47--微星主板构建HTPC配置5.1环绕声经验谈 <2014-5-16>

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微星主板构建HTPC配置5.1环绕声经验谈

dongfang-M 发表于 2014-5-16

微星8系列ITX主板凭借优秀的品质和丰富的功能深受客户欢迎，很多客户用微星的ITX主板配置HTPC并搭配高清电视和AV功放组建家庭影院。除享受高清视频外还要体验多声道环绕声影院效果。经常有客户反应他的AV功放5.1声道只用2只前置音箱有声音，环绕和中置以及低音炮没有声音。本文将介绍HDPC与高清电视和AV功放的连接，以及多声道音效的设置。

一、主板和AV功放的音频接口

1-1、微星主板的音频输出通道。

微星B84I ITX主板。

微星Z87-GD65 GAMING主板。

板载声卡的7.1声道模拟音频输出，一般用来连接有源音箱，或者传统AC3功放的模拟音频输入端口的。
光纤、同轴、HDMI用来连接新式AV功放数字输入端口的。

1-2、AV功放的音频接口

先锋VSX-923-K的音频接口

雅马哈RX-V771

马兰士SR5008

1-3、数字音频连接线

二、HTPC和功放的连接

因为液晶电视、AV功放等硬件的规格不同，HTPC和功放的连接可以有四种连接方式。

2-1-1、二条HDMI线连接视频和音频
HDMI接口既能传输数字视频，也能传输数字音频。如果电视机支持HDMI音频回送（ARC），就可以用二条HDMI连接。

2-1-2、电视机的SPDIF（同轴）输出给功放
如果电视机不支持HDMI音频回送（ARC），电脑的HDMI通过功放连接到电视机，如果电视机有同轴输出，可以把电视机的同轴（SPDIE）连接到功放。

2-1-3、HDMI连功放---电视，SPDIF连功放
如果电视机不支持HDMI音频回送（ARC），而且没有同轴（SPDIF）输出，电脑的HDMI通过功放连接到电视机，电脑的SPDIF（光纤/同轴）可以输出给功放。

2-1-4、HDMI直连电视机，SPDIF连功放
如果HTPC支持4K功放的HDMI不支持4K，电脑的HDMI直接连4K电视机，音频则用电脑的SPDIE连接功放。

三、多声道扬声器输出测试

5.1/7.1扬声器音箱的连接这里就不说了，输入输出连接完成，一般先要检查各声道的扬声器有没有正确连接，扬声器好使不。

3-1、AV功放的MCACC测试
一般AV功放都有MCACC测试，当你连接完家庭影院后，可以用AV功放的这个功能测试多声道系统。测试链接和方法，请看功放的说明书。

3-2、HDMI的多声道的扬声器测试
如果HTPC用HDMI连接电视（显示器）或者AV功放---电视，可以在桌面左下角的喇叭图标右键，选播放设备。

播放设备里面有模拟音频的扬声器、数字音频的Realtek Digital Output、HDMI数字音频的解码器。把HDMI的设置为默认设备，然后点击“配置”就可以配置多声道并对扬声器测试。

进入扬声器配置，设置配置后，点击“测试”即可。

如果各声道都有声音，就OK，如果某个声道没有声音，就要检查扬声器的连接。

附注：声卡的SPDIF是不能测试扬声器的
如果你用板载声卡的光纤、同轴连接AV功放，既不能用上述Windows的“扬声器安装程序”测试，也不能用声卡管理器测试。因为扬声器是连接在功放，WINDOWS系统和声卡管理器都不能越过功放侦测连接的扬声器。

系统的播放设备里面，Realtek 数字输出的“配置”是灰色，不可设置的。

声卡的管理器也没有扬声器测试选项。只有音效和音频格式。

默认格式也没有测试

四、播放软件的环绕声输出设置

目前，适合通过HDMI等数字连接播放多声道环绕声的播放软件有QQ影音、迅雷看看、Power DVD、Total Media Theatre四款。
上述四款软件的环绕声输出和数字连接方式有关。所以在讨论播放软件设置的时候，按连接方式讨论

4-1、标准的HDMI连接
HDMI可以同时传输视频和音频。用HDMI线连接HTPC、电视机、功放是标准的HDMI家庭影院连接。如前面第二节，2-1-1介绍的连接。
下图是用先锋VSX-923功放，HDMI连接电脑和电视，Windows的播放设备里面看到默认的HDMI解码器是VSX-923，下面标注英特尔（R）显示器音频。

Power DVD
可以自动识别出扬声器环境是使用HDMI，输出模式选项有
“Power DVD解码的PCM输出”，
“将未解码的Dolby Digital/DTS音频输出到外部设备”，
“将未解码的高清音频输出到外部设备”。
如果选PCM，就是立体声，选“未解码”才可以是多声道DTS/AC3编码的数字音频。

Total Media Theatre
可以自动识别出输出模式是HDMI，混音模式有
“按照PCM无压缩音频格式混音”，
“按照Dolby Digital格式混音”，
“按照原音频格式自动混音”。
如果选PCM，就是立体声，选“Dolby Digital格式”和“原音频格式”才可以是多声道DTS/AC3编码的数字音频。

通过HDMI通道输送视频和音频，以上四个高清播放软件正确设置声音输出都可以在播放高清影片时，输出5.1环绕声。

QQ影音
QQ影音的扬声器输出，没有HDMI选项，只有SPDIF选项，不过这个SPDIF其实就是HDMI，也就是在HDMI连接方式里可以使用，换成声卡的SPDIF就不能正常播放了。注意括号里面的注解：SPDIF输出仅对DTS/AC3音频有效，也就是告诉你了SPDIF输出的是DTS/AC3编码的音频。

迅雷看看
迅雷看看声音输出模式和QQ的基本一样。他的SPDIF也是给HDMI用的，在声卡的SPDIF连接环境，设置成SPDIF就不能正常播放了。

其他播放软件有的带SPDIF选项，设置后整个软件就不能使用，如The KM Player。

或者设置后不起作用，如百度影音。

还有一些侧重网络播放的软件，如暴风影音、快播、搜狐影音、影音先锋，根本就没有SPDIF（HDMI）选项。

4-2、HDMI直连电视机，SPDIF连接功放
就是HTPC视频用HDMI直接连接到电视机，音频则用SPDIF（同轴/光纤）连接到功放。如第二节2-1-3介绍的连接。
这种连接，要在系统的播放设备里选择声卡的数字输出为默认设备。

Power DVD
可以自动识别出数字音频采用SPDIF通道，输出模式只有“仅主音频”。

功放可以对SPDIF传送的数字音频解压缩和解码，输出环绕声。功放窗口显示音频源是数字（DIGITAL），并显示数字音频的编码格式。

Total Media Theatre
可以自动识别出数字音频采用SPDIF通道，混音模式可以设置，但是播放影片后就不可设置，无论设置那种混音模式，功放都是按数字音频解压缩和解码。

功放窗口显示音频源是数字（DIGITAL），并显示数字音频的编码格式。

QQ影音
设置SPDIF输出，播放时，有的影片可以正常没有视频画面，只有音频。设置为单声道/立体声/5.1环绕立体声可以播放，但是输出PCM，不是环绕。

无视频画面

迅雷看看
设置SPDIF输出后，打开视频文件时，自动退出。设置设置为单声道/立体声/5.1环绕立体声可以播放，但是输出PCM，不是环绕。

这是QQ、迅雷设置为立体声，播放影片，功放窗口显示音频源是数字，播放的音频是立体声。

4-3、HDMI直连电视机，电视机同轴连接功放
高清电视机常常有SPDIF的同轴输出，这个输出也可以连接到功放的同轴接口。如第二节，2-1-4介绍的连接。
默认的系统播放设备是TCL SAMART TV。也就是电视的解码芯片。

因为高清电视机一般是双声道立体声，PCM解码芯片是立体声解码芯片。解码出来的一般也是立体声。尽管电视机声称支持DB、DTS解码，但解码出来的一般也都是立体声。

Power DVD
可以自动识别HDMI，默认的输出模式是Power DVD解码的PCM。所以输出的音频是PCM立体声，即使设置成“将未解码的Dolby Digital/DTS音频输出到外部设备”或者“将未解码的高清音频输出到外部设备”。也是立体声。

Total Media Theatre
可以自动识别HDMI，默认的混音模式是按照PCM无压缩音频格式混音，且不可设置。实际播放效果也是立体声。

QQ影音设置成SPDIF，不能播放，设置成立体声，单声道，5.1，可以播放。

迅雷看看设置成立体声，单声道，5.1，可以播放。设置成SPDIF，也可播放。

以上播放效果还与影片的音频编码、音轨有关，有的可以播立体声，有的影片无声。
为什么同样是SPDIF数字通道，电视的SPDIF（同轴）输出和声卡的SPDIF（同轴/光纤）就不一样？声卡的可以是环绕，电视机的就不是。这是因为他们的PCM解码芯片不同，声卡的是7.1声道解码，电视的是双声道解码芯片。

五、AV功放的环绕声设置

一般AV功放的DSP处理器都可以把单声道和双声道的立体声通过DSP处理变成多声道环绕声。各品牌AV功放的这种设置方式各不相同

5-1、先锋VSX-923-K的设置按键

1、自动识别输入的音频信号，是DB、DTS等多声道压缩编码的就是多声道环绕声，如果是PCM编码的就是双声道立体声。除自动设置外，
2、固定多声道环绕声，就是由DSP处理器强制输出多声道，不管输入的是DB、DTS等多声道编码音频，还是PCM双声道音频，都处理成多声道环绕声。
3、高级环绕声，就是设置多种环绕音效。
电视机的同轴输出是双声道立体声，可以通过AV功放的固定多声道环绕声处理，转换成多声道，通过高级处理，可以设定成各种音效。

5-2、雅马哈RX-V771遥控器上的环绕设置

5-3、马兰士SR5008

六、影片编码的因素

影片的封装格式，编码以及音轨的差异，再遇上播放软件解码插件的差异，同样的硬件配置，不同的播放软件，不同的影片，声音还原效果就可能大不一样。
比如《飞翔的鸟》这部纪录片，有多个音轨。这是迅雷看看的音轨选择菜单。

这部影片有4条音轨，2条英语 DTS编码的，1条英语DB编码的，1条汉语DB编码的。有的播放软件就可能选错音轨，解码错误而不能播放声音。有的就可以。
Power DVD也可以自选音轨。

其他播放软件还没有找到在哪里选音轨。

以上介绍了家庭影院播放多声道环绕声的配置和设置经验。这些经验都要求家庭影院玩家掌握一点HD Audio和编码常识，下面将做一点介绍。

 

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七、学一点主板的HD Audio常识

从AC97开始，电脑用户知道电脑的声卡有独立和板载之分，板载声卡分为2部分，数字处理部分和模数转换部分，数字处理一般是通过CPU完成，模数转换就是焊在主板上的那颗声卡芯片，其实这个芯片就是负责数模转换的，也叫CODEC解码芯片。AC97时期，数字音频处理器和解码器的驱动都是由解码芯片厂家编制。
现在的HD Audio（高清音频）时代，数字音频处理器和解码器彻底分离，数字音频处理器集成到南桥里面，驱动是由微软编制集成到操作系统里面，解码芯片的驱动由解码芯片厂家编制。到了Windows7，Windows8微软还把解码驱动也集成到系统里，所以当你安装Windows7，Windows8后，不用安装“声卡驱动”声卡就会有声音输出。

下图是当前主板的高清声卡架构图。

从图中可以看到HD Audio声卡控制器在南桥里面，这是一个数字音频信号控制器，它输出的数字音频流经PCIE总线传送到板载的HD Audio解码芯片，也传送到独显的HDMI/DP，集显的HDMI/DP，以及USB接口，外部的音频设备就可以从这些接口获得数字音频流，再经过解码器解码输出模拟的音频信号。
数字音频处理器处理的数字音频一个是来自数字音源，也就是音视频文件中的数字音频信号（比如MP3，高清电影）。这些数字音频有双声道立体声，5.1环绕声等各种多声道音频。还有一个就是来自声卡的麦克输入，线路输入经过编码转换成数字音频。

PCIe，HDMI，SPDIF这些数字信号通道传输的是编码的数字音频信号，至于这些信号是单声道，双声道，多声道，与通道无关，与这些数字音频信号有关。当你发现功放输出的不是5.1环绕，或者环绕箱子无声。不要马上怪罪HDMI，SPDIF，按前面介绍的经验，先验证环绕声扬声器以及线路是否正常，然后核实你播放的影片是不是环绕声的，再检查播放软件设置是否正确。

八、学点音频编码知识

数字音频就是把实际的声音录下来然后数字化处理，把声波变成二进制的数字化的音频。90年代的录音带，以及再早期唱片都是记录原始的声波，这种声波转换成电信号也叫模拟音频信号。2000年以后的CD以及后来的MP3就是数字化的音频信号。把模拟音频转换为数字音频叫编码，把数字音频转换为模拟音频叫解码。

音频数字化主要有压缩与非压缩两种方式。较早出现的数字音频播放机，如CD唱机和DAT录音机，均采用线性PCM编码来存储音乐信号，为非压缩方式。在高质量要求的音频工作站和数字录像机（如DVCPRO）上，现在也采用非压缩的格式。

我们目前常见的MPEG、Dolby Digital、DTS等则为压缩方式。压缩分为有损压缩和无损压缩。有损压缩的目的是提高压缩率，降低占用系统资源。可以根据实际需要选用不同的采样速率、样本分辨力（精度）和数据率。

记录的音频是要重放的，解码是声音重放的第一步，也就是把数字音频还原成模拟音频，然后通过扬声器还原成声音。声音重放技术的发展路程，是沿着单声(Monophonic)、双声道立体声(Stereophonic)到4通道立体声，再到环绕立体声(Stereo surround)，现在一般为5.1模式。其根本目的，就是更逼真地再现原声场。
所谓5.1模式，即录制、解码和重放中采用5个声道：左（L）、中（C）、右(R)、左环绕（LS)、右环绕RS)，再加上一个低频效果通道(LFE)，就可以达到真正的立体环绕声效果——宽阔的场景深度感和总体真实感。

各种播放软件有集成有解码部件，这是QQ影音使用的音频解码器，列出了MPEG2，AC3，DTS，LPCM四种，此外还有一种AAC没有列出。

1、LPCM
先说PCM，PCM（脉冲编码调制）是一种将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式。主要经过3个过程：抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。
量化分为线性量化和非线性量化。线性量化在整个量化范围内，量化间隔均相等。非线性量化采用不等的量化间隔。量化间隔数由编码的二进制位数决定。例如，CD采用16bit线性量化，则量化间隔数L=65536。位数（n)越多，精度越高，信噪比SNR=6.02n+1.76(dB)也越高。
LPCM（线性脉冲编码调制）就是线性 PCM。LPCM码率和体积比PCM大。

2、MPEG2
MPEG是活动图像专家组(Moving Picture Experts Group)的缩写，于1988年成立。目前MPEG已颁布了三个活动图像及声音编码的正式国际标准，分别称为MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。
MPEG-2制定于1994年，提供广播级的视像和CD级的音质。音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道。一般DVD采用MPEG2编码。

3、 AC3
全称为Audio Coding version 3，也就是常见的杜比数码。AC3是Dolby实验室所发展的有损音频编码格式。它最多可以对6个比特率最高为448kbps的单独声道进行编码。
1994年，日本先锋公司宣布与美国杜比实验室合作研制成功一种崭新的环绕声制式，并命名为“杜比AC-3”（Dolby Surround Audio Coding-3）。1997年初，杜比实验室正式将“杜比AC-3环绕声”改为“杜比数码环绕声”(Dolby Surround Digital)，我们常称为Dolby Digital。
AC-3提供的环绕声系统由5个全频域声道和1个超低音声道组成，被称为5.1声道。5个声道包括左前、中央、右前、左后、右后。低音声道主要提供一些额外的低音信息，使一些场景，如爆炸、撞击等声音效果更好。
AC3普及度很高，以384-448 kbps的码率应用于Laser Disc和DVD，也经常以640 kbps的码率广泛用在电影院。
值得注意的是在DVD或光盘中，杜比音轨并不都是6声道，许多采用4声道甚至是单声道的。

4、 DTS，全称为Digital Theater Systems（数字影院系统），是一种有损多声道家庭影院音频格式，但它用了很高的码率进行编码，通常为768-1536kbps，能够营造出比AC3更好的影院效果。
DTS是美国电影导演史蒂文•斯皮尔伯格建立的专注于发展高品质娱乐体验的数码高科技公司的名称缩写。DTS音响格式于1991年研发，1993年首次用于电影《侏罗纪公园》。
DTS是采用6声道环绕系统，与杜比类似，但与杜比也有一些较大的差异，并与杜比一样被众多的影剧院所采用。
DTS发布的都是5.1 DTS高质量6声道环绕声，并在DTS数据处理时不加入任何音效增强处理，仅仅是采用高采样率并对采样基于人类听觉特性的数据压缩技术。

5、AAC
全称为Advanced Audio Coding（高级音频解码），出现于1997年，基于MPEG-2的音频编码技术。由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony等公司共同开发，目的是取代MP3格式。2000年，MPEG-4标准出现后，AAC重新集成了其特性，加入了SBR技术和PS技术，为了区别于传统的MPEG-2 AAC又称为MPEG-4 AAC。
AAC能够在一条音轨中包括48条全带宽（直到96khz）音频声道，加上15条低频增强（LFE，限制到120Hz）声道，直到15条数据流并且更多。
音频编码信息在高清影片里面都有记录，下面是《热带雨林里的昆虫》这部影片音频采用AC3编码，也就是杜比数字编码。《深蓝》采用DTS编码。

小结一下：
音频编码有二类，一个是基础的PCM编码，就是把模拟的音频信号数字化。一个是压缩编码，就是从声场多方位录音数字编码后，再把多声道的PCM编码按一定的格式压缩封装。

九、学点解码知识

音频数字化和压缩，封包在特定文件中，比如纯音频的MP3，影视的MP4，还有高清影片MPEG4等等。他们在重放的时候，就要解码。解码包括四个过程第一步：分离解包，就是把影音数据从打包的封装中解出来，也叫分离。第二步：解压缩码，就是把MPEG2、AC3、DTS和AAC编码的影音数据文件还原成多声道的PCM格式的数字音频流。第三步：PCM解码，就是把PCM数字音频解码还原成模拟的音频信号，再经电子电路放大送给扬声器还原成声音。

解码可以分成硬解码和软解码。
硬解码是播放软件只是执行分离解包，把影音数据文件和封装分离，从封装包里取出影音数据文件，后续的解压缩和PCM解码压交给解码芯片完成。
软解码是分离解包、解压缩码都由软件完成，输出PCM的音频流给解码芯片。
因此，播放软件一般都有声音输出设置，比如QQ影音的“扬声器输出方式”如下图。

上图中的“SPDIF”就是在执行分离解包后通过HDMI、光纤、同轴等数字连接输出给AV功放。AV功放再执行MPEG2、AC3、DTS和AAC解码，形成多声道的环绕声PCM音频流，经过多声道的模拟功放，输出多声道的环绕声。AV功放的窗口会显示出接收的源音频编码的格式，比如下图，AV功放窗口显示接收到的音频是源码的杜比数字。

上图中的“单声道、立体声、5.1环绕”就是分离后再进行MPEG2、AC3、DTS或AAC解码，输出PCM音频流，这个音频流也可以通过HDMI、光纤、同轴等数字连接输出给AV功放。但是AV功放直接把PCM音频解码还原成模拟音频信号，不会再做MPEG2、AC3、DTS或AAC解码，因此AV功放输出的是前置2个音箱发出的立体声，不是多声道的环绕声，环绕音箱没有声音的。下图是AV功放窗口显示接收到的音频是PCM编码的音频。

PCM编码在AV功放只能输出2声道的立体声。

关于SPDIF做简要说明如下：
SPDIF就是Sony/Philips Digital Interface Format的缩写，也是是SONY、PHILIPS数字音频接口的简称。就传输载体而言，SPDIF又分为同轴和光纤两种，其实他们可传输的信号是相同的，只不过是载体不同，接口和连线外观也有差异。但光信号传输是今后流行的趋势，其主要优势在于无需考虑接口电平及阻抗问题，接口灵活且抗干扰能力更强。通过SPDIF接口传输数码声音信号已经成为了新一代PCI声卡普遍拥有的特点。
从数字音频信号来讲，SPDIF和HDMI是相同的。

小结：
HDMI、SPDIF都是数字音频流的传输通道。通道里面传输的是什么样的音频数据，取决于播放软件的输出。也就是说HDMI，SPDIF可以传输5.1编码的数字音频流，也可以传输PCM编码的音频流。可以是5.1声道的，也可以是7.2声道的，还可以是单声道、双声道立体声。HDMI，SPDIF不等于多声道环绕声。