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Tour d’horizon des connectiques vidéo

2 : Le concurrent DisplayPort 3 : Quel câble pour tout ça ? 4 : Thunderbolt, USB C... quand le DisplayPort joue au coucou 5 : Le cas des smartphones 6 : L'avenir : plus de câbles ?

HDMI, DisplayPort et compagnie…

Avant, brancher sa télé ou son écran d’ordinateur était assez simple. Pour chacun, une prise était présente à coup sûr : la péritel ou le VGA. Mais avec l’avènement des écrans LCD, puis des écrans HD, la donne a changé : il a fallu s’habituer au DVI, puis au HDMI. Une situation plus complexe, mais encore à portée du profane. L’arrivée de la 4K Ultra HD a encore tout bouleversé et créé de nouveaux problèmes. Deux prises HDMI cohabitent pour la 4K, mais seule une permet d’en profiter pleinement. À défaut, il faut passer par le DisplayPort, mais là encore des précautions s’imposent. Et si on veut y brancher un smartphone, c’est comment ? Et doit-on acheter un câble spécial 4K ? Et puis c’est quoi cette histoire de Thunderbolt ? Et l’USB dans tout ça ? Voici un petit guide que nous espérons exhaustif pour ne plus se perdre dans la jungle des connectiques vidéo.

Image 1 : Tour d'horizon des connectiques vidéo

L’hydre HDMI

HDMI rime avec TV HD. La connectique fut en effet conçue et lancée pour la génération de téléviseurs haute définition, qui ne pouvaient se satisfaire de la vieille péritel. Numérique, l’interface HDMI a aussi comme atout de véhiculer le son en plus de l’image. Grâce à ses atouts techniques et au soutien des nombreux fabricants de téléviseurs qui ont participé à son développement, le HDMI s’est imposé en un rien de temps dans nos salons.

Image 2 : Tour d'horizon des connectiques vidéoLors de son introduction, en 2002, le HDMI offrait une bande passante calculée pour satisfaire un écran Full HD : presque 4 Gbit/s pour la vidéo, plus 37 Mbit/ pour huit canaux audio 24bits 192 kHz.

Ça, c’était le HDMI 1.0. Vint ensuite le HDMI 1.1, en mai 2004, qui apporta la compatibilité avec le format DVD Audio. La spécification HDMI 1.1 introduisit également la fonction HDMI CEC (Consumer Electronic Control) qui transporte via la câble les signaux de télécommande afin qu’un appareil HDMI puisse en contrôler un autre.

En août 2005, le HDMI 1.2 ajouta le support des flux audio 1 bit comme le DSD utilisé sur les SACD et une meilleure prise en charge des PC comme source, leur permettant notamment d’utiliser l’espace colorimétrique sRGB habituel en informatique en plus du YCbCr plus répandu dans les téléviseurs.
Le HDMI 1.2 fut suivi d’une révision mineure, le HDMI 1.2a, qui n’apportait pas de nouvelle fonctionnalité.

En 2006, le HDMI connu une première révolution. Le consortium dégaina la norme 1.3, qui doubla la bande passante disponible : au lieu de 4,95 Gbit/s, un câble HDMI faisait transiter 10,2 Gbit/s. Comment ? Assez simplement : en augmentant la fréquence du signal , de 165 MHz à 340 MHz.

Pourquoi une telle bande passante ? Sans doute pour préparer l’avenir, l’arrivée des formats 3D et d’écrans 4K étant déjà prévisibles à moyen terme. Mais dans l’instant, le HDMI 1.3 tirait parti de son débit pour prendre en charge des comme le transfert de flux Dolby TrueHD et DTS-HD Master Audio, deux formats audio haute définition, mais compressés sans pertes, sans aucun décodage – ce qui souvent appelé sur les appareils le bitstream. Grâce à cela il devenait possible de lire un contenu (par exemple un Blu-ray ou un HD-DVD) sur une source incapable de décoder ces flux audio : ils étaient tout simplement envoyés à un autre appareil relié en HDMI. Le HDMI 1.3 permettait enfin de gérer une colorimétrie étendue via deux nouveautés. D’une part l’encodage des couleurs sur 10, 12 ou 16 bits (au lieu de 8 bits à l’origine), fonctionnalité connue sous le nom Deep Color. D’autre part la possibilité d’utiliser un espace colorimétrique plus large, x.v.Color.

Passons quelques années pour arriver directement en 2009. À cette époque, la mode de la 3D vient d’être relancée et la 4K se fait plus concrète. Le HDMI 1.4 arrive donc avec un support de ces deux grandes nouveautés. Pour la 4K, le support ne nécessite pas de modification physique : la bande passante du HDMI 1.3 est suffisante pour supporter un flux 4K à 24 ou 30 Hz. Pour la 3D, le consortium HDMI définit plusieurs formats permettant d’envoyer les deux images nécessaires aux deux yeux (entrelacés, pleine résolution alterné haut-bas, côte à côte, etc.)  Toutefois, au maximum, ces formats ne permettent d’afficher en 3D qu’à 24 images par seconde.

Le HDMI 1.4 introduit également HEC, ou HDMI Ethernet Channel, c’est-à-dire un nouveau canal de données créant une connexion Ethernet 100 Mbit/s entre plusieurs appareils HDMI : utile pour partager une connexion à internet par exemple.
On note aussi l’apparition d’un canal de retour audio (HDMI ARC) qui simplifie le câblage : un écran peut par exemple recevoir les flux vidéo et audio d’une source et renvoyer uniquement le flux audio à une chaîne Hi-Fi.
Le HDMI 1.4 ajoute encore trois espaces colorimétriques supplémentaires, donc le Adobe RGB, bien connu des graphistes et photographes.
Enfin, le HDMI 1.4 introduit un nouveau connecteur, le micro HDMI.

Cette grosse mise à jour fut suivie par deux révisions plus succinctes. Le HDMI 1.4a ajoutait des formats 3D. Le HDMI 1.4b était encore plus intéressant : avec lui vient la possibilité d’afficher en 3D à 60 images par seconde par oeil, ce qu’on a souvent appelé la 3D 120 Hz.

La dernière grande mise à jour en date est le HDMI 2.0. Finalisé en septembre 2013, soit il y a plus de deux ans, cette norme peine encore à se répandre. Il faut dire qu’elle n’est utile que sur les écrans Ultra HD/4K. Le HDMI 2.0 porte ce numéro car il s’agit d’une grosse refonte technique. La bande passante se voit presque doublée à nouveau, passant de 10,2 Gbit/s à 18 Gbit/s sur un câble. Ceci est permis grâce à une augmentation de la fréquence du signal dans les mêmes proportions : de 340 MHz à 600 MHz.

Avec le HDMI 2.0, la norme devient enfin capable de gérer des écrans 4K à plus de 24 images par secondes. Le maximum autorisé pour le moment est un flux 4096 × 2160p à 60 Hz. Mais ce n’est pas tout. Le HDMI 2.0 fait aussi évoluer la qualité de l’image transmise avec la gestion d’un espace colorimétrique encore plus étendu (le Rec. 2020).

Image 4 : Tour d'horizon des connectiques vidéo

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Côté audio, de grosses évolutions sont aussi faites. Alors que toutes les versions précédentes ne prévoyaient que 8 canaux audio, le HDMI 2.0 aménage 32 canaux audio, afin d’accommoder les derniers formats comme le Dolby Atmos. Bizarrement, la fréquence d’échantillonnage audio maximale est doublée à 1536 kHz, sans que la bande passante dévolue à l’audio évolue. Autrement dit, le HDMI 2.0 peut faire passer un flux audio mono 24 bits 1536 kHz, ou stéréo 24 bits 768 kHz, ou huit canaux 24 bits 192 kHz (comme avant) ou trente-deux canaux 24 bits 48 kHz.

Image 5 : Tour d'horizon des connectiques vidéo
Le HDMI 2.0 ajoute quelques fonctions sympathiques. Il peut notamment véhiculer deux flux vidéo vers un même écran. Le cas typique d’utilisation serait l’affichage simultané des vues de deux joueurs concurrents. De même, le HDMI 2.0 sait transmettre jusqu’à 4 flux audio différents, ce qui permet à plusieurs personnes de visionner un même film en autant de langues différentes.

Depuis avril dernier, le HDMI 2.0 n’est plus la toute dernière version de la norme. Cet honneur revient au HDMI 2.0a, qui se distingue par un seul point : la compatibilité avec les contenus HDR qui sont appelés à se multiplier dans les années qui viennent.

Sommaire :

  1. HDMI, DisplayPort et compagnie...
  2. Le concurrent DisplayPort
  3. Quel câble pour tout ça ?
  4. Thunderbolt, USB C... quand le DisplayPort joue au coucou
  5. Le cas des smartphones
  6. L'avenir : plus de câbles ?