Los fabricantes de televisores no suelen ponérnoslo del todo fácil. Una tarea a priori tan sencilla como es conectar nuestro nuevo y flamante televisor 4K UHD a nuestro receptor de A/V o nuestra consola de videojuegos puede transformarse en un auténtico quebradero de cabeza si no sabemos que hay diferencias importantes entre unos conectores HDMI y otros.
Los televisores 4K UHD actuales suelen incorporar al menos tres conectores HDMI (lo habitual es que cuenten con cuatro enlaces de este tipo), pero, curiosamente, no todos suelen implementar la misma norma. Y habitualmente solo uno de ellos contempla el estándar ARC (Audio Return Channel). Por esta razón, si desconocemos estas diferencias y no los identificamos correctamente corremos el riesgo de conectar nuestra fuente de vídeo a un conector que no es el apropiado, desencadenando varios problemas que afectarán negativamente tanto a la imagen como al sonido. Y nuestra experiencia inicial se irá a pique hasta que demos con el origen del problema.
La mayor parte de los televisores 4K UHD que podemos encontrar en el mercado incorpora tanto conectores HDMI 2.0 como 1.4, por lo que es importante que los identifiquemos correctamente
Identificar correctamente el conector HDMI compatible con ARC es sencillo porque suele estar etiquetado con claridad en el panel posterior del televisor. Sin embargo, si queremos averiguar con precisión qué norma implementa cada conector HDMI de nuestro televisor (1.4 o 2.0) tendremos que consultar el manual de usuario. Y esta es una tarea que con frecuencia pasamos por alto a menos que seamos conscientes de que, efectivamente, no todos los conectores HDMI son iguales.
Normalmente solo un HDMI es ARC
Si tenemos un receptor de A/V, una barra de sonido o un equipo de audio que cuenta con al menos un conector HDMI nos interesa mucho identificar el enlace compatible con ARC de nuestro televisor. El canal de retorno de sonido, que es lo que significa esta sigla, es una prestación implementada en la especificación HDMI 1.4 que nos permite utilizar uno de los conectores HDMI de nuestra «tele» para extraer su sonido y enviárselo al equipo de audio al que la tenemos conectada sin necesidad de utilizar un cable digital óptico, que es la solución más utilizada para resolver esta necesidad desde hace años.
Para ilustrar todo esto con claridad imaginemos un escenario de uso en el que tenemos un reproductor de Blu-ray Disc conectado a un receptor de A/V con un cable HDMI, y este último conectado a nuestro televisor con un segundo cable HDMI. En este contexto este último cable no solo nos sirve para transportar al televisor la información de vídeo cuando vemos una película en BD, sino también para enviar al receptor de A/V el audio generado por el propio televisor cuando vemos un programa de televisión o un contenido de vídeo vía streaming.
La velocidad de transferencia máxima que nos ofrece un enlace HDMI es superior a la de una conexión mediante un cable digital óptico, lo que debería permitir a un enlace ARC transportar un abanico amplio de formatos de sonido. Y, desafortunadamente, no es así. El protocolo ARC que contienen las especificaciones HDMI 1.4 y 2.0 solo puede transportar audio PCM, Dolby Digital y DTS, por lo que formatos como Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio, Dolby Atmos y DTS:X se quedan fuera. Y es un problema porque algunos proveedores de vídeo bajo demanda, como Netflix o Rakuten, por ejemplo, tienen contenidos con sonido Dolby Atmos que puede interesarnos enviar desde nuestro televisor hasta nuestro equipo de sonido a través del enlace ARC.
El HDMI Forum se encarga de definir las características de cada una de las revisiones del estándar HDMI
Para resolver esta carencia, el consorcio de empresas que promueve el desarrollo de la interfaz HDMI (entre las que están Sony, Toshiba, Hitachi, Philips y Panasonic) ha desarrollado eARC (enhanced ARC), una revisión que mejora el protocolo ARC haciéndolo compatible con todos los formatos de sonido envolvente multicanal que he mencionado en el párrafo anterior, y con algunos otros.
La faena es que eARC solo estará disponible en los enlaces HDMI 2.1 debido a que se sostiene sobre la alta velocidad de transferencia de estas conexiones (de hasta 48 GB/s), así como gracias al nuevo protocolo utilizado por esta norma en el proceso de sincronización del vídeo y el audio.
Una de las mayores limitaciones de HDMI 1.4: el refresco
La norma HDMI 1.4 es perfectamente capaz de convivir con señales de vídeo con resolución 4K UHD (3.840 x 2.160 puntos). Incluso con señales 4K «a secas» (4.096 x 2.160 puntos). Sin embargo, y aquí es donde empiezan los «peros», la cadencia de imágenes máxima que nos ofrece cuando transporta una señal con estas resoluciones no es suficiente para todas las fuentes de vídeo. Cuando el vídeo es 4K este estándar nos ofrece una cadencia de imágenes de 24 FPS, y cuando la resolución es 4K UHD alcanza los 30 FPS. Pero en ninguno de los dos casos nos permite llegar a los 60 FPS.
Si conectamos a nuestro televisor una fuente de vídeo que es capaz de emitir imágenes 4K UHD con una cadencia de 60 FPS, como, por ejemplo, un PC, una Xbox One X o una PS4 Pro, tendremos que localizar forzosamente una entrada HDMI que implemente la norma 2.0. De lo contrario el enlace no podrá transportar la información de vídeo correctamente y se producirán errores gráficos muy evidentes que nos arruinarán la experiencia.
HDMI 2.0: mejor colorimetría y mayor refresco a 4K UHD
Un enlace HDMI 2.0 ha sido diseñado para alcanzar una velocidad de transferencia máxima de 18 Gbps, una cifra que permite a esta norma transportar señales con resolución 4K UHD de hasta 60 FPS. No obstante, esta no es la única mejora de la que nos beneficiaremos si identificamos correctamente los conectores HDMI de nuestro televisor.
Y es que esta versión de la norma también contempla la integración de un máximo de 32 canales de sonido, puede entregar simultáneamente dos streamings de vídeo, es compatible con la relación de aspecto 21:9, contempla la sincronización dinámica de audio y vídeo de la que os hablé unos párrafos más arriba, incrementa el número de comandos del protocolo CEC y alcanza una frecuencia de muestreo máxima del audio de 1.536 kHz, haciendo posible un muestreo de 192 kHz en configuraciones con topología de 7.1 canales (8 x 192 = 1.536).
La buena noticia es que cualquier cable HDMI de alta velocidad (suelen tener en el aislante externo la inscripción High Speed HDMI) de cierta calidad debería ser capaz de transportar señales 2160p a 60 imágenes por segundo. Esto es posible debido a que el estándar 2.0 propone un método de señalización que es capaz de aprovechar el medio de transporte (el cable) de una manera más eficiente, rebasando los 10,2 Gbps propuestos por la norma 1.4b para alcanzar los 18 Gbps del estándar 2.0.
Pero esto no es todo. También nos interesa saber que la norma soportada por el conector HDMI que elegimos para enlazar nuestra fuente de vídeo y nuestro televisor tiene un impacto directo en la colorimetría. En esta tabla podéis ver con claridad qué formatos de señales 4K son viables a través de HDMI 2.0 en función de la tasa de refresco y la profundidad de color utilizadas:
| Formatos de vídeo soportados por HDMI 2.0 | 8 bits | 10 bits | 12 bits | 16 bits |
|---|---|---|---|---|
| 4K a 24 FPS | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 / 4:2:2 | RGB 4:4:4 |
| 4K a 25 FPS | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 / 4:2:2 | RGB 4:4:4 |
| 4K a 30 FPS | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 | RGB 4:4:4 / 4:2:2 | RGB 4:4:4 |
| 4K a 50 FPS | RGB 4:4:4 / 4:2:0 | RGB 4:2:0 | RGB 4:2:2 / 4:2:0 | RGB 4:2:0 |
| 4K a 60 FPS | RGB 4:4:4 / 4:2:0 | RGB 4:2:0 | RGB 4:2:2 / 4:2:0 | RGB 4:2:0 |
La notación X:X:X que podéis ver en la tabla describe el submuestreo del color que la interfaz HDMI 2.0 soporta con cada formato de vídeo. En realidad se trata de una técnica utilizada tanto en aplicaciones profesionales como domésticas para, por un lado, reducir el ancho de banda necesario para transferir las imágenes sin que su calidad se degrade (o, al menos, no demasiado), y, por otra parte, para conseguir que el vídeo ocupe menos espacio en los soportes de almacenamiento digitales reduciendo la resolución del color, pero sin mermar el brillo.
El submuestreo 4:2:2 ofrece una calidad muy alta y nos permite ahorrar mucho ancho de banda frente a la codificación 4:4:4
En realidad lo más correcto es expresarlo de forma genérica como Y’CbCr, teniendo en cuenta que Y’ es la luminancia (la cantidad de luz emitida por el panel hacia nuestros ojos), Cb identifica a la componente del color azul y Cr corresponde al rojo. Entender qué significa esta notación es más sencillo de lo que parece. Cada píxel tiene un valor de luminancia (Y’), azul (Cb) y rojo (Cr). La componente del color verde se calcula tomando como referencia las demás componentes y mediante cálculos bastante complejos. Ahora debemos imaginar una matriz de cuatro por cuatro píxeles, de manera que cada uno de ellos está definido por sus componentes Y’CbCr.
La notación 4:4:4, que es la que nos ofrece más calidad porque no comprime nada el color, nos está indicando que todos los píxeles están identificados por su valor de luminancia, azul y rojo. Sin embargo, si, por ejemplo, nos ceñimos a la notación 4:2:2, en cada una de las filas de nuestra matriz de cuatro por cuatro píxeles tendremos cuatro píxeles identificados por su luminancia (aquí no hay ningún tipo de compresión), dos píxeles alternativos identificados por su componente de azul, y otros dos píxeles alternativos identificados por su componente de rojo.
Otro ejemplo: la notación 4:2:0 nos está indicando que tenemos, en cada una de las filas de nuestra matriz, cuatro píxeles identificados por su luminancia y dos píxeles alternativos identificados por su componente de azul. En la siguiente fila tendremos de nuevo otros cuatro píxeles con su luminancia y dos alternativos con su componente de rojo.
En la práctica, la diferencia en términos de calidad de imagen entre 4:4:4 y 4:2:2 no es excesiva. Incluso 4:2:0 suele ofrecer una calidad bastante alta, aunque nos interesa tener en cuenta que la diferencia entre una opción y otra se percibe con más claridad cuando jugamos que cuando estamos viendo una película.
HDMI 2.1: más interesante por el 4K@120 que por el 8K@60
Como acabamos de ver, la norma HDMI 2.0 en sus diferentes revisiones resuelve muchas de las limitaciones impuestas por la especificación 1.4. De hecho, es interesante comprobar que las empresas que forman parte del HDMI Forum se esfuerzan para desarrollar esta interfaz como paso previo a la llegada del hardware que será capaz de aprovechar la última revisión. Y es razonable que sea así. Esta filosofía refleja que la norma que tendrá la responsabilidad de «tirar del carro» durante los próximos años será HDMI 2.1.
En realidad, esta revisión está lista desde enero de 2017. Durante todo el año pasado se rumoreó que los primeros dispositivos que la incorporarían llegarían en 2018, pero a estas alturas es mucho más realista aceptar que probablemente no llegarán a las tiendas hasta bien entrado 2019 (es muy probable que la próxima edición del CES despeje muchas dudas acerca de su «puesta de largo»). En cualquier caso, ¿necesitamos realmente hoy en día dispositivos con HDMI 2.1?
La mejor forma de averiguarlo requiere repasar qué nos ofrece esta interfaz. La mejora más evidente es su velocidad de transferencia, que pasa de los 18 Gbps de la norma 2.0 a 48 Gbps en la 2.1. Este incremento nos permitirá enviar a nuestro televisor imágenes con resolución 8K y 60 FPS, o bien 4K UHD y 120 FPS. Soporta, incluso, resoluciones 10K, pero hablar de resoluciones 8K y 10K cuando los contenidos 4K UHD aún no han despegado del todo parece bastante inoportuno.
Otra mejora interesante de HDMI 2.1 es su soporte completo de HDR dinámico, que permitirá ajustar mediante los metadatos parámetros como el brillo, el contraste y el color imagen a imagen, un paso importante que ofrece un control más exhaustivo que el ajuste previo a cada secuencia. Y no podemos pasar por alto que esta revisión también incorpora el protocolo eARC del que hablamos en los primeros párrafos de este artículo.
Dada la disponibilidad actual de contenidos en alta resolución es evidente que es mucho más interesante hoy en día la capacidad de HDMI 2.1 de transportar contenidos con resolución 4K UHD a 120 Hz que de lidiar con vídeo con resolución 8K. Especialmente para los aficionados a los videojuegos. Y es que esta norma permitirá a los jugones que tienen un PC de gama alta jugar en su televisor 4K UHD con cadencias de imágenes de hasta 120 FPS. Eso sí, cuando lleguen las tarjetas gráficas que implementan esta interfaz.
Las consolas de videojuegos actuales no pueden sacar ni por asomo partido a esta funcionalidad porque en el mejor de los casos Xbox One X y PS4 Pro a duras penas llegan a los 60 FPS a 4K UHD. Pero es probable que el panorama cambie cuando llegue la siguiente generación de consolas. En cualquier caso, HDMI 2.1 será una interfaz mucho más atractiva para los jugones que la norma 2.0 porque, además de todo lo que he mencionado, contempla la activación de la tasa de refresco variable y permitirá reducir sensiblemente la latencia de entrada y salida cuando sea necesario y de forma transparente para el usuario. No pinta nada mal, ¿verdad?
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