ 1 volt peak to peak หรืออธิบายง่ายๆ ว่า ถ้าเราวัดความต่างศักย์ของกระแสในสายเส้นนี้ที่ voltage ต่ำสุดกับที่ voltage สูงสุด เราจะวัดได้ 1 volt พอดี สัญญาณอนาล็อกจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ตามช่วงเวลา (slices of time) ซึ่งจะตรงกับจำนวน “เส้น (lines)” ของสัญญาณที่ส่งไปยังทีวี ผมจะขอไม่ลงในรายละเอียดตรงส่วนนี้ เพราะค่อนข้างเป็นรายละเอียดทางเทคนิคที่ซับซ้อน

พูดง่ายๆ ก็คือ สัญญาณอนาล็อก จะประกอบไปด้วย “front porch” หรือสัญญาณส่วนหน้า ซึ่งสัญญาณส่วนนี้จะเป็นสัญญาณที่บอกคุณลักษณะของสัญ ญาณวีดีโอที่ปล่อยมาจาก แหล่งปล่อยสัญญาณ ซึ่งสัญญาณในส่วนนี้จะช่วยทีวีของคุณในการกำหนดระดับ สีดำ (black level) ของวีดีโอที่จะแสดงบนทีวี และต่อจาก front porch ก็จะเป็นในส่วนของสัญญาณภาพ ซึ่งจะแบ่งออกเป็นเส้นๆ (lines) โดยจะแบ่งเป็น 455 half cycles ต่อเส้นสัญญาณ 1 เส้นที่แสดงบนทีวี

ขอผมเน้นย้ำ อีกครั้ง ว่าผมจะไม่ลงรายละเอียดในเรื่องของการผสมข้อมูลต่างๆ เช่น chrominance (ข้อมูลเกี่ยวกับสี) และ luminance (ข้อมูลเกี่ยวความสว่าง) ลงไปในสัญญาณอนาล็อก เนื่องจากผมเกรงว่ามันจะทำให้บทความนี้ดูซับซ้อนเกิน ไป ผมขอพูดสรุปตรงนี้ว่าสัญญาณอนาล็อกที่ถูกส่งไปยังทีว ีนั้น จะประกอบด้วยข้อมูลของเส้นสัญญาณภาพที่ทีวีจะนำไปแสด งให้คุณเห็น และยังประกอบด้วยสัญญาณข้อมูลอื่นๆ ที่ทีวีไม่แสดงให้คุณเห็น เช่น close captioning และ test signal เป็นต้น

เมื่อคุณใช้เครื่องมือ (scope) ในการดูสัญญาณอนาล็อกที่ส่งไปยังทีวี คุณจะเห็น waveform ที่มีลักษณะคล้ายๆ ภาพดังต่อไปนี้


Waveform หรือ “คลื่น” ที่เห็นในภาพ เป็น waveform ของสัญญาณอนาล็อก ถ้าเราจ้องไปที่ timeslice (ช่วงใดช่วงหนึ่งของคลื่น) เราจะเห็นว่าในช่วงนั้นสัญญาณมันมีความต่างศักย์เท่า ใด

ด้วยเหตุนี้ มันจึงเป็นการง่ายมาก ที่สัญญาณอนาล็อกจะถูกรบกวน และผสมปนเปไปกับสัญญาณที่เข้ามารบกวนนั้น ซึ่งเมื่อการรบกวนเกิดขึ้น ก็จะทำให้มี noise เพิ่มเข้าไปในสัญญาณ และยิ่งมี noise ในสัญญาณมากขึ้นเท่าไหร่ ภาพที่แสดงบนโทรทัศน์ก็จะด้อยคุณภาพลงเท่านั้น คุณจะเริ่มเห็นเอฟเฟคท์แปลกๆ บนภาพ เช่น จุดลายๆ (snow), เส้นต่างๆ และสีที่ผิดเพี้ยน ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเพราะว่า waveform ที่ส่งผ่านสายถูกรบกวนจนมีผลให้สัญญาณที่ส่งมาจากแหล ่งกำเนิดผิดเพี้ยนไป

อย่าง ไรก็ตาม เมื่อเราเข้าสู่ยุคดิจิตอล (ผู้เขียนกำลังกล่าวถึงสัญญาณดิจิตอลที่ส่งผ่านสาย HDMI) ข้อมูลที่ส่งผ่านสายสัญญาณจะถูกเข้ารหัส (encoded) ด้วยวิธีที่ไม่เหมือนกับแบบอนาล็อก โดยข้อมูลที่ส่งผ่านสายจะเป็นชุดของบิท (bits) หรือพูดง่ายๆ คือ สัญญาณที่ส่งจะเป็นรหัสที่แสดงว่าข้อมูลเป็น ON หรือ OFF เท่านั้น โดยมันไม่สนใจว่าที่ timeslice นั้นๆ จะมีความต่างศักย์ไฟฟ้าเป็น 4.323 โวลต์ หรือ 4.927 โวลต์ สิ่งที่มันสนใจอย่างเดียวคือว่าสัญญาณตรงนั้นเป็น on หรือ off เท่านั้น เมื่อเราเอาสัญญาณดิจิตอลมาพล็อตเป็นกราฟ จะได้ภาพดังนี้



นี่ล่ะครับสัญญาณดิจิตอล ในแต่ละ slice ของสัญญาณ บิทไหนที่ขึ้นสูง (high) สัญญาณจะเป็น on และบิทไหนที่ลงต่ำ (low) สัญญาณก็จะเป็น off
ด้วยเหตุ นี้ ถึงคุณจะผสม noise จำนวนเล็กน้อย หรือจำนวนมหาศาลเข้าไปในสัญญาณดิจิตอลก็ตาม มันก็จะไม่ส่งผลอะไรเลย เพราะยังไงสัญญาณก็ยังเป็น ON หรือ OFF อยู่วันยังค่ำ

ทีนี้เรามาดูการเปรียบเทียบในแบบที่เข้าใจง่ายกันเถอ ะ