Dolby 在 HDMI 上传输时哪些格式要编码成 MAT 传输？为什 …_投影之家

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Dolby 在 HDMI 上传输时哪些格式要编码成 MAT 传输？为什 …

先给结论：不是编码成MAT传输。
杜比MAT是编码器，功能是打包TrueHD音轨成固定码率以便于在HDMI上传输；同时，MAT也能将PCM音轨加上对象音频，变成杜比全景声。
研究了很久，基本上把杜比MAT（1.0/2.0/2.1）和全景声的关系弄清楚了，可以看我的文章：
点亮「杜比全景声」的关键：杜比MAT详解（Apple TV、XSX）杜比MAT在点亮全景声中是非常重要的，蓝光碟机的TrueHD无损音轨全景声，以及Apple TV和Xbox Series X的杜比全景声实现，全部靠杜比MAT完成。
------以下是原文----

大家可能不知道，Apple TV其实根本就不支持源码直通，连E-AC3（DD+）的杜比全景声都无法直通。
你们肯定会反驳，Apple TV明明可以在功放上点亮杜比全景声啊。
确实能点亮全景声，但Apple TV先解码成了PCM格式再传给功放。
现在你们肯定觉得我在扯蛋，PCM编码怎么可能点亮杜比全景声？
还真能，往下看就知道了。
我在「杜比视界/全景声」家庭影院入门教程中详细介绍过，杜比全景声有两种内核，分别为流媒体使用的DDP和蓝光碟使用的TrueHD：
全干货！「杜比视界/全景声」家庭影院零基础入门教程但其实，还有一种杜比全景声，叫做杜比MAT全景声。
杜比MAT全称：
Dolby Metadata-enhanced Audio Transmission
杜比音频元数据增强传输事实上，无论是蓝光机的TrueHD音轨全景声，还是游戏主机和部分电视盒子的杜比全景声，都是经过杜比MAT编解码后实现的。
那么杜比MAT在全景声实现过程中到底起到了什么作用？
首先来看蓝光碟独占的无损TrueHD内核全景声。
1、杜比MAT 1.0

TrueHD音频格式基于MLP编码（也称为PPCM），码率可变非固定。
由于信号在HDMI接口上传输必须是固定码率，所以蓝光播放器在音频直通输出TrueHD音轨后，必须还要有一个模块将可变码率音轨信源编码（打包）成固定码率进行传输，在功放和回音壁端再将固定码率还原成原始的可变码率TrueHD音轨，然后再进行后续的解码、渲染和映射。
这个起到关键作用的模块就是杜比MAT编解码器，大致的流程是这样的：

TrueHD音轨打包流程

无论是5.1、7.1的普通环绕声TrueHD音轨，还是7.1.4的全景声TrueHD音轨，杜比MAT都能处理。

各种声道的TrueHD音轨

在蓝光机中，杜比MAT编码器可以是硬件，与HDMI控制器一同整合在处理器中；
在普通的播放器中，杜比MAT编码器可以是软件，例如KODI:
在KODI 19.3之前，对TrueHD音轨一直支持不好，尤其是高码率音轨，直通后经常出现卡顿的情况。
直到19.3版本，KODI团队重写了杜比MAT编码器后，才改善了这个问题。

KODI 19.3解决了TrueHD问题

2、杜比MAT 2.0/2.1

杜比MAT 1.0时工作还很单纯，只是针对TrueHD音轨进行编解码。到了2.0/2.1后，增加了对PCM编码的支持。
支持的格式是这样的：

Dolby MAT支持的格式

杜比MAT 2.0，对PCM音轨的支持非常广，从2.0声道到7.1声道都支持。
上图中还可以看到PCM格式的对象音频，这个我猜测应该只存在与游戏中。
有了对PCM的支持后，杜比全景声就不在局限于自家的DDP和TrueHD内核，不过也带来了一些问题。
2.1 Apple TV的PCM全景声

Apple TV现在支持空间音效，打开后就能体验杜比全景声。
不过这个杜比全景声，是PCM格式的。
比如看使用Apple TV看奈飞或者Disney+流媒体，片源的音轨是DDP内核全景声：

流媒体上DDP内核的杜比全景声

而Apptv由于某些原因，并不能通过HDMI接口透传DDP内核的全景声，而是先解码，再编码：
先是将DDP内核的全景声分离声音对象元数据和5.1声道环绕声；
再将5.1声道环绕声解码成多声道PCM音轨；
最后通过杜比MAT进行重编码，也就是带有全景声对象元数据的多声道PCM音轨！
那么这种音轨可以被AVR（功放/回音壁）识别吗？
取决于功放。
例如，这种全景声多声道PCM音轨，在天龙、马兰士、先锋等功放上，都会正常显示杜比全景声：

天龙功放正常显示全景声

而在雅马哈的大部分型号上，都会显示PCM/Atmos：

雅马哈 A2080功放上显示Atmos/PCM

雅马哈 A3080还专门做了说明，大意就是带有全景声元数据的PCM，也当成杜比全景声来解码：

Atoms PCM

所以电视盒子里面能真正直通TrueHD和DTS-HDMA无损音轨的盒子，还是推荐Shield TV 2019 Pro：
2.2 Xbox Series X

XSX很香对不对？
XSX的杜比全景声问题很多，尤其是eARC模式。
因为XSX也用杜比MAT方式来实现杜比全景声。
eARC模式下，无论哪种回音壁或者功放，都会出现较高的延时（基本不能玩）。
原因很简单：
微软在XSX上也使用了杜比MAT来实现杜比全景声，原理就是讲LPCM多声道叠加音频对象信息来实现全景声，也就是Atmos/PCM。
虽然杜比MAT都是实时编码，但是在游戏上实时编码和渲染可比电影难多了。
电影都是预先录好的音轨，MAT编码器甚至可以提前做到编码和渲染，做到没有延迟；
但游戏里的音效大部分都是不可以预期的，因为玩家的动作很难预测，只能实时编码。
所以你能看到XSX音频方面用了大量的处理器，来帮助实时计算：

XSX音频用了大量的计算模块

直连模式，音频相对图像都是提前的。如果XSX直连功放和回音壁，那么XSX处理完音频信息后通过HDMI接口直接交给AVR解码，大概率可以跟图像时延相抵消，所以几乎感受不到延迟；
eARC模式，音频相对图像一般都有40毫秒以上的时延。如果走eARC模式，那么XSX处理完后本身已经有一个时延，再加上通过HDMI 接口给电视处理后再透传，整体时延就会增加很多。
要知道普通2声道立体声音轨经过ARC，时延做的比较好的索尼X95J电视，也要70毫秒左右。
小米电视电视6，180毫秒起跳，还怎么玩？
所以，eARC模式下，杜比MAT编码时间加上eARC时间，时延就控制不住了，这个是微软的锅。
那么问题来了？
现在微软系有好多号称原生杜比全景声的游戏，例如《极限竞速：地平线5》，我怀疑原始音轨都是LPCM格式，只不过多了天空声道和音频对象的Metadata元数据，在功放和回音壁上会点亮全景声；
而普通的游戏，虽然经过杜比MAT编码，但因为没有音频对象元数据，在功放会直接显示PCM音轨。
2.3 XSX、LG电视与三星回音壁的不兼容
我经常收到私信咨询：为什么买了三星Q950A无法在eARC模式下使用XSX的杜比全景声？
微软、LG和三星都有责任：
微软的锅在于杜比全景声的实现方式用的杜比MAT编码PCM，上面讲过；
LG的锅在于2020和21年的产品eARC模式下对多声道LPCM的兼容性不佳，接三星回音壁的时候EDID握手显示只支持LPCM 2.0；
三星的锅在于HDMI 的EDID信息没按规范来，在索尼电视上虽然能够音量联动，但是不显示音量是多少，eARC下只支持杜比MAT 1.0（也就是只支持TrueHD，不支持LPCM），所以跟电视握手的时候返回了错误的信号；
这三者eARC模式下，握手信息根本就没对上，肯定打不开杜比全景声。
当然，解决方案也是有的，可以使用一个转接器（例如HDFury），接在回音壁和电视中间，覆盖掉EDID信息，这样握手就没问题了，只是这个延时就不好说了。
所以我经常说，eARC其实挺不靠谱的，如果真想用的省心，还是需要功放和回音壁搭载HDMI 2.1接口。
HDMI 2.1 ARC/eARC音频回传功能详解(2月更新）功放方面，倒是已经有好多型号支持HDMI 2.1，就是最近价格涨的不好看了：
回音壁方面目前只有索尼的A7000和A9支持：
<a data-draft-node="block" data-draft-type="mcn-link-card" data-mcn-id="1480912028076830721">希望今年三星的Q990B可以靠谱点，带个满血的HDMI 2.1。

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2017年的提问，刚好也在查，试着回答一下
我觉得对普通人最好理解的解释，是Atmos属于嵌入式数据，对于流媒体使用DD+音轨，嵌入后就成了Atmos/DD+，UHD碟片使用TrueHD音轨，嵌入后就成了Atmos/TrueHD，ATV、XSX实时生成PCM音轨，嵌入Atmos后就成了Atmos/PCM，PCM嵌入Atmos的过程，由dolby MAT2.0完成。实时生成的PCM，可以对影片音轨先解码，避免不同音轨（DD、DD+、TrueHD甚至DTS）切换带来的静音，以及siri等实时语音和系统音效、游戏音效可以混入，都不必更改输出格式。
他们都可以统称为Dolby Atmos。
先看杜比&中道的解释：
杜比全景声 (Dolby Atmos ) 是过去十年中环绕声技术最重要的发展之一。使用基于对象的音频工程技术，电影导演和音响工程师现在可以将带有头顶音效的 3D 音频添加到他们的声音中，创造一个更宽敞、更身临其境和真实的环绕声新时代。
1.杜比全景声是一种音频格式；信息流。不是编解码器。
典型的音轨本质上是一个信息流，包括 (a) 其内部设计的所有声音的数据和 (b) 音响系统关于每个通道应该输出什么的说明。
杜比全景声（Dolby Atmos）音轨基本上是相同的信息流，但增加了一层基于对象的声音数据，包括高度/头顶音效。
与任何其他音轨一样，杜比全景声 (Dolby Atmos) 音轨需要一些东西才能将其传送到您的音响系统。这个“东西”被称为编解码器。

2. 了解用于提供杜比全景声的 3 个 CODECS（编解码器的统称，encode编码，decode解码）

Dolby Digital Plus 音频编解码器提供针对数字传输优化的 Dolby Atmos，即通过选择的有线广播传输和主要视频流服务。该编解码器将 Dolby Atmos 内容压缩到 48kHz 的采样率，从而产生最适合在线流媒体的较低比特率。

杜比 TrueHD 音频编解码器以最高分辨率和质量（24 位 96kHz）提供杜比全景声，带来电影导演想要的真实杜比全景声体验，听众将能够听到所有基于对象的音频、位置元数据和开销效应。它最广泛用于高清和超高清蓝光光盘。

某些内容设备（例如Xbox One X/S 和 Apple TV 4K）配备了 Dolby Atmos MAT 编码器，该编码器旨在对 Dolby Atmos 元数据进行编码、解码并将其合并到无损脉冲编码调制 (PCM) 音频中，让听众能够即使在 PCM 音频中也能体验杜比全景声。

对于境外流媒体设备，这张双杜比支持程度的统计表不错：

杜比自己的文档中，关于杜比MAT不多：
Dolby MAT
A Dolby MAT encoder resides in a Blu-ray player to pack the variable bit-rate Dolby TrueHD bitstreams for transmission over the fixed bit-rate HDMI. A Dolby MAT decoder is concurrently employed in the Dolby TrueHD decoder in the receiver/processor to unpack the Dolby TrueHD bitstreams.
杜比 MAT 编码器位于蓝光播放器中，用于打包可变比特率的杜比 TrueHD 比特流，以便通过固定比特率的 HDMI 传输。杜比 MAT 解码器同时用于接收器/处理器中的 Dolby TrueHD 解码器，以解压缩 Dolby TrueHD 比特流。
With the introduction of Dolby Atmos, we have expanded the Dolby MAT technology to support encoding and decoding of Dolby Atmos metadata incorporated in lossless pulse-code modulation (PCM) audio.
随着 Dolby Atmos 的推出，我们扩展了 Dolby MAT 技术，以支持无损脉冲编码调制 (PCM) 音频中包含的 Dolby Atmos 元数据的编码和解码。
A key benefit of Dolby MAT 2.0 is that Dolby Atmos object-based audio can be dynamically encoded in real time and transmitted from a source device with limited latency and processing complexity.
杜比 MAT 2.0 的一个主要优势是杜比全景声基于对象的音频可以实时动态编码，并以有限的延迟和处理复杂性从源设备传输。
Likely sources that will employ Dolby MAT encoding include broadcast set-top boxes and game consoles. The Dolby MAT 2.0 decoder outputs the object-based audio and its metadata for further processing inside the device. The Dolby MAT 2.0 container is scalable and leverages the full potential of the HDMI audio pipeline.

可能采用杜比 MAT 编码的来源包括机顶盒和游戏机。 Dolby MAT 2.0 解码器输出基于对象的音频及其元数据，以便在设备内部进行进一步处理。 Dolby MAT 2.0 容器是可扩展的，并充分利用了 HDMI 音频管道的潜力。
简单理解：
杜比MAT1.0将可变码率的MLP包装为恒定码率的TrueHD，也就是说但凡支持TrueHD的播放器和功放，都支持MAT1.0
MAT2.0支持Atmos，也支持了LPCM，所以允许输出Atmos/pcm，主要涉及的设备是微软XSX和ATV~
三星QxxxA（2021款）回音壁可能不支持eARC连接下的MAT 2.0，这导致通过eARC方式连接XSX或ATV可能无法获取Atmos/PCM（甚至），但直通模式可以获取，目前尚不清楚是固件问题还是earc的问题。
QxxxB（2022款）没有这个问题

其他发现：
当通过 IEC 60958 传输 Dolby Digital Plus 内容时，链路采样率必须是内容采样率的四倍。Dolby Digital Plus 支持 32 KHz、44.1 KHz 和 48 KHz 的内容采样率。HDMI 等接口不支持 128 KHz (32 KHz x 4)，因此只能支持 44.1 和 48 KHz 的内容采样率。
杜比 TrueHD 内容通过 IEC 60958 以 176.4 kHz / 8 通道（要求 IEC 60958 帧速率为 705.6 kHz）传输，内容采样率为 44.1、88.2 和 176.4 kHz，以及 192 kHz / 8 通道（需要 IEC 60958 帧速率768 kHz），用于 48、96 和 192 kHz 的内容采样率。
许多音频设备同时支持 PCM 和非 PCM 流格式。但是，音频引擎只能混合 PCM 流。因此，只有独占模式流可以具有非 PCM 格式。此外，独占模式仅支持具有固定数据速率的非 PCM 格式。

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