Interfejsy audio-wideo czyli jak podłączyć komputer do TV lub miniwieży?

Interfejsy audio-wideo czyli jak podłączyć komputer do TV lub miniwieży?

Teoretycznie każdy wie, że obraz i dźwięk z komputera do telewizora można przesyłać kablem HDMI, a typowe głośniki łączymy z naszą maszyną przewodami z końcówkami minijack. Nie są to jednak jedyne metody, a do tego nie zawsze najlepsze. Interfejsów audio i wideo jest bowiem całkiem sporo, w dodatku co nowsza wersja, to inne parametry przesyłania.

Razem czy osobno?

Przede wszystkim warto mieć świadomość, że istnieją interfejsy pozwalające na przesyłanie zarówno obrazu jak i dźwięku jednym kablem (HDMI, DisplayPort) oraz takie, które transportują wyłącznie obraz (np. D-Sub) lub dźwięk (np. S/PDIF). Jeśli chcemy na jednym urządzeniu mieć audio i wideo (monitor z własnymi głośnikami, telewizor, projektor z wbudowanymi głośnikami), to wygodniej posłużyć się kablem audio-wideo, a nie rozdrabniać na dwa osobne. Tym bardziej, że zarówno HDMI jak i DP (DisplayPort) to standardy cyfrowe, więc niepodatne na analogowe zakłócenia, co pozwala na przekazywanie szczegółowego sygnału wysokiej jakości.

Nawet w przypadku gdy dwa osobne urządzenia będą odpowiedzialne za obraz i dźwięk z komputera, warto do obrazu użyć DP lub HDMI, gdyż oferują jego najwyższą możliwą jakość. Do Full HD przy 60 Hz równie dobrze sprawdzi się starszy DVI, ale powyżej tych wartości zaczyna dostawać zadyszki. Trzeba jednak pamiętać, że gdy używamy DP czy HDMI do samego obrazu, komputer domyślnie najpewniej pośle też nimi dźwięk. Należy zatem wejść w opcje urządzeń do odtwarzania i przestawić sygnał audio na odpowiedni interfejs.

D-Sub, VGA, DE-15F

D-Sub to najstarsze ciągle używane gniazdo wideo. Nie tylko zresztą wideo, bo rodzina D-Sub to także gameport czy złącze drukarki LTP, tyle że ma wtedy inną konfigurację styków oraz długość wtyczki. W kontekście wideo używa się wersji DE-15F. Wideo przez D-Sub przesyłaliśmy już w latach ‘80, więc nie jest to najświeższe rozwiązanie. W dodatku analogowe, a obraz i tak jest generowany cyfrowo, więc dwukrotna konwersja analogowo-cyfrowa i sam przesył analogowym kablem powoduje zauważalną utratę jakości.

Złącze to bywa jeszcze montowane w nowych płytach głównych, kartach graficznych, laptopach czy monitorach. Teoretycznie powinno spokojnie działać przy popularnym Full HD (1920x1080px przy 60Hz odświeżania), bo oferuje nawet 2048x1536px z 85Hz, ale jego charakter skłania do porzucenia go na rzecz cyfrowego przesyłania danych. Unikniemy w ten sposób zakłóceń obrazu spowodowanych na przykład połączeniem przewodów (nawet długość kabla ma znaczenie dla jakości przesyłu). Wyświetlane treści są po prostu brzydkie i nieostre, jeśli użyjemy interfejsu VGA. W obecnych czasach ekranów IPS, OLED, cyfrowego HDMI i DP naprawdę widać różnicę.

DVI

Zdecydowanie nowsze złącze niż D-Sub. Zaczęto z niego korzystać w 1999 roku. Jest stosowane powszechnie do tej pory we wszelakim sprzęcie komputerowym, chociaż czasem już go brak w niektórych płytach głównych i kartach graficznych. W laptopach w zasadzie wymarłe i szybko wyparte przez HDMI (dłużej pozostało D-Sub będące nie raz w parze właśnie z HDMI). To już generalnie cyfrowy interfejs, ale łatwo można go przerobić na analogowy D-Sub dzięki taniej przejściówce, a nawet na HDMI.

Wyróżniamy kilka typów DVI. Najczęściej używane są DVI-D Dual Link (cyfrowo-analogowe) oraz DVI-I Dual Link (cyfrowe). Dużo rzadziej spotykane wersje to: DVI-D Single Link, DVI-I Single Link i DVI-A (wyłącznie analogowe). Oficjalnie obsługuje tylko wideo, ale niektóre karty graficzne potrafią też przekierować strumień audio w DVI przy podłączeniu przejściówki HDMI.

Zależnie od sygnału analogowego i cyfrowego oraz wersji dual link i single link, DVI posiada różne maksymalne parametry przesyłania sygnału. Dla uproszczenia ograniczmy się tylko do Dual Link. W przypadku cyfrowego sygnału oficjalnie rozdzielczości 1920x1080px oraz 1920x1200px oferują odświeżanie do 120Hz (chociaż istnieją też monitory z DVI 1920x1080px ze sprawnie działającym 144 Hz), a 2560x1600px do 60Hz. Powyżej niby daje radę, bo DVI działa nawet w 3840x2400px, ale tylko z niskim odświeżaniem 30Hz, co w praktyce jest już bezużyteczne. Za to analogowy sygnał z przejściówki zachowuje się podobnie jak ten bezpośrednio z D-Sub. Złącze ma już swoje lata i nie dorasta do pięt HDMI czy DP oraz nie przesyła audio, ale chcąc korzystać tylko z obrazu w Full HD nie odczujemy żadnego dyskomfortu. No chyba że przyczepimy się do samej wtyczki, bo ta jest większa niż końcówka HDMI czy DP, za to posiada (podobnie jak zwykle D-Sub) możliwość wkręcenia zabezpieczających śrubek w gniazdo. Co może okazać się zbyteczne, gdyż HDMI i DP są tak skonstruowane, że i tak pewnie się trzymają nawet bez przykręcania.

HDMI

Najpopularniejszy od lat standard dla sprzętu RTV, konsol do gier, a także komputerów. Jeśli macie dekoder TV, odtwarzacz Blu-Ray, laptopa czy HTPC, to najpewniej połączycie go z telewizorem właśnie dzięki HDMI. Wtyczka jest podobnych rozmiarów do DP i zdecydowanie mniejsza od D-Sub czy DVI. Poza tym w przeciwieństwie do dwóch ostatnich obsługuje też dźwięk, a nawet w pewnych wersjach dodatkowy strumień danych (połączenie Ethernet). Wracając jeszcze do samej wtyczki, to dostępna jest w trzech wariantach: pełnowymiarowym, mini i micro. Podobnie jak na przykład przy USB chodzi tylko o wielkość konektora, a nie parametry przesyłu i można ją w razie potrzeby zmieniać dzięki przejściówkom.

Pierwotnie produkty z HDMI wystartowały w 2003 roku z obsługą rozdzielczości pokroju Full HD (1920x1080px i 1920x1200px) o odświeżaniu 60Hz. W obecnie używanym sprzęcie raczej nie znajdziecie niczego starszego niż HDMI 1.3 (do 1920×1080px przy 120Hz lub 2560×1440px przy 60Hz), a nawet 1.4 (dodano obsługę 3D, 4096×2160px z 24Hz, 3840×2160px z 30Hz, i bez zmian 1920×1080px z 120Hz). Najnowszy szeroko stosowany wariant HDMI to 2.0b, który pozwala na oglądanie obrazu z HDR przy rozdzielczości do 4K i odświeżaniu 60Hz, a także na obsługę mniej typowych proporcji obrazu ultra panoramicznego. Pieśnią przyszłości jest dopiero wprowadzany HDMI 2.1, gdzie można przesyłać nawet kosmiczne 10K ze 120Hz odświeżaniem, ale zanim zobaczymy takie monitory i telewizory w większości domów, na pewno minie wiele lat.

Dźwięk jest tu przesyłany w zasadzie bez większych ograniczeń, przynajmniej jeśli chodzi o nowsze wersje HDMI. Każdy popularny sygnał, od stereo do przestrzennego dźwięku w standardach DTS czy Dolby, spokojnie przejdzie przez kable HDMI. Ważne, aby pamiętać, że istnieje kilka klas kabli HDMI, podobnie jak kabli sieciowych Ethernetu z wtyczkami RJ-45, które, zależnie od klasy, mogą obsługiwać maksymalnie np. 100Mb/s albo 1Gb/s.

W przypadku HDMI wyróżniamy następujące klasy: Standard HDMI (do 1920x1080px), High Speed HDMI (do 4K przy 30Hz), Premium High Speed HDMI (do 4K przy 60Hz). Każdy z nich, jeśli ma opcję Ethernet może również przesyłać dane tej sieci. Jest jeszcze egzotyczne najnowsze 48G od razu wyposażone w Ethernet i zgodne z HDMI 2.1 czyli 10K i 120Hz.

DisplayPort, DP

DP to standard o kilka lat młodszy od HDMI, bo wystartował w 2008 roku. Z punktu widzenia graczy najciekawszy, bo niezbędny do działania NVidia G-Sync (konkurencyjny AMD FreeSync nie musi mieć połączenia monitora koniecznie przez DP, część modeli zadowoli się HDMI). W przeciwieństwie do HDMI to typowo komputerowe złącze stworzone dla PC. Poza pełnowymiarową wtyczką, tak jak w przypadku HDMI mamy też mniejsze mini i micro.

Już w pierwszej wersji DP oferowało wsparcie ze sporym odświeżaniem Full HD 144Hz oraz 30Hz dla 4K, ale zainteresuje nas raczej dopiero nie tak stare 1.2, gdzie 1920x1080px może mieć aż 240Hz, a przy 4K zadowalające 75Hz (dodano podstawowe wsparcie 5K, czyli 30Hz). Kolejna edycja 1.3 to: 4K 120Hz, 5K 60Hz i 8K 30Hz. Najnowszy DisplayPort 1.4 podnosi odświeżanie WQHD i 4K do 240Hz, jak i 5K do 120Hz i 8K 60Hz (wszystkie najwyższe wartości już z kompresją DSC z racji braku zmian w maksymalnej przepustowości). Audio ma co prawda nieco mniejsze możliwości niż najnowsze HDMI, ale ciągle 8 kanałów 24-bit, 192kHz PCM nieskompresowany to dźwięk w pełni wystarczający przy domowym PC i gotowy do obsługi zestawów przestrzennego dźwięku 7.1.

Audio minijack

Mimo wycofywania złącza minijack z niektórych nowych smartfonów, to ciągle najpopularniejszy wtyk, jeśli mówimy o przesyłaniu samego dźwięku. Dostępny w niemalże każdym sprzęcie, uniwersalny. Każda wtyczka może przenosić po dwa kanały (czasem trzeci dla mikrofonu w telefonach czy niektórych laptopach), ale nie ma ograniczenia ich ilości. Np. mając przestrzenny zestaw głośnikowy 5.1, po prostu od karty dźwiękowej do głośników biegną trzy kable (lewy-prawy, centralny-subwoofer, lewy surround-prawy surround), a do zestawu 7.1 aż cztery przewody.

Historycznie to bardzo stare złącze. W wersji dużej (w komputerach i telefonach znaleźć można minijack, sporadycznie microjack) zadebiutował już w XIX wieku! Początkowo stosowany w centralach telefonicznych, od wielu lat, a nawet dekad po zmniejszeniu i dopracowaniu materiałów spotykany w zasadzie wszędzie. Jego wadą jest analogowy charakter. Im dłuższy przewód i gorszej jakości, tym więcej zakłóceń i zniekształceń w sygnale, w dodatku mogą pojawić się pętle masy. Mimo to w domowych warunkach przy w miarę dobrej jakości i niezbyt długich kablach nie powinno się słyszeć problematycznego dźwięku. Czasem można się spotkać z koniecznością podłączenia kabli audio minijack-RCA, kiedy np. starsza wieża czy kino domowe nie dysponuje minijackami.

S/PDIF (wtyczki TOSLINK i RCA)

Jest to powszechny w sprzęcie domowym standard cyfrowego przesyłania dźwięku. Korzysta z dwóch wtyczek – elektrycznego RCA (takie wyjścia posiadają pomarańczową barwę w sprzęcie) i optycznego TOSLINK. Kiedyś popularniejszą wtyczką było RCA, obecnie coraz więcej sprzętów, w tym lepsze karty dźwiękowe w komputerach, posiada odporny na zakłócenia światłowodowy TOSLINK. Mogą być przez niego transportowane informacje o dźwięku w zasadzie wszystkich popularnych formatów dźwięku stereo i przestrzennego 5.1 czy 7.1, z tym że audio przestrzenne musi być skompresowane (nieodczuwalnie dla ucha).

Atutem jest lepsza jakość dźwięku (nie trzeba sygnału cyfrowego przerabiać na analogowy i z powrotem na cyfrowy jak w minijacku czy pod kątem wideo D-Sub), brak konieczności stosowania kilku kabli dla dźwięku przestrzennego (przynajmniej do centralki głośników, bo od niej poszczególne satelity mają już osobne przewody) i (w wariancie TOSLINK, bo RCA ma już ograniczenia przy około 10-15 metrach) możliwość korzystania z dłuższych kabli bez utraty jakości. Co ciekawe TOSLINK mimo światłowodowego charakteru nie jest tak nowym złączem jakby się mogło wydawać, bo jego historia sięga 1983 roku.

A może bez kabli?

Niczym niezwykłym nie jest przesyłanie dźwięku poprzez Bluetooth. Wystarczy, że komputer posiada moduł Bluetooth i możemy go sparować z jakimś wyposażonym w Bluetooth głośnikiem czy miniwieżą. Nie ma już możliwości przesyłania wielokanałowego dźwięku przestrzennego, ale stereo będzie grało w porządku, jeśli mamy co najmniej Bluetooth 3.0 z obsługą AptX. Brak głośników z tym bezprzewodowym interfejsem można rozwiązać dokupując odbiornik Bluetooth audio, który podłączymy (zależnie od konkretnego urządzenia) do głośników przez minijack audio lub TOSLINK, RCA.

Coś mniej oczywistego to WiDi i Miracast. Poza dźwiękiem (do tego nie tylko stereo, ale przestrzennym) przesyła obraz. W najnowszej wersji nawet w 4K. Mając Windowsa 8.1 lub 10, jeden z nowszych procesorów Intela i adapter WiDi można podłączyć się do TV mającego odbiornik Miracast. Z racji bezprzewodowego przesyłu opartego na WiFi wadą tego rozwiązania (jak i z resztą Bluetooth, choć w mniejszym stopniu, bo sam dźwięk BT nie potrzebuje tak dużej ilości danych) jest podatność na zakłócenia, więc nie zawsze wysokie rozdzielczości będą wolne od artefaktów i przycięć obrazu.