HDMI - High Definition Multimedia Interface

HDMI ist eine digitale Schnittstelle zur Übertragung von hochauflösenden, digitalen Video- und Audio-Daten. HDMI verbindet Abspielgeräte, wie Computer oder Video-Player mit Fernseher oder Beamer. Weil es viele Grafikkarten, Computer und Bildschirme mit HDMI-Anschlüsse gibt, ist die HDMI-Schnittstelle auch in der Computertechnik und IT relevant.

HDMI ersetzt das analoge SCART in der Unterhaltungselektronik und DVI in der Computertechnik. HDMI baut auf DVI auf und ist damit abwärtskompatibel. Das bedeutet, DVI-Videodaten lassen sich mittels eines Adapters auf einem HDMI-Kabel übertragen. Aber umgekehrt, also HDMI-Signale über DVI, ist nicht möglich und auch nicht sinnvoll. Nur HDMI beherrscht die Übertragung von digitalen Audio- und Video-Daten.

HDMI wurde speziell für die Anforderungen der Unterhaltungselektronik und den wirtschaftlichen Interessen der Mitglieder des HDMI-Forums entwickelt. Die Nutzung von HDMI unterliegt der Lizenzierung, die sich am jeweiligen HDMI-Einsatz orientiert. Das bedeutet auch, dass Informationen zu HDMI nur wenig transparent veröffentlicht werden.
Erschwerend kommt hinzu, dass alle HDMI-Funktionen optional sind. Das gilt ausnahmslos für alle HDMI-Versionen.
Es ist zwar dokumentiert, welche HDMI-Version welche Fähigkeiten hat. Das bedeutet aber nicht, dass ein Gerät mit HDMI 1.4 oder 2.0 alle Funktionen beherrscht. Für Gerätebesitzer ist das besonders unerfreulich. Sie müssen vor dem Kauf mühsam ermitteln, was ein Gerät wirklich unterstützt. Nur wenn ein Hersteller mit HDMI 1.4 oder 2.0 auf seinem Produkt wirbt, muss er genau kennzeichnen, welche der optionalen Funktionen das Gerät unterstützt.

Auflösung: 4K (UHD, 2160p) und 8K (4.320p) mit HDMI

Bei der Bezeichnung 4K handelt sich um eine Auflösung für TV und Video von 4.096 x 2.160 Pixeln, die von der Digital Cinema Initiative (DCI) spezifiziert wurde. Es gibt allerdings auch Displays mit einer Auflösung von nur 3.840 x 2.160 Pixeln, was man Ultra-HD (UHD) oder 2160p nennt. Das entspricht in etwa dem vierfachen einer Full-HD-Auflösung von 1080p bzw. 1.920 x 1.080 Pixeln.
Und dann gibt es noch die Auflösungen 8K (7.680 x 4.320, 4320p) und 10K (10.328 x 7.760).

• Bildschirm-Auflösung

HDMI 1.4

UHD bzw. 4K lässt sich mit HDMI 1.4 übertragen. Allerdings ist die Bildwiederholrate auf 30 Hz (2160p30) bzw. 24 Hz (4K24) begrenzt (Hz = Bilder pro Sekunde, FPS). Für die meisten Kinofilme ist das ausreichend. Sportveranstaltungen und Filme mit schnellen Action-Szenen benötigen schon 60 Bilder in der Sekunde, um eine ruckelfreie Übertragung von Ultra-HD zu ermöglichen. Für 2160p60 bzw. 4K60 ist deshalb HDMI 2.0 erforderlich.

HDMI 2.0

Obwohl es HDMI 2.0 schon länger gibt, muss nicht jedes Gerät, Grafikkarte oder Computer HDMI 2.0 beherrschen. Und dann braucht man auch noch spezielle Kabel, die für HDMI 2.0 geeignet sind.

HDMI 2.0a

HDMI 2.0a (mit „a“) sagt aus, dass die HDMI-Schnittstelle Bilder mit hohem Kontrastumfang ausgeben kann. Man bezeichnet das als High Dynamic Ragen (HDR). Dieses echte HDR darf man nicht mit dem gleichnamigen 3D-Effekt verwechseln. Der simuliert diesen Eindruck nur.

HDMI 2.1

HDMI 2.1 bringt höhere Auflösungen, dynamisches HDR und eine variable Bildfrequenz. Unterstützt wird eine Auflösung von 8K (7.680 x 4.320 Pixeln, 4320p) und mit DSC 1.2 auch komprimierte Videodaten mit 10K (10.328 x 7.760 Pixeln).
Interessant ist das eigentlich nur für zukünftige High-Frame-Rate-Filme, Action-Videos, Games und Virtual-Reality-Anwendungen.

HDMI-Steckverbindung (Stecker und Kabel)

HDMI-Stecker	Mini-HDMI-Stecker	Micro-HDMI-Stecker

Mit einem einfachen Adapter kann man den Mini- und Micro-HDMI-Kabel zum normalen HDMI-Kabel machen.
Für die Autoindustrie gibt es spezielle Steckverbinder (Automotive Connection System), damit die Stecker einen besseren Halt haben. Sie sind den widrigen Verhältnissen angepasst und sorgen für eine höhere Betriebssicherheit.

Die HDMI-Spezifikation stellt bestimmten Anforderungen an die Kabel und Steckverbinder. Bezogen auf die Datenrate und Bandbreite müssen Kabel und Material eine entsprechende Verarbeitungsqualität haben.
Für die elektromagnetische Verträglichkeit sorgen geschirmte und verdrillte Adernpaare.
Damit die Signalpegel auf der Empfangsseite verarbeitet werden können, ist die Länge der Kabel auf 2 oder 3 Meter begrenzt. Abhängig vom Kabeltyp wäre eine Kabellänge von 10 Meter denkbar. Bei größeren Entfernungen braucht man einen geeigneten Verstärker (Extender).

HDMI-Kabel

Ein gutes HDMI-Kabel macht sich nicht zwangsläufig am Preis fest. Damit sich ein HDMI-Kabel für 4K-Übertragungen eignet sollte die Verpackung mit "4K", "UHD" oder "2160p" gekennzeichnet sein. Wenn das nicht klappt, dann liegt es am TV-Gerät und nicht am Kabel. Wenn ein TV-Gerät mehrere HDMI-Eingänge hat, dann kann man die der Reihe nach ausprobieren. Eventuell funktioniert ein Kabel an einem anderen HDMI-Eingang besser.

Für HDMI 2.1 wurde eine neue Kabelkategorie mit einer Bandbreite von bis zu 48 GBit/s (48G-Kabel) eingeführt. Diese Kabel sollen rückwärtskompatibel sein, um sie mit älteren Geräten benutzen zu können.

Leistungsmerkmale

Die erste HDMI-Version stammt vom Dezember 2002. Von da an wurde die Schnittstelle um weitere Funktionen und Bandbreitenerhöhungen ergänzt. Beispielsweise neue Audio- und Videoformate, sowie 3D-TV. Aber auch um Gerätesteuerung, sowie die Prüfung der Kabellänge der HDMI-Verbindung.

Ein besonderes Merkmal ist, dass alle neuen HDMI-Versionen zu den Vorgängerversionen abwärtskompatibel sind. Die meisten Leistungsmerkmale sind optional.

Es folgt je eine Kurzbeschreibung der wichtigsten Leistungsmerkmale von HDMI.

• Kopierschutz: HDCP (High Bandwidth Digital Copy Protection)
• Rechteverwaltung: DRM (Digital Rights Management)
• Gerätesteuerung: CEC (Consumer Electronics Control)
• Netzwerk: HEC (HDMI Ethernet Channel)
• Audiorückkanal: ARC (Audio Return Channel)
• ACE (Automatic Content Enhancement)
• ...

CEC - Consumer Electronics Control

HDMI hat eine Infrarot-Übertragungsstrecke für eine universelle herstellerübergreifende Fernbedienung. Dank CEC (Consumer Electronics Control) und AV.Link kann man alle über HDMI verbundenen Geräte mit nur einer Fernbedienung steuern.

HEC - HDMI Ethernet Channel

HDMI Ethernet Channel (HEC) ist ein in die HDMI-Schnittstelle integriertes Ethernet mit 100 MBit/s. Es dient als Rückkanal vom Wiedergabegerät (Flachbildschirm, Lautsprecher, Projektor, etc.) zum Abspielgerät (Tuner, Recorder, Player, etc.). Dafür benötigt man ein neues HDMI-Kabel. Ethernet braucht verdrillte Adernpaare, um externe Einflüsse durch magnetische Wechselfelder zu verringern. Normale HDMI-Kabel sind dafür zu störanfällig. Die neuen Kabel werden als "Standard-HDMI-Kabel mit Ethernet" oder "High-Speed-HDMI-Kabel mit Internet" bezeichnet.
Jedes HDMI-Gerät kann als Ethernet-Hub für andere HDMI-fähige Geräte dienen. Auch im Standby-Betrieb funktioniert die Hub-Funktion.
Leider wird ein integrierter Ethernet-Kanal von kaum einem Gerät unterstützt.

ARC - Audio Return Channel

ARC ist ein Audiorückkanal der die Möglichkeit bietet die Digital-Audio-Signale vom DVB-Tuner im Fernseher an den Audio/Video-Receiver oder Verstärker weiterzuleiten. Das ist notwendig, wenn man das Audio-Signal über eine externe Soundanlage ausgeben will. Bisher musste dazu ein separates SPDIF-Kabel verlegt werden.

ACE - Automatic Content Enhancement

Abspielgeräte signalisieren dem Fernseher, welche Art von Inhalten abgespielt werden. Man unterscheidet zum Beispiel zwischen Filmen, Digitalbildern und Spielen. Auch auf 3D-Videos und 4K-Übertragung ist ACE vorbereitet.
Je nach Inhalt kann der Bildschirm die Helligkeit, Kontrast und Farben an die darzustellenden Inhalte anpassen. Beispielsweise gibt es zusätzliche Farbräume für Bilder von Digitalkameras.

Energieversorgung

Auf Pin 18 der HDMI-Buchse erfolgt eine 5-Volt-Versorgung. Doch nicht jedes Notebook oder Tablet liefert ausreichend Strom per HDMI. Anders Fernseher, an denen sich TV-Streaming-Sticks ohne Probleme betreiben lassen.

Wireless HDMI

Einen Wireless-HDMI-Standard gibt es nicht. Allerdings existieren verschiedene Lösungen, um ein HDMI-Kabel zu ersetzen.

• Wireless Home Digital Interface (WHDI)
• Wireless HD
• Miracast

DisplayPort vs. HDMI

DisplayPort ist vor allem in der PC-Branche relevant, insbesondere im Gaming-Bereich und bei professionellen Anwendungen. HDMI dagegen ist vor allem im TV-Bereich und bei Low-Cost-Geräten dominierend. DisplayPort unterstützt höhere Auflösungen und höhere Bildwiederholfrequenzen. Technisch ist DisplayPort dem HDMI überlegen.
Viele Grafikkarten haben oft mehrere DisplayPort-Anschlüsse, während nur ein HDMI-Anschluss vorhanden ist. In Notebooks, Tablets und Smartphones wird DisplayPort über USB-C als Alternate Mode unterstützt, während nur bei Notebooks ein separater HDMI-Anschluss vorhanden ist. HDMI hat hauptsächlich in Low-Cost- und Consumer-Geräten die Oberhand. Hier ist es oft wichtig, dass das Notebook an einem Fernseher anschließbar ist.
HDMI in Grafikkarten und Computers sind nur dann von Bedeutung, wenn man sie an Fernsehern und Beamern anschließen muss.

Übersicht: Schnittstellen für Bildschirme/Monitor

• Bildschirm-Anschlüsse / Grafik- und Videoschnittstellen
• MHL - Mobile High Definition Link
• VGA-Anschluss
• DVI - Digital Visual Interface
• DisplayPort
• UDI - Unified Display Interface

Weitere verwandte Themen:

• Grafikkarte
• Kopierschutzkette
• AACS - Advanced Access Content System
• Bildschirm / Monitor
• Projektoren / Beamer
• HDR - High Dynamic Range

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