HDMI versus Component Video – Was ist besser?
Da HDMI-Kabelverbindungen immer häufiger verwendet werden, werden wir oft gefragt: Was ist besser, HDMI oder Component Video? Die Antwort ist, wie es passiert, nicht geschnitten und getrocknet.
Zunächst eine Anmerkung: Alles, was hier gesagt wird, gilt für DVI ebenso wie für HDMI; DVI erscheint auf immer weniger Unterhaltungselektronikgeräten und wird daher nicht so oft gefragt, aber DVI und HDMI sind in Bezug auf die Bildqualität im Wesentlichen gleich. Die Hauptunterschiede bestehen darin, dass HDMI sowohl Audio als auch Video überträgt und einen anderen Anschlusstyp verwendet, aber beide verwenden dasselbe Codierungsschema, weshalb eine DVI-Quelle mit einem DVI / HDMI-Kabel an einen HDMI-Monitor angeschlossen werden kann, oder umgekehrt, ohne dazwischenliegende Konverterbox.
Das Fazit dieses Artikels – falls Sie nicht geneigt sind, alle Details zu lesen – ist, dass es sehr schwer vorherzusagen ist, ob eine HDMI-Verbindung ein besseres oder schlechteres Bild erzeugt als eine analoge Komponentenvideoverbindung. Es wird oft erhebliche Unterschiede zwischen den digitalen und analogen Signalen geben, aber diese Unterschiede sind nicht inhärent in der Verbindungsart und hängen stattdessen von den Eigenschaften des Quellgeräts (z. B. Ihres DVD-Players) und des Anzeigegeräts (z. B. Ihres Fernsehgeräts) ab. Warum das so ist, erfordert jedoch ein bisschen mehr Diskussion.
Was sind HDMI und Component Video?
HDMI und Component Video sind beide Videostandards, die eine Vielzahl von Auflösungen unterstützen, aber das Signal von der Quelle auf sehr unterschiedliche Weise an das Display liefern. Der wichtigste Unterschied besteht darin, dass ein HDMI-Kabel das Signal in einem digitalen Format liefert, ähnlich wie eine Datei von einem Computer zu einem anderen über ein Netzwerk übertragen wird, während Component-Video ein analoges Format ist und das Signal nicht als Bitstrom liefert, sondern als eine Reihe von kontinuierlich variierenden Spannungen, die (wenn auch indirekt, wie wir gleich erfahren werden) die roten, grünen und blauen Komponenten des Signals darstellen.
Sowohl HDMI-Kabel als auch Component-Videokabel liefern Signale als drei diskrete Farbkomponenten zusammen mit Synchronisationsinformationen, mit denen das Display bestimmen kann, wann eine neue Zeile oder ein neuer Frame beginnt. Das HDMI-Kabel liefert diese über drei Datenkanäle in einem Format namens T.M.D.S., was für “Transition Minimized Differential Signaling” steht.” Große Worte beiseite, die T.M.D.S. das Format beinhaltet im Wesentlichen einen blauen Kanal, zu dem horizontale und vertikale Synchronisierung hinzugefügt werden, und separate grüne und rote Kanäle (obwohl HDMI auch so konfiguriert werden kann, dass der Farbraum “Farbdifferenz” verwendet wird – siehe unten).
Komponentenvideo wird in ähnlicher Weise geliefert, wobei die Farbinformationen auf drei Arten aufgeteilt werden. Komponentenvideos verwenden jedoch ein Signal vom Typ “Farbdifferenz”, das aus Luminanz (dem “Y” – oder “Grün” -Kanal, der die Gesamthelligkeit des Bildes darstellt), Rot Minus Luminanz (dem “Pr” – oder “Rot” -Kanal) und Blau Minus Luminanz (dem “Pb” – oder “Blau” -Kanal) besteht. Die Synchronimpulse für horizontal und vertikal werden auf dem Y-Kanal geliefert. Das Display berechnet die Werte für Rot, Grün und Blau aus den Signalen Y, Pb und Pr.
Beide Signaltypen sind also grundsätzlich sehr ähnlich; sie brechen das Bild auf ähnliche Weise auf und liefern die gleiche Art von Information an das Display, wenn auch in unterschiedlicher Form. Wie sie sich unterscheiden, hängt, wie wir sehen werden, in hohem Maße von den besonderen Eigenschaften der Quell- und Anzeigegeräte ab und kann auch von der Verkabelung abhängen.
Ist Digital nicht einfach besser?
Von Autoren zu diesem Thema wird oft angenommen, dass “Digital besser ist.” Es wird angenommen, dass die digitale Signalübertragung fehlerfrei ist, während analoge Signale immer einem gewissen Grad an Verschlechterung und Informationsverlust unterliegen. Es gibt ein Element der Wahrheit zu diesem Argument, aber es neigt dazu, angesichts der realen Welt Überlegungen zu fliegen. Erstens gibt es keinen Grund, warum eine wahrnehmbare Verschlechterung eines analogen Komponenten-Videosignals auch über größere Entfernungen auftreten sollte; die maximalen Läufe in Heimkinoinstallationen stellen keine Herausforderung für analoge Kabel dar, die nach professionellen Standards gebaut wurden, und wir haben Kunden analoge Komponentenvideos für mehr als 200 Fuß ohne Probleme laufen lassen, ohne dass ein Booster erforderlich ist. Zweitens ist es eine fehlerhafte Annahme anzunehmen, dass die digitale Signalverarbeitung immer fehlerfrei ist. HDMI-Signale unterliegen keiner Fehlerkorrektur; Sobald Informationen verloren gehen, sind sie für immer verloren. Das ist normalerweise keine Überlegung mit gut gemachten HDMI-Kabel über kurze Strecken, kann aber leicht ein Faktor in der Ferne werden.
Was bestimmt also die Bildqualität?
Videos werden aus verschiedenen Gründen nicht nur direkt vom Ausgangsmaterial auf Displays übertragen. Wenn Sie also Material in 480p, 720p, 1080i oder 1080p anzeigen, ist eine gewisse Skalierung erforderlich. In der Zwischenzeit müssen die Signale, die Farben darstellen, genau gerendert werden, was von Schwarzwert und “Delta” abhängt, der Beziehung zwischen Signalpegel und tatsächlich gerendertem Farbpegel. Zum Beispiel haben DVD-Aufnahmen 480 Zeilen, aber nicht quadratische Pixel, und sie haben Farbe im Farbdifferenzformat aufgezeichnet, während HDMI normalerweise im RGB-Farbraum läuft. Viele Displays entsprechen nicht sehr gut einer gängigen Ausgabeauflösung; Anstelle von 720 Zeilen oder 1080 haben sie oft 768 oder 1024 oder eine andere Anzahl von Zeilen. All dies bedeutet, dass entlang der Signalkette skaliert werden muss.
Das Argument, das oft für das HDMI-Signalformat angeführt wird, ist das “reine digitale” Argument – dass, indem man eine digitale Aufnahme, wie eine DVD oder ein digitales Satellitensignal, nimmt und es direkt in digitale Form als HDMI-Signal rendert und dann dieses digitale Signal direkt an das Display liefert, es eine Art perfekte Signalkette ohne Verlust und ohne Veränderung der Information gibt. Wenn das Display selbst ein natives digitales Display ist (z. B. ein LCD- oder Plasma-Display), muss das Signal niemals digital in Analog umgewandelt werden und wird daher auf dem Weg weniger verändert.
Das mag stimmen, wäre da nicht die Tatsache, dass digitale Signale unterschiedlich kodiert werden und konvertiert werden müssen, und dass diese Signale skaliert und verarbeitet werden müssen, um angezeigt zu werden. Folglich gibt es immer Conversions, und diese Conversions sind nicht immer einfach. Die “Digital-Digital” -Wandlung ist keine Garantie mehr für die Signalqualität als “Digital-Analog” und kann in der Praxis wesentlich schlechter sein. Ob es besser oder schlechter ist, hängt von der beteiligten Schaltung ab – und das ist normalerweise nicht praktikabel, um es auf dem Papier herauszufinden. In der Regel weiß man bei Verbrauchergeräten einfach nicht, wie Signale verarbeitet werden, und man weiß nicht, wie diese Verarbeitung je nach Eingang variiert. Analoge und digitale Eingänge müssen entweder über separate Schaltungen skaliert werden, oder einer muss in den anderen konvertiert werden, um denselben Skalierer zu verwenden. Wie wird das gemacht? Im Allgemeinen finden Sie in Ihrer Bedienungsanleitung keine Antwort darauf, und selbst wenn Sie dies tun würden, wäre es schwierig zu beurteilen, welcher der bessere Scaler ist, ohne die tatsächliche Videoausgabe anzuzeigen. Man kann im Allgemeinen sagen, dass die Qualität der Schaltungen für die Signalverarbeitung und Skalierung selbst in sehr hochwertigen Verbrauchergeräten sehr unterschiedlich ist.
Darüber hinaus ist es nicht ungewöhnlich, dass die Anzeigeeigenschaften verschiedener Eingänge unterschiedlich eingestellt sind. Der Schwarzpegel kann beispielsweise von den digitalen bis zu den analogen Eingängen erheblich variieren, und je nachdem, wie ausgefeilt Ihre Setup-Optionen auf Ihrem Display sind, ist es möglicherweise nicht einfach, dies neu zu kalibrieren. Wir haben häufig dramatische, unverkennbare Unterschiede in der Bildqualität zwischen HDMI- und Komponentenvideo festgestellt – manchmal zugunsten des einen, manchmal des anderen – bei den Standardkalibrierungseinstellungen von Quellen und Displays.
Die Rolle der Kabel- und Verbindungsqualität
Die Kabelqualität sollte im Allgemeinen kein wesentlicher Faktor im Vergleich von HDMI zu Component-Video sein, solange die betreffenden Kabel von hoher Qualität sind. Es gibt jedoch Möglichkeiten, wie Kabelqualitätsprobleme ins Spiel kommen können.
Analoges Komponentenvideo ist ein extrem robuster Signaltyp; wir haben unsere Kunden laufen analoge Komponente, ohne die Notwendigkeit für Booster, Relais oder andere spezielle Ausrüstung, für über 200 Meter ohne Probleme mit der Signalqualität überhaupt. Bei langen Längen kann jedoch die Kabelqualität eine Rolle spielen – insbesondere muss die Impedanz streng auf eine enge Toleranz kontrolliert werden (idealerweise, 75 +/- 1.5 ohm), um Probleme mit der Signalreflexion zu vermeiden, die Geisterbilder oder Klingeln verursachen können.
HDMI ist leider nicht so robust. Das Problem hier ist das gleiche wie die Tugend der analogen Komponente: enge Kontrolle über die Impedanz. Als die professionelle Videoindustrie zu digitalen Signalen überging, entschied sie sich für einen Standard – SDI, Serial Digital Video -, der für den Betrieb in Koaxialkabeln ausgelegt war, bei denen die Impedanz sehr genau kontrolliert werden kann, und folglich unkomprimierte, ausgewachsene HD-Signale können Hunderte von Fuß ohne Informationsverlust in SDI ausgeführt werden. Aus Gründen, die nur den Designern des HDMI-Standards bekannt sind, wurde dieses sehr solide Designprinzip ignoriert; Anstelle von Koaxialkabeln werden die HDMI-Signale symmetrisch über ein Twisted-Pair-HDMI-Kabel übertragen. Die besten Twisted-Pair-Kabel steuern die Impedanz auf etwa +/- 10%. Wenn ein digitales Signal durch ein Kabel geführt wird, runden sich die Kanten der Bits (dargestellt durch plötzliche Spannungsübergänge) ab, und die Rundung nimmt mit der Entfernung dramatisch zu. In der Zwischenzeit führt eine schlechte Kontrolle über die Impedanz zu Signalreflexionen – Teile des Signals springen vom Anzeigeende der Leitung ab, breiten sich über das Kabel zurück und kehren zurück, wodurch spätere Informationen im selben Bitstrom gestört werden. Irgendwann werden die Daten nicht mehr wiederherstellbar, und ohne Fehlerkorrektur gibt es keine Möglichkeit, die verlorenen Informationen wiederherzustellen.
HDMI-Kabelverbindungen unterliegen aus diesem Grund dem Phänomen der “digitalen Klippe”. Bis zu einer gewissen Länge funktioniert ein HDMI-Kabel einwandfrei; Die Rundung und Reflexionen beeinträchtigen nicht die Fähigkeit des Anzeigegeräts, den ursprünglichen Bitstrom zu rekonstruieren, und es gehen keine Informationen verloren. Wenn wir das Kabel immer länger machen, steigt die Schwierigkeit, den Bitstrom zu rekonstruieren. Irgendwann treten nicht behebbare Bitfehler auf; diese werden in der Heimkino-Community umgangssprachlich als “Sparklies” bezeichnet, da sich die Bitfehler als Pixelaussetzer manifestieren, die das Bild zum Funkeln bringen. Wenn wir das Kabel nur ein bisschen länger machen, gehen so viele Informationen verloren, dass das Display nicht mehr in der Lage ist, genügend Informationen wiederherzustellen, um sogar ein Bild zu rendern; Der Bitstrom ist von der digitalen Klippe gefallen, so genannt wegen der Abruptheit des Ausfalls. Ein Kabeldesign, das bei 20 Fuß perfekt funktioniert, kann bei 25 “funkeln” und bei 30 vollständig aufhören zu arbeiten.
In der Praxis ist es sehr schwer zu sagen, wann ein HDMI-Signal ausfällt. Gut gemachte HDMI-Kabel können mit den meisten Geräten bis zu 50 Fuß oder so zuverlässig sein, und wir haben HDMI mit hochauflösenden Auflösungen bis zu 150 Fuß in Belden Bonded-Pair-Kabeln ohne Bitfehler ausgeführt. Da die Fähigkeit zur Wiederherstellung des Bitstroms jedoch von der Qualität der Schaltungen in den Quell- und Anzeigegeräten abhängt, ist es nicht ungewöhnlich, dass ein Kabel bei einer Quell- / Anzeigekombination mit 30, 40 oder 50 Fuß einwandfrei funktioniert überhaupt nicht auf einem anderen. Inzwischen steigen die Anforderungen an die HDMI-Schnittstelle. Vor ein paar Jahren musste niemand mehr als 1080i über ein Kabel betreiben; Jetzt ist 1080p üblich; und bald könnten “Deep Color” -Geräte auf dem Markt vorherrschen. Jede dieser Entwicklungen führt zu einer großen entsprechenden Erhöhung der Bitrate, die durch das HDMI-Kabel geschoben wird, und Kabel, die einmal funktionierten, funktionieren nicht mehr – nicht weil sich das Kabel geändert hat, sondern weil sich das Signal, das durch das Kabel geführt wird, geändert hat.
Das Fazit: Es kommt darauf an
Also, was ist besser, HDMI oder Component? Die Antwort – vielleicht unbefriedigend, aber wahr – ist, dass es darauf ankommt. Es hängt von Ihren Quell- und Anzeigegeräten ab, und es gibt im Prinzip keine gute Möglichkeit, im Voraus zu sagen, ob die digitale oder die analoge Verbindung ein besseres Bild liefert. Möglicherweise stellen Sie sogar fest, dass Ihr DVD-Player über den HDMI-Ausgang besser aussieht, während Ihre Satelliten- oder Kabelbox über den Komponentenausgang auf demselben Display besser aussieht. In diesem Fall gibt es keinen wirklichen Ersatz dafür, es einfach anzuschließen und in beide Richtungen auszuprobieren.
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