L’arrivée de matériel audio-vidéo à la norme HDMI 2.1 va apporter à la vidéo, au home cinéma et au jeu vidéo de nouvelles fonctionnalités très attendues.
1. Les origines de l’HDMI 2.1
Le HDMI, pour High Definition Multimedia Interface (Interface Multimédia Haute Définition), est à la fois une connexion et un standard de transmission numérique pour les flux vidéo et audio.
Comme pour les versions précédentes, le HDMI 2.1 est destiné à relier une source, comme un lecteur Blu-ray, une console de jeu, un ordinateur, ou autre, à un écran compatible comme un téléviseur, un vidéoprojecteur, un moniteur…
Les spécificités de la première version, le HDMI 1.0, ont été établies en 2002 par un regroupement de différents fabricants de matériel électronique : Hitachi, Panasonic, Philips, Sony, Thomson, Toshiba et Silicon Image.
Composante importante de la norme HDMI, la technologie liée à la protection contre la copie HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) a été développée par une filiale d’Intel.
Soutenue dès le début par les grands studios de production comme Disney, Universal ou Warner, la norme HDMI est dorénavant gérée par une centaine d’acteurs du marché, regroupés au sein du HDMI Forum.
Ce forum a ainsi régulièrement été à l’initiative de mises à jour du HDMI, afin de suivre l’évolution du matériel audio et vidéo. Parmi ces évolutions, on peut citer la prise en charge des DVD Audio (HDMI 1.1, 2004), le support du Dolby TrueHD et DTS-HD Master Audio sans perte pour les Blu-ray (HDMI 1.3, 2006), de la 3D native et des résolutions UHD 4K (HDMI 1.4, 2009), l’augmentation de la bande passante à 18Gbit/s et l’UHD à 60 images par seconde (HDMI 2.0, 2013).
Les appareils audio et vidéo actuellement fabriqués sont dans leur grande majorité compatibles au minimum avec la norme HDMI 1.4.
Ont suivi en 2015 plusieurs améliorations du HDMI 2.0 (HDMI 2.0a et 2.0b) portant notamment sur la technologie HDR (affichage de nombreux niveaux de luminosité pour un meilleur rendu). Et dernière norme en date, les membres du HDMI Forum ont officialisé la norme HDMI 2.1 en 2017.
Après un démarrage en douceur, ce nouveau standard est de plus en plus présent sur les appareils récents, à l’instar des consoles de jeu XBox One Séries X de Microsoft et Playstation 5 de Sony.
2. Différences avec le HDMI 2.0
En plus des fonctionnalités des versions précédentes avec lesquelles elle reste compatible, La norme HDMI 2.1 dispose de nouvelles caractéristiques qui portent principalement sur une nouvelle augmentation de la bande passante, bénéficiant désormais d’un canal supplémentaire, soit quatre canaux.
Afin de permettre aux écrans compatibles HDMI 2.1 de gérer ces quantités de données lors d’une utilisation avec les consoles de jeu récentes, le HDMI 2.1 est aussi équipé de diverses technologies facilitant la synchronisation et le rafraîchissement des images. Le mode HDR se voit lui aussi amélioré, avec la prise en charge de technologies HDR dynamiques récentes comme le HDR+ et le Dolby Vision.
L’audio multicanal bénéficie également de l’augmentation de la bande passante, ce qui autorise le support du Dolby Atmos et du DTS:X.
3. Les câbles HDMI
L’augmentation de la bande passante, ainsi que l’ajout d’autres fonctionnalités, nécessite pour le HDMI 2.1 de nouveaux câbles acceptant les vitesses de transmission élevées (Ultra Hight Speed HDMI). Ces câbles sont compatibles avec les matériels aux normes HDMI précédentes.
Il existe plusieurs types de connecteurs HDMI. Selon les versions et le matériel, les connecteurs HDMI peuvent être de taille standard (type A et B), mini (type C) ou micro (type D). Le type A est rétro-compatible avec le DVI single-link et le type B avec le DVI multi-link, des standards précédemment utilisés par le matériel informatique.
4. Les avantages du HDMI 2.1
Les nouvelles capacités de la norme HDMI 2.1 profiteront à moyen terme à tous les types d’utilisation en audiovisuel. En attendant un élargissement de l’offre de contenu TV et home cinéma adapté, les premiers bénéficiaires sont pour une fois les passionnés de jeux vidéo équipés de matériel de dernière génération. Les amateurs de home-cinéma y trouveront aussi leur compte dans une moindre mesure.
La vidéo
L’augmentation de la bande passante de 18 Gbit/s à 48 Gbit/s permet la transmission de flux vidéo en 8K (7680 x 4320 pixels) à 60 images/s, voire 10K (10240 x 4320). Pour la télévision et le home cinéma, l’offre de contenu 8K, et a fortiori 10K, est pour le moment minimale. Toutefois, on trouve du contenu 8K là où on ne l’aurait pas forcément cherché, à savoir sur Youtube, notamment avec des reportages sur la nature.
Le HDMI 2.1 permet la prise en charge des standards HDR dynamiques (HDR+, Dolby Vision) qui ne sont pas tributaires du contenu mais du matériel, c’est donc un bénéfice immédiat.
Le HDR dynamique est pris en compte par divers lecteurs de Blu-ray, vidéoprojecteurs, écrans et consoles de jeu comme la XBox One Séries X de Microsoft et la Playstation 5 de Sony, ainsi que certaines cartes graphiques pour ordinateur.
Ce mode de correction permet au matériel d’afficher sans retard tous les écarts de luminosité pouvant survenir lors de changement rapide d’une scène à l’autre. Au sein d’une même scène, c’est aussi la promesse d’une gamme plus étendue de valeurs, le tout étant calculé en temps réel.
Le Dynamic HDR participe également à une augmentation de la stabilité de l’affichage en mode image par image.
L'audio
L’augmentation de la bande passante, ainsi que le nouveau canal de données, bénéficient aussi à la spatialisation audio avec le Dolby Atmos ou le DTS:X et à la multiplication des canaux audio.
Grâce à l’eARC (enhanced Audio Return Channel), la diffusion entre la source et le système audio se fait sans compression (contrairement au ARC de la génération précédente).
Il peut s’agir aussi bien de l’audio décodé par une TV que de celui d’une box, d’un lecteur Blu-ray HD ou d’une console de jeu. Mais ce plus grand nombre de canaux permet aussi une augmentation du taux d’échantillonnage pour un son encore mieux défini.
Cet échantillonnage jusqu’à 192 kHz en 24 bits est la plus haute qualité audio disponible actuellement, identique à un master de studio.
Le jeu vidéo
Indépendamment de la résolution 8K qui nécessite des machines sur-vitaminées, le HDMI 2.1 apporte des améliorations au jeu vidéo. Le QMS (Quick Media Switching) permet aux applications de se lancer beaucoup plus rapidement.
Avec le VRR (Variable Refresh Rate), la synchronisation avec le téléviseur ou le moniteur est facilitée, afin d’éviter le phénomène de déchirement d’image lorsque le joueur change trop rapidement de point de vue. Des technologies similaires existent déjà chez AMD (FreeSync) et Nvidia (G-Sync).
Le mode ALLM (Auto Low Latency Mode) permet à la console de configurer automatiquement l’écran selon qu’il est utilisé pour jouer ou pour regarder du contenu multimédia.
Le HDMI 2.1 lutte également contre un autre désagrément bien connu des joueurs : le retard à l’affichage (input lag), qui se traduit par un retard entre une action et son affichage à l’écran.
Enfin, les capacités étendues de la norme en matière d’audio avec le Dolby Atmos et le DTX:X profiteront aussi aux joueurs équipés des dernières consoles de Microsoft (Xbox One Séries X) et Sony (Playstation 5), toutes deux compatibles.
5. Quel matériel est compatible avec le HDMI 2.1 ?
L’offre de matériel compatible avec la norme HDMI 2.1 est en notable expansion depuis 2020. Des constructeurs comme LG, Samsung et Sony proposent désormais des téléviseurs intégrant cette norme. Côté vidéoprojecteur, on la retrouve dans certains modèles de Sony et de JVC.
Pour le jeu vidéo, outre les consoles de Microsoft (Xbox One Séries X) et Sony (Playstation 5), les principaux fabricants de cartes graphiques pour PC ont plusieurs modèles à leur catalogue avec les séries RX 6000 (AMD) et RTX 3000 (Nvidia). Pour diverses raisons liées entre autres à la situation actuelle, ces consoles de jeu et cartes graphiques ne sont pour le moment disponibles qu’en très petites quantités.
Enfin, les smartphones sont aussi de la partie avec plusieurs appareils capables de filmer en 8K chez LG, Samsung et Xiaomi.
6. Pour résumer
HDMI 1.0
- DVD Audio (HDMI 1.1)
- Dolby TrueHD (HDMI 1.3)
- DTS-HD Master Audio (HDMI 1.3)
- 3D native (HDMI 1.4)
- UHD 4K (HDMI 1.4)
HDMI 2.0
- HDR (HDMI 2.0a et 2.0b)
- Vidéo à 18 Gbit/s (4K)
- Technologie audio ARC
HDMI 2.1
- HDR +
- Dolby Vision
- DTS:X
- Ultra Hight Speed HDMI
- Vidéo à 48 Gbit/s (8K – 10K)
- Technologie audio eARC
- Audio jusqu’à 192 kHz en 24 bits
