HDMI: o que é e para que serve?

Introdução

Hoje você pode ter um "cinema em casa". TVs e monitores de vídeos atingiram níveis de qualidade e definição que, em um passado não muito distante, pareciam impossíveis. Colaborando com tamanha sofisticação está uma tecnologia que traz muita praticidade: o HDMI (High-Definition Multimedia Interface).

Estamos falando de um conector que está presente em TVs, monitores, projetores, notebooks e outros dispositivos usados para exibição de vídeos. O HDMI revolucionou o mercado audiovisual por permitir que um único cabo transmita vídeos e áudio de alta definição.

Mas como o HDMI funciona? Quais resoluções são suportadas pela tecnologia? O que versões como HDMI 1.4 e HDMI 2.1 trazem de diferente? É o que você descobrirá nas próximas linhas.

Se você quiser, pode ir direto a um dos tópicos abordados aqui:

- O que é HDMI?
- Funcionamento do HDMI: o papel do protocolo TMDS
- Conectores HDMI
- HDMI tipo A
- HDMI tipo B
- HDMI tipo C (Mini-HDMI)
- HDMI tipo D (Micro-HDMI)
- Cabos HDMI (Standard e High Speed)
- Do HDMI 1.0 ao HDMI 1.3
- O que é HDMI 1.4?
- HDMI 1.4a e HDMI 1.4b
- HDMI 2.0
- HDMI 2.0a e HDMI 2.0b
- HDMI 2.1: até 48 Gb/s
- O que é HDMI CEC?
- HDCP: para proteger o conteúdo
- HDMI ARC e HDMI eARC
- O que é função HML?

O que é HDMI?

O HDMI é um padrão de conexão de dispositivos desenvolvido especificamente para transmissão — combinada ou não — de conteúdo em áudio e vídeo. Por trás do seu desenvolvimento está um time de gigantes da indústria de eletrônicos, como Sony, Philips, Toshiba e Silicon Image (hoje, Lattice Semiconductor).

Conector HDMI
Conector HDMI

Você pode usar uma porta HDMI para, por exemplo, conectar o seu notebook a um monitor ou para ligar diversos tipos de dispositivos à sua TV: receptores de sinal, reprodutores de Blu-ray, videogames, câmeras digitais e por aí vai.

Como o cabo HDMI lida tanto com vídeo quanto com áudio, não é necessário ter um fio específico para cada coisa, como acontece em padrões antigos, como VGA e DVI.

HDMI - logotipo O conector do cabo HDMI também leva vantagem em relação aos padrões anteriores por ter tamanho reduzido e encaixe fácil, semelhante aos conectores USB.

No início, o HDMI teve dois tipos de conectores: o HDMI tipo A e o HDMI tipo B, com 19 e 29 pinos, respectivamente. O conector tipo A é, de longe, o mais implementado pela indústria. O tipo B não chegou a ser adotado. Você vai saber mais sobre cabos HDMI ainda neste texto.

Não termina aí: a tecnologia HDMI também oferece a vantagem de realizar transmissões de modo totalmente digital, permitindo que você tenha acesso a imagens de excelente qualidade em resoluções como 1080p e 4K.

Funcionamento do HDMI: o papel do protocolo TMDS

Um dos principais atributos do HDMI é o protocolo Transition Minimized Differential SignalingTMDS. Ele é importante porque, embora o HDMI trabalhe com sinal digital, isso não quer dizer que uma conexão do tipo permanece livre de falhas ou interferências.

O TMDS consiste em um método de codificação que protege o sinal de degradação à medida que ele passa pelo cabo. Isso é feito pela combinação de pares trançados de fios com uma técnica de comparação digital.

Funciona, basicamente, assim: o par de fios envia o sinal, mas, em um deles, o sinal é invertido; o dispositivo de destino recebe os dois sinais e os decodifica de modo que o sinal e o seu inverso sejam comparados para compensar perdas ou interferências detectadas.

Quando uma transmissão é iniciada, o TMDS intercala dados de vídeo (Video Data Period), dados de áudio (Data Island Period) e dados auxiliares (Control Period).

Três tipos de canais TDMS são usados em cada transmissão, consequentemente. A figura abaixo mostra os pinos do conector HDMI tipo A. Note que cada canal TMDS utiliza dois pinos. Há também um par de pinos utilizado para a frequência do TMDS (TMDS clock), além de um pino shield para prevenção de interferências.

Conector HDMI tipo A
Conector HDMI tipo A

Via Sinal
1 TMDS Data2+
2 TMDS Data2 Shield
3 TMDS Data2–
4 TMDS Data1+
5 TMDS Data1 Shield
6 TMDS Data1–
7 TMDS Data0+
8 TMDS Data0 Shield
9 TMDS Data0–
10 TMDS Clock+
11 TMDS Clock Shield
12 TMDS Clock–
13 CEC
14 Reservado
15 SCL
16 SDA
17 DDC/CEC Ground
18 +5 V Power
19 Hot Plug Detect

Conectores HDMI

O conector HDMI tipo A é tão presente na indústria que muita gente pensa que ele é o único padrão disponível para a tecnologia. Mas não é. Embora sejam pouco comuns, também podemos encontrar dispositivos com portas HDMI tipo C e D:

Conectores HDMI A, B, C e D
Conectores HDMI A, B, C e D (Imagem: Wikipedia)

HDMI tipo A

O conector HDMI tipo A é, de longe, o mais comum. Ele é composto por 19 pinos e possui duas curvaturas nos cantos inferiores para impedir encaixe incorreto. Possui tamanho padronizado de 13,9 x 4,45 mm.

HDMI tipo B

O HDMI tipo B foi desenvolvido praticamente ao mesmo tempo que o tipo A e tem o mesmo formato deste, só que com mais pinos: 25 em vez de 19. Além disso, seu tamanho é de 21,1 x 4,5 mm.

Seu grande diferencial é ter suporte a um esquema dual link que, como o nome indica, duplica a capacidade de transmissão da conexão.

Apesar disso, o conector tipo B acabou não sendo adotado pela indústria.

HDMI tipo C (Mini-HDMI)

Também chamado de Mini-HDMI, o HDMI tipo C, grosso modo, é uma versão reduzida do tipo A. O conector também tem 19 pinos, mas as suas dimensões são mais compactas (10,42 x 2,42 mm), o que o faz ser apropriado para dispositivos portáteis, como câmeras digitais e notebooks ultrafinos.

HDMI tipo D (Micro-HDMI)

O HDMI tipo DMicro-HDMI — consegue ser ainda mais diminuto que o HDMI tipo C: o conector mede apenas 5,83 mm x 2,20 mm, portanto, tem tamanho semelhante ao de um conector USB-C, por exemplo.

Por ser tão compacto, o HDMI tipo D é adequado a smartphones ou câmeras digitais compactas, por exemplo. A despeito das suas vantagens, o Micro-HDMI não é muito comum no mercado.

Conectores HDMI A, B, C e D
Conectores HDMI A, C e D (Imagem: HDMI Licensing Administrator)

Cabos HDMI (Standard e High Speed)

Cabos HDMI não são todos iguais. Você pode encontrar no mercado versões com diferentes tamanhos e preços. Um cabo simples deve ser suficiente para a maioria das aplicações. Mas pode haver equipamentos que trabalham com resoluções que exigem cabos um pouco mais sofisticados.

Existe uma padronização de cabos HDMI que, embora nem sempre seja seguida pelos fabricantes, ajuda bastante na escolha do tipo certo. São os cabos que, na embalagem, manual ou parte externa exibem um dos seguintes indicadores (pode existir outros, mas estes são os mais comuns):

  • Standard HDMI
  • Standard HDMI with Ethernet
  • High Speed HDMI
  • High Speed HDMI with Ethernet

Basicamente, o cabo Standard HDMI é preparado para suportar resoluções de até 1080i, por isso, opções do tipo costumam ser baratas. Eventualmente, cabos nesse padrão podem funcionar com resoluções mais elevadas, mas não há garantia disso.

Como você deve ter presumido, cabos High Speed HDMI suportam resoluções mais altas, como full HD (1080p) e até 4K.

Já os cabos com Ethernet (with Ethernet) são apropriados para aparelhos compatíveis com HDMI Ethernet Channel (HEC), uma especificação que permite que os dispositivos conectados a determinado equipamento tenham acesso à internet por meio deste. É o caso, por exemplo, de um set-top box que compartilha internet com uma TV.

Cabo HDMI Ultra High Speed
Cabo HDMI Ultra High Speed (Imagem: HDMI Licensing Administrator)

Note que você também pode encontrar cabos com dizeres como Ultra High Speed. Normalmente, eles dizem respeito a uma categoria de cabeamento chamada de 48G, uma alusão à largura de banda de 48 gigabits por segundo do HDMI 2.1 (você vai saber mais sobre isso logo mais).

Na prática, cabos Ultra High Speed pode lidar com resoluções como 4K, 5K e até 8K.

Se você ficou confuso com essas siglas, acesse esta explicação sobre 1080i, full HD, 4K, 8K e outras resoluções.

Do HDMI 1.0 ao HDMI 1.3

Assim como o USB ganha novas versões periodicamente (como o USB4) e o PCI Express fica cada vez mais rápido, o HDMI é atualizado com o passar do tempo para trazer aperfeiçoamentos ou recursos novos. Estas são as primeiras versões:

- HDMI 1.0: lançada em dezembro de 2002, a primeira versão do HDMI é caracterizada por utilizar cabo único para transmissão de vídeo e áudio com taxa de transmissão de dados de 4,95 Gb/s, frequência de 165 MHz e suporte a resoluções como 1080p em 60 Hz (o que significa que 60 frames ou quadros são exibidos por segundo). O HDMI 1.0 trabalha com até oito canais de áudio;

- HDMI 1.1: essa versão consiste, basicamente, no HDMI 1.0 incrementado com o padrão DVD-Audio. Lançada em maio de 2004;

- HDMI 1.2: essa versão marcou a compatibilidade do HDMI com telas para PCs (monitores). Também trouxe suporte a formatos de áudio do tipo One Bit Audio, usados em mídias como SACD (Super Audio CD), além de novos esquemas de cores. Lançada em agosto de 2005;

- HDMI 1.2a: apresentada em dezembro de 2005, essa revisão adotou as especificações Consumer Electronic Control (CEC) — você vai saber o que é isso ainda neste texto — e recursos específicos para controle remoto;

- HDMI 1.3: nesta versão, o HDMI passou a suportar frequências de até 340 MHz, possibilitando transmissões de até 10,2 Gb/s e resoluções como 1920x1080 pixels em 120 Hz e 2560x1440 pixels em 60 Hz. Além disso, o HDMI 1.3 permite a utilização de uma gama maior de cores e suporta padrões de áudio como Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio. Essa versão também introduziu o conector HDMI tipo C (mini-HDMI) e eliminou um problema de sincronização entre áudio e vídeo (lip sync). O HDMI 1.3 surgiu em junho de 2006;

- HDMI 1.3a e 1.3b: lançadas em novembro de 2006 e outubro de 2007, respectivamente, essas revisões trouxeram pequenas alterações nas especificações do HDMI 1.3.

O que é HDMI 1.4?

Apresentado em 2009, o HDMI 1.4 é uma atualização que trouxe tantos avanços em relação às versões anteriores que acabou sendo amplamente adotada pela indústria. Eis as suas principais características:

  • capacidade de trabalhar com resoluções como 4096x2160 pixels (via de regra, em 24 Hz), 3840×2160 (em 24 Hz a 30 Hz) — estas duas são consideradas 4K — e 1920x1080 pixels (em até 120 Hz — ou 120 quadros por segundo);
  • taxa de transferência de até 10 Gb/s;
  • compatibilidade com um número maior de cores;
  • suporte para canal de retorno de áudio (Audio Return Channel — ARC), assunto abordado mais à frente;
  • possibilidade de transmissão por meio de conexões Ethernet de até 100 Mb/s — o já mencionado HEC;
  • suporte melhorado à reprodução de imagens em 3D;
  • padronização para transmissão em veículos (para aparelhos de DVD de carros, por exemplo).

O HDMI 1.4 trouxe ainda uma padronização para os cabos (as especificações Standard HDMI e High Speed HDMI abordadas anteriormente) e oficializou a chegada do também já mencionado conector HDMI tipo D (micro-HDMI).

HDMI 1.4a e HDMI 1.4b

Sim, o HDMI 1.4 passou por pequenas revisões, embora elas não sejam muito relevantes. Anunciado em março de 2010, o HDMI 1.4a trouxe, essencialmente, suporte melhorado para conteúdo em 3D. Já o HDMI 1.4b surgiu em outubro de 2011 para trazer suporte a resoluções mais altas para vídeos em 3D.

A ironia aqui é que, no fim das contas, TVs 3D acabaram não vingando no mercado.

HDMI em um notebook
HDMI em um notebook

HDMI 2.0

O HDMI 2.0 foi anunciado em setembro de 2013 e traz, como grande diferencial, largura de banda de 18 Gb/s (gigabits por segundo). Graças a isso, o suporte a vídeos em 4K melhorou: transmissões nessa resolução e com frequência de 60 Hz passaram a ser compatíveis por padrão.

Outros atributos incluem compatibilidade com até 32 canais de áudio, suporte melhorado a conteúdo em 3D, possibilidade de fazer transmissões em proporção de tela 21:9 e acréscimo de extensões HDMI CEC (saiba o que é isso mais abaixo).

HDMI 2.0a e HDMI 2.0b

Apresentadas, respectivamente, em abril de 2015 e março de 2016, as revisões HDMI 2.0a e HDMI 2.0b trouxeram suporte ao High Dynamic Video (HDR), basicamente.

O HDR é um padrão que melhora a qualidade das imagens otimizando o contraste e exibindo cores mais vívidas, razão pela qual está cada vez mais presente em TVs e monitores de vídeo, por exemplo.

HDMI 2.1: até 48 Gb/s

É verdade que o HDMI 2.0 trouxe avanços consideráveis em relação às versões anteriores, mas é o HDMI 2.1 que promete fazer diferença em um mercado cada vez mais apegado às imagens de altíssima resolução: anunciada no começo de 2017, essa versão trabalha com largura de banda de até 48 Gb/s.

Essa característica torna o HDMI 2.1 capaz de transmitir vídeos em resolução 4K e 120 Hz (relembrando, 120 frames ou quadros por segundo) ou em 8K com 60 Hz. Resoluções como 5K e 10K também são suportadas.

O HDMI 2.1 chegou como uma extensão da versão 2.0 e, por isso, herda as características deste, incluindo o suporte ao HDMI CEC e aos mesmos tipos de cabos — não houve mudanças nos conectores.

Outras características do HDMI 2.1 incluem o suporte ao eARC (traz compatibilidade com padrões de áudio com efeito 3D, por exemplo; assunto abordado ainda neste texto) e ao HDR dinâmico (quando o HDR é aplicado quadro a quadro), que é base de padrões como Dolby Vision e HDR10+.

HDMI em uma TV
HDMI em uma TV

Você confere um guia completo sobre o HDMI 2.1 aqui.

O que é HDMI CEC?

O HDMI CEC pode ser tão útil que talvez você já tenha utilizado essa função sem conhecer esse nome. CEC é a sigla para Consumer Electronics Control, algo como Controle de Eletrônicos do Consumidor. A ideia é que você possa controlar mais de um dispositivo usando o mesmo controle remoto.

Imagine, por exemplo, que você tenha um receptor de TV por assinatura ligado à sua televisão. Com o HDMI CEC, você pode usar o controle do receptor para diminuir o volume da TV ou colocá-la no mudo, por exemplo.

Por meio do HDMI CEC também é possível contar com o modo de "reprodução em um toque". Com ele, basta inserir um disco Blu-ray no reprodutor para que a TV acione a conexão HDMI deste e comece a exibir o conteúdo, só para dar um exemplo; se a TV estiver desligada, ela ligará sozinha.

A reprodução em um toque é interessante para quando você tem vários dispositivos conectados à TV: se esse recurso estiver em ação, você não precisará usar o botão Source (ou equivalente) do controle remoto da televisão até encontrar a entrada HDMI correta.

Note que nem todo equipamento com HDMI tem suporte ao CEC, portanto, você precisa checar no manual ou na página do produto se esse padrão está disponível.

Via de regra, o HDMI CEC funciona mesmo entre dispositivos de fabricantes diferentes, embora exceções não sejam raras.

Outro detalhe importante: os fabricantes podem ter uma implementação própria do HDMI CEC e, por conta disso, batizá-las com outro nome. A Samsung, costuma usar as denominações Função Anynet e Função Anynet+. Já a LG usa o nome SimpLink.

HDCP: para proteger o conteúdo

Muita gente "torce o nariz" quando descobre o que o HDCP significa. Trata-se de uma sigla para High-Bandwidth Digital Copy Protection, protocolo desenvolvido pela Digital Content Protection com a finalidade de evitar captura ilegal de conteúdo — em outras palavras, combater a pirataria.

Seu funcionamento básico é assim: o source (dispositivo emissor, como um player de vídeo) se comunica com o sink (dispositivo receptor, como uma TV) por meio de um canal denominado Display Data Channel (DDC) para conhecer a sua configuração e obter um código de autenticação.

Normalmente, esses dados ficam armazenados em um chip denominado Extended Display Identification Data (EDID). Se o código de ambos os aparelhos forem compatíveis, o source obtém um novo código e o envia ao sink. O envio e recebido das informações de um dispositivo para o outro é feito com base nesse código.

Depois disso, o código passa a ser checado periodicamente. Se alguma anormalidade for encontrada com esse procedimento, a transmissão é interrompida. Isso pode ocorrer, por exemplo, se um terceiro dispositivo tentar receber os dados da conexão.

A indústria implementou esse esquema para evitar cópia ilegal de conteúdo de DVDs e Blu-rays, por exemplo. O problema é que, às vezes, o HDCP acaba bloqueando transmissões legítimas. Isso pode acontecer quando um dispositivo com HDMI não tem certificado para HDCP ou até tem, mas para uma versão antiga desse protocolo.

Em muitos casos, a solução para esse problema está na troca de cabo ou dos dispositivos usados para reprodução do conteúdo. Outra possibilidade é o uso de um conversor de versões do HDCP.

HDMI ARC e HDMI eARC

Até agora, este texto enfatizou os recursos de imagens do HDMI. Mas esse padrão também é capaz de transmitir áudio de alta qualidade, como você já sabe. O problema é que os alto-falantes da maioria das TVs são muito simples. É para superar essa limitação que o HDMI ARC entra em cena.

ARC é a sigla para Audio Return Channel — Canal de Retorno de Áudio, em tradução livre. Estamos falando de um recurso que surgiu com o HDMI 1.4 e permite que televisores, videogames, receptores de TV e outros dispositivos compartilhem equipamentos de som por meio da conexão HDMI.

Imagine que você tem um Xbox ligado à sua TV, além de uma soundbar. Graças ao HDMI ARC, o áudio oriundo do Xbox será reproduzido nessa soundbar em vez de sair pelos alto-falantes da televisão. Se você também tiver conectado à TV um aparelho de Blu-ray, por exemplo, o áudio deste igualmente sairá na soundbar.

HDMI ARC
HDMI ARC

Para isso, é necessário conectar o dispositivo de áudio (como um home theater ou uma soundbar) à porta HDMI ARC da TV. Se tudo estiver ok, todos os dispositivos que estiverem ligados às demais conexões HDMI do televisor terão o seu áudio reproduzido pelo equipamento de som.

A principal vantagem aqui é a melhora da experiência de áudio: o HDMI ARC é compatível com formatos de áudio de alta qualidade, como Dolby Digital 5.1 e DTS. Também é possível ajustar o volume do equipamento de áudio no controle remoto da TV, por exemplo.

Como já dito, o HDMI 2.1 trouxe também o HDMI eARC (enhanced ARC). Trata-se de uma versão melhorada do ARC (e retrocompatível com este) que suporta padrões de áudio ainda mais avançados, como Dolby Atmos e DTS:X, que geram som com efeito 3D (como se o áudio tivesse origem no ambiente em que você está). Padrões como Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio também são compatíveis.

O que é função HML?

Embora não seja uma prática muito comum, é perfeitamente possível conectar seu smartphone ou tablet (e outros dispositivos portáteis) à sua TV ou monitor por meio de uma conexão HDMI. Um jeito de fazer isso é usando a função MHL, sigla para Mobile High Definition Link, algo como Link Móvel de Alta Definição.

A ideia é permitir que a conexão seja feita de modo rápido e sem perda de qualidade. Para isso, é necessário usar um cabo MHL que, basicamente, se conecta ao smartphone ou outro dispositivo móvel por meio de sua porta USB (é preciso verificar se ela é micro-USB ou USB-C) e, na outra ponta, à tela via HDMI.

Graças à função MHL, é possível rodar um jogo no smartphone, mas exibí-lo na TV ou ligar um tablet a um monitor de vídeo para fazê-lo funcionar como PC (se ele contar com esse recurso), só para dar alguns exemplos.

A versão mais recente dessa tecnologia até a data de publicação deste texto, o MHL 3, traz compatibilidade com a função CEC mencionada anteriormente, suporta vídeos em 4K, trabalha com 10 W para alimentação elétrica (dá para recarregar o smartphone enquanto ele estiver conectado à TV) e trabalha com padrões de áudio de alta qualidade, como os já mencionados Dolby TrueHD e DTS-HD 7.1.

Note que, para usufruir da função MHL, você precisa se certificar de que essa tecnologia é suportada tanto pela sua TV (ou monitor) quanto pelo seu smartphone (ou outro dispositivo móvel). Em equipamentos mais antigos, pode ser necessário adquirir um transmissor MHL para a conexão funcionar.

Conclusão

Entender todos os pormenores do HDMI pode ser difícil, dada a quantidade de tecnologias e recursos associados a esse padrão para transmissão de vídeo e áudio via cabo.

Este guia foi escrito justamente para te ajudar nessa tarefa. Com ele, você pode assimilar mais facilmente as funções de HDMI que a sua TV oferece ou obter informações que te ajudarão a comprar um monitor, por exemplo. Por conta disso, vale a pena guardar este link para consultas futuras.

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Publicado em 14_07_2019. Atualizado em 31/08/2019.

Emerson Alecrim Autor: Emerson Alecrim
Graduado em ciência da computação, produz conteúdo sobre tecnologia desde 2001. É aficionado por TI, comunicação, ciência e cultura geek.
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