家庭影院、数字高清初涉入门 Part 1

家庭影院、数字高清初涉入门 Part 1

2019年5月9日 1 By fengyeblade

最近有几个朋友装修新房(都他喵有钱买房玩是吧,快请我吃饭!)询问我关于影音这部分的选购。说实话我在这方面原本也不在行的,尤其是音响系统这部分,根本就是小学生而已。朋友想找我请教,除了他们更是土鳖外行的原因,主要是看到我房间里这套影音系统很能装B,看上去还算腻害的样子。
我家里主要是因为东西多,两个房间的两个电视,客厅PC,NAS,家庭影院,书房音响,Xbox1X,高清播放器,等等吧,所有设备都是互联的,可以在任何房间任何设备玩游戏,听音乐,看电影,互不影响。嘿嘿,很唬人,但是不具有普遍性,技术宅专属而已。花钱并不多,所以设备也并不高级。在专业玩音响的人眼里,都是破烂组合……

回到正题,写这个主要也是帮我自己梳理一下思路,给有需要的外行朋友了解一下家庭影院和高清影音系统是怎么回事。当然,所涉及的内容主要是对应入门级玩家和数字化设备的。有钱人玩的那些,我也没玩过啊。嘤嘤嘤

目录

一:从看电影开始
二:播放和片源
三:各种名词解释
四:软硬解码对比
五:部件和选择

一:从看电影开始

组装家庭影院的最核心需求就是看电影和玩游戏;可能个别大叔还有在家唱K的需要。我们就从看电影开始讲。这部分主要讲下历史和主观感受,不具体的讲技术问题。各种名词和技术术语在第三节解释。

过去穷啊,一般家庭就是一个电视(显像管试的)和录放收音机而已。稍好一些条件的,家里还有有录像机和组合音响。那个年头,普通老百姓还能追求啥呢?最好的效果就是用录像机放录像带,然后把视频用AV或射频线接到电视上,把音频接到组合音响上。哇塞,组合音响的效果可比电视上那一或两个屁喇叭强多了。这个时代,家庭的影音设备都是模拟信号的。所以每套设备出来的效果千差万别,也就有了很多高级玩家以及烧钱的理由。图像的质量取决于录像带和录像机质量或者广播电视信号质量;音频质量取决于音响设备的价格。但以当时民用设备的技术水平,整体效果毕竟比较low。图像分辨率当时还是按广播电视术语XX线描述,有220线,330线,400线(90年代后期央视广播才达到);而音频采样具体数据不了解,但最多也就是普通磁带的水平22K立体声(民用设备不包括母带级)。

音乐方面,CD机越来越便宜,虽然碟片上的音频采样已经是44.1K,但是播放设备(功放,音箱)还跟不太上,普通家庭也就发挥不出来CD应有的音质水平。
后来随着经济发展开放,国家强大起来了!90年代我们有了VCD,第一次有了数字化影视产品。VCD分辨率达到了352×240。嗯,实际比当时最好的电视广播信号还低……,但是其效果优势是信号输出稳定啊,VCD播放器通过线缆连接电视,信号干扰很小,画面稳定啊。音频方面,VCD支持CD级MPEG-1的44.1K采样。但是实际上由于制作vcd的片源都是录像带翻录,所以实际效果很差。这个时期的音响功放基本上还只是单纯的功率放大器,用于推动大功率音箱。

主要有胆机(电子管放大器)和石机(晶体管放大器)之分。

梁朝伟脑袋右边看到了吗?
VCD风靡全国的时候,DVD就已经有了,但是普及率远低于VCD。主要原因是当时DVD售价比较贵,盗版影碟也比vcd少的多。但是DVD的初代标准(DVD5盘片)是视频720×480(720×576跟N制P制有关)这时画面已经达到了普清水平。音频部分大部分DVD继续沿用M-1的44.1K立体声采样,但也出现了少部分采用杜比技术5.1声道的DVD光盘(这个杜比音效需要DVD播放机解码或者独立的外置解码器解码)。历史上第一次家庭影音效果超越了电视广播。家庭影院真正进入了数字化时代。此时的功放机开始出现数字功放机并且集成了解码器的一体机。自此以后除了专业发烧友还会采用解码器加胆机的结构玩法,数字化一体功放机开始了快速发展。
后来DVD又有了DVD9,DVD10,DVD18,BlueRayDVD(蓝光)等等标准。但是除了蓝光以外,其它都是盘片的存储容量变化,只有蓝光DVD提高了分辨率标准到全高清和4K。

在2000年之后,家庭影音开始逐步脱离DVD等播放设备了。由于个人电脑的迅速普及,和互联网的出现,家庭影音的载体正在向全类型数字化存储迁移。

Realplayer,记得吧?rm、rmvb、avi、wmv等等格式的电影、小电影纷纷登场。所以尽管HD-DVD,蓝光DVD的技术在不断发展,但是市场已经越来越小了。在随后的几年内,个人电脑与电视的差别也在逐渐淡化。所以,在经济高速发展,家庭条件逐步提高的大环境下,竟然出现了有线电视退网潮,家庭电视保有率大幅缩减的“怪事”。
而值得注意的是,在21实世纪初,影像技术发展飞快,液晶电视席卷整个行业,阴极管显示器除了在特殊图像领域有所保留,在家庭里几乎已经绝迹了。早期液晶显示设备对比阴极管显示器的缺点就是色域的缺失和刷新的速度慢,所以处理图像、印刷和视频编辑工作还需要传统显示器。后文还会提到HDR电视。

液晶电视(显示器)从720分辨率飞速提高到全高清,2K,4K,但是价格却一直比较亲民,人人都买的起(高中低档都有)。与此同时,音频方面却进步不明显,主要原因是音响设备消费市场小,有钱玩这个东西的人少,而设备造价又难以大幅度降低。功放里边数字解码器和数字放大电路化带来了一定的成本降低,但是功率设备和音箱喇叭这类的原件成本不降反升。所以结果是“影”的发展远快于“音”的发展。但不管怎样,全面数字化的影音时代已经开始了

前些年吧,很多跟我一样的穷鬼,有个高清电视(FHD)就觉得很好啦,能用电视盒子或者USB硬盘播放高清电影就美得不行(实际上很多格式不能直接播放,高码流片源还是卡的一批)。至于音响么,我这耳朵不需要,也没钱去折腾这些。 但是,保暖思淫欲啊。 当你有机会在商场,或者朋友家里听到那种专业设备的音响效果后,再回去看自己的电视。哎,破玩意受不了了。普通电视的2喇叭,效果真心差劲呢。尽管有些品牌电视也打着各种技术标,比如DTS,DD杜比等等此类吧。 但那只是说,它能把这种编码的音频放出来,有限解码,有声音而已,完全无法还原应有的效果。高档的电视,比如索尼三星的高档货(2W以上的家伙),其实也主要是用了更好的解码芯片加更好的喇叭而已,最多达到一个HIFI的解析度。顶多再虚拟一点点环绕声效果出来(跟真正的环绕声不是一个概念)。
简单说,听过专业音响后,回来再看一般消费级电视(4000~8000元档次),开枪的声音跟摔碎个玻璃杯的声音差不多,都是piapia的。
所以,有一点积蓄的话,不少人开始追求“效果”了,家庭影院或者家庭娱乐厅提上了日程。

二:播放设备和片源

家庭影院主要包括一个播放器(PC、蓝光播放机、电视盒子、游戏主机等任选,没错家用游戏主机都可以做高清播放器呢),一个全高清或以上档次的电视,一台功放(现代功放都是带解码的一体设备,次世代功放应该都支持当前的各种解码。胆机之类的东西都是发烧友玩的,不在此文讨论之列),一套音箱(5.1起步)。那有人问,不用功放,直接用PC接有源音箱行不行?答案是可以的,但是效果比较差。有源音箱本身带放大电路,信号干扰和信噪比都不会很好。然后PC上的集成声卡或外置声卡的解码效果有限,就算它很好,解码后转换成模拟信号传输到有源音箱也存在信号损失啊,音箱放大信号的同时也会吧噪声同比放大,最后从喇叭里出来的声音其实已经损失很多了。

信源(播放器):

HTPC

高清影碟机

支持源码输出的电视盒子

PS4 PRO

Xboxone X
等等

数字功放就是一个张成这种样子的家伙。

一组音箱 :

选择 5.1 7.1 7.2 9.2 就看你手里有多少票子了

当然你需要一个电视 :













额 好吧,还是换这个吧

或者这个

这里也遵循木桶原理,每个部件之间要相互配合,如果出现一个特别的短板,那整体效果就会大打折扣。

它们是如何工作的?
首先找一个高清电影,rmvb已经过时了兄dei,咱找一个MKV格式电影吧。举例找一个《罪恶之城2》。

MKV格式实际上是一个打包格式,文件内可以包含视频流、音频流、字幕文件等等。
通过截图可以看到,此文件包含一套视频流,两个音频流。注意每个音频都是6声道的,并不是说两个音频流组成一个立体声。



先来看Video1里的参数,格式是AVC(H.264),分辨率是1920×1080逐行,平均码流17.6Mb,最大码流34Mb,画面每秒24帧。
然后我们看两个音频流。Audio1是AC-3格式音轨,就是我们常说的杜比音效的第三版本,通道数是6,也就是常说的5.1声道(左中右三个主声道,两个环绕声道,一个低音通道)。采样率48K。Audio2是一个DTS格式音轨,也是6声道。对比上边的杜比音轨,可以看到Bit depth(位宽)和 Stream size(容量)是不同的。杜比采用的是16位,容量只有470MB;而DTS使用24位,容量达到了1.08GB。由此可知DTS音轨存储了更多的音频数据,那么只要解码器支持,应该能还原出更好的音响效果。
OK,我们用PotPlayer播放器来播放这个电影,播放器先解开MKV文件格式,取出视频流,音频流,字幕流,分别交给相应的处理单元处理。
视频这部分一般就是由PC或电视盒子处理了,通过播放器软件调用CPU或GPU进行解码(通过软件计算解码叫软解,通过CPU或GPU的专用解码单元处理的叫硬解)。
而音频这部分也可以像视频一样交给PC或者盒子来解码,之后通过PCM数字信号发送给功放,或者通过声卡把模拟音频输送给有源音箱。但是一般电脑上或者盒子上的解码器能力有限,解码这种杜比或DTS音轨后,都会丢失很多声音细节,甚至有些解码算法都会丢掉几个省道,只输出最基本的两声道立体声。既然有家庭影院了,我们还是交给功放去解码吧。
原始杜比或DTS音轨数据会跟随视频信号一同通过HDMI线输出给功放。我们管这个叫源码输出。功放得到HDMI信号后,分离视频和音频信号,视频转发给电视用于显示图像,而音频源码则由功放自行解码处理,根据一系列运算,输出给功放连接的各个位置的音箱,实现一个多声道交织建立的环绕声场。
OK,现在你可以搬个小马扎儿,坐那享受电影了。

当然,以上只是简单的介绍了一下家庭影院是如何工作的,省略了很多具体细节技术,一般人知道这么多就够了。有关各种设备的连接方式,信号格式,线路要求,片源选择,设备选择等等进阶内容,在后文会有更详细的说明。

之前说的是家庭影院如何播放电影的。那么纯音乐呢?纯音乐可以简单看作没有图像的电影。但是又不完全一样,这就涉及到一个效果的问题。
前边我们说的是能不能的问题,一台家庭影院工作起来了,这个事办到了。但是办的好不好,就是我们说的效果好不好还要另说。
一部电影或纯音乐,显示效果,音效风格可以有很多选择。画面是明亮还是阴暗?锐利还是柔和?冷色还是温暖? 音效是空灵还是精确?是低沉悠扬还是悦耳干脆?是震撼还是精致? 这些东西由谁来控制呢?又有什么标准呢?
以上这些内容有很大的主观性,每个人的喜好不同,每个设备的响应结果也不同,但也不是完全天马行空,首先要有一个基准。对于视频来说,电视的亮度,对比度,色彩饱和度,是否工作在最佳分辨率,这些内容是视觉信息,比较直观很好调整。显示器调整为标准模式,找几张灰度、色度图片显示出来,根据房间照明情况调整对比度饱和度就可以了。以后在看电影或玩游戏的时候,可以通过电视直接选择明亮、柔和、运动等模式即可。当然也可以通过播放器的参数调整电影图像输出效果,而不是整体调整。 而音频部分就很不直观了,加上房间尺寸,家具摆放,墙体和门窗的反射环境都有很大差别。音箱又需要按照房间的实际情况放置,有时候不能做到前后左右上下的绝对对称,这又需要对每个音箱的输出做微调。
比如中央声道是否需要加强?后环绕音箱是否距离人脑太近需要减弱?全景声的顶置音箱偏向前还是后?这个工作一般都需要借助工具来测量辅助,而且即便有工具,也需要比较高的技术和经验才能做。那么最好还是找师傅帮忙来的实际。而像雅马哈这种自带YAPO MIC的功放,就可以傻瓜式操作了。(雅马哈通过一个专用麦克风连接功放,它实现自我测量自我校准。自动校准有局限性,只能说一般过得去。要想效果好还要凭经验多次调试。)

然后简单说几句音响效果。音响效果一般有两个方面的影响,首先是音源编码方面,你的音源采用何种编码输出对最终效果是有影响的。比如一张DTS-ES的音乐CD音轨,或者DSD唱片音轨,源码输出给功放,功放会无损的解析音乐,输出给喇叭。而如果是无损WAV的音乐,实际上在播放器阶段就已经转为PCM信号了,这个过程不同播放器会有不同的算法,有可能有质量损失。而假如你的功放是前几年买的,虽然支持DTS-HD解码,但是没有支持DTS-MA,则可能只采用标准DTS算法解码,出来的结果可能会损失一些声音细节。另一个方面就是DSP效果了。一般功放都带有几种DSP效果器,比如剧院模式,体育模式,现场模式,游戏模式,古典音乐厅模式,现代音乐模式等等等等,也可以自己调整均衡器和各种混响强度,回声延迟等等参数。具体效果自己体验,找自己喜欢的就行。

至此,家庭影院实现了。可以尽情HAPPY了。

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