Wpływ kabla HDMI na jakość obrazu | Jednoznaczne wyjaśnienie

Dobry kabel HDMI jest podstawą, by uzyskać dobrą jakość obrazu, kontra , jakość kabla HDMI nie ma żadnego znaczenia. Takie dyskusje toczą się odkąd istnieją przewody HDMI i chyba nigdy się nie skończą. Osoby, podzielone na dwa obozy często godzone są przez miłośników wypośrodkowywania teorii, którzy preferują technologiczny agnostycyzm i mówią “warto kupić dobry przewód, ale też nie ma co przepłacać, na pewno na takim markowym będzie już dobrze”.

Nie wiesz jaki kabel HDMI 4K wybrać? Przeczytaj nasz test

Zabawnym w tej całej dyskusji jest to, że dotyczy ona zjawisk podlegających prawom bardzo elementarnej fizyki, elektroniki i informatyki. Są to dziedziny dobrze zgłębione i tak naprawdę odpowiedź powinna być jednoznaczna. Skąd więc to całe zamieszanie? Myślę, że stąd, że człowiekiem bardzo łatwo manipulować, szczególnie gdy nie posiada on żadnej wiedzy w danej dziedzinie, a tym bardziej, gdy dyskusja zaczyna rozbijać się o rzeczy bardzo subiektywne, oceniane ułomnymi narządami wzroku czy słuchu. Bo przecież o to ostatecznie chodzi – o jakość obrazu, a o niej najpiękniej opowiadają sprzedawcy produktów, od których mają prowizje. Inną sprawą jest ogólna miłość do wszelkiej maści “kabelków” wśród osób zainteresowanych technologią audio i wideo (z naciskiem na to pierwsze). Ta prawdę mówiąc nie wiem skąd się wzięła, ale nie chcę w tym tekście wnikać w zjawiska psychologiczne stojące za tym. Chciałbym tutaj dać odpowiedź na pytanie, czy kabel HDMI ma wpływ na to co zobaczymy.

Kabel HDMI nie ma prawa mieć wpływu na jakość obrazu, jednak może mieć ogromny wpływ na obraz

Rozwinięcie tego nieco prowokacyjnego oznajmienia wymaga z pewnością dalszych tłumaczeń. Zacznijmy od tego dlaczego jakość obrazu pozostaje stała, bez względu na jakość kabla HDMI. Dlaczego zawsze postrzegać będziemy takie same barwy, taką samą ostrość i taki sam kontrast. Wynika to przede wszystkim z tego, że HDMI jest złączem cyfrowym, więc charakterystykami prądowymi kodowane są w nim dane binarne – zera i jedynki. Oczywiście natura prądu i przewodu jest już “analogowa”, zatem w każdej chwili może zostać zakłócona i zniekształcić sygnał. Jednak zastanówmy się nad tego następstwami – zmiana zera w jedynkę, lub na odwrót to nie jest zmniejszenie kontrastu, ani rozmycie konturów, ani zmiana nasycenia kolorów po odkodowaniu danych. Takie rzeczy są możliwe przy transmisji analogowego wideo, gdzie poziomy napięć mogą definiować kontrast, a kształty zbocza impulsów mogą definiować ostrość. Przy “cyfrze” zmiana ostrości obrazu wymagałaby bardzo skomplikowanych operacji matematycznych. Po pierwsze odkodowania danych, które w kablu HDMI są bardzo “udziwnione” poprzez protokół TMDS. Po drugie zastosowania jednego z algorytmów rozmycia. Oczywiście finalnie tak wyjdzie, że po prostu zmienią się zera i jedynki względem swojego pierwowzoru, tyle, że ucelować losowo w takie zmiany to jakby wygrać w totolotka… kilkaset tysięcy razy pod rząd co każdą sekundę trwania obrazu! Niemożliwe do wygenerowania poprzez zakłócenia prądowe.

Czego więc możemy spodziewać się po zakłóceniu analogowej natury prądu w kiepskiej jakości przewodzie HDMI? Są de facto dwie możliwości.

1. Przy obrazie, który nie wykorzystuje szyfrowania protokołem HDCP, na przykład z komputera PC, czy konsoli obraz będzie deformowany. Rodzaj tych deformacji zależy od protokołu jakim posługuje się dane złącze. W przypadku przewodu HDMI i protokołu TMDS deformacje wyglądają jak kolorowe kropki lub paski na obrazie. Zjawisko jest zawsze ewidentne i bardzo uciążliwe, więc nie da się go przeoczyć. Jeśli ktoś chce to nazwać gorszą jakością obrazu to droga wolna, w myśl tego faktycznie jakość kabla HDMI ma wpływ na jakość obrazu. Sądzę jednak, że każdy widz stwierdzi po prostu, że urządzenia nie działają i wymagają naprawy. Przykład po prawej stronie.
2. Przy transmisji wykorzystującej protokół szyfrujący HDCP nie ma prawa zajść żadna zmiana obrazu, ponieważ sygnał nie zostanie odkodowany. W takim przypadku po prostu otrzymamy komunikat o błędzie na naszym ekranie, a obraz zniknie. To kolejny kontrargument dla zwolenników teorii o lepszych barwach/kontraście/ostrość na lepszym kablu HDMI. W jaki sposób mogłoby do tego dojść, skoro dane są zaszyfrowane? Tutaj szansa na faktyczną zmianę przez losowe zakłócenia jest jeszcze o rząd wielkości mniejsza niż w przytoczonym powyżej przykładzie z totolotkiem. Zakłócenia musiałyby najpierw odszyfrować sygnał, a następnie przeprowadzić na nich konkretne algorytmy. No i oczywiście na koniec zaszyfrować ponownie zgodnie ze specyfikacją. Czy są na sali chętni do dyskutowania z tą teorią? 😉

Testy empiryczne?

Oczywiście ktoś może się kłócić, że to co powyżej napisałem to tylko teoria. Zgadza się, ale to jest teoria na której zbudowano standard HDMI, który jak widać działa. W podobnym znaczeniu tylko teorią jest to, ze 2+2=4. Są to zwyczajnie podstawy nauki, które są tak oczywiste jak to, że w nocy jest ciemno. Sami twórcy HDMI w rozmowie ze mną powiedzieli wprost, że bardzo im się nie podobają działania marketingowców kłamiących, że lepszy kabel HDMI to lepsza jakość obrazu. Rozmawiałem z nimi kilka razy, ostatnio przy okazji prezentacji standardu HDMI 2.1.

Ale żeby nie było, oczywiście posiadamy w swoim labie sprzęt pomiarowy, którym można w łatwy sposób udowodnić brak różnic w jakości obrazu pomiędzy kablami. Chociażby analizator-generator sygnału AccuPel DVA-6000. Można nim prześledzić wartość każdego piksela na ekranie.

I uwierzcie mi, że jakiegokolwiek kabla HDMI bym nie użył to jest zawsze taka sama. Niezależnie czy na planszy testowej, czy na brzegu jakiejś ostrej krawędzi, czy też może na twarzy aktora w filmie. Nie jest natomiast metodą badawczą robienie zdjęć telewizora i porównywanie ich do siebie na różnych kablach, chociażby z uwagi na błędy losowe aparatu, oraz niestabilną charakterystykę pracy telewizora. Nakładają się także na to problemy synchronizacji cyklu odświeżania ekranu z momentem akwizycji zdjęcia i tak dalej. Więcej o tym chociażby w artykule: Aparat foto czyli największy KŁAMCA przy testach wyświetlaczy: telewizorów, monitorów czy projektorów.

Czym jest więc ten wpływ na obraz i po co sięgać po dobre kable?

Wpływ kabla na obraz, jak pewnie wielu z Was się już domyśla, może być taki, że może go przesłać, a może też sobie z tym nie poradzić. O to właśnie chodziło mi w zawiłym twierdzeniu na początku artykułu. Ewentualnie może też przesłać w postaci zdeformowanej, jak opisałem w podpunkcie nr.1 (w przypadku gdy idzie bez szyfrowania HDCP). Mogłoby wydawać się, że trochę nielogicznym jest dlaczego kabel stworzony do transmisji obrazu może sobie z nią nie poradzić, jednak tu się pojawiają schody – “nie poradzić sobie” ma wiele wymiarów. Po pierwsze raczej nigdy nie będzie tak, że kabel nie będzie mógł przesłać całkowicie niczego. Różne formaty obrazu wymagają jednak różnej częstotliwości taktowania zegara TMDS i wobec tego stawiają różne wyzwania kablom.

Jak nietrudno się domyślić im wyższa częstotliwość pikselowa tym kabel HDMI ma ciężej. Chciałbym wyraźniej zaznaczyć, że nie ma czegoś takiego jak wersja kabla. Wersje dotyczą złącza, zaś możliwości kabla są zazwyczaj bliżej nieokreślone. Tutaj w istocie można by posłużyć się logiką, że im droższy kabel tym lepszy. Niektórzy producenci określają parametry kabla nadrukowując np. oznaczenie “18Gpbs”, co oznacza 600MHz i kompatybilność z najbardziej bogatymi formatami 4K – jak w tabelce powyżej. Nie musi to jednak być sprawdzone. Niestety nie ma takich zasad. Jedynym walidowanym certyfikatem jest “Premium HDMI cable”, o którym więcej na stronie HDMI. Poświadcza on, że dany kabel o danej długości faktycznie da radę przesłać 18Gbps.

(92604)