Mise au point : le HDMI

Connecter un écran, c'est facile, il suffit souvent de brancher un câble HDMI d'un côté et de l'autre, et c'est parti. Mais savez-vous tout du HDMI ? 

HDMI ? 

Commençons doucement, HDMI signifie High Definition Multimedia Interface, il s'agit d'une interface audio et vidéo, mais on appellera également le connecteur "HDMI". Cette interface existe depuis fin 2002 et est régie par le HDMI Forum. Comme il vient d'être précisé, le HDMI est, entre autres, une interface audio, il est donc possible d'envoyer le son et l'image en HDMI, là où le DVI se contente de l'image.

Le HDMI est numérique, c'est à dire que les données sont envoyées sous forme de 1 et de 0. C'est une méthode de plus en plus populaire, au détriment de l'analogique (comme le VGA) où la valeur physique elle-même est envoyée.

Vidéo

Le HDMI est compatible avec les principaux formats vidéo pour la télévision :

SDTV (Standard Definition TV) :

• 720×480i (NTSC entrelacé numérique)
• 720×576i (PAL entrelacé numérique)

EDTV (Enhanced Definition TV) :

• 640×480p (VGA)
• 720×480p (NTSC progressif).
• 720×576p (PAL progressif).

HDTV (High Definition Television Haute Définition) :

• 1280×720p (720p)
• 1920×1080i (1080i)
• 1920×1080p (1080p)

Le "i" correspond à "Interlaced" (entrelacé), une image est composée des lignes de deux trames, alternativement (la ligne de pixels 1 de la trame A, la ligne 2 de la trame B, la ligne 3 de la trame A, etc.).

Le "p" correspond à "Progressive", les images sont complètes comme on l'imaginerait instinctivement.

Aujourd'hui, seule les chaînes de télévision émettent encore en entrelacé, qui était fait pour les écrans CRT, même si nos écrans plats désentrelacent pour afficher en progressif, puisqu'ils ne savent faire que ça.

 Au niveau de la couleur, le HDMI supporte le 8 bpc en 1.0 et 1.2 puis jusqu'au 16 bpc avec les formats RGB, Y'CbCr 4:4:4, 4:2:2 et 4:2:0 (à partir du 2.0 pour ce dernier).

"bpc" signifie Bit Par Couleur, c'est le nombre de bits que l'on utilise pour définir chacune des trois composantes d'un pixel.

Depuis le HDMI 2.1 (fin 2017),  il est possible de compresser l'image pour obtenir de plus grandes définitions ou des framerates plus élevés grâce au standard DSC 1.2 (Display Stream Compression).

Audio

Côté son, on retrouve un échantillonnage à 32 - 192 KHz et des échantillons de 16, 20 ou 24 bits sur toutes les versions avec le support de 8 canaux puis 32 à partir de la version 2.0. Le flux audio n'est pas compressé de base mais peut l'être avec (Dolby AC-3, DTS) ou sans pertes à partir du 1.3 (Dolby TrueHD, DTS-HD Master). On y retrouve également Super Audio CD et DVD-Audio.

Connecteurs, câbles

Le connecteur HDMI le plus courant est le Type A, mais on retrouve aussi le Type B (Dual Link) utilisé pour les très hautes résolutions, le Type C (mini), le Type D (micro) et le Type E, utilisé dans l'automobile pour éviter les vibrations.

Certains smartphones / tablettes proposent également ce qu'on appelle le MHL (Mobile High-definition Link) qui permet d'avoir le flux vidéo de l'appareil sur un écran HDMI en utilisant un simple câble MHL USB / HDMI. Plus récemment, l'USB-C supporte également un flux HDMI de la même façon que MHL.

La longueur maximale effective d'un câble HDMI est de l'ordre de 10 à 13m. Au-delà, il faut utiliser un répéteur. Cela varie également avec la qualité du câble, il existe différentes classes, Standard, High Speed, Premium High Speed et Ultra High Speed qui garantissent une certaine robustesse face aux interférences.

Performances

Ce n'est pas le tout, mais est-ce que ça marche bien, au moins ? Pas trop mal en tous cas, mais les performances dépendent grandement de la version - qui doit être pris en charge par les deux appareils connectés et par le câble pour fonctionner, rappelons-le.

La version 1.0 débute avec un bitrate de 4,95 Gbps pour un datarate de 3,96 Gbps pour atterrir 15 ans plus tard à 48 Gbps avec un datarate de 42,6 Gbps pour la version 2.1. 

Bitrate ? Datarate ?

Le bitrate (débit bit, en bon français) est le nombre de bits transmis en une seconde.

Le datarate (débit donnée) est la quantité de donnée effectivement transmise en tenant compte du schéma de codage, toujours en une seconde.

Maintenant que vous savez ça, vous remarquerez que l'efficacité (datarate / bitrate) est meilleure en version 2.1 (42,6 / 48 = 88,8%) que dans les précédentes versions (3,96 / 4,95 = 80%) grâce au passage du codage TMDS au 16b/18b.

En pratique, le HDMI offre des performances très correctes avec du Full HD à 144 Hz en 1.3/1.4 (en théorie) et même du 4K à 60 Hz pour le 2.0, voire beaucoup plus en 2.1.

Quelques remarques avant d'appliquer ce tableau :

• Il se peut que les constructeurs d'écrans n'utilisent pas certains profils, ainsi, des écrans 144Hz avec du HDMI 2.0 peuvent être bloqués à 60 Hz.
• Les cases jaunes indiquent que le framerate et la définition ne sont possibles que pour le format Y'CbCr 4:2:0, plus léger que les autres.
• Les cases vert clair indiquent que le framerate et la définition sont atteignables en utilisant la compression DSC.
• Ces données sont valables sans HDR10 qui consomme 25% de bande passante en plus par rapport au 8 bpc.

Et voilà, vous êtes incollable sur le HDMI !