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生活中不可或缺的神队友：USB-C连接器 不论是在居家生活还是日常工作中，USB-C连接器的高度泛用性无疑为现代人们带来了诸多便利，并在各种电子产品的应用上十分普及。这也进而让世界各国知名大厂，例如手机、笔电、显示器平板等制造商，甚或周边配件业者，皆不约而同地导入USB-C的相关应用。也因为如此，USB-C产品在这几年的变化和汰换速度可说是快得让人难以想象！ 而身为本文主角之一的USB-C HDMI Adapter(USB-C转HDMI转换器)即是当今相当受到消费者青睐的一款产品。作为一个可将USB-C讯号转换为HDMI讯号的转换器。USB-C HDMI Adapter允许用户将设备连接到可支持HDMI的显示器或电视，在更大的屏幕上进行投影，这对使用者旅行时在饭店观赏影音，或在会议室进行简报都非常方便。 HDR：极致细腻的影像显示技术 为了让消费者更容易识别和选择支持HDR功能的产品，尤其是在缺乏相应10K、8K、4K影音来源的情况下，「提供更真实影像的HDR技术」的营销要求逐渐成为TV与Monitor厂商目前主要的推广重点。透过Logo的标示，消费者可以更有信心地选择支持HDR的TV和Monitor，进而享受更高质量的影像体验。 至于什么是HDR呢？HDR即为高动态范围的英文缩写(High Dynamic Range)，HDR是一种显示技术，旨在提供更丰富、更真实的影像。相较于传统的标准动态范围(SDR)，HDR在影像上的呈现上不仅更加逼真。更在电视、显示器和影院等使用场景中被广泛应用。 如果要用一个简单的例子来说，相信大家在使用相机都应该有过类似的经验， 在拍暗的景色时要对焦才能拍得清楚，同样地，在拍亮的地方也必须对焦才能拍得清楚 。那么如果我们把这二张图中暗的地方跟亮的地方合并起来，是不是就能够在一张图中同时看到亮的地方跟暗的地方，那么这就是一张HDR照片。TV跟Monitor的HDR其实也是同样的原理，为了想得到跟HDR照片相同的高细节画质效果，因此会指定用至少10 bit以上来呈现更多色彩，包含使用的color space标准(例如BT.2020)，以及可达到的最大亮度及最小暗度，为使用者呈现出HDR所打造的精致影像体验。 目前推广HDR的著名国际组织有VESA (DisplayHDR)、UHDA和HDR10+。这些组织也都有发布相对应的Logo，方便用户在选购支持HDT功能等相关产品时能够轻易地进行辨识。 USB-C Dock & USB-C HDMI Adapter产品的HDR潜在风险 虽然上述提供的这三个国际标准都有推出对应的Logo验证测试，树立了「唯有通过验证的产品才能使用其Logo」 的规范做为质量把关的基线。但即便如此，产品的相关潜在风险仍然值得关注，特别是涉及支持HDR的USB-C Dock及USB-C HDMI Adapter等产品更是不得轻忽。若是无法在产品上市前检测并克服这些风险，轻者导致用户在产品实际应用上中遭遇到挫折，重者更会进一步影响打击到品牌形象和客户对产品的信任度。 多标准的复杂性 市场上存在HDMI和DisplayPort两种主流影音接口，且转换芯片让HDMI和DisplayPort之间的互相转换化为可能。然而，这可能导致不同标准之间的兼容性问题，尤其是在支持HDR的情况下。这样的混淆可能使得用户难以理解、配置和解决问题。 HDR显示问题 在使用支持HDR的USB-C HDMI Adapter时，使用者可能会面临到画面颜色差异和明暗度不均的等问题。这可能是因为装置之间的HDR讯号处理不正确，使得影像质量受损而导致。对于这样的观看质量和显示问题，用户势必会对产品感到失望、引发客诉。 品牌形象影响 使用者在遇到问题后，使用者可能不仅对该款产品感到不满，还可能对该品牌的所有产品产生质疑和不信任感。而持续的使用者负评和不满意度更会不断侵蚀着品牌形象，影响品牌在市场上得来不易的地位和声誉。 接着让我们一同来看一下，当使用者在使用这些支持HDR的USB-C Dock以及USB-C HDMI Adapter的实际应用上会发现什么样的问题。 通常我们会使用一个USB-C HDMI adapter，接着把 HDR显示器跟USB-C 笔电连接起来，进行HDR的影音播放，连接方式如下图示意。 而HDR的常见问题便是：使用者会看到HDR显示器的画面上发现颜色差异，或是明显的亮度变暗等问题，如同下图所显示的对照差异。 因此普遍上这些USB-C产品存在了下图的HDR应用风险。这会让使用者对于USB-C dock& USB-C HDMI 产生客诉，或是进而不信任该品牌所有生产产品，日后在选购时转而消费其他厂牌产品。 以上皆是针对USB-C Dock和USB-C HDMI Adapter等产品在开发和使用过程中可能遇到的潜在问题

HDMI 2.1应用的潜在问题 延续 HDMI 2.1带来的极致影音升级与常见问题(上) 文章所提到的，随着支持HDMI2.1技术的音响设备、串流平台、游戏主机、计算机显示适配器…等系列商品的到位，市场上已有许多消费者添购相关设备作使用。然而，以电视为中心的影音应用生态相对复杂，包含设备连接与影音格式的多样性，外加各式新功能设定的独特性…等等因素，造成实际使用后产生各式兼容性或是功能性的问题！ 以下将为大家说明，目前以电视为中心的HDMI2.1应用生态 有哪些常见的潜在问题 值得大家关注与留意! 以及相对应的百佳泰测试服务方案。 潜在问题一:4K 120Hz讯号相关 情境Ⅰ 游戏主机连接电视，切换游戏讯号输出设定从4K 60Hz调整为4K 120Hz后，电视显示黑画面。 情境Ⅱ 计算机连接电视做为屏幕输出，设定计算机输出分辨率4K 120Hz，并开启电视VRR，电视画面会有闪烁的情况发生。(4K 60Hz不会发生该问题) 潜在问题二：HDR相关 机顶盒连接Sound bar，Sound bar连接电视，机顶盒播放4K HDR影片内容，电视可以识别Dolby Vision。将电视关机再开机后，变的无法识别。 潜在问题三：eARC 相关 情境Ⅰ 设备与电视以并联方式连接，讯号源从游戏机切换至机顶盒后，播放支持ATMOS影片，声音无法透过Sound Bar输出，透过遥控器调整音量无音量信息显示。 情境Ⅱ 设备与电视以串联方式连接，输入源画面从机顶盒切换至电视后，电视播放支持ATMOS之串流影片，声音无法从sound bar输出。 潜在问题四：VRR相关 游戏主机连接电视，开启VRR功能后，游戏画面内容在黑色、暗部成像反而出现异常。 潜在问题五：ALLM相关 设定ALLM: On，将游戏主机连接电视后自动开启游戏模式，切换至其他讯号源后游戏模式仍然开启无法自动关闭。 潜在问题六：UI/UX 设计相关 现今电视普遍连接多样的HDMI CEC设备，对于用户来说在执行讯号源切换时希望能有便捷的输入源列表能自动侦测并显示包含连接设备类型、产品名称，并且能直接进行CEC控制。相关的设计与考虑是「智能」电视要非常重视的一环！以下提供案例做比较。 User Friendly Design Case: 讯号源列表与连接设备列表做整合，自动侦测并显示目前所有链接的设备与名称。 透过选单进入该输入源页面后，可直接控制该CEC设备。 Non-User Friendly Design Case: 讯号源列表无法自动侦测并显示目前所有链接设备与名称。( 切换至该设备输入页面仍无法CEC控制） 讯号源列表与CEC设备列表独立，需要另外 数个步骤 能层层进入到控制CEC相关设备之页面，对于使用者来说相当的不便甚至不知道如何进入。 讯号源清单 CEC设备清单与控制步骤 前面各项潜在问题与情境皆是由各大品牌相关设备的组合所发生的，如果在产品开发时期只用简单、少量的设备进行基本功能验证，将会很容易在产品上市后接获如雪花般飞来的客诉问题！

HDMI 2.1的介绍与应用生态 随着次时代游戏主机PS5、XBOX Series X/S的正式发表加上Netflix、Amazon Prime Video等影音串流纷纷释出高规格影片后，以电视为轴心的 HDMI 2.1 影音应用生态终于进入爆发成长期。相较于过去的改版幅度，HDMI 2.1才是真正为新时代的电视、家用游戏主机、扩大机/声霸…等媒体播放装置，带来了巨幅跃进的里程碑！ 然而随着支持HDMI 2.1的装置纷纷投入市场后，在实际应用上却也产生了相当多的问题! 在本篇文章中，我们将介绍这项跨时代影音规格的主要特点以及值得关注的潜在问题。 HDMI 2.1与HDMI 2.0的差异 超高速HDMI传输线 必须使用通过官方或合作机构认证的「超高速」(Ultra High Speed)HDMI传输线，才能支持全部HDMI 2.1标准功能。新的UHS传输线具备超低电磁干扰(EMI)，避免邻接装置于HDMI高速工作或高度负载时，受到影响而中断自身或接口设备的联机。 (图片来源：hdmi.org) 带宽达48Gbps、支持4K/8K/10K影像 HDMI 2.1采用了新的FRL架构，传送带宽由2.0的18Gbps大幅提升到48Gbps。因此可传送更高的 4K/120Hz 和 8K/60Hz 影像，甚至透过DSC压缩后最高可达10K/120Hz的影像。 动态HDR功能 改进Static HDR在单一整部影片中只能套用一种附加元数据的限制，HDMI 2.1透过「动态元数据技术」，使影片播放过程中的每一帧都能以理想的深度、细节、亮度、对比度和更宽的色域值显示。动态HDR增强内容可用于电影、视频、电视节目、视频和PC游戏以及VR。 eARC 增强音频回传信道 ARC和eARC主要差异在于带宽和速度。可以将带宽其视为一条水管， 高带宽代表比较大的水管，因此可传输较高的数据量。透过高频传输能让数字音频不需要经过压缩即可保有更多数据。因此，透过eARC频道，可支持如 Dolby Atmos、DTS:X 面向对象音频格式，享受戏院质量般的深度环绕音效。 VRR (Variable Refresh Rate-可变刷新率) 全新的可变刷新速率(Variable Refresh Rate)是游戏玩家众所瞩目的一项重大提升。VRR最主要作用是动态同步与讯号源(例如:游戏主机)画面相同的刷新率，原理如同推出已久的FreeSync或G-Sync相同，电视屏幕透过VRR可减少或消除画面延迟、抖动和撕裂问题，让画面表现更清晰、让游戏复杂场景的表现更加的流畅。 ALLM(Auto Low Latency Mode自动低延迟模式) 目前许多电视在影像设定中，都有一个「游戏」模式，除了改变色彩空间、色温、明亮度之外，更重要的是降低无论是透过计算机或家用主机输出游戏画面到电视上时可能产生的延迟。Auto Low Latency Mode 将过去使用者手动切换的麻烦，改以让电视或显示器，侦测所插入的 HDMI 2.1装置，全自动判断是否需要启动低延迟模式，省下了不少设定时间。 QFT(Quick Frame Transport-快速画面传输) HDMI 2.1 QFT技术以更高的速率传输每一帧，因此可以有效减少Display Latency、减少来源端和显示器之间的传输时间，提供更流畅的游戏体验。 QMS(Quick Media Switching-快速媒体切换) 现今的电视，通常会连接多个HDMI装置，想要切换讯号源时，常会出现黑画面。HDMI 2.1所增加的Quick Media Switching功能，就是为了解决这项问题。透过QMS支持，HDMI 2.1生态系装置在进行影像切换时，无论画面来源的分辨率、刷新率有任何改变或差异，都能够立即显示到屏幕上而不必等待，能在多设备间顺畅的切换。

TBT4 -TBT4认证包括针对轻薄型笔电（充电功率低于100W）， 必须至少有一个TBT4端口可以对笔电进行充电；也就是在45W供电下，可对笔电电池进行充电。有关此测项之问题，请联系GRL. USB－ USB-IF 宣布将于 2021年12月22日 终止 100W USB-C to USB-C Cable 的认证。 USB－ 即日起所有 USB PD 认证应参考协会释出之最新测试规范：USB Power Delivery Compliance Test Specification Rev 1.2，此规范即为前 PD 合并测试规范（PD Merged Test Specification）。 USB - 最新 Type-C ® Cable & Connector 规范中，修改了第三章节表格 3-1，详细变更内容请至 USB-IF 官网下载 "USB Type-C® Cable and Connector Specification Revision 2.1"。 DisplayHDR－ 由于可符合 VESA DisplayHDR 的产品越来越多，并且有更多的小面板产品可以实现 DisplayHDR 所带来的视觉效果，如：笔记本电脑、平板计算机、手机等，为了让小面板产品更能够被精准的量测DisplayHDR 的表现，VESA 在 DisplayHDR 1.1 CTS Errata 2 中增加了 4x3 的 Checkboard 测试条件。 免责声明 本资讯仅为便于参照而提供。本资讯不是且不应视为 USB-IF(USB Implementers Forum) /VESA之正式通讯。 产业动态 -因近年电动车市场蓬勃发展， 无线充电技术 的提升受到重视。目前全球有两大无线充电联盟，分别为 WPC论坛 （Wireless Power Consortium）与 AirFuel联盟 （原A4WP与PMA合并而成），两边所各支持的无线充电技术也不同；WPC论坛支持的QI标准称磁感应耦合，因安全性及稳定性高并具成本优势，是目前商用最为广泛的技术，但此技术支持的无线传输距离较短，并存在传输效率低且位置需固定的缺点；而Airfuel标准则为磁共振耦合，此技术可支持10~20公分以上较远程的传输距离，传输效率较高可达75%~90%，并可实现移动中充电的目的，但缺点则是成本过高、效率易不稳定且待机功率高。 - 南韩InterBattery 2021展会 顺利落幕，InterBattery展会由韩国电池工业协会和Coex共同主办，为韩国最大的 二次电池展 ，展品范围横跨二次电池区（镍镉电池、镍氢电池、NAS电池、锂离子电池等）、原材料区域（正负极材料、电解液电解质、离子水溶液等电池用制造装置与零部件）、机械装置区域（电池生产测试装置、生产技术）、电动车区域（充放电系统、电动车展示）、能量储存区以及研发专区，展会焦点除了电池三雄乐金能源解决方案LGES、三星SDI和SK Innovation外，更有世界各地200多间电池相关产业共同参展，为期三天的展会吸引超过三万人共襄盛举。越来越多企业纷纷宣布跨足电池领域，鸿海也于近期加入战局，表示希望可以在2024年量产固态锂电池，从各大厂积极的行动可以看出，未来电池市场的可观商机。

· Checkerboard测试目的主要是为了 检测背光板主动调光的能力 ，由于 True Black 要求更高的对比度，此时 Tconn 或 Scalar 的调光能力格外重要，它们需从讯号的数据分析来确认背光所需要亮度水平。 · 数据源：Summary of DisplayHDR Specs under CTS 1.1 HDR全名为High Dynamic Range高动态范围，所谓动态范围主要即指图像的亮度、对比度，而HDR相较于以往SDR (Standard Dynamic Range标准动态范围)可提供更为丰富的色彩范围、更为细腻的亮部及暗部细节，因此能够逼真地显示人眼所见之真实景象，获得栩栩如生的画面质量，如图(1)所示。 图(1) HDR 测试相关之专有名词 以下将针对DisplayHDR 1.1版本对于显示器之显示效能所定义的特性参数来进行说明，包含 亮度(Luminance)、黑阶(Black level)、主动调光(Active dimming)、色域(Color gamut)、位深度(Bit depth)、反应速度(Rise time)，以及亮度白点还原(Luminance and white point accuracy) ，其中屏幕分辨率、画面长宽比及音讯等与HDR性能无关的功能则不在DisplayHDR规格的讨论范畴内。 亮度 亮度(Luminance)测试，如表(1)，涉及三种不同情境：长时间小区域尖峰亮度、短时间全屏幕闪光亮度，以及全屏屏幕持续亮度。DisplayHDR 400、500、600、1000、1400等不同规格，后面数字代表显示器应能达到的峰值亮度水平，其单位为尼特(nits)，即烛光每平方公尺(cd/m2)。DisplayHDR 1.1版本中，小区域尖峰亮度测试(10% Center Patch Test)的中央白色方块将随机移动1%像素范围，显示器画面必须达到各规范的亮度水平且维持30分钟以上，而短时间全屏幕闪光亮度也必须达到相同亮度水平。此外，全屏屏幕持续亮度在30分钟内也不可低于规范所订制的亮度水平。其中，小区域尖峰亮度与全屏屏幕持续亮度两测项的理想测试时间应为整天，然而为节省测试时间，以30分钟作为替代，假定热影响会在30分钟之内发生，以确保电力输送的稳定状态。 表(1) 黑阶 黑阶(Black level)测试，如表(2)，即为原面板亮度与暗度之对比测试。DisplayHDR 1.1版本中，双边缘区域测试(Dual corner box)采用更大的边缘区域，使亮度与暗度的量测更为精准，以提高对于显示器之动态对比度的要求。其中，DisplayHDR 400/500 True Black的最大黑阶亮度标准为0.0005nits，相较于DisplayHDR 1000定义了100倍的黑阶标准，这是由于OLED显示器的自发光面板能够完全关闭不发光的特性，可呈现真正完美的黑阶。而DisplayHDR 1400的最大黑阶亮度标准为0.02nits，动态对比度相较于DisplayHDR 1000提升了3.5倍。 表(2) 主动调光 主动调光(Active dimming)测试，如表(3)，为DisplayHDR 1.1版本中新增的测项，为确保LCD显示器区域背光之调整能力。LCD显示器之背光模块可分为全局调光及区域调光两种，区域调光即将背光分为多个独立区域，使得显示器某些区域能够变得更亮，且在同时使其他区域变得更暗。由于区域调光可以更精确地控制显示器亮度，因此能够创造出更佳的对比度与动态范围效能。 此测试项目将测试显示器能否依据视频内容的实际亮度来对背光进行调光，而非仅当视频的元数据更改时才变暗。在不改变元数据的情况下，从白盒亮度为最高值到白盒亮度仅为5nits的棋盘，测试当峰值亮度大幅降低时，调光算法是否能实时降低背光功率。当背光功率降低时，棋盘黑盒的黑色亮度水平也会同时降低。如此便可降低显示器功耗并使显示器显示更黑的黑阶影像。至于DisplayHDR 400/500 True Black，由于OLED显示器并无背光模块，只要黑阶亮度不超过0.0005nits即可。 表（3） 色域 色域(Color gamut)测试为量测显示器可显示之颜色范围，包含了彩度与亮度范围。HDR的色域标准是BT.2020，其亮度范围可以从0.0005nit到10000nits，相比之下SDR色域标准BT.709的亮度范围仅为0.1nit到100nits。当画面图像显示范围超过BT.709所定义之范围时，显示器所显示的画面将呈现高光死白和暗部死黑等情况。BT.2020与BT.709两者之间色域范围差异，请参考下图(2)所示。 图（2） DisplayHDR1.1版本中，如表(4)，除原本的全屏颜色测试之外，新增了10%的色块测试，且将使用显示器的最大亮度以及DisplayID/EDID中的RGB原色值，因此运行系统时可显示更准确的色域。此外，也新增组合色度的亮度测试，用以验证全亮度下的全色容量。大部分的规格须能涵盖99%的BT.709色域标准以及90%的DCI-P3 CIE D65色域标准。其中，DisplayHDR 1400的色域显示范围更要求须达DCI-P3 CIE D65的95%以上。 表（4） 位元深度 位元深度(Bit depth)测试为量测显示器可显示之颜色数量。在SDR标准下，三原色的亮度被划分为256级(2的8次方)，即为8bit，表示所能显示的颜色种类数量为256*256*256种。而HDR标准下为10bit，所能显示的颜色种类数量为1024*1024*1024种。如图(3)所示，可以明显看出相较于8bit，10bit拥有更为细腻之颜色过渡。位深度测试将仿真最低位深度，由测试人员以视觉测试来确认结果。 图（3） 其中，由缩放控制器、图形处理器或频率控制器等输入至区域或全局调光处理单元的视频讯号皆须达10位。除DisplayHDR 400以外，其余规格之最低要求为使用8位驱动器配合2位抖色算法，达到至少10位的显像效能，而DisplayHDR 400则不可使用6位驱动器配合2位抖色算法来达到8位画质。因此，所有DisplayHDR规格皆须具备真实8位深度的效能。 表（5） 反应速度 反应速度(Rise time)测试为量测由最小亮度至峰值亮度所需时间，更准确的定义为由10%至90%峰值亮度之反应时间。透过分析背光对亮度变化的反应速度，将有助于避免图像在由黑转亮时所产生的延迟。由黑转白须在 8 帧画面当中完成，如表(6)，而 DisplayHDR 400/500 True Black则须在 2 帧画面当中完成，相当于画面由黑至白之反应时间提升四倍。其中需特别注意，此项量测之标准为显示器之更新率为60Hz。 表（6） 亮度及白点还原(Luminance and white pointaccuracy)测试，如表(7)，为DisplayHDR1.1新增的测项，用以检测显示器之亮度是否正确渲染，以确保可真实还原亮度与D65白平衡。对于使用PQ (Perceptual Quantizer)亮度分布曲线之显示器，确认其是否符合分布曲线尤为重要。此测项将量测在不同亮度下，显示器画面与D65白平衡以及PQ亮度分布曲线之误差值。 表（7） 综合以上所有测试项目，可知晓VESA对于支持HDR功能显示器之效能规范相当严谨，因此DisplayHDR之认证标章于市场上具有相当程度的公信力。目前VESA也致力于研究更为严谨且效能更为提升之新规范，以力求HDR显示器的发展与进步，由此可见往后更为贴近人眼所见画面之显示器将指日可待。 凡符合规范且通过认证的产品，便可使用VESA 所认可的DisplayHDR认证标志。其中，当产品符合DisplayHDR 400、500、600、1000、1400等规格时，可取得如图(4)所示之认证标志；符合DisplayHDR 400 True Black及DisplayHDR 500True Black等规格时，则可取得如图(5)所示之认证标志。 作者 GRL 台湾技术工程师 蓝婉甄 Nicole Lan 拥有四年多 DP 和 HDR 测试经验，擅长 DP、HDR、MIPI、Ethernet 等接口测试。