HDMI 2.1: alle features uitgelegd en alles wat je moet weten

De introductie van de HDMI 2.1 specificaties ligt ondertussen al geruime tijd achter ons. Maar niet elk tv-model is uitgerust met alle nieuwe features. Een vraag die we dan ook regelmatig horen is: waarom hebben die geen HDMI 2.1? Daarom overlopen we in dit artikel alle eigenschappen zodat je een goed idee hebt van wat je (al dan niet) nodig hebt.

HDMI 2.1 in vogelvlucht

Bij de aankondiging van HDMI 2.1 werd vooral de nadruk gelegd op de hogere bandbreedte van de nieuwe versie. Die stijgt van 18 Gbps (HDMI2.0) naar 48 Gbps (HDMI2.1).

Die hogere bandbreedtes zijn noodzakelijk voor toekomstige resoluties (8K en hoger) en framerates (100fps en hoger). In de onderstaande figuur zie je welke resoluties mogelijk worden met HDMI 2.1. Elke resolutie/fps combo waar je in de ‘Speed’ kolom Standard, High Speed, of Premium aantreft, kan nog met HDMI 2.0. Staat er in de ‘Speed’ kolom Ultra of Ultra#, dan betekent dat dat je een HDMI 2.1 aansluiting nodig hebt. Full HD/120 fps staat niet in de tabel, maar dat kan je ook nog realiseren met HDMI 2.0.

Daarnaast brengt HDMI 2.1 een aantal nieuwe features, zoals dynamische metadata voor HDR, VRR (Variable Refresh Rate), ALLM (Auto Low Latency mode), eARC (Enhanced ARC), QFT (Quick Frame Transport), QMS (Quick Media Switching) en DSC (Display Stream Compression).

HDMI 2.1 – Verwarrend?

Helaas is de aanduiding HDMI 2.1 niet eenduidig. De HDMI-specificatie verplicht fabrikanten immers niet om alle features op een aansluiting aan te bieden. Dat is overigens altijd zo geweest, ook bij vorige versies. Als eenvoudig voorbeeld: niet elke poort biedt ARC.

Fabrikanten zijn ook vrij om enkel zoveel bandbreedte te bieden als ze noodzakelijk achten. Dat betekent dat je als consument goed bij de les moet blijven als je bepaalde features wenst. Het volstaat dus zeker niet om enkel naar de HDMI versie te kijken.

Fabrikanten mogen overigens niet zomaar over een “HDMI 2.1-aansluiting” spreken. Het versienummer alleen gebruiken is verboden door het HDMI Forum. Een versienummer mag alleen gebruikt worden als ook duidelijk vermeld wordt welke feature de aansluiting biedt.

Met dit in het achterhoofd, welke features zijn echt belangrijk?

Meer bandbreedte in het algemeen

Zoals blijkt uit de tabel aan de start van dit artikel, is de extra bandbreedte van HDMI 2.1 vooral vereist in de volgende scenario’s:

• 4K/120fps
• Alles met 8K (we laten 5K even buiten beschouwing, dat is geen gebruikelijke resolutie voor televisies)

De extra bandbreedte van HDMI 2.1 is dus echt een noodzaak op 8K modellen, zodat je klaar bent voor eventuele 8K bronnen. Al moeten we daarbij zeggen dat die niet echt voor de deur staan. Voor 4K-tv’s is die extra bandbreedte enkel relevant voor HFR-bronnen. Dat gaat over pc-gamers die een zeer krachtige GPU gebruiken. De Xbox One ondersteunt HFR maar enkel in 1080p of 1440p. De nieuwste generatie consoles (PS5, XboX Series X) zullen wel 4K/120fps aanbieden.

HFR: High Frame Rate

High Frame Rates bespreken we in ons artikel over HFR en wat je er aan hebt. Concreet is dit geen HDMI 2.1 feature, maar is er in sommige gevallen (4K HFR) wel nood aan de hogere bandbreedte die HDMI 2.1 biedt. Maar de aanwezigheid van HDMI 2.1 garandeert op zich niet dat de tv in kwestie ook HFR ondersteund. Ook hier kijk je dus best specifiek na of het model in kwestie HFR ondersteunt of niet. Full HD HFR wordt vaak 2K HFR genoemd.

Is HFR-ondersteuning belangrijk? Voor traditionele content? In beperkte mate. In de filmindustrie spreken we over HFR zodra er meer dan 24fps gebruikt wordt (denk aan de Hobbit versies aan 48fps). Frame rates tot 60fps zijn nu al mogelijk op (Ultra HD) Blu-ray, en op je tv. Ze vormen dus geen probleem. In het kader van vereiste bandbreedte spreken we pas echt van HFR bij framerates daarboven. Bijvoorbeeld live tv zou voor sport wel belang hebben aan 100 of 120fps. Maar dat zit er niet in grote mate aan te komen.

Gamers kunnen wel HFR aanbieden (via console of PC). Zeker voor Full HD is dat met de huidige grafische kaarten eenvoudig genoeg, maar 2K HFR past binnen de HDMI 2.0 bandbreedte. Slechts vanaf 4K HFR heb je meer bandbreedte nodig. Gamers moeten bovendien niet alleen naar ‘4K HFR’ kijken, maar ook naar welke bitdiepte en chroma subsampling ondersteund worden. Voor 4K HFR-gaming die ook nog eens in HDR is, heb je zeker 10 bit 4:4:4 nodig. Dergelijke zaken vind je vaak enkel in de handleiding terug.

Dynamische metadata voor HDR

De voordelen van dynamische metadata ten opzichte van statische metadata voor HDR legden we eerder al uit in ons artikel over verschillende HDR-formaten. Wie zich afvraagt ”Hey, dat hebben we toch nu al?”, heeft het bij het rechte eind. Zowel Dolby Vision als HDR10+ ondersteunt dynamische metadata, en beide zijn al beschikbaar zelfs op modellen van vorige jaren met HDMI 2.0.

Concreet zien we op dit moment dan ook weinig belang voor deze feature. Wie belang hecht aan HDR doet er beter aan na te gaan welke HDR-standaarden een tv ondersteunt. (HDR10+ en Dolby Vision gebruiken dynamische metadata, HDR10 statische metadata, en HLG heeft geen nood aan metadata).

ALLM: Auto Low Latency Mode

Deze feature maakt het mogelijk om automatisch over te schakelen naar de game mode. Daarvoor moet je bronapparaat uiteraard ook ALLM ondersteunen (de Xbox One bijvoorbeeld). Zodra je begint te gamen, schakelt de console je tv over naar de Game beeldmode, zodat je de laagst mogelijke input-lag hebt.

ALLM is uiteraard enkel van belang voor gamers. Zelfs indien het ontbreekt, kan je nog steeds manueel overschakelen naar de game mode.

VRR: Variable Refresh Rate

Deze feature komt overwaaien uit de PC wereld en is vergelijkbaar met, maar niet hetzelfde als, AMD Freesync of Nvidia GSync. Met deze technologie kan het beeldscherm zijn refresh rate synchroniseren met de bron (PC of console), in plaats van een vaste refreshrate te gebruiken (zoals 50 Hz). Dat is uiteraard enkel belangrijk voor gamers, want alle gewone content gebruikt 24 of 50/60 fps en dat ondersteunt je tv al lang. Waarom is dat anders voor gamers?

Een gameconsole of PC creëert zijn frames in real-time, en afhankelijk van wat er op het scherm te zien is zal de snelheid waarmee dat gebeurt variëren. De tv krijgt dus geen vast aantal beelden per seconde, maar het ene moment misschien 15 en vervolgens 55 beelden per seconde. Er zijn dan twee opties.

Ofwel zet je de refresh rate vast op basis van de tv, bijvoorbeeld 50fps.  De tv wil dan elk 50e van een seconde een nieuw frame tonen en als je bron die beelden niet kan leveren is hij dus verplicht sommige frames twee of zelfs drie keer te tonen. Dat veroorzaakt stotterende beelden.

Een alternatief is de bron toelaten om beelden te leveren zo snel hij kan, maar dan riskeer je dat de GPU een nieuw beeld aanlevert terwijl de tv het vorige beeld nog niet volledig op het scherm gezet heeft. In dat geval zie je ‘tearing’ een horizontale scheur in het beeld.

De oplossing voor dit alles is VRR. Met VRR geactiveerd synchroniseert het scherm zich met de bron. De tv tekent dan een volledig nieuw beeld telkens de bron signaleert dat er een klaar is. Het gestotter verdwijnt dan grotendeels (lage framerates zijn natuurlijk nooit optimaal), en scheuren wordt dan onmogelijk. Het geheel leidt tot een veel vloeiendere ervaring.

VRR binnen HDMI 2.1 is beschikbaar in drie verschillende smaken: HDMI VRR, AMD FreeSync, en Nvidia GSync. Let er dus goed op dat de door jouw gewenste versie ondersteund wordt.

eARC: Enhanced ARC

Over eARC kon je al lezen in ons HDMI eARC achtergrondartikel. Enhanced ARC kennen we vooral omdat het een grotere bandbreedte biedt en daarom ook lossless fomaten zoals Dolby True HD en DTS HD Master Audio kan transporteren. Daarnaast levert eARC ook een verplichte ondersteuning voor lip-sync, maar het valt voorlopig af te wachten hoe goed die werkt. Maar het idee achter eARC is op de eerste plaats er voor zorgen dat je AV-receiver niet meer in de videoketting moet zitten. Immers, veel AV-receivers ondersteunen alle belangrijke audioformaten, maar zijn niet uitgerust om HDR of HFR door te sturen. De beste oplossing is dan ook om dergelijke bronnen rechtstreeks op je tv aan te sluiten en de audio via de eARC verbinding naar je AV-receiver te sturen. Zo zorgen veranderingen in de videoketting er niet voor dat plots je AV-receiver onbruikbaar is.

Maar heb je eARC echt nodig? Streaming diensten gebruiken bijvoorbeeld lossy codecs zoals Dolby Digital Plus en die passen zelfs in ARC, eARC is daarvoor niet nodig. De enige breed beschikbare bron van lossless soundtracks is (Ultra HD) Blu-ray. En dat kan enkel via een externe speler. Die speler kan je rechtstreeks op je AV-receiver of soundbar aansluiten, dan heb je eARC helemaal niet nodig. eARC is voorlopig enkel van belang als je in een situatie zit waarin de volgende drie zaken van toepassingen zijn:

1. Je wil je audio beluisteren op externe geluidsoplossing die op de tv is aangesloten via (e)ARC.
2. Je hebt een bron die intern is in de tv (ingebouwde mediaspeler bijvoorbeeld) of die je MOET aansluiten op je tv (om welke reden dan ook: te weinig HDMI-aansluitingen op je soundbar, beperkingen in je bekabeling, een AV-receiver die geen 4K HFR ondersteunt…)
3. De audio die je beluistert is in Dolby True HD, DTS HD Master Audio, of een ander audioformaat dat niet past binnen de bandbreedte van ARC.

Op zich zijn die gevallen voorlopig relatief beperkt, maar we zien wel dat fabrikanten van soundbars meer en meer kiezen om geen extra HDMI-ingangen op hun toestel te zetten. Dan moet je je bronnen wel op de tv aansluiten. En er blijft natuurlijk het punt dat ARC helaas relatief onbetrouwbaar is over wat het nu eigenlijk wel of niet ondersteunt. Lees daarover meer in ons artikel over HDMI ARC. De introductie van eARC zou een grote stap vooruit in termen van betrouwbaarheid en functionaliteit moeten betekenen.

Ondertussen is al gebleken dat ook eARC niet altijd voor een probleemloze ervaring zorgt. Zo zijn tv’s die geen DTS kunnen decoderen kennelijk niet in staat om DTS -soundtracks via eARC door te sturen. Maar wacht, was dat nu net niet het grote voordeel van eARC? De tv hoeft toch immers enkel de audiostream door te sturen? Hij moet hem niet decoderen, dus dat zou toch steeds mogelijk moeten zijn? Dat klopt, maar kennelijk zijn er beperkingen die te maken hebben met licenties (van DTS in dit geval) die het toch onmogelijk maken. Toegegeven, het probleem ligt niet bij eARC, maar eerder bij administratieve romplslomp.

QFT, QMS en DSC

Deze drie features vinden we voorlopig nergens vermeld.

• QFT (Quick Frame Transport): verlaagt de display lag. Deze feature zal enkel belangrijk zijn voor gamers.
• QMS (Quick Media Switching): elimineert het storende zwarte scherm op het moment dat je van framerate verandert. Bijvoorbeeld, je kijkt naar trailers en sommige zijn in 24fps, andere in 50fps of 60fps. Bij elke wissel moet de HDMI-verbinding zijn video mode aanpassen en dat resulteert in een tijdelijk zwart scherm. Met QMS is de overgang naadloos.
• DSC (Display Stream Compression): Dit is een lossless compressietechniek die enkel nodig zal zijn voor extreem hoge resolutie/framerate combinaties. In de tabel bovenaan dit artikel zie je welke dat zijn (gemarkeerd met Ultra# in het rood).

Conclusie

Heb je echt een HDMI 2.1-aansluiting nodig? Op een 8K-tv, ja. Ook al zijn er geen overvloed aan 8K-bronnen in het vooruitzicht, op deze tv’s moet je met het oog op toekomstige bronnen een HDMI 2.1-aansluiting eisen met de volle bandbreedte.

Op een 4K-tv ligt de zaak echter anders. Daar volstaat de bandbreedte van HDMI 2.0 in het ruime merendeel van de gevallen. Enkel wie absoluut 4K HFR wenst moet HDMI 2.1 eisen. Voorlopig zijn dat echter enkel gamers.

Ook wat de features betreft is je gebruik erg bepalend. ALLM en VRR zijn enkel belangrijk voor gamers. En eARC heeft een plaats, maar enkel voor mensen met een zeer specifieke opstelling.

Meer informatie

Wil je meer weten over HDMI-standaarden en de mogelijkheden om apparatuur aan te sluiten in je homecinemasysteem? Neem dan onze tips en advies-sectie door.