关于家庭影院5.1声道输入输出设置的研究心得 二、音频信号路由的连接方式

微博   微信 2017-10-07 10:25编辑     55评论
原文地址:http://vempx.net/archives/656.html


简介:本文介绍了输出设备、家庭影院功放及电视机三者之间的不同连接方式,不同连接方式之间的对比,音频输出格式的选择以及一些相关技术的拓展探讨。本文的内容和结论基于我自己的设备与实践,辅以查阅相关资料验证之后得出。主观上掺杂了部分我对于这些技术的理解,客观上不具备市面所有设备的实践机会,如有错误与疏漏还望大家不吝赐教。

二、音频信号路由的连接方式

1、旧式模拟回传

  在上古时代,可能存在着某些功放设备配备了模拟输入接口,也就是RCA口,也叫莲花口。这些设备一方面除了能将自己解码出来的模拟信号传输到喇叭上以外,还能把从外部直接输入的模拟信号也原封不动地传输到喇叭上。

  这种传输方式的优点就是简单粗暴,直接把外部模拟音频传给喇叭出声,不用去关心什么数字格式问题。当然缺点也很明显:线太多导致看起来乱七八糟的不好打理;因为传输的是模拟信号所以线的质量会影响音质;你可能插错线导致音频的映射(Mapping)出问题。

  这种方式实在是太原始了,我就不多说了,因为你想象一下:从功放输出到喇叭已经用了6条线,现在竟然还要再来额外的6条线接在功放的输入上,上帝啊!

2、SPDIF数字回传

  这个可能是使用得最多的方案了,下面我们来简单介绍一下SPDIF是什么。

  S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)全称是索尼飞利浦数字接口格式,它是一种用来传输数字音频信号的接口规范。SPDIF接口有两种常见的物理存在形式,一种是RCA接口的同轴线,另外一种是Toslink接口的光纤线。SPDIF可以承载2声道的LPCM信号或压缩过的5.1/7.1声道的环绕信号。LPCM就不多解释了,关于这个压缩过的信号有两种格式,一种是Dolby Digital(也叫AC3),另一种是DTS。

  这里来拓展讨论一下数字音频格式的话题。我们知道声音在自然界是以一种波的形式存在的,波是连续不断的,所以声音本质上来讲是一种模拟信号。模拟时代的内容我们就跳过不谈了,毕竟已经太老了,让我们直接进入数字时代。好的我们来到了数字时代,我们想通过数字的方式记录声音,那么该怎么做呢?于是聪明的工程师想到了点子,我们来设计一种编码方式,用这种方式可以把连续不断的模拟信号记录为离散的数字信号,于是PCM编码就诞生了。简单来说PCM编码有两个重要的指标,即采样率(Sample Rate)和位深(Bitdepth),那么这两个指标代表什么意义呢?我们来看一张图。

  在这张图中,红色的线表示原始的模拟音频信号,横坐标代表采样率,纵坐标代表位深,灰色的部分为数字化采样之后的数字波形。相信你已经看出来了,原始波形是非常平滑的正弦波,但是数字化之后就变成了锯齿波了,不够贴近原本的样子,那怎么办呢?很简单,提高采样率和位深就行了。所谓采样率就是每秒记录多少次,位深就是每次用多少位的数据长度来对这一次的采样结果进行表达。采样率越高,记录出来的波形就越贴近原始的样子,位深越高,则能表达的波形振幅范围就越宽。我们日常生活中最常见的CD格式就是44.1K/16bit,指的是每秒钟采样44100次,每次采样的结果使用16bit的数据长度进行记录。为什么是44100呢?因为人耳的听力上限是22050Hz,所以采样率用44100就可以记录这个频率以内的所有声音了(想想看为什么?)。

  PCM介绍到这里,我们就再来聊聊码率的概念。和视频一样,音频也有码率,所谓码率就是每秒钟的数据量。PCM的码率遵循一个很简单的计算公式:

  PCM码率 = 采样率 x 位深 x 声道

  举个栗子:CD的规范是44.1K/16bit Stereo,那么CD的码率就是44100 x 16 x 2 = 1411200bps,相信更多的时候你看到的写法是1411Kbps。

  那么为什么我们要讨论码率呢,是因为这涉及到一个更重要的话题,那就是带宽。什么是带宽呢,简单来讲就是每秒能够传输的数据的量的多少。比如你家上网的带宽是100Mbps,就代表理论上你的下载速度最多最多能达到每秒100Mbps,换算成字节的话就是12.5MBps。传输网络信号的带宽如此,传输音视频信号的带宽亦然,所以翻回头来看SPDIF,为什么立体声就可以使用无损的LPCM,而5.1/7.1就必须用有损压缩的Dolby Digital或DTS,就是因为SPDIF自身的带宽限制。事实上Dolby Digital和DTS目前都有了无损压缩的版本,分别叫做Dolby True-HD和DTS-HD。在它们最新的无损格式里,都内嵌了有损核心(Core),为的就是兼容SPDIF。

  那么使用SPDIF进行回传有什么优点呢,最直观的优点大概就是清爽吧,毕竟只需要一条线就可以搞定5.1/7.1。其实SPDIF还有另外一个技术上的优点,就是音质好。因为SPDIF传输的并不是模拟信号而是数字信号,数字信号不太会受到线缆自身问题而产生的干扰变得失真,而且数字信号传到功放里之后,再由功放进行解码,相信要好于外部源设备自身的解码效果。再多说一句,所谓的解码是把数字格式转换为模拟格式的过程,毕竟最后能让喇叭出声的信号还是模拟信号。

  SPDIF的缺点也很明显,带宽不够大,立体声内容可以传输无损的LPCM,但是5.1和7.1就不得不使用有损编码了。

  OK,到这里我们休息一下,让我们回顾一下已经聊了什么。我们说了模拟信号和数字信号的区别,数字信号的特点以及两种外部源设备与功放的连接方式。等等,如果我有多个外部源设备该怎么办?我有HTPC,我有PS4,我有Xbox,我有……我想把这些设备的音频都送到功放里我该怎么办?是的,SPDIF看起来很美好(尽管它有带宽不够高的问题),但是绝大多数的功放只提供了一个SPDIF输入口(或许有提供两个的,但是我真的没见过提供更多的),所以实际操作上你可能需要经常去插拔SPDIF线,这很烦人。

  那么,欢迎来到HDMI的时代。

3、配备多个HDMI输入接口的功放

  欢迎回到现代文明社会,让我们来看看现在的功放都有 什么新花样。随着HDMI接口一统客厅(电脑那边则是DisplayPort接口),很多事情都变得简单了起来,比如配备多个HDMI输入接口的功放。如果你的家庭影院是这样的,那么恭喜你,你只需要把外部源设备的HDMI输出接到功放的HDMI输入上,功放的HDMI输出接电视就可以搞定一切了。这时功放会把外部源设备的音频信号解码之后送到喇叭里,视频信号则直接丢给电视机,而且你还能很方便的使用遥控器切换不同的外部源输入!而且随着HDMI新版本的发布,终于摆脱了SPDIF带宽不足的问题,在HDMI2.0规范里你甚至可以传输32声道,192KHz采样率的音频,WOW!!

  别急着高兴,我不得不泼几盆冷水。这种方式看起来很完美,但是也存在着一些问题。1、功放的HDMI输入口再多也多不过电视,当你的外部设备数量庞大的时候,功放的输入口也是捉襟见肘的。2、你不得不一直开着功放,哪怕是在夜深人静你只能用电视机自带的喇叭看球赛的时候。更正:现在有的功放有HDMI待机直通功能,不需要打开也可以把信号传输到电视上(感谢@koenyeap)

  但是这些缺点有点吹毛求疵了,毕竟这种连接方式基本上能够完美满足绝大多数人的需求了。

4、HDMI ARC回传

  这个ARC其实完全不是什么新鲜东西,我们来简单介绍一下。HDMI ARC(Audio Return Channel)是在HDMI 1.4版中加入的功能,它的作用是通过功放输出到电视的这条HDMI线,反向把电视的音频回传给功放。

  举个栗子,现在的智能电视内置了各种App可以看大片,那么这时电视自己就是源设备,该如何把音频回传到功放上?传统办法是你可以用一根SPDIF线来搞定,但是如果你的电视支持ARC功能,功放也支持ARC,那么你就可以省去这条SPDIF线,直接用HDMI就可以了。也就是说,本来从功放的HDMI输出口到电视的HDMI输入口的这条线,除了承担把功放的视频信号送给电视的工作以外,还额外的承担了把电视的音频信号送给功放的工作。你不仅可以把电视App里面的声音送回给功放,你甚至还可以把电视其他HDMI接口连接的设备的声音也送给功放。

  那么相对于上面第三种连接方式,HDMI ARC则解决所有问题。你不必一直开着功放,关了它你就可以使用电视机自己的喇叭而且不影响视频,并且电视机的输入口远多过功放,你所有的设备都有着落了。

  那么是不是这一切都完美解决了呢,其实并不然。ARC功能的通道带宽和上面说的HDMI那么夸张的音频带宽是两回事,ARC使用了独立的通道,本质上来讲它的带宽和SPDIF没什么区别,能传输的格式和SPDIF也是一样的,所以你大可以理解为ARC就是把一条SPDIF线内嵌到HDMI里了,那么未来ARC能不能使用HDMI的全部带宽呢,我不知道……

  而且ARC功能还有一些兼容性的问题,如果你想使用ARC,那么尽量选择同样品牌的电视和功放,这样可以最大限度的避免不兼容带来的尴尬。这里罗列了近些年常见的电视对于音频回传功能的测试,可以参考一下,当然实际上还是要看具体产品的参数指标。

评论
吼吼吼,全给♂ 党

不错,涨知识了
zwbiao 2017-10-06 22:13修改

收获就是头一回知道5.1声道,以前根本没在意过
sean_hyneman 2017-10-06 22:17修改
这方面我也有疑惑,玩游戏时,用家里的电视光纤口跟5.1音响连接,不管怎么调音响都没声音,只有通过PS4光纤口连接音响才有声音。
pq123www 2017-10-06 22:39
@pq123www 找一下电视的说明书,看看它是如何描述光纤接口规格的
vempx_hk 2017-10-06 22:42
我是机子hdmi到电视,电视optical到5.1家庭环绕音响,这样会损失音质吗?
ni_ya_sha_bi 2017-10-06 22:48
好贴
personadisaster 2017-10-06 22:53
@ni_ya_sha_bi 全程数字是不会有损失的
vempx_hk 2017-10-06 23:05
涨知识好帖,收藏再看
soap-miko 2017-10-06 23:31
PS4,PS3和电脑全部用光钎接到罗技906上,效果很不错。
yaoxudong 2017-10-06 23:52
顶收藏
我想想还是以后弄个大法虚拟5.1的回音壁骗骗自己算了
orcasdli 2017-10-06 23:57
@vempx_hk 多谢,我没有研究这些接口,直接google一下说,hdmi到电视,光纤到环绕音响就行了

接起来也很简单,没有需要设置
ni_ya_sha_bi 2017-10-07 00:18
@ni_ya_sha_bi 这么接没问题,但是就像我文章里说的,要想体验5.1就不能用LPCM
vempx_hk 2017-10-07 00:27
少见的研究x.1居然没聊摆放和入墙
dt_psvita 2017-10-07 00:27
@dt_psvita 我家比较小,客厅没什么空间研究摆放。不过从我用过的几个录音棚来看的话,普通没有经过声学装修的客厅其实怎么摆都行,别太离谱就可以。我这篇的主要目的是研究格式的输入输出设置,如果这个大前提都没弄对的话5.1根本就出不来,还谈什么摆放啊
我之前就是傻了吧唧的输出LPCM,听了一阵子2.0我还觉得奇怪呢
vempx_hk 2017-10-07 00:55修改
呃,可以问一下,上5,1 总造价会是多少吗?不需要太具体中等主流配置即可或是您自己的配置亦可,正在装修看了帖子感兴趣但是不懂是否有支付能力@vempx_hk
gilgamesh_al 2017-10-07 02:05
现在很多功放不是有待机HDMI直通功能吗。。。就是不用开功放,信号直接从功放的HDMI in传到HDMI out。。。
koenyeap 2017-10-07 02:08
光纤线连在了ps4上,不知道音效的话光纤和hdmi哪个效果好一些
liushaojie01 2017-10-07 04:01修改
你们音响直接ps4那电视不就不能用音响了?还是说你的音响可以自动切换源的?

楼主是技术大佬,问问bose lifestyle 650怎么看,值不值,明年圣诞我可能会考虑
ni_ya_sha_bi 2017-10-07 03:02修改
@ni_ya_sha_bi 可以切的,要开hdmi控制,电视切信号同时切音响
imokyo 2017-10-07 03:04
@imokyo 哦,有道理。
ni_ya_sha_bi 2017-10-07 04:42
@yaoxudong 我也是z906,当初就是看上了这音箱的光纤输入口多,实际用起来也不错,完全0底噪,这个价位能做到这样相当给力了已经
lamiaruri 2017-10-07 07:39修改
lz你电视机上安卓系统的kodi用过没有?我发现我电视机上装的kodi直通不出声,5.1只能播2.1……ps4的5.1倒没问题
imokyo 2017-10-07 09:21
@imokyo 这是个比较现实的问题,不是每个人都在用htpc啊,就简单一个路由器dlna或samba 然后电视用kodi
orochihk 2017-10-07 09:37
Nad758有四个hdmi口,基本足够了用了,ps4用dts输出声音貌似效果好一点
jlfsno1 2017-10-07 09:41
@gilgamesh_al 我的5.1是6000左右,当然也会有更贵的和更便宜的,因为我是一早就瞄准ARC去的所以就选了这款,因为我电视也是索尼的。这款的好处是后置环绕是有个单独的小功放,这个小功放和主功放是无线连接的,这样就非常方便,装修的时候不用担心线的问题了。不过也有一些功能上的缺失,比如HDMI不是2.0的,不能支持4K,不能播放UHD蓝光。

@koenyeap 哦,这点我确实没注意到,感谢提醒。

@liushaojie01 区别不大,硬要说的话是HDMI要好一点。

@ni_ya_sha_bi 大概看了一下这款,如果单纯看功能确实不错,要啥有啥。但是看到价格之后,再看扬声器的尺寸,我觉得有点悬啊,毕竟说到底音响这种东西你可以简单的认为功率=一切,喇叭越大越好。当然我也没有实际听过,可能说的不对,仅供参考吧。

@imokyo 我试了一下电视版的kodi,直通输出可以正常工作,没问题。你电视和功放之间的HDMI控制打开了吗,电视Kodi里面音频设置把扬声器改成5.1了吗?都调整一下试试看。

@orochihk 是的,我一开始也是打算电视用Kodi,然后弄个samba或者dlna。后来发现dlna这东西牵扯到二次编码就放弃了,于是把精力转向samba,都弄的差不多之后,我发现我的电视安装B站TV版客户端,竟然没法流畅播放超清……会一卡一卡的,一怒之下我就买了台NUC……,不过后来用了一段时间之后发觉弄个HTPC还是挺好的,毕竟本质就是台PC,啥都能干
vempx_hk 2017-10-07 10:35修改
雅马哈YSP-5600全景音回音壁的路过.
dianjunanshiwo 2017-10-07 10:54
@vempx_hk 大佬问下中置有必要入吗,我就用来玩游戏和听音乐的,目前就一对主音箱,一对环绕
jlfsno1 2017-10-07 11:06
@vempx_hk b站客户端这个是通病,你找1.03左右版本就不卡,1.2和1.1的没用过,反正更新到1.3以后就开始卡了。或者你可以试试哔哩哔哩白

电视和5.1音响都是大法的,你说的这几个地方我都一直开着的,那看来只能有空再折腾了
imokyo 2017-10-07 11:11
采样定理直接让人自己想一想为什么,太坏了
badbearzf 2017-10-07 11:22
@jlfsno1 中置的作用我觉得更多的是体现在看电影上,因为人声会放在中置。

@imokyo 原来是这样啊,我回头试试看。我Kodi用的是最新的稳定版。
vempx_hk 2017-10-07 13:05
@lamiaruri 确实,主要是看中罗技这个经过thx认证,效果肯定不错,当初买的时候不到3000,性价比超高。现在貌似只要2000左右啦
yaoxudong 2017-10-07 13:54
大佬,更新一章客厅走线和线材整理吧
mirageknight1123 2017-10-07 15:46
@mirageknight1123 这个实在不好写啊,因为如果你想要一切看起来麻溜儿的,那么最好的办法就是在装修前就规划好一切。如果客厅已经定型了之后再弄5.1,那么就只能尽量选择有无线功能的产品了,如果用有线的话估计难免要破坏现有的东西,所以这个情况很复杂,没法一概而论。
vempx_hk 2017-10-07 17:59
看完了,感谢普及知识
victordou_ 2017-10-09 15:14
@vempx_hk 无线的5.1各方面跟有线的比较差别大么?价格,效果什么的
mirageknight1123 2017-10-09 17:49
最喜欢这样的帖子,科普+技术指导。
本人结婚一年有余,从小就有梦想自己能在家有一套电影院里那样的音响设备。当然这不现实,可是如果通过自建5.1或者最高7.1.4的音响系统,这样的效果就已经超越了三四线城市百分之九十的影院效果(现在的普通影院音响效果真是不咋样。)

下面我来说说我这一年的折腾成果:

1.装修:装修的时候必须给地面留音频线,也就是后环绕的线,要从电视墙开始,穿过客厅地面,抵达后环绕音箱所摆放的位置。电视墙上如果壁挂电视必须挖槽埋管,这样你的线就可以从电视柜下方的洞里,穿过一段墙面抵达电视机的接口处,避免了壁挂电视和电视柜之间的这段墙面有线暴露。

2.设备:
电视:Sony 65s8500c (这是去年我专门找去买到的前年的机型,面临下市,价格比较贵,没赶上京东活动的好时候花了13000+元)
音箱:买的是国产品牌天逸 2主箱+1中置+2环绕 组成了5.0声道 加上他们自家品牌的功放(9215HD,垃圾,别买)一共是6000+元。这套音响稍后评价。
低音炮:买的也是天逸的低音炮,有了炮,音响系统就正式成为了5.1声道。这个炮稍后评价。1200元。
功放:我后来换成了天龙AVR-540BT.(不到半年我就受不了天逸那个了) 天逸的9215HD功放非常的不推荐,价格昂贵,功能还差了好几年,唯一可以称赞的就是输出功率真的非常足。但这也不是你买它的理由。同样的价格你也可以买到安桥、天龙、雅马哈的入门级功放,功能会好太多太多。
功放架:我是淘宝定做的,大体符合我家具的颜色,花了600。摆在电视柜和音响之间。玩家都知道,这些破游戏机往桌子上摆,能摆一排。除此之外还有机顶盒,蓝光机等等。再加上功放机非常的厚、大,有一个功放架是非常有必要的,好管理,也美观。

3.摆位:
家用5.1摆位就不多说。主要是后环绕,如果你的沙发能离后环绕一段距离(至少50cm),就再好不过了。要不然你会觉得环绕声音怎么调整都不得劲。具体摆位可以百度一下图片,非常多,只要是合理的范围内尽量对称就好了。还有低音炮没有指向性,你爱摆哪摆哪。

4.其他感受:
我的连接方式是:PS4 PRO等一大堆游戏机,还有蓝光播放器、机顶盒等一群东西,全部接入功放后面的HDMI输入口。输出口接到电视上(最好是HDMI2.0口)。切换视频源就用功放遥控器就好了。

不接ARC口是因为索尼电视的ARC回传音频格式太有局限性。玩游戏没事,看蓝光原盘经常会出现没声的情况。
插完线然后设置自动EQ,再继续微调。

虽然我的主音箱是落地箱,但我依然在功放里把他的size调整成了小(其他几个音箱同理),因为我有了低音炮,我调成大的话他就会默认把一部分低音输出给这几个箱子,而不是输出给低音炮。这点很重要。

关于我的这套音箱设备,他们非常的低端,可能在大烧眼里也就是能出个声,连入门都算不上。但是我依然认为这对我的游戏体验和观影体验有质的提升。也能秒杀很多垃圾影院。因为在影院里我真的听不出声音有什么指向性(除了IMAX,再好的咱也没去过)。

还有买功放,即使是入门机,现在也能支持HDR输出,4K输出这两个对于游戏玩家非常重要的功能。千万不要没事听一些淘宝卖家忽悠你,说他是出口澳洲,美国,日本的,那些地方都用日本的品牌好吗?

对了,索尼电视真的很吊,我这几天发现他可以在我不设置画面图像模式(自动)的情况下,分辨出我是在看电影还是在打游戏。我打PS4时他可以自动调整成游戏模式,看电影就自动换成了专业电影模式。很方便的说。当然他分辨的原理就是看实时画面显示的帧数,电影一般是25帧,游戏一般都会超过25帧。虽然没什么神奇的,但是对懒癌患者来说不用手动去切换真的是造福人类。

功放方面我当时还做了一个评测视频,希望买到入门级的朋友可以看下:
https://www.bilibili.com/video/av11495421/

5.价格:
价格总计:功放2400+音响4500+低音炮1200+功放架600+后环绕支架200=8900元
后面两项是可选配件,酌情删减。
这大概就是最最最最最初级的能带来影院效果的家庭5.1声道音响系统了吧。

希望能帮到大家。就想到这么多,我要去赶紧睡觉,明天还要努力搬砖。
m-mohamde 2017-10-10 01:25
只玩过两2.0声道在电脑软组4声道,声音那个怪
caosu7 2017-10-10 05:51
@thoolyy 盲生你发现了华点
@mirageknight1123 价格到了的话差别应该不大的,但是多花的钱可能就在无线之类的这些东西上面了,这个结合自己经济能力和实际环境考虑吧
vempx_hk 2017-10-10 08:02
3万块钱入门家庭影院路过
ranifloud 2017-10-10 08:39
@ranifloud 土豪啊,大兄弟.
dianjunanshiwo 2017-10-10 10:00
@dianjunanshiwo 土豪都是20万起的
ranifloud 2017-10-10 10:35
楼主,我也是N9200WL,电视机也是索尼的,不过是1080P的,照你这么说,我最适合的方案就是你说的第四种吧,我不是PRO老款PS4。。。
不过我现在太后悔9200WL了,配置太差,接口太少,还有我老是死机,方便留个微信交流下嘛?
fangyimins 2017-10-10 10:37
@fangyimins 9200WL配置确实老了一些,但是相对的价格也便宜点,死机我倒没遇到过。如果你是普通PS4电视又是1080的那么最合适的方案应该是第三种。可以发站内信给我,我基本每天都在P9瞎溜达几次。
vempx_hk 2017-10-10 14:57
@vempx_hk 那我第三种的话,PS4设置就是LPCM就行了吧?
fangyimins 2017-10-10 15:23
@fangyimins 是的
vempx_hk 2017-10-10 15:53
ps4光纤口接我的700ds貌似是2。1啊
caiyeah 2017-10-10 19:13
@imokyo 是不是那个放一段时间就缓冲的毛病?
orochihk 2017-10-10 19:44
@orochihk 放一段就缓冲只是一方面,据说是tv版限流了

一卡一卡是另一件,不过我好像看见有同病的都是索尼电视机,就是视频看起来大概只有个位数帧率,调到最低画质就没事
imokyo 2017-10-10 21:09
良心科普文 给楼主点个赞
hyde261112_hk 2017-10-11 09:13
@vempx_hk 大概几年前结婚的时候 买了一套飞利浦的家庭影院 三四千的那种5.1 加个影碟机 基本没啥使用率 现在只用来给儿子看巧虎

买了pro半年了 电视机不支持4k 今年双十一想看看有什么活动 搞一个电视机 顺便把功放一起买了 求楼主帮忙推荐下

音响的线都留好的 喇叭暂时只要求出声 就原来飞利浦那套 然后影碟机准备扔了
hyde261112_hk 2017-10-11 09:20
@hyde261112_hk 其实我也并没有什么选购功放的经验,只能说根据你现有飞利浦的那些喇叭出来的线接口来选择能够兼容的功放。
vempx_hk 2017-10-12 10:43
ht-nt5+两台zr7 组成5.1 完毕
hiyoki_fx 2017-10-12 17:12
B&O回音壁音响配索尼电视这样能行么 楼主说的这些太复杂了 搞不太清楚 反正也不发烧 就是想提高下影音质量
zsmmaxwell 2021-09-16 17:30
回复不能
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