HDMI技术详解：从1.4到2.1版本的演变及eARC/ARC功能解析

HDMI技术详解：从1.4到2.1版本的演变及eARC/ARC功能解析

HDMI（高清晰度多媒体接口）是目前最常用的音视频传输接口之一，广泛应用于电视、电脑、游戏主机等设备。本文将详细介绍HDMI各个版本的技术特点、带宽计算方法以及eARC/ARC的功能和使用场景，帮助读者更好地理解HDMI技术。

HDMI版本概述

目前最普遍的HDMI版本是1.4和2.0，而2.0a支持4K HDR，2.1则支持10K分辨率。

带宽计算

带宽计算公式如下：

带宽 = 分辨率长 × 分辨率宽 × 位深 × 三原色 × 刷新率 × 1.06

例如，4K@60Hz显示器所需要的带宽：

3840×2160×8×3×60=11.9 Gbit/s

再乘上1.06 ≈ 12.65 Gbit/s

位深常见的是8bit，高级的有10bit。bit越大就代表能调整的亮度变化越多，亮度的控制就越能达到更精细的程度，颜色的过度也更加自然了。多传送的≈6%是为了防止画面被干扰。

上知乎大佬的图：

HDMI 1.4

支持4K/30p、3D及ARC。HDMI 1.4可算是早几年最普及的一个版本，2009年5月推出，已经支持4K解析度，不过就只有4,096 × 2,160/24p或者3,840 × 2,160/24p/25p/30p。当年亦是3D热潮开始的时候，HDMI 1.4也支持了1080/24p、720/50p/60p的3D影像。音频方面新增了相当实用的ARC(Audio Return Channel)功能，让电视音频可以经由HDMI回传到功放机再输出。也新增了100Mbps的网络传输功能，通过HDMI可以分享互联网连接。

HDMI 1.4a、1.4b

新增3D功能的小改版。由HDMI 2.0开始，视频解析度支持到4K/60p，也是现时很多电视、功放机等器材较常用到的HDMI版本。

HDMI 2.0

真4K版本、频宽增至18 Gbps。在2013年9月推出的HDMI 2.0又被称为“HDMI UHD”，虽然HDMI 1.4已经支持4K视频，不过只支持到30p的较低规格。HDMI 2.0将频宽由10.2 Gbps增至18 Gbps，可以支持4K/60p视频、兼容Rec.2020色深。现时比较多器材，包括电视、功放机、Blu-ray机等都是采用这个HDMI版本。

HDMI 2.0a

支持HDR。2015年4月推出的HDMI 2.0小改版，加入了HDR支持。现时大部分新一代支持HDR的电视都会采用这个版本，新的功放机、UHD Blu-ray机等也会设有HDMI 2.0a端子。其后的HDMI 2.0b则是由原本支持HDR10的规格，新增了Hybrid Log-Gamma这个广播用的HDR格式。

HDMI 2.1

支持8K/60Hz、4K/120Hz视频、Dynamic HDR(动态HDR)。2017年1月推出的最新HDMI版本，频宽大幅提升至48Gbps，可以支持高达7,680 × 4,320/60Hz(8K/60p)的影像，或者4K/120Hz的更高帧率影像。HDMI 2.1将会继续对应返原有的HDMI A、C及D等几种插头设计。而且支持新的Dynamic HDR技术，比起现时的“静态”HDR，“动态”HDR可以因应每一格画面的光暗分布进一步提升对比同光暗层次表现。音效方面，HDMI 2.1支持新的eARC技术，比起现有的ARC(Audio Return Channel)，可以回传Dolby Atmos等Object-based音效。

HDMI2.1版兼容所有支持HDMI2的设备，HDMI2.1版支持最大10K分辨率，其中8K分辨率刷新率60Hz，4K分辨率刷新率120Hz，支持动态HDR以及适应性刷新率技术，带宽达到了惊人的48Gbps，另外采用更环保的防电磁干扰技术。

动态HDR技术支持确保视频每帧都以其最理想的值，包括景深、细节、亮度、对比度和更大范围的色彩。

支持最大10K分辨率，8K分辨率刷新率60Hz，4K分辨率刷新率120Hz，支持商业AV视频公司、企业以及特殊用途。

HDMI 2.1 线材

1. HDMI线材没有2.0和2.1之分，官方只定义了高速线和超高速线。HDMI线只是物理传输通道，没有芯片也没有协议。短距离使用（1.5米内），你甚至可以用以前的2.0线跑满48Gb带宽；
2. HDMI 2.1的所有特性，包括带宽、VRR、eARC等功能都由HDMI控制芯片决定；
3. HDMI 2.1带宽分24Gb、32Gb、40Gb和48Gb，满血带宽通常指的是40Gb以上。

参考：「HDMI」 一篇文章讲清楚HDMI 2.1的一切

推荐 ULT-unite HDMI 编织线（优籁特）

eARC/ARC

eARC 发展

回顾下历史，在HDMI 1.0问世之前（2002年4月16日），那时的家庭影院的音视频连接是分开的，即DVD的视频输出（Ycbcr）连接电视或功放，音频输出（光纤、同轴或模拟RCA莲花）接电视或功放，且要和视频输入同为一组。在HDMI问世之后，视频输出和音频输出都走HDMI接口，即DVD的HDMI输出接功放HDMI IN ，功放的HDMI OUT再接电视的HDMI IN。而电视内置节目（当时指有线电视信号）输出给功放的话，还需要从电视的音频输出（光纤、同轴或模拟）再连接到功放的某个输入端口。

在HDMI 1.4版本问世后（2009年），功放与电视之间不再需要单独的音频连接线，只需将功放切换到ARC输入即可接收电视的音频（电视设为ARC输出），此时需要注意的是，对于功放来说，ARC通道与其他的HDMI IN、蓝牙、光纤等输入接口一样也是音频输入之一，但是音响上的HDMI OUT（ARC）仍是一个HDMI输出端口，不要把其他播放器（如PS5、蓝光机）接入此口，它只能与显示设备连接，如果显示设备没有ARC功能，此口等同于一个单纯的HDMI OUT。

eARC 连接

为了便于理解和沟通，我把常见的连接方式简称为串接、转发和回传。

• 串接（直通）：播放器HDMI接功放/回音壁HDMI IN，功放/回音壁HDMI OUT（ARC）接电视HDMI IN （ARC）。如果连接其他HDMI IN也可以保证播放器的正常使用，但电视APP的音频无法回传；
• 转发：播放器HDMI接电视其他HDMI IN，功放/回音壁HDMI OUT（ARC）接电视HDMI IN （ARC）；播放器的声音经电视转发给功放。
• 回传：专门指电视内置APP的音频通过ARC输出给功放，功放/回音壁HDMI OUT（ARC）接电视HDMI IN （ARC）；

串接不受ARC版本和电视授权影响，转发受eARC/ARC版本及电视授权影响，回传基本能保证DD、DD+、Atmos/DD+和DTS（三星和LG不支持DTS），有些MTK9652处理器可以通过eARC回传DTS HDMA、DTS:X。

回传支持的格式包括：

eARC 使用结论

1. eARC的功效主要体现在有外置播放器的时候，比如碟机，可以多一种支持无损音轨的连接方式。当回音壁/音响不支持HDMI2.1直通，PS和Xsx需要先连接电视来支持4K120hz，这时主机的无损音频格式需要eARC才能传输给音响。
2. 视频音轨的杜比全景声包含有损（Atmos/DD+）和无损(Atmos/TrueHD)，（以及实时生成的Atmos/PCM），ARC是可以支持Atmos/DD+的，也就是可以点亮全景声，即便是eARC，电视自己播放也是无法输出Atmos/TrueHD的。
3. DTS:X中文名叫临境声，也可以当作广义上的全景声~，但支持DTS:X首先要支持DTS HDMA无损音轨，外置播放机转接时需要电视eARC及DTS。
4. ARC/eARC的价值是更方便，所有外置播放设备都接入电视，音频统一通过eARC回传给音响。
5. 电视的ARC是输入接口HDMI IN，音响上的ARC是输出HDMI OUT，那是他们原本的功能。

索尼具体使用eARC连接可参考：家庭影院入门2番外篇——回音壁实战（开箱、摆位、接线、调试、享受）

eARC更多介绍还可参考文章：https://www.zhihu.com/tardis/sogou/art/374668458