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No todos los conectores HDMI de tu televisor son iguales: Cómo sacarles partido y por qué HDMI 2.1 cambiará las reglas del juego

3 julio 2019 Actualidad Tecnología


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, barra de sonido o 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 con frecuencia no todos implementan la misma norma. Y aunque lo hagan no siempre nos ofrecen las mismas prestaciones. Habitualmente solo uno o dos de ellos contemplan 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 conectores HDMI 2.0, pero algunos aún mantienen varios puertos 1.4 y otros implementan parcialmente la norma HDMI 2.1

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, 2.0 o 2.1) 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 implementa ARC o eARC

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 o eARC de nuestro televisor. El canal de retorno de sonido, que es lo que significa esta sigla, es una prestación implementada a partir de 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 multicanalque he mencionado en el párrafo anterior, y con algunos otros.

En teoría eARC solo debería estar disponible en los televisores que incorporan conectores HDMI 2.1 porque es una prestación vinculada a esta última norma, pero en la práctica algunos televisores de gama alta con HDMI 2.0 nos la ofrecen en algunos de sus conectores. Uno de ellos es el XG95 de Sony que analizamos hace pocas semanas, que aunque no incorpora enlaces HDMI 2.1 implementa eARC en el conector HDMI 3.

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 o superior. 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, 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 revestimiento 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 y perfecto para videojuegos

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. De hecho, algunos televisores de 2019 incorporan una implementación parcial de esta revisión, y los modelos OLED y LCD LED Full Array de LG son los primeros en implementar oficialmente HDMI 2.1.

En realidad, el primer borrador completo de esta revisión está listo desde enero de 2017. Durante ese año se rumoreó que los primeros dispositivos que la incorporarían llegarían en 2018, pero hemos tenido que esperar hasta 2019 para que marcas como Samsung, Sony o Panasonic nos ofrezcan una implementación parcial de HDMI 2.1 en algunos de sus televisores. Y para que LG nos proponga la que por el momento es la implementación de esta norma más ambiciosa en sus modelos de gama alta. 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 coquetear con las resoluciones 8K y 10K cuando los contenidos 4K UHD aún no están disponibles masivamente parece precipitado. A pesar incluso de que los primeros televisores con panel nativo 8K ya están disponibles.

En HDMI 2.1 la velocidad de transferencia pasa de los 18 Gbps de HDMI 2.0 a 48 Gbps

Otra mejora interesante de HDMI 2.1 es su soporte completo de HDR dinámico (lo usan Dolby Vision y HDR10+), que permite ajustar mediante los metadatos parámetros como el brillo, el contraste y el color secuencia a secuencia, un paso importante que ofrece un control más exhaustivo que el HDR con metadatos estáticos de HDR10. 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 de contenidos en alta resolución que tenemos hoy es evidente que actualmente es mucho más interesante la capacidad de HDMI 2.1 de transportar señales 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 permite 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, siempre y cuando su tarjeta gráfica sea capaz de arrojar una tasa de imágenes tan alta a esa resolución.

HDMI 2.1 es una interfaz mucho más atractiva para los jugones que la norma 2.0 porque, además de todo lo que he mencionado, incorpora varias prestaciones que encajan como un guante en este escenario de uso. Si queréis conocerlas con todo detalle os sugiero que echéis un vistazo al artículo que enlazo aquí mismo porque en él explicamos en profundidad por qué HDMI 2.1 será una de las innovaciones en televisores más importantes de los próximos años. Aun así, merece la pena que recordemos brevemente cuáles son las tecnologías que propone para mejorar profundamente nuestra experiencia con los juegos.

HDMI 2.1 es una interfaz mucho más atractiva para los jugones que HDMI 2.0 gracias a algunas de las tecnologías que propone, como VRR, ALLM o QFT

Una de las más atractivas es VRR (Variable Refresh Rate), una técnica de refresco adaptativo que consigue sincronizar las imágenes emitidas por la GPU del PC o la consola y las que reproduce el televisor, lo que nos ayuda a combatir unos defectos tan molestos como el tearing y el stuttering. El primero provoca que la imagen quede deformada por una línea que la atraviesa horizontalmente de un extremo al otro, y el segundo induce la aparición de unos pequeños saltos en la cadencia de imágenes que reducen la fluidez y pueden arruinar nuestra experiencia.

También es importante la tecnología ALLM (Auto Low Latency Mode) debido a que permite al dispositivo que tenemos conectado a nuestro televisor, como, por ejemplo, una consola de videojuegos, enviarle una señal que le indica que debe activar el modo de baja latencia de forma automática, evitando así que el usuario tenga que hacerlo manualmente. Además, la tecnología QFT (Quick Frame Transport) reduce el tiempo que es necesario invertir en el transporte de la señal de vídeo desde la fuente hasta el televisor. Y QMS (Quick Media Switching) adapta de forma automática el refresco del televisor a la cadencia de imágenes del contenido cinematográfico que estamos reproduciendo en un instante determinado, evitando así pantallazos en negro y otros defectos molestos. La norma HDMI 2.1 introduce mejoras que merecen mucho la pena. Esperemos que en 2020 llegue su despliegue masivo.

Una versión previa de este artículo se publicó en 2018. Hemos actualizado su contenido.

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