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浅谈数字音频格式输出

 阿木国风 2014-02-15

浅谈数字音频格式输出

( 2010-07 )

现在,看高清的人越来越多。数字多声道音频格式的输出也越来越多。

LPCM(PCM): 是一种非压缩音频数字化技术,是一种未压缩的原音重现。概念上等效于wave文件,并不需要运算解码,可直接输入功放进行DA转换,LPCM音轨码率和体积较大。
LPCM(PCM)虽然是非压缩源码音频格式,但是是可以承载多声道的。
2.0声道的PCM所需传输码率一般为1.5Mbps左右(根据音质不同,所需带宽有所不同。既:采样率值×采样大小值×声道数bps)。LPCM 5.1 的码率是4.6MbpsLPCM 7.1 的码率是18.6Mbps,理论最高码率可达36Mbps。

杜比数字(Dolby Digital):是美国公司杜比实验室公司开发的技术,是著名的有损数据压缩的多媒体存储格式。
杜比数字包括多个相类似的压缩技术,当中包括有Dolby Digital EX,Dolby Digital Live,Dolby Digital Plus,Dolby Digital Surround EX,Dolby Digital Recording,Dolby Digital Cinema,Dolby Digital Stereo Creator和Dolby Digital 5.1 Creator。
Dolby Digital:为5.1声道。在HD DVD中码率为448kbps。在Blu-ray(蓝光)中码率为640kbps。
Dolby Digital Plus:为7.1声道。在HD DVD中码率为3.0Mbps。在Blu-ray(蓝光)中码率为1.7Mbps。
Dolby TrueHD:为8声道。在HD DVD和Blu-ray(蓝光)中码率均为18Mbps

DTS是:“Digital Theatre System”的缩写,是“数字化影院系统”的意思。DTS采用CAC(Coherent Acoustics Coding,相干声学编码)方式工作,和Dolby Digital一样也属于利用心理声学原理来对声轨进行编码的有损的数字压缩技术。
DTS同样也包括多种格式。
DTS(Digital Sound/Digital Surround):为5.1声道。在HD DVD和Blu-ray(蓝光)中码率均为1.5Mbps。
DTS-ES(Extended Surround):为6.1声道。在HD DVD和Blu-ray(蓝光)中码率均为1.5Mbps
DTS-HD High Resolution Audio:为8声道。在HD DVD中码率为3.0Mbps。在Blu-ray(蓝光)中码率为6.0Mbps。
DTS-HD Master Audio:为8声道。在HD DVD中码率为18Mbps。在Blu-ray(蓝光)中码率为24.5Mbps

LPCM(PCM)与杜比(Dolby)和DTS的最大区别是LPCM(PCM)未经压缩的原始音数据音频格式,所以数据量比较大。而杜比(Dolby)和DTS是对原始数据经过压缩的音频格式。就像我们把原始文本数据过RAR压缩一样,体积相对LPCM(PCM)会有相应的缩小。不过和RAR不同的是,RAR必须全部解压后才可以使用。而杜比(Dolby)和DTS是可以实时解压,实时播放的。
杜比(Dolby)和DTS的关系就像RAR和ZIP的关系。是两种不同的压缩标准。至于效果,要看个人所好了。

用过光纤或者同轴接功放的时候,会发现他无法在游戏中实现5.1甚至更多声道,只有2声道。而通过设置,可以播放5.1声道的视频。
这是因为通过设置成源码输出,视频文件的音频部分是直接通过杜比(Dolby)或DTS格式输出的。而游戏输出的音频格式是LPCM(PCM)这种非压缩的音频格式。
光纤和同轴都是按照S/PDIF标准传输的。S/PDIF的输出的最大码率为3.1Mbps。从之前我们对各种格式的分析,可以知道。Dolby TrueHD、DTS-HD、多声道LPCM(PCM)等音频格式,码率均超过了3.1Mbps,所以无法通过光纤或者同轴输出。游戏2.0声道的LPCM(PCM)码率为1.5Mbps,5.1声道LPCM(PCM)的码率是4.6Mbps,所以只可以够输出前者。
或许有人会为,游戏为什么不可以输出杜比(Dolby)或DTS格式呢。因为游戏音频是实时演算出的,不像电影等视频是早已录制好的。所以直接输出的只能是未经压缩的原始LPCM(PCM)格式。但是我们是可以再次压缩之后在输出的。
Dolby Digital Live和DTS Connect就是一种实时编码技术。将未经压缩的原始LPCM(PCM)音频实时的压缩成杜比(Dolby)或DTS格式,再输出。 不过一般游戏是不直接提供该技术的。我们需要通过支持该技术的声卡才可以达到这个效果。但是不是所有的声卡都支持该技术。想要购买支持该技术的声卡,就要看清楚声卡支持功能列表上是否有Dolby Digital Live或DTS Connect的标记。 该技术不止用于游戏,他可以将电脑中其他软件即时生成音频都压缩成杜比(Dolby)或DTS格式输出。适用于电脑只通过一条光纤或同轴接功放的音频输出方式。还有就是想PS3和XBOX360等游戏机上也用该技术,通过光纤输出多声道的游戏音频。

到这里,大家一定会问,光纤或同轴不支持的高码率音频格式该怎么输出呢。只有通过HDMI接口接支持HDMI输入的功放进行高码率音频输出

HDMI(High Definition Multimedia Interface):高清晰度多媒体接口,是一种全数字化图像和声音传送接口,可以同时传送高清HDCP加密视频信号及音频信号。
HDMI有多个版本,现在主流的是1.3版,最新的是1.4版。大家在选购产品的时候,要尽量选择HDMI1.3或以上的版本
HDMI1.3及1.4的最大视频带宽为8.16Gbit/s,最大音频带宽为36.86Mbit/s
因此用HDMI传输音频的话,无论是Dolby TrueHD和DTS-HD,还是高码率的8声道LPCM(PCM),都没有问题。前提是你的输出设备支持HDMI1.3或以上标准(现在带HDMI接口的显卡和主板不是全部都支持这个标准的,购买时要多注意)。然后当然是你的功放支持Dolby TrueHD和DTS-HD等标准。 有了支持以上标准的设备以后,你就可以直接通过HDMI接功放,无需Dolby Digital Live或DTS Connect,就可以实现游戏5.1甚至8声道的LPCM(PCM)输出。
至于电影,那就更不用说了当然支持。不过电影的数字音频输出倒是有两种方式。
第一种就是直接通过HDMI进行杜比(Dolby)或DTS的源码输出,通过功放解码。前提是你的功放支持所输出的音频标准。
第二种就是先通过播放软件,将杜比(Dolby)或DTS格式解码成对应声道的LPCM(PCM)音频,再通过HDMI输出。因为LPCM(PCM)并不需要运算解码,是直接输入功放进行DA转换的。只要你的功放支持对应的声道数的音频输出就可以了(你总不可能让5.1声道输出的功放去输出8声道的音频吧,虚拟的除外)。

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