الإجابة السريعة: كل كابل HDMI 2.0 يقدم 18 Gbit/s على السلك، منها نحو 14.4 Gbit/s بيانات فعلية. صورة 4K عند 60 Hz بعمق 8 bit ونطاق 4:4:4 تحتاج 11.9 Gbit/s فتمر، أما بعمق 10 bit ونطاق 4:4:4 فتحتاج 14.9 Gbit/s ولا تمر، ولهذا تلجأ أجهزة HDR إلى 4:2:2 أو 4:2:0. بيانات HDR الوصفية نفسها صغيرة ولا تستهلك نطاقاً يذكر، والكلفة الحقيقية في عمق اللون.
حين يشتكي عميل في فيلا جديدة من أن الصورة تفقد لمعانها عند تشغيل فيلم HDR، فالسبب ليس الكابل التالف ولا التلفاز، بل أن المنظومة خفضت عمق اللون أو النطاق لتبقى داخل ميزانية 18 Gbit/s. الحساب بسيط، لكن قليلين من يجرونه قبل الشراء.
حساب الميزانية: من البكسل إلى السلك
صورة 4K فيها 3840 عموداً و 2160 صفاً، أي 8.29 مليون بكسل، وعند 60 إطاراً في الثانية تصبح 497 مليون بكسل في الثانية. إذا حمل كل بكسل 24 bit، وهي 8 bit لكل لون أساسي، فالمطلوب 11.9 Gbit/s قبل الترميز. أضف ترميز 8b/10b فتصل إلى نحو 14.9 Gbit/s على السلك، وهو ما يفسر تسمية 18 Gbit/s لأن الهامش يغطي التزامن والصوت.
ماذا يضيف الصوت والبيانات الجانبية
الصوت غير المضغوط بعدة قنوات يستهلك أجزاء من الميجابت، وهي نسبة ضئيلة أمام 11.9 Gbit/s. لكن في المنظومات التي تحمل الصوت في الاتجاه المعاكس عبر كابل HDMI بقناة العودة، تبقى الميزانية كما هي لأن القناة العكسية منفصلة عن مسار الفيديو ولا تنافسه على النطاق.
لماذا تتحدث الشركات عن 48 Gbit/s
رفع HDMI 2.1 السقف إلى 48 Gbit/s ليخدم 4K عند 120 Hz، لكن الكابل لا يشتري هذه السعة إن لم يدعمها الطرفان معاً.
4:4:4 أو 4:2:0: أين تخسر فعلاً
نطاق 4:4:4 يعني أن كل بكسل يحمل معلومة لون كاملة، وهو المطلوب لقراءة النصوص والجداول والرسوم. نطاق 4:2:0 يرسل اللون بدقة ربع الدقة الأفقية ونصف العمودية، ويستنتج الباقي داخل الشاشة. النتيجة مقبولة في مشهد سينمائي ومزعجة في جدول حسابات.
| الصيغة | بت لكل بكسل | السعة المطلوبة | على HDMI 2.0 |
|---|
| 1080p60 بعمق 8 bit و 4:4:4 | 24 | 3.2 Gbit/s | تمر بسهولة |
| 4K60 بعمق 8 bit و 4:4:4 | 24 | 11.9 Gbit/s | تمر |
| 4K60 بعمق 10 bit و 4:2:2 | 20 | 9.9 Gbit/s | تمر |
| 4K60 بعمق 10 bit و 4:4:4 | 30 | 14.9 Gbit/s | لا تمر |
| 4K60 بعمق 12 bit و 4:4:4 | 36 | 17.8 Gbit/s | لا تمر |
| 4K120 بعمق 8 bit و 4:2:0 | 12 | 11.9 Gbit/s | تمر |
كيف تعرف ما تعرضه الشاشة فعلاً
معظم التلفازات تعرض معلومات الإشارة في الإعدادات: الدقة ومعدل التحديث وعمق اللون ونطاق Chroma. اقرأها عند تشغيل فيلم 4K، فإن ظهر 4:2:0 فاعلم أنك خسرت جزءاً من تفاصيل اللون.
HDR: ما يضيفه وما لا يضيفه
بيانات HDR الوصفية تحدد السطوع الأقصى ونقطة السواد لكل مشهد، وحجمها بالبايتات لا بالميجابت، فلا تستهلك نطاقاً يذكر. الكلفة الحقيقية أن HDR يستدعي عمق 10 bit أو 12 bit، وهذا يرفع البيانات 25 إلى 50 في المئة، وهو ما يدفع المنظومة خارج 18 Gbit/s في نطاق 4:4:4.
HDR10 و Dolby Vision
HDR10 يستخدم بيانات ثابتة لكل فيلم، و Dolby Vision يستخدم بيانات متغيرة لكل مشهد. الاثنان يحتاجان توافقاً بين المصدر والشاشة، وأي اختلاف يظهر كصورة باهتة بلا رسالة خطأ. اختبر بمقطع معروف قبل تعليق الشاشة.
صوت الفيلم في المنظومة
عندما يمر الفيلم عبر تلفاز ثم إلى مكبر صوت، فإن قناة العودة التقليدية تكفي لصوت مضغوط، أما الصوت غير المضغوط عالي الجودة فيحتاج كابل HDMI مع eARC. الفرق يظهر في الأفلام ذات المشاهد الصاخبة لا في نشرات الأخبار.
قرار الشراء لمشروع 4K
اكتب أولاً ما تريد عرضه: سطح مكتب أم فيلم أم لعبة. سطح المكتب يطلب 4:4:4 بعمق 8 bit، وهذا يمر على أي كابل 18 Gbit/s بطول 5 m. الفيلم يطلب 10 bit و 4:2:2، وهذا يمر أيضاً. اللعبة عند 4K120 تحتاج 48 Gbit/s وكابلاً من تصنيف Ultra High Speed.
في المكاتب، كثير من الحواسيب المحمولة تخرج 4K60 عبر منفذ صغير، وهنا يكفي كابل USB-C إلى HDMI قصير بطول 1 m للتوصيل المباشر بالشاشة دون محطة توصيل. احسب النطاق أولاً، ثم اختر الطول، ثم التصنيف، بهذا الترتيب لا بالعكس.
لتحديد الكابلات المناسبة لمشروع شاشات 4K في دبي أو أبوظبي، أرسل قائمة الأجهزة والدقات إلى zongcarrie@zh-zong.com أو اتصل على +86 13543026126، وسنحسب الميزانية لكل وصلة قبل التسعير.
حالات عملية
- الحالة: فيلا في Dubai Hills بتلفاز 4K ومشغل وسائط يدعم HDR10. ما تفعله: ضبط الخرج على 4:2:2 بعمق 10 bit وكابل Premium High Speed بطول 3 m.
- الحالة: مكتب تصميم في Business Bay بشاشات 4K لعرض تفاصيل دقيقة. ما تفعله: تثبيت 4:4:4 بعمق 8 bit وكابلات 5 m، ورفض أي إعداد يهبط إلى 4:2:0.
- الحالة: صالة سينما منزلية في جميرا بمكبر صوت منفصل. ما تفعله: كابل eARC إلى المكبر، وكابل فيديو مستقل إلى البروجيكتور.
- الحالة: فندق في ديرة يوزع قناة 4K على 30 غرفة. ما تفعله: تثبيت 1080p60 على القنوات العادية و 4K على قناة واحدة، لتوفير النطاق في الشبكة.
الأسئلة الشائعة
هل يكفي كابل واحد ل 4K و HDR؟
نعم، كابل واحد من تصنيف Premium High Speed يكفي للنقلين معاً، لأن HDR لا يحتاج مساراً منفصلاً. المطلوب أن يكون الكابل مصنفاً ل 18 Gbit/s وأن يكون الطرفان متوافقين، وأن يضبط المصدر الخرج على صيغة تمر داخل الميزانية.
لماذا تصبح الصورة باهتة عند تشغيل HDR؟
غالباً لأن المصدر يرسل HDR والشاشة لا تتعرف عليه، أو لأن المنظومة هبطت إلى 8 bit لتوفير النطاق. تحقق من إعدادات HDR في المصدر والشاشة، ثم من معلومات الإشارة. البهتان ليس عيباً في الكابل في أغلب الحالات.
هل يفرق الطول في جودة 4K؟
يفرق في الثبات لا في الجودة. الإشارة الرقمية تصل سليمة أو تنقطع. عند 5 m وما دون، الكابل الجيد يعمل بثبات. بعد 7 m يبدأ الانقطاع المتقطع عند 4K60، وهنا يلزم كابل نشط أو ليفي بدل كابل نحاسي أطول.
