關于4K家庭影院5.1聲道輸入輸出怎么設置的研究方法教程

libaidedahao · 發(fā)表于 2018-6-6 18:55

相信現(xiàn)在越來越多的朋友都在自己家的客廳組建了5.1、7.1甚至是9.1的環(huán)繞家庭影院，這些家庭影院的主功放往往也會整合碟機的功能。在使用它欣賞各種DVD或者藍光的時候，我們往往不用去關心音頻是如何被處理并傳輸?shù)礁鱾€喇叭上發(fā)聲的。

但是現(xiàn)在各種技術越來越發(fā)達，隨之而來的變化就是我們在欣賞高清視聽內容的時候不僅僅拘泥于碟片這一種形式了。現(xiàn)在絕大多數(shù)的智能電視都內置了很多高清網(wǎng)絡節(jié)目源，甚至有些發(fā)燒友會組裝自己的HTPC用來為電視提供內容。那么這時音頻的輸出就成為了不得不去關注的要點，因為要把外部源輸出的音頻信號發(fā)送到功放里，那么這時信號的傳輸路由已經(jīng)脫離了從功放到喇叭這種簡單的兩點一線方式，變得復雜起來了。

音頻信號路由的連接方式

1、舊式模擬回傳在上古時代，可能存在著某些功放設備配備了模擬輸入接口，也就是RCA口，也叫蓮花口。這些設備一方面除了能將自己解碼出來的模擬信號傳輸?shù)嚼壬弦酝?，還能把從外部直接輸入的模擬信號也原封不動地傳輸?shù)嚼壬稀?br />

這種傳輸方式的優(yōu)點就是簡單粗暴，直接把外部模擬音頻傳給喇叭出聲，不用去關心什么數(shù)字格式問題。當然缺點也很明顯：線太多導致看起來亂七八糟的不好打理；因為傳輸?shù)氖悄M信號所以線的質量會影響音質；你可能插錯線導致音頻的映射（Mapping）出問題。這種方式實在是太原始了，樓主就不多說了，因為你想象一下：從功放輸出到喇叭已經(jīng)用了6條線，現(xiàn)在竟然還要再來額外的6條線接在功放的輸入上，可想而知。

2、SPDIF數(shù)字回傳這個可能是使用得最多的方案了，下面我們來簡單介紹一下SPDIF是什么。

S/PDIF（Sony/Philips Digital Interface Format）全稱是索尼飛利浦數(shù)字接口格式，它是一種用來傳輸數(shù)字音頻信號的接口規(guī)范。SPDIF接口有兩種常見的物理存在形式，一種是RCA接口的同軸線，另外一種是Toslink接口的光纖線。SPDIF可以承載2聲道的LPCM信號或壓縮過的5.1/7.1聲道的環(huán)繞信號。LPCM就不多解釋了，關于這個壓縮過的信號有兩種格式，一種是Dolby Digital（也叫AC3），另一種是DTS。

這里來拓展討論一下數(shù)字音頻格式的話題。我們知道聲音在自然界是以一種波的形式存在的，波是連續(xù)不斷的，所以聲音本質上來講是一種模擬信號。模擬時代的內容我們就跳過不談了，畢竟已經(jīng)太老了，讓我們直接進入數(shù)字時代。好的我們來到了數(shù)字時代，我們想通過數(shù)字的方式記錄聲音，那么該怎么做呢？于是聰明的工程師想到了點子，我們來設計一種編碼方式，用這種方式可以把連續(xù)不斷的模擬信號記錄為離散的數(shù)字信號，于是PCM編碼就誕生了。簡單來說PCM編碼有兩個重要的指標，即采樣率（Sample Rate）和位深（Bitdepth），那么這兩個指標代表什么意義呢？我們來看一張圖。

在這張圖中，紅色的線表示原始的模擬音頻信號，橫坐標代表采樣率，縱坐標代表位深，灰色的部分為數(shù)字化采樣之后的數(shù)字波形。相信你已經(jīng)看出來了，原始波形是非常平滑的正弦波，但是數(shù)字化之后就變成了鋸齒波了，不夠貼近原本的樣子，那怎么辦呢？很簡單，提高采樣率和位深就行了。

所謂采樣率就是每秒記錄多少次，位深就是每次用多少位的數(shù)據(jù)長度來對這一次的采樣結果進行表達。采樣率越高，記錄出來的波形就越貼近原始的樣子，位深越高，則能表達的波形振幅范圍就越寬。我們日常生活中最常見的CD格式就是44.1K/16bit，指的是每秒鐘采樣44100次，每次采樣的結果使用16bit的數(shù)據(jù)長度進行記錄。為什么是44100呢？因為人耳的聽力上限是22050Hz，所以采樣率用44100就可以記錄這個頻率以內的所有聲音了（想想看為什么？）。

PCM介紹到這里，我們就再來聊聊碼率的概念。和視頻一樣，音頻也有碼率，所謂碼率就是每秒鐘的數(shù)據(jù)量。PCM的碼率遵循一個很簡單的計算公式： PCM碼率 = 采樣率 x 位深 x 聲道舉個栗子：CD的規(guī)范是44.1K/16bit Stereo，那么CD的碼率就是44100 x 16 x 2 = 1411200bps，相信更多的時候你看到的寫法是1411Kbps。

那么為什么我們要討論碼率呢，是因為這涉及到一個更重要的話題，那就是帶寬。

什么是帶寬呢，簡單來講就是每秒能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量的多少。比如你家上網(wǎng)的帶寬是100Mbps，就代表理論上你的下載速度最多最多能達到每秒100Mbps，換算成字節(jié)的話就是12.5MBps。傳輸網(wǎng)絡信號的帶寬如此，傳輸音視頻信號的帶寬亦然，所以翻回頭來看SPDIF，為什么立體聲就可以使用無損的LPCM，而5.1/7.1就必須用有損壓縮的Dolby Digital或DTS，就是因為SPDIF自身的帶寬限制。事實上Dolby Digital和DTS目前都有了無損壓縮的版本，分別叫做Dolby True-HD和DTS-HD。在它們最新的無損格式里，都內嵌了有損核心（Core），為的就是兼容SPDIF。

那么使用SPDIF進行回傳有什么優(yōu)點呢，最直觀的優(yōu)點大概就是清爽吧，畢竟只需要一條線就可以搞定5.1/7.1。其實SPDIF還有另外一個技術上的優(yōu)點，就是音質好。因為SPDIF傳輸?shù)牟⒉皇悄M信號而是數(shù)字信號，數(shù)字信號不太會受到線纜自身問題而產生的干擾變得失真，而且數(shù)字信號傳到功放里之后，再由功放進行解碼，相信要好于外部源設備自身的解碼效果。再多說一句，所謂的解碼是把數(shù)字格式轉換為模擬格式的過程，畢竟最后能讓喇叭出聲的信號還是模擬信號。

SPDIF的缺點也很明顯，帶寬不夠大，立體聲內容可以傳輸無損的LPCM，但是5.1和7.1就不得不使用有損編碼了。

OK，到這里我們休息一下，讓我們回顧一下已經(jīng)聊了什么。我們說了模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別，數(shù)字信號的特點以及兩種外部源設備與功放的連接方式。

那……等等，如果我有多個外部源設備該怎么辦？

我有HTPC，我有PS4，我有xbox，我有……我想把這些設備的音頻都送到功放里我該怎么辦？是的，SPDIF看起來很美好（盡管它有帶寬不夠高的問題），但是絕大多數(shù)的功放只提供了一個SPDIF輸入口（或許有提供兩個的，但是樓主真的沒見過提供更多的），所以實際操作上你可能需要經(jīng)常去插拔SPDIF線，這很煩人。那么，歡迎來到HDMI的時代。

3、配備多個HDMI輸入接口的功放歡迎回到現(xiàn)代文明社會，讓我們來看看現(xiàn)在的功放都有什么新花樣。

隨著HDMI接口一統(tǒng)客廳（電腦那邊則是DisplayPort接口），很多事情都變得簡單了起來，比如配備多個HDMI輸入接口的功放。如果你的家庭影院是這樣的，那么恭喜你，你只需要把外部源設備的HDMI輸出接到功放的HDMI輸入上，功放的HDMI輸出接電視就可以搞定一切了。

這時功放會把外部源設備的音頻信號解碼之后送到喇叭里，視頻信號則直接丟給電視機，而且你還能很方便的使用遙控器切換不同的外部源輸入！而且隨著HDMI新版本的發(fā)布，終于擺脫了SPDIF帶寬不足的問題，在HDMI2.0規(guī)范里你甚至可以傳輸32聲道，192KHz采樣率的音頻，WOW！

別急著高興，樓主不得不潑幾盆冷水。這種方式看起來很完美，但是也存在著一些問題。

1、功放的HDMI輸入口再多也多不過電視，當你的外部設備數(shù)量龐大的時候，功放的輸入口也是捉襟見肘的。

2、你不得不一直開著功放，哪怕是在夜深人靜你只能用電視機自帶的喇叭看球賽的時候。
更正：現(xiàn)在有的功放有HDMI待機直通功能，不需要打開也可以把信號傳輸?shù)诫娨暽?但是這些缺點有點吹毛求疵了，畢竟這種連接方式基本上能夠完美滿足絕大多數(shù)人的需求了。

3、HDMI ARC回傳這個ARC其實完全不是什么新鮮東西，我們來簡單介紹一下。HDMI ARC（Audio Return Channel）是在HDMI 1.4版中加入的功能，它的作用是通過功放輸出到電視的這條HDMI線，反向把電視的音頻回傳給功放。

舉個栗子，現(xiàn)在的智能電視內置了各種App可以看大片，那么這時電視自己就是源設備，該如何把音頻回傳到功放上？傳統(tǒng)辦法是你可以用一根SPDIF線來搞定，但是如果你的電視支持ARC功能，功放也支持ARC，那么你就可以省去這條SPDIF線，直接用HDMI就可以了。也就是說，本來從功放的HDMI輸出口到電視的HDMI輸入口的這條線，除了承擔把功放的視頻信號送給電視的工作以外，還額外的承擔了把電視的音頻信號送給功放的工作。

你不僅可以把電視App里面的聲音送回給功放，你甚至還可以把電視其他HDMI接口連接的設備的聲音也送給功放。那么相對于上面第三種連接方式，HDMI ARC則解決所有問題。你不必一直開著功放，關了它你就可以使用電視機自己的喇叭而且不影響視頻，并且電視機的輸入口遠多過功放，你所有的設備都有著落了。

那么是不是這一切都完美解決了呢，其實并不然。

ARC功能的通道帶寬和上面說的HDMI那么夸張的音頻帶寬是兩回事，ARC使用了獨立的通道，本質上來講它的帶寬和SPDIF沒什么區(qū)別，能傳輸?shù)母袷胶蚐PDIF也是一樣的，所以你大可以理解為ARC就是把一條SPDIF線內嵌到HDMI里了，那么未來ARC能不能使用HDMI的全部帶寬呢，樓主不知道…… 而且ARC功能還有一些兼容性的問題，如果你想使用ARC，那么盡量選擇同樣品牌的電視和功放，這樣可以最大限度的避免不兼容帶來的尷尬。

這里羅列了近些年常見的電視對于音頻回傳功能的測試，可以參考一下，當然實際上還是要看具體產品的參數(shù)指標。

樓主是怎么折騰的呢？

在樓主規(guī)劃客廳設備走線路由的時候，剛好查到了有HDMI ARC這么個東西，頓時喜出望外（那時本人還不知道它的帶寬和SPDIF是一樣的），樓主覺得已經(jīng)找到了這些設備最完美的連接方法。

樓主的設備如下：
-電視 Sony 55X8500D HDMI4口支持ARC
-家庭影院 Sony BDV-N9200WL HDMI Out口支持ARC
-游戲機 ps3 PS4 PSVTV
-HTPC Intel NUC7

于是就像上面說的第四種連接方法，樓主把各種東西一股腦的都插在電視的HDMI口上，然后把功放和電視的HDMI4連接，打開功放的HDMI控制功能，此時ARC確實生效了，其他各種設備的聲音都通過ARC回傳到功放里，由家庭影院喇叭來發(fā)聲了。

但是后來樓主逐漸發(fā)現(xiàn)不對勁，感覺用HTPC看5.1的視頻時，聽到的效果并不是5.1的。但是HTPC里面音頻設置認為HDMI輸出口連接的設備是支持5.1的。

但是在進行測試的時候我發(fā)現(xiàn)了問題，點擊左后和右后的音箱，聲音還是從左前和右前出來的，于是意識到這或許是ARC的問題，開始查電視和功放的說明書，試圖在里面找到有用的信息。

音頻：5.1聲道線性PCM：32、44.1、48、88.2、96、176.4和192 kHz，16、20 和 24 比特，Dolby Digital 和 DTS
ARC（Audio Return Channel）（僅限 HDMI輸入4）
這是我在電視機的說明書中找到的規(guī)格描述，看來實際上電視機自己的HDMI接口規(guī)格很高，那么問題可能是出在功放上。
輸入（數(shù)字）
TV （音頻回傳信道/OPTICAL）4 P! ~) g1 v  G& I0 t5 r: i& ?3 V0 Y
支持的格式：LPCM 2CH （高達48 kHz)，杜比數(shù)字技術，DTS  果然，問題出在功放的ARC回傳支持上，看起來就和SPDIF的規(guī)格沒什么兩樣。

問題到這里也就很清楚了，在HTPC的音頻設置里，雖然把揚聲器配置為5.1，但是這個5.1指的是LPCM5.1，樓主的功放是不支持的，所以會自動被電視Mixdown至2.0然后送給功放。

那么要解決這個問題就有兩種方法：
1、把這些設備接到功放的HDMI In上，采用上文的第三種連接方式；
2、不用LPCM。第一種方法樓主比較抗拒，因為功放并非HDMI2.0接口，如果把HTPC和PS4都接上去，則會無法輸出4K分辨率，PS4更是失去了HDR功能，所以對于樓主來講，可行的辦法只有第二種。  接下來樓主會介紹如何使用非LPCM的方式輸出音頻，使得HTPC和PS4都能在ARC回傳的狀態(tài)下正常的輸出5.1。

如何使ARC正確的輸出5.1聲道要想讓ARC回傳能正確的輸出

5.1只需要記住一個要點，那就是不要用LPCM，說白了就是這么簡單，那么來說一下具體如何操作。  PS4很簡單就不截圖了，在系統(tǒng)設置的聲音與顯示器設置里更改音頻輸出格式為優(yōu)先使用DTS，當然也可以使用Dolby Digital，但是DTS的碼率要比DD高不少，所以還是推薦DTS。

HTPC的情況略微有點復雜這涉及到播放器與解碼器搭配的問題，樓主會以樓主的使用情景為栗子來說明。首先是MPC-BE配合LAV Filter，這是樓主電腦的常用搭配，在這種搭配下，MPC-BE的音頻渲染器要使用MPC Audio Renderer，安全起見改成共享模式，不要用獨占模式。然后是LAV Audio Decoder，在Bitstreaming（S/PDIF, HDMI）項目里面勾上Dolby Digital和DTS，至于其他的項目只要你的功放回傳能支持就都可以勾上。這樣設置以后，MPC-BE在播放視頻文件時如果遇到了Dolby Digital或者DTS格式的5.1音頻，則不會將它解碼為LPCM而是直接保持源編碼格式傳給功放，由功放進行解碼，則5.1能夠正常輸出。

當然實際情況是在HTPC上用的最多的是Kodi，畢竟NUC支持紅外遙控器，而且Kodi的UI設計非常符合電視的使用場景。在Kodi中，設置方法是進入系統(tǒng)設置，把左下角的設置級別改成專家，將音頻輸出設備改為WASAPI，然后將下面音頻直通輸出改為允許，把直通輸出設備改為WASAPI，打開功放支持的數(shù)字格式，這樣Kodi在播放視頻的時候也會像MPC-BE搭配LAV Filter一樣把原始編碼格式直接傳輸給功放。

至于其他播放器和音頻解碼器應該大同小異，類似的設置應該很容易就可以找到。

總結

啰哩啰唆寫了將近6K字，不知道對朋友們有沒有什么幫助。實際上從開始折騰到發(fā)現(xiàn)問題到查閱各種資料甚至還給索尼的客服打過咨詢電話，里里外外用了幾個月的時間。雖然很折騰，但是也是一次很好的學習，畢竟經(jīng)過這次之后理解了為什么Ture-HD和DTS-HD格式要保留一個所謂的有損核心，為什么國外一些Ripper不把原盤里的AC3和DTS編碼成AAC，這些東西真的只有自己用到的時候才能理解它存在的意義。

現(xiàn)在樓主的客廳已經(jīng)搗鼓完畢，可以很開心的看5.1的電影，也可以用PS4玩支持5.1輸出的游戲（如The Last of Us、如龍6），如果你也有類似的使用需求那么就動手來搭建它吧，5.1聲道給你的回饋絕對是物有所值的。 ( B& J: g0 O- F# m

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是阿鄒啊 · 發(fā)表于 2018-6-6 19:53

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cxj82887 · 發(fā)表于 2022-10-9 18:05

比較通透！

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