Делать это можно с различными целями: для удобного сёрфинга, если полноценного компьютера нет под рукой, для показа презентаций, а то и для просмотра фильмов прямо со смартфона или даже с онлайн-сервиса. Однако до сих пор не создано единого стандарта для вывода видео- и аудиосигнала на телевизоры, поэтому мы решили разобраться в том, как это всё-таки можно сделать и что для этого понадобится.
Одним из первых стандартов, который сделал возможным подключение смартфонов к большому экрану, стал High Definition Multimedia Interface (мультимедийный интерфейс высокого разрешения) или HDMI. Правда, когда в 2002 году HDMI только появился, о карманных устройствах речи не шло: стандарт в первую очередь предназначался для телевизоров и стационарных медиаплееров.
Позже, когда смартфоны и планшеты стали массовым продуктом, стандартный разъём HDMI был уменьшен, что привело к появлению двух новых видов разъёмов: mini-HDMI и micro-HDMI. Они обладают полной совместимостью со стандартным разъёмом, а подключать устройства с миниатюрными коннекторами к внешним дисплеям можно, используя либо специальные кабели HDMI⇔mini-HDMI и HDMI⇔micro-HDMI, либо обычный кабель HDMI⇔HDMI с нужным переходником.
Разработкой стандарта HDMI занимаются сразу несколько технологических компаний, в числе которых — Philips, Hitachi и Sony. Интересно, что каждый производитель выплачивает консорциуму за каждое устройство с поддержкой HDMI 4 цента или 15 центов, если не указан логотип стандарта. В 2002 году первая версия HDMI поддерживала передачу Full HD видео на частоте 60 Гц, 8-канального звука с частотой 192 кГц (24 бита) и обеспечивала максимальную пропускную способность 4,9 Гбит. С тех пор возможности HDMI непрерывно росли с вводом новых спецификаций: улучшалось качество передаваемого видео- и аудиопотоков, появилась поддержка 3D, была внедрена защита контента.
Последняя спецификация HDMI, HDMI 2.0, которая в скором времени должна приобрести большое распространение, поддерживает передачу видеосигнала в разрешении Ultra HD (3840×2160 пикселей) со скоростью 60 fps, либо Full HD (1920x1080 пикселей) в формате 3D, при этом возможен вывод изображения в новом соотношении сторон — 21:9. Новая версия стандарта также позволяет передавать качественный 24-канальный звук с частотой дискретизации до 1536 кГц. Общая пропускная способность кабеля HDMI 2.0 составляет до 18 Гбит/с.
К числу преимуществ HDMI относятся широкое распространение и отсутствие необходимости во внешнем питании при подключении устройств, а также свободный порт micro-USB, к которому можно подключать периферию. Главным недостатком HDMI по отношению к смартфонам, наверное, можно назвать необходимость в отдельном разъёме на корпусе устройства, что усложняет разработку гаджета и увеличивает его толщину. Этот недостаток был исправлен в стандарте MHL, который основан на HDMI и изначально разрабатывался с прицелом на мобильные устройства.
В состав консорциума по разработке Mobile High-Definition Link (мобильный канал связи высокого разрешения или MHL) вошли компании Toshiba и Sony, принимавшие участие в проектировании HDMI, к ним присоединились Samsung и Nokia.
MHL объединяет в себе функциональность интерфейсов HDMI и micro-USB: по HDMI можно передавать видео высокой чёткости и звук, а используя стандарт micro-USB — заряжать устройство. Спецификация MHL 3.0, принятая в конце лета 2013 года, позволяет передавать видео в разрешении Ultra HD с частотой 30 Гц, 7.1-канальный звук с поддержкой Dolby TrueHD и DTS-HD, а также заряжать устройства мощностью до 10 ватт. Первыми устройствами с поддержкой MHL 3.0 стали смартфон Sony Xperia Z2 и планшет Sony Xperia Tablet Z2, представленные на выставке MWC 2014 в Барселоне.
Все MHL-кабели обычно подразделяют на три вида. Первый и самый распространенный - небольшой переходник, на котором есть HDMI-вход для подключения HDMI-кабеля от телевизора, вход micro-USB для подключения внешнего питания (без этого вывод изображения просто-напросто не будет работать) и выход micro-USB для подключения к соответствующему разъёму смартфона. Этот способ универсален, но неудобен тем, что требует наличия помимо самого переходника ещё двух кабелей.
Указанный недостаток призван устранить новый тип MHL-кабелей, которыми можно напрямую соединять HDMI-выход телевизора и MHL-выход смартфона. Аккумулятор смартфона при этом заряжается непосредственно через HDMI-кабель, и устройство не требует внешнего питания, но такую возможность пока поддерживают далеко не все модели телевизоров.
Третий тип MHL-кабелей — эксклюзивная разработка компании Samsung, их можно встретить как в виде отдельных переходников, так и в составе других аксессуаров, например, док-станций. Главное отличие от стандартных MHL-разъёмов заключается в использовании дополнительных контактов — 11 пинов в коннекторе против стандартных 5 пинов micro-USB. Такое решение позволяет Samsung расширить функциональность стандарта MHL (например, появляется возможность подключать периферийные устройства), но делает несовместимыми без специальных переходников 5-пиновые коннекторы с 11-пиновыми устройствами, равно как и наоборот, 11-пиновые кабели со всеми остальными смартфонами.
Основной плюс комбинированного MHL разъёма по сравнению с “классическим” HDMI — отсутствие необходимости использовать в мобильных устройствах сразу два разъёма, а также возможность одновременной зарядки смартфона. Из минусов можно отметить невозможность одновременного использования USB-хоста и MHL, что делает невозможным подключение к гаджету, например, внешнего накопителя для просмотра фильмов. Такого недостатка лишены устройства и аксессуары Samsung, которые реализуют функциональность USB-хоста посредством MHL, но этот стандарт несовместим с другими MHL-устройствам.
Ближайший к MHL конкурирующий стандарт — разработка компании Analogix под названием SlimPort, которая, в свою очередь, основана на технологии DisplayPort, разработанной ассоциацией VESA.
Возможности SlimPort очень близки к спецификациям MHL: поддерживается передача 4K видео и 8-канального звука. По своему принципу работы SlimPort также практически неотличим от MHL: в качестве входа на смартфоне используется разъём micro-USB, а для подключения монитора или телевизора с поддержкой DisplayPort или HDMI потребуется специальный переходник, аналогичный тем, что используются с MHL.
Также существует SlimPort переходник с micro-USB на VGA, но это, скорее, экзотика, хотя кому-то может и пригодится.
Несмотря на такое количество сходств, разница между стандартами всё-таки есть. Во-первых, SlimPort не требует внешнего питания для смартфонов. Во-вторых, посредством SlimPort изначально реализована возможность работы USB-хоста — соответствующие устройства можно подключать непосредственно к переходнику SlimPort-HDMI. Ну, и в-третьих, SlimPort, равно как и DisplayPort, в отличие от HDMI, свободен от каких-либо патентных выплат.
Важно отметить, что SlimPort несовместим с MHL (несмотря на использование одного и того же разъёма micro-USB) и имеет меньшее распространение. На данный момент этот стандарт используется в последних устройствах линейки Nexus, в том числе Nexus 4, Nexus 5 и Nexus 7 (2013), а также некоторых хромбуках.
Все описанные до этого стандарты так или иначе подразумевали физическое подключением смартфона к телевизору, но сейчас многие производители стараются избавляться от проводов между устройствами. Одним из самых распространённых способов, который позволяет это сделать, стал разрабатываемый альянсом Wi-Fi и основанный на технологии Wi-Fi Direct стандарт Miracast, который появился сравнительно недавно, в 2012 году.
Miracast не требует наличия в мобильных устройствах никаких дополнительных передатчиков, кроме уже встроенного Wi-Fi модуля, а взаимодействие с телевизором может осуществляться как через встроенный Wi-Fi, так и через внешний донгл, подключённый к разъёму HDMI. Стандарт Miracast имеет высокую скорость работы, поддерживает передачу видео в разрешении до 1920х1200 пикселей (возможности передавать 4K изображение на данный момент нет) и 5.1-канального звука Dolby AC3.
Конечно, характеристики Miracast заметно слабее, чем у MHL или SlimPort. Но это нельзя назвать существенным недостатком: сегодня мало кому может потребоваться вывод на телевизор более качественного изображения, чем позволяет этот стандарт. Основным же препятствием для использования Miracast может стать несовместимость его реализаций в различных моделях смартфонов, телевизоров и донглов. Учитывая, что на данный момент стандарту Miracast нет и двух лет, можно надеяться, что уже в ближайшем будущем он догонит проводных конкурентов по характеристикам и станет универсальным.
Технология Wireless Display или, сокращённо, WiDi, разрабатываемая компанией Intel, подана в качестве альтернативы Miracast и, начиная с версии WiDi 3.5, с ним совместима. Характеристики передаваемого видео- и аудиопотоков также очень близки к Miracast: максимально разрешение видео 1080р и 5.1-канальный объёмный звук.
Работающий “поверх” Wi-Fi WiDi часто встречается в современных ноутбуках с процессорами Intel, но на рынке смартфонов и планшетов пока не приобрёл широкого распространения, прежде всего, из-за того, что таких гаджетов с процессорами x86 на полках магазинов пока не очень много.
AirPlay — проприетарная технология, которая была разработана компанией Apple только для собственных устройств, которые могут служить передатчиками контента. Принимать и воспроизводить контент можно либо через ТВ-приставку Apple TV, либо с помощью одного из множества совместимых устройств (среди которых есть медиаплееры, и музыкальные центры, и множество других гаджетов), которые сертифицирует сама Apple. Никакой дополнительной настройки со стороны пользователя при этом не потребуется — достаточно, чтобы оба устройства находились в одной локальной сети.
Изначально протокол AirPlay позволял только передавать видео- и аудиофайлы из соответствующих приложений на iPhone или iPod, но с внедрением технологии AirPlay Mirorring, которая впервые появилась в iPad 2 и iPhone 4S, стало возможным отображение на большом экране непосредственной картинки с дисплея смартфона или планшета. Это, к примеру, позволяет играть на большом дисплее, показывать презентации, работать с документами и выполнять множество других ранее недоступных действий.
В перечне упомянутых технологий особняком стоят протоколы Mirrorlink и CarPlay. Они, хоть и служат для подключения смартфонов к внешним дисплеям, предназначены не для использования с телевизором дома или на работе, а для связи с бортовой системой автомобиля.
Mirrorlink — общедоступный стандарт, который могут использовать производители смартфонов на любых платформах. Подключение к автомобилю осуществляется с помощью USB-кабеля, а на экране бортового компьютера при этом может отображаться как просто изображение с дисплея смартфона, так и оптимизированные для использования в автомобиле приложения.
Аналогичным образом работает CarPlay, за исключением того, что эта технология, как и AirPlay, строго проприетарна, и доступна только для мобильных устройств Apple, работающих под управлением iOS. При подключении iPhone или другого совместимого устройства к автомобилю становится доступным ряд адаптированных приложений, в том числе телефон, карты, сообщения и музыка. Управлять программами можно несколькими способами, в зависимости от того, предусмотрел ли их производитель автомобиля — с помощью сенсорного экрана бортового компьютера, с помощью кнопок на руле и приборной панели, либо голосом с помощью Siri.
Появление на рынке большого количества автомобилей с поддержкой Mirrorlink и Carplay стоит ожидать уже во второй половине 2014 года, а в дальнейшем внедрять поддержку этих протоколов намерено всё больше автоконцернов.
В рамках этого материала мы не можем рассмотреть все способы вывода изображения с экрана смартфона на телевизор или внешний монитор. Например, существуют различные приложения, позволяющие дублировать экран карманного устройства на мониторе, подключённом к ПК. Тем не менее, мы постарались рассказать о наиболее распространённых и универсальных способах, знание о которых окажется полезным, если вам понадобится показать на большом экране презентацию или просто посмотреть фильм прямо со смартфона. Надеемся, что статья помогла разобраться в переплетении различных стандартов и их иногда несовместимых спецификаций: каждый из описанных способов обладает рядом своих плюсов и минусов, поэтому советуем выбирать тот, который вам наиболее удобен и доступен.
Автор текста: Владимир Терехов
