Vídeo componente, DVI e HDMI
03 de abril de 2009, 10:10Conheça os cabos de vídeo usados para o sinal de alta resolução.
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A maioria dos entusiastas de vídeo sabe que a qualidade dos cabos e conectores tem grande influência sobre a performance geral do sistema, e, em última análise, sobre a qualidade final da imagem. Itens como blindagem, fios de cobre livres de oxigênio, soldas e conectores banhados com ouro são frequentemente inspecionados, na escolha de uma marca ou tipo de cabo.
O objetivo deste texto é compilar as características dos diversos cabos e conectores, que podem ser usados para a transmissão de vídeo em alta definição: cabos de vídeo componente (analógico), DVI e HDMI (digitais). Outros tipos de conexão digital, como o Firewire ou iLink, não serão cobertos neste artigo.
1. Cabos de Vídeo Componente
A conexão padrão para o vídeo de alta definição é o conjunto de cabos chamado de vídeo componente, mas ele vem sofrendo uma discriminação injustificada, pelos proponentes dos algoritmos de proteção contra cópia, por causa da sua natureza analógica, isto é, é uma saída de um sinal previamente decodificado.
O sinal de vídeo componente não é igual ao RGB, usado tempos atrás, para transmissão de crominância e luminância individualmente. Este último, também analógico, transmitia sinais separados para as cores Vermelha (R ou Red), Verde (Green ou G) e Azul (Blue ou B), que são as cores fundamentais do espectro de luz visível. O uso de RGB se baseia no fato de que o olho humano tem receptores de luz mais sensíveis a estes comprimentos de onda, e a combinação das várias matizes de cores é obtida pelo casamento de Vermelho, Verde e Azul, em amplitudes diferentes.
O sinal RGB exige uma largura de banda passante muito alta, e é portanto inadequada a mídias onde há necessidade de compressão do sinal, como, por exemplo, o DVD. Nestes casos, usa-se uma variante, chamado de vídeo componente. O sinal de vídeo componente é composto pelas seguintes informações:
1 – Azul: Pb (sinal analógico) e Cb (sinal digital);
2 – Vermelho: Pr (sinal analógico) e Cr (sinal digital);
3 – Luminância: Y (sinais analógico e digital).
A luminância é a medida fotométrica (ou elétrica), resultante da combinação de todas as três amplitudes (sinal monocromático). O sinal de luminância, na conexão do vídeo componente, carrega a informação completa da imagem e um pulso de sincronismo com os sinais de Azul e Vermelho, que contém a diferença de cores. O sinal de vídeo componente é transmitido por 3 cabos de vídeo standard:
Os cabos são conectados neste tipo de entrada, no receptor:
Cada cabo usado na conexão de vídeo componente deve ter o melhor isolamento (blindagem) possível, e a impedância do mesmo deve ficar próxima de 75 ohms. A blindagem de boa qualidade é conseguida através de uma malha trançada, ao redor do conduíte principal, isolado em plástico. Cabos de má qualidade diminuem significativamente a relação sinal/ruído e por isso devem ser evitados.
A conexão de vídeo componente tem excelente performance na reprodução de um sinal de vídeo de alta definição, lembrando que uma parte desta qualidade é também devida ao processador interno do transmissor, encarregado de converter uma fonte digital (por exemplo, o DVD), em sinal analógico. Aqui, é importante notar que a compressão padrão do DVD é de 4:2:2 (YCbCr), o que significa dizer que, para cada 4 bits de luminância, apenas 2 bits de informação de cor são codificados. A conversão digital para analógico é otimizada, de forma a compensar a maior compressão dos sinais de cores.
2. Cabos DVI (Digital Vídeo/Visual Interface)
A primeira versão da conexão DVI era analógica (DVI-A), portanto capaz de transmitir sinais RGB. A partir daí surgiu a versão digital (DVI-D) e posteriormente a versão integrada (DVI-I), que transmite simultaneamente os sinais digital e analógico. As duas últimas versões, DVI-D e DVI-I, existem também em duas versões: a versão Single Link (SL), que é capaz de transmitir sinais de até 1920 x 1200 pixels @ 60 Hz, suficiente portanto para 1080i de definição; a extensão para Dual Link (prevista no conector DVI padrão), aumenta a capacidade do sinal para até 2560 x 1600 pixels @ 60 Hz. Cada um desses links consiste de quatro pares trançados de fios, passando sinais de Vermelho, Verde e Azul (RGB) e mais um de sincronismo (clock), com capacidade para até 24 bits de resolução.
Os conectores DVI-A, DVI-D e DVI-I, SL e DL, diferem em pinagem:
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Conectores “Fêmea”: |
Conectores “Macho”: |
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Esta diferença é importante, para se evitar a transmissão de sinais analógicos e digitais, em receptores que não sejam compatíveis com os mesmos. Embora a conexão DVI-A possa ser usada para sinais de alta resolução, a conexão DVI-D prevê a passagem de sinal sem necessidade de conversão, e é normalmente isenta de ajustes posteriores no receptor. A conexão DVI-D pode transmitir vídeo componente digital sem problemas.
3. Cabos HDMI (High-Definition Media Interface)
A conexão HDMI é uma evolução do DVI-D, para ampliar a faixa passante de transmissão de vídeo e permitir a transmissão de sinais de áudio de alta resolução. O padrão HDMI é estabelecido por um consórcio de fabricantes, que estabelecem a atualização de suas versões, para atender a aplicações específicas.
Da versão 1.0 até 1.2, a capacidade de transmissão de dados (bandwidth) do sistema HDMI é de 720p a 1080p, @ 60 Hz, em nível de definição de cores a 24 bits. Mas, na sua última encarnação, ainda em fase de implementação pelos fabricantes, o cabo HDMI versão 1.3 promete funcionalidade ainda maior: imagem até 1440p, até 120 Hz, em 48 bits de definição de cores.
A idéia básica do conector HDMI é extremamente atraente: passar áudio e vídeo, de forma completa e automática, entre o gerador do sinal (por exemplo, um aparelho de DVD ou Blu-Ray) e o seu receptor (por exemplo, display LCD ou plasma). Para conseguir isso, o sistema HDMI é bidirecional, isto é, assim que tudo é ligado, o receptor diz ao gerador que tipo de aparelho ele é, e o gerador então faz um auto setup e manda o sinal de áudio ou vídeo de melhor performance.
O HDMI consiste de um único cabo e uma única pinagem:
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Conector “macho” de cabo: |
Aplicação HDMI em receptor: |
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O sistema HDMI é de fato fascinante, porque simplifica a ligação para qualquer quantidade de componentes, e porque tudo o que o usuário precisa é apenas um cabo. Mas, a idéia poderia atrair mais adeptos, se não fossem alguns problemas:
1 – A estabilidade do sinal transmitido é precária: quando o sinal é perdido, o usuário é obrigado a “resetar” o sistema, ou seja, tem que desligar a fonte do sinal e religá-la, forçando a sua recaptura e o handshake (troca de informações) pelo receptor;
2 – Dependendo das circunstâncias, o receptor pode mandar de volta sinais, durante o handshake, que acabam por incapacitar o gerador de mandar outros sinais, de forma permanente;
3 – Dependendo da implementação de decodificadores do receptor (por exemplo, para alguns codecs de áudio digital), o sinal transmitido pode provocar a geração de mensagem de erro (por ex.: “HDMI audio not supported”), o que acaba se tornando uma dor de cabeça, em função da impossibilidade de retirar a mensagem do sistema;
4 – A ausência de decodificadores de áudio pode também tornar a saída de áudio do gerador inútil, já que o receptor, para se proteger de ruído de alta freqüência, emudece a saída de áudio;
5 – O HDMI serve de base para a aplicação do HDCP (High Definition Copy Protection), que é uma estratégia perversa, para desabilitar a reprodução de conteúdo na fonte, caso o receptor não seja aquiescente ao HDCP.
E finalmente, o sinal HDMI, dependendo de como é gerado e como é recebido, pode não trazer nenhuma diferença de performance, em relação aos seus antecessores, o que, convenhamos, é bastante frustrante, em função do seu potencial em especificações.
Considerações finais
A transmissão de sinais de alta definição de vídeo pode ser conseguida com notável eficiência, com a simples implementação de cabos de vídeo componente de boa qualidade.
A transmissão por DVI-D ou HDMI traz vantagens, como a passagem do sinal digital da fonte (quando for o caso), permitindo inclusive o upsampling do mesmo, como por exemplo, no sinal de DVD, de 4:2:2 para 4:4:4. Se isto vai trazer alguma vantagem na percepção da qualidade da imagem, só mesmo testando e comparando com o sinal analógico.
O sistema DVI-D e o sistema HDMI são totalmente compatíveis, exceto pela não transmissão de áudio pelo primeiro. Entretanto, adaptadores DVI-HDMI conseguem passar áudio, apesar desta limitação, dependendo do gerador e do receptor.
A transmissão de sinais de vídeo de alta qualidade, por cabeamento analógico, não traz qualquer ameaça de pirataria como vem sido freqüentemente alegado pelos estúdios, e mesmo que trouxesse, esta certamente não seria a melhor maneira de extração e cópia de conteúdo, pois que, em geral, estas fontes são implementadas com o uso de programas de computador. [Webinsider]
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1° Marcel Data: 03/04/2009 às 11:27 am
Atividade: Administrador de Rede
Cidade: Porto Alegre
Esse artigo foi perfeito e essencial para a minha compra do DVD. Achei simples e informativo. Valeu mesmo.