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計資中心電子報C&INC E-paper

專題報導

邁向專業轉播 - 多媒體輔助工具介紹
  • 卷期:v0053
  • 出版日期:2020-06-20

作者:黃淑玲 / 臺灣大學計算機及資訊網路中心教學研究組經理


因為COVID-19新冠病毒疫情的影響,迫使教學和工作模式改變與迅速轉型,遠距教學或視訊會議成了學習或工作所需之一,本文簡介進行視訊會議或遠距教學的基本配備及耳麥等音效輔助工具之功能規格。

 

遠距教學或視訊會議的基本配備

遠距教學或視訊會議需要那些設備,要由不同需求來規劃,比如場地空間大小、使用人數、網路頻寛、視訊主機及會議或教學上內容上的呈現效果而有不同。各類軟硬體視訊工具大體上都具備即時視訊、檔案共享、電子白板功能(部份)、聊天室以及錄影或直播,錄影檔案可於課後或會後再供觀看學習。遠距教學或視訊會議系統的設備通常相對昂貴,因設備本身的編解碼技術,效果上通常比較好;軟體式會議系統如ZOOM、Webex等只要有串流電腦(桌機或筆電)或是智慧型手機再就可以進行;直播所需設備最簡單,只要有筆電/電腦+webcam,再安裝如OBS直播軟體,或是智慧型手機再加相關APP即可進行,有的攝影機本身也能進行直播,直播電腦要選用有內建/外接影像截取卡或有支援直播的主機板,若是講究影音品質可以再外接高解析度的WebCam或高音質的有線/無線耳麥就可以了,以下簡述不同需求所需之基本配備。

類型

主要配備

用途

場地

遠距教學或視訊會議系統

視訊主機Code、專業攝影機、導播機、麥克風、串流電腦

高影片品質之同步互動遠距教學或會議,專業但價格昂貴

會議室或教室

軟體式會議系統

如Microsoft Teams、Google Meet、Cisco Webex、ZOOM、Skype、LINE、CyberLink U Meeting+筆電(含攝影機、麥克風)

即時互動同步遠距教學或會議,價格大多依人數及教室數量計價,主要分租賃或自建。

虛擬/雲端教室

直播

直播機、CyberLink U Webinar、OBS、Facebook+筆電(含攝影機、麥克風)

同步遠距教學或會議,可容納數千人同時觀看,主要是以收播端較不需互動的研討會或演講為主。

虛擬/雲端教室

 

視訊編碼

影像攝錄影機分為類比(Analog Signal)和數位訊號(Digital Signal),以前電視的訊號所使用的NTSCPALSECAM或是早期的V8攝錄影機等都是類比訊號。類比訊號的主要優點是其精確的解析度,與數位訊號相比,類比訊號的資訊密度更高,主要缺點是易受雜訊影響。現在的影片大多是數位格式,和電腦相容,第一個官方的視訊音訊壓縮標準MPEG1是應用在VCD,DVD影片則是PMEG2,主要影格式是MPEG4,高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding),又稱又稱為H.265和MPEG-H第2部分,可支援4K解析度甚至到超高畫質電視(UHDTV),最高解析度可達到8192×4320(8K解析度)。

視訊編碼標準發展史:

年份

標準

制定組織

主要應用

1984

H.120

ITU-T

 

1990

H.261

ITU-T

視訊會議視訊通話

1993

MPEG-1第二部份

ISOIEC

影音光碟(VCD

1995

H.262/MPEG-2第二部份

ISOIECITU-T

DVD影碟DVD-Video)、藍光Blu-Ray)影碟、數位視訊廣播(DVB)、SVCD

1996

H.263[6]

ITU-T

視訊會議視訊通話3G手機視訊(3GP

1999

MPEG-4第二部份

ISOIEC

 

2003

H.264/MPEG-4 AVC[1]

ISOIECITU-T

藍光Blu-Ray)影碟、數位視訊廣播(DVB)、iPod視訊、高畫質DVDHD DVD

2013

High Efficiency Video Coding

ISO/IECITU-T

尚未普及

 

顯示器解析度

常用的顯示器有標準螢幕(窄螢幕) 4:3、5:4與寬螢幕16:10、16:9,目前是以FHD畫質(1080P)16:9為大宗,但現在和未來幾年是以超高畫質4K為主流,是FHD的4倍;另外選用時要注意還要注意相關配備規格,如HDMI端子是否為HDMI 2.0版本(傳遞4K/60p訊號),USB播放裝置有無支援H.265高效率視訊編碼,才能達到觀看4K畫質的內容之目的。下表為使用率較高之常用顯示解析度(資料來源:維基百科):

標準

長寬比例

Width (px)

Height (px)

Steam使用者%20183月)

網路使用者%20175月)

XGA

4:3

1024

768

0.53

5.34

WXGA

16:9

1280

720

0.28

2.69

WXGA

16:10

1280

800

0.56

5.52

HD

~16:9

1360

768

1.31

2.25

HD

~16:9

1366

768

9.86

29.94

WXGA+

16:10

1440

900

2.39

6.7

other

16:9

1536

864

0.29

3.5

HD+

16:9

1600

900

2.59

5.89

FHD

16:9

1920

1080

72.01

16.02

4K UHD

16:9

3840

2160

0.71

n/a

Other

21:9

5120

2160

0.97

8.1

 

網路環境

除了影音設備外,網路也是基礎設施,基本上影音品質越高及連線數越多,所需的頻寬也越高,不然影音播放會卡卡的。網速需求也是依影片畫質而有不同,下表為目前常用影片畫質及基本網速。

電腦標準

解析度

比例

基本頻寬

SD(480P), DVD畫質

720 x 480

3:2

1.5Mbps以上

HD高畫質(720P)

1280×720

4:3

3Mbps以上

FHD畫質(1080P)

1920 x 1080

16:9

5Mbps以上

Utra HD/UHD超高畫質(4K)(2160p)

3840 x 2160/

4096×2160(極為少數)

16:9

25Mbps以上

8K Ultra HD

7680×4320

16:9

50Mbps以上

另外其它幾個常用顯示解析度

電腦標準

解析度

比例

HDMI

1366×768

16:9

HDTV 720p

1280×720

16:9

HDTV 1080i

1920×1080

16:9

 

麥克風

視訊會議通常會選用指向性麥克風,以避免週邊干擾,聲音效果也比較好。主要是因指向性描述麥克風對於來自不同角度聲音的靈敏度,規格上常用如下的polar pattern來表示,在每個示意圖中,虛線圓形的上方代表麥克風前方,下方則代表麥克風的後方。(資料來源:維基)

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Omnidirectional全指向式

Cardioid心型指向

Hypercardioid超心型指向

Shotgun槍型指向

Bi-directional雙指向式

 

  1. 麥克風種類大致有以下幾種(維基):

種類

特色

動圈式麥克風

動圈式麥克風因為含有線圈和磁鐵,不像電容式麥克風輕便,靈敏度較低,高低頻響應表現較差。優點是聲音較為柔潤,適合用來收錄人聲。

電容式麥克風

電容式麥克風因靈敏度較高,常用於高品質的錄音。

駐極體電容麥克風

廣泛使用在消費電子產品

微機電麥克風

主要應用於部分的手機PDA等小型行動產品

鋁帶式麥克風

早期最好、最昂貴的麥克風。由於形狀龐大及鋁箔帶很薄的脆弱性,現今主要用於專業錄音室

碳精麥克風

舊式電話機的碳精話筒,現今少用。

 

  1. 麥克風接頭

下圖標示出麥克風接頭,可以和耳機麥克風接頭介紹做比對。

  1. 3-pin XLR接頭:三支針腳會標明1、2、3三個數字
  1. 美規中:1代表接地線,2代表正相(hot)訊號,3代表反相(cold)訊號。
  2. 歐規中:1代表接地線,2代表反相(cold)訊號,3代表正相(hot)訊號。
  1. 1/4吋(6.3mm)接頭有分單聲道(mono)和立體聲(stereo)兩種,如圖2中,各個數字代表的部位功用如下:

①接地

②立體聲時為右聲道,平衡單聲道時為反相訊號,或做為單聲道的電源輸入端

③立體聲時為左聲道,平衡單聲道時為正相訊號,非平衡單聲道時的訊號輸出端

④絕緣環

 

耳機及音效卡

在音訊部份,一般進行視訊,除了用智慧型手機本身就有鏡頭和麥克風,若是電腦或筆電要要外接麥克風或耳麥才能通話。目前市面上耳機或耳麥種類非常多,主要以分為有線、無線與藍芽,耳塞式、耳道式、耳掛式、耳罩式、頭戴式等,有沒有抗噪功能、音質,有些Webcam也有內建麥克風。

目前主流的音源線還是高解析「3.5mm」立體聲降噪,但有些手機為了簡化手機內部結構,節省空間而取消了「3.5mm耳機接口」,改採Type-C或是Lighting耳機,除了機身輕薄、防水等特點,主要是從模擬信號輸出改為數位訊號輸出,能夠提升音質。不過不同的耳機接口只要有相容的轉換接頭就可以使用,購買前先了解機器本身的規格,避免買了不能用。

 

  1. 無線藍牙耳機

藍牙版本有1.1到5.0,越新版本傳輸距離越長,選擇藍芽主要是要看連結到撥放裝置會影響音質的的編解器功能,編碼技術主要有以下幾種:

  1. SBC(Subband Codec)編碼器:相容性高、音質差及聲音會延遲
  2. AAC(Advanced Audio Coding):Apple裝置,適用iPhone或Apple相關的播放裝置。
  3. aptX:適用Android系統與其他高音質裝置。
  4. LDAC:SONY開發,透過藍牙固定頻寬並傳輸高解析度音樂訊號的編碼器,音質媲美有線傳輸。

 

  1. 耳機的插頭

耳機的插頭有2.5mm、3.5mm、6.3mm不同直徑的音源接頭,2009年國家制定了標準手機耳機插頭規格只有2.5mm和3.5mm兩種,主要是以3.5mm為主流,2.5mm很少廠家用。耳機插頭結構主要分為TS(一環,兩段式),TRS(兩環,三段式),TRRS(三環,四段式)單聲道或立體聲,另外還有USB、TYPE C、Lightning、藍芽等。TRS三個組成部件的首字母縮寫為Tip(尖)、Ring(環)、Sleeve(套)。由於接頭一般用於接插耳機和麥克風,因此也稱Phone Jack。(資料來源:維基百科)

What is the difference between 3.5 mm jack in mobiles and laptops ...

 

What is the difference between 3.5 mm jack in mobiles and laptops ...

 

TRS端子

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Photo-audiojacks.jpg/200px-Photo-audiojacks.jpg

從左至右:
2.5mm 單聲道(TS)
3.5mm 單聲道(TS)
3.5mm 立體聲(TRS)
1/4in(6.35mm)立體聲(TRS)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7d/IPod_and_iPhone_audio_plugs.JPG/220px-IPod_and_iPhone_audio_plugs.JPG

蘋果公司生產的耳機:
左:TRS(iPod
中:TRRS(iPhone
右:麥克風+線控

 

  1. 耳機各環的功能

耳機接頭主要有分1-4環,環主要是分區塊絶緣用,下表簡單說明各環功能。

環數

插頭類型

圖片

功能及用途

1環

TS(6.3mm單聲道,

MONO Audio)

 

Art editor Img

直徑6.3mmTS

第1節-單聲道

第2節-接地GROUND

應用:卡拉OK、擴大機、麥克風、音響、電子琴

2環3節

TRS(6.3mm立體聲/Stereo Audio)

Art editor Img

直徑6.3mmTRS

第1節-左聲道L

第2節-右聲道R

第3節-接地GROUND

應用:卡拉OK、擴大機、麥克風、音響、電子琴

跟上面一樣是Phone Jack 6.3,但是是立體聲,Phone Jack的前端一條黑線表示是單聲道,兩條黑線表示是立體聲。

2環3節

TRS 3.5mm,1/8,立體聲/Stereo Audio

音源接頭僅傳輸雙聲道訊號

 

桌上PC通常有耳機和麥克風2個孔

PC        NB

  

直徑3..5mmTRS

第1節-左聲道L

第2節-右聲道R

第3節-接地GROUND(區域較大,雜音少)

  • 應用:桌上電腦喇叭、桌上電腦麥克風、耳機傳輸線、相機的音源輸入等用途

 

TRS 3.5mm立體聲,又稱為1/8接頭。

3環4節

TRRS 3.5mm

PC Headset

傳輸雙聲道訊號及麥克風收音訊號

 

視訊系統混音機的接頭-4節3.5mm端子頭

相關圖片

直徑3..5mmTRRS

第1節-左聲道L

第2節-右聲道R

第3-4節-麥克風或接地GROUND(不廠商有不同設計)

應用:手機、線控耳機

(合併桌上PC耳機和麥克風的功能/耳機麥克風)

3環4節主要是多了語音通話功能。

4環5節

直徑4.4mmTS音源插頭的

左右平衡功能

20200620_01

 

20200620_02

直徑4.4mmTS音源插頭的

第1節-左聲道L+

第2節-左聲道R-

第3節-右聲道R+

第4節-右聲道R-

第5節-接地GROUND

應用:Sony音響

Sony設計,左右平衡功能

 

  1. 音源線轉接頭

        各種耳機或耳麥都有相對應的轉接頭,購買前先看一下功能介紹,產品大多也有示意圖可供參考,以下大概就簡介幾種常用的接頭:

音源線換接頭

圖片

用途

音源轉接線
2公對1母

PC        NB

 

耳機麥克風若是只有一個接頭,通常會附件或另外加購2公對1母

可接桌上型電腦

音源轉接線
一公轉二母

Art editor Img

桌上型電腦轉筆電或手機

Type-C轉3.5mm接頭(音源轉接線/耳機轉接頭)

 

Type-C

TRS公

TRS母

轉耳機麥克風

https://s.yimg.com/zp/images/F54D2EDE5AB60B14E3009DD748D864224F0AFECB

充電/聽音樂/通話/線控

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcTtKHsDQBgytK7RrleCw5dog9LJD9oe9_dZnSsno0a37e1xdPXPdCEFa2JnHF8_tXBaF_QRG3Le&usqp=CAc

用Skype、QQ、Line、視訊會議、桌上PC、單插孔筆電及Mac電腦皆可使用。

USB外接音效卡轉耳機麥克風

 

USB轉3.5mm耳機

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcTth-gCQXKaldqWXdu7fOBpXZwYQ7s2OwCI65hmU_c78vA6JkPJCUuKgU-4XLHI6DOrUip8w4NX&usqp=CAc

 

USB轉3.5mm耳機及轉麥克風

 

 

Lightning to 3.5mm音源線

 

Lightning to 3.5mm(音源線)

https://img1.momoshop.com.tw/goodsimg/0007/758/840/7758840_R.jpg?t=1590767377

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6.5轉3.5耳機鍍金音源轉接頭

6.3 MM公轉 3.5 MM母

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6.3mm TRS轉3.5mm

音響設備

藍芽音頻接收器

USB 3.5mm音頻轉接線 藍芽音頻接收器(無線音頻傳輸)

 

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★無線音頻傳輸

★可通過3.5mm音頻轉接線連接

★可配對設備數量

★支援的手機或平板型號

★可接聽電話

AV端子轉3.5mm AUX連接線

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AV端子(RCA, 紅白黃/訊號線、影音線、色差端子線) to 3.5mm AUX IN轉接連接線,適合連接數位影音播放器轉類比3.5mm 4節(極)3環AUX OUT連接孔。

 

 

  1. 音效卡介紹:

音效卡是電腦中用來處理聲音的介面卡,現在的主機板皆內建AC97HD Audio聲卡,有些音效卡支援雙麥克風輸入,除了內建音效卡也有USB外接式的音效卡。

音效技術主要有杜比數位(Dolby Digital)和DTS數位影院系統(DTS,Digital Theater Systems),杜比數位亦稱AC-3。杜比數位技術最標準常用的是5.1聲道,2010年杜比7.1環繞聲(Dolby Surround 7.1)發表,就是常聽到的立體環繞音響5.1或7.1聲道,在5.1, 7.1,'.1'指的是低頻LFE聲道。音效卡也以杜比數位5.1聲道為主流。杜比數位(維基)可供選擇的聲道如下所示,杜比編碼技術是向下相容的,播放器/解碼器均備有向下混音作用是發布不同聲道至可供使用的揚聲器。:

  • 單聲道(中央)
  • 雙聲道立體聲(左、右),選擇性地交叉應用杜比環迴
  • 三聲道立體聲(左、中、右)
  • 雙聲道立體聲加單環迴(左、右、環迴)
  • 三聲道立體聲加單環迴(左、中、右、環迴)
  • 四聲道環迴立體聲(左前、右前、左後、右後)
  • 五聲道環迴立體聲(左前、中、右前、左後、右後)

 

介面顏色音效卡上的介面都具有不同的顏色,每個顏色都具特殊的意義,有些音效卡介面也附有符號代表不同用途。下表剛好也對照耳機上的麥克風是用粉色,耳機是綠色,是有其代表意涵的,選用時可參照。

顏色

潘通顏色代號[來源請求]

功能

介面

符號

 

粉色

701C

類比麥克風輸入

3.5 mm單聲道/立體聲

麥克風標誌

 

淡藍色

284C

類比音源輸入

3.5 mm單聲道/立體聲

被圈包圍的箭頭

 

青檸色

577C

主立體聲訊號的類比線路音訊輸出(揚聲器或耳機)

3.5 mm單聲道/立體聲

箭頭穿過圈指向波浪

 

橙色

157C

類比中置揚聲器/重低音音響線路音訊輸出

3.5 mm單聲道/立體聲

 
 

黑色

 

類比環繞揚聲器/後置立體聲線路音訊輸出

3.5 mm單聲道/立體聲

 
 

銀色/灰色

422C

類比環繞聲/側聲道線路音訊輸出

3.5 mm單聲道/立體聲

 
 

褐色

4645C

類比特殊音道平移類比線路音訊輸出

3.5 mm單聲道/立體聲

 
 

金色

 

遊戲埠/MIDI

15 pin D

 

 

聲音檢測

以電腦為例,簡述沒有聲音的檢測方法:

  1. 聲音有沒有靜音,到電腦控制台或右下角的聲音圖示

靜音圖示為,有聲圖示為

 

  1. 開啟音效設定,若音軌有在動,表示聲音正常;另外是查看耳麥、喇叭是否有連接錯誤(如果電腦有多個音源輸入輸出,通常是選錯音源)或損壞。

        

 

如下圖電腦有2個音源輸出,若選錯了,聲音就出不來。

 

  1. 裝置和應用程式是否有聲音檢測:開啟音量混音程式,若音軌有在動,表示聲音正常。

 

  1. 控制台/音效設定:查看音效輸出/輸入/麥克風測試

 

  1. 控制台/裝置管理員,在音效輸入與輸出,如喇叭(Realtek®Audio)按右鍵/更新驅動程式,通常若出現驚嘆號,表示不正常。

 

 

近半年來,網路上各種視訊工具功能介紹已蓬蓬勃勃,在音效部份則著墨較少,而往往在會議或教學視訊上都會遇到聲音問題,故本文則著重在耳機麥克風的介紹,以供使用時參考。

 

參考資訊