延宕多年,台灣無線電視廣播系統,即將在7月1日起全面進入數位時代,並且同時終止發送傳統類比訊號。其實無論類比或是數位,對收視戶來說的意義可能有限,因為節目內容本質上沒有改變。真正值得期待,是公共電視 HiHD 試播頻道,宣告台灣電視節目進入高畫質紀元。
相信各位最近都看到了,電視節目廣告時段,經常穿插出現數位電視宣導短片。除了由享有台灣最美麗歐巴桑封號的陳美鳳代言,另外還有不同人物與情境設定拍攝的短片,以多種語言版本進行宣導。其內容大意上是指出,台視、中視、華視、民視等無線電視業者,加上公共電視共5個電視頻道,將陸續停止發送類比廣播訊號。
政府將2012年訂為數位電視元年,相關作業並非一蹴可幾,因此採用分區、分階段的方式關閉類比訊號廣播。大致上是畫分為北、中、南,以及東部與離島4個梯次,分段進行轉換。其中壓軸為北部地區,民國101年6月30日中午12點,將正式為類比時代畫下句點,停止播送訊號並且回收頻道。
時程日期 | 區域 | 影響地區 |
第一階段 5/7 | 中部 | 新竹縣市(新竹市香山、新竹縣峨眉)、苗栗縣、台中市、彰化縣、南投縣、雲林縣、嘉義市、嘉義縣(大林鎮、溪口鄉、民雄鄉、新港鄉、六腳鄉、東石鄉、朴子市、太保市、梅山鄉、竹崎鄉、番路鄉等11個鄉鎮市) |
第二階段 5/28 | 東部 | (含離島)宜蘭縣、花蓮縣、台東縣及離島地區(金門、澎湖、馬祖等地) |
第三階段 6/11 | 南部 | 南部 嘉義市、嘉義縣(六腳鄉、東石鄉、朴子市、太保市、布袋鎮、義竹鄉、鹿草鄉、水上鄉、中埔鄉等9個鄉鎮市)、台南市、高雄市、屏東縣 |
第四階段 6/30 | 北部 | 基隆市、台北市、新北市、桃園縣、新竹縣市(新竹市香山及新竹縣峨眉以外區域) |
對於這項議題,許多人腦袋裡第一時間的想法,很可能是數位又如何?今時今日站在都會區街頭,目光視線往樓頂望去,已經很少看到魚骨頭天線。因為有線電視是台灣普遍的收視途徑,系統業者也都有提供無線廣播頻道轉接服務,顯然沒有大費周章裝設無線接收天線的必要。包含筆者與各位讀者在內,大家應該都是讓有線電視包辦一切。
無線廣播並非完全沒有用武之地,否則政府和廣播業者大可不必耗費鉅資投入建設,「無線」傳輸本身就是個誘因。可列舉的應用範例相當多,好比轎車與巴士上面裝設的電視,接收訊號必定來自無線廣播。另外一個重點,就是收視完全免費,只需要自費購置相關設備即可,所以仍然具有相當重要性與實用性。
要談論數位電視有相當多面向可以切入,舉如枯燥乏味的數位廣播技術原理,或是讓人臉上三條線的產業結構議題都有,首先還是從幼幼班的開始吧。數位電視(Digital TV)和類比電視(Analog TV)有什麼差別?這邊所謂的數位或類比,是指節目內容透過無線電廣播傳輸的格式,和電視機原理本質上無關。
▲數位電視(Digital TV,DTV)具有多種傳輸形式,從衛星、地面廣播、有線電視,到網路傳輸,只要屬於數位訊號,就能歸類為數位電視。
數位與類比電視的定義廣泛,上面說法只是對應到這篇文章的主題,從廣義角度來看,指的是訊號屬於類比或數位形態。只要電視機能夠正確接收輸入訊號,即便是老朽的陰極射線管機種,加裝數位機上盒也能稱之為數位電視。無論你的認知為何,這定義都和電視機基本顯示原理無關,人眼所見影像必定是類比形態。
值得留意的是,定義相當廣泛的數位電視,其應用不光是無線廣播而已。單就無線廣播面而言,其形式可分為地面無線傳輸、衛星傳輸,以及有線傳輸。政府目前推廣的屬於地面無線傳輸,和日本知名的地上波(地上デジタル)廣播服務相同,至於玩家以往架設小耳朵衛星碟盤,用以接收的日本BS、CS溢波,則屬於衛星傳輸形式。
相較下,有線傳輸的應用方式更為多元,大致上可以分為寬頻網路與有線電視系統這2大類。前者典型代表為中華電信MOD(Multimedia on Demand,多媒體隨選服務),透過寬頻網路傳輸訊號,還能提供節目隨選、互動資訊內容等服務。後者就是許多人家中都有裝設的有線電視,好比凱擘大寬頻的數位有線電視服務,也屬於數位傳輸應用的一種。
▲中華電信MOD為IPTV(Internet Protocol Television,網路協定電視)架構類型,經由寬頻網路傳輸影音訊號,屬於數位電視的一種。
(後面還有:影音與功能全進化)
類比無線廣播已經沿用數十年,進行數位化的考量,收視品質是其中關鍵之一。而且除了典型影音節目內容,亦可以規劃作為語音廣播,提供天氣之類即時資訊,甚至是線上購物等互動式內容應用。
▲數位電視提供電子節目表,方便收視戶查詢各頻道播放節目與時間。
類比訊號受到干擾而衰竭,電視畫面通常會出現雪花、閃爍、鬼影,以及聲音不清楚、有雜音等狀況。這類景象大家可能記憶猶新,收訊品質不佳除了影響觀看爽度,有時對眼睛和耳朵也是個負擔,而讓人忍不住動手敲打電視。
雖然數位傳輸同樣存在接收品質的變因,但是具有懸崖效應(Cliff Effect)特性,無論訊號強度再弱,都能維持一致的畫面品質。當訊號低於一定電場強度,就會完全無法接收畫面,不會像類比系統有上述各項特徵。特別是音量幾乎不會忽大忽小的暴衝,讓人在調整天線時嚇一跳,一翻兩瞪眼的結果不拖泥帶水。
▲無線數位廣播電視,訊號發送前置處理,以及傳遞與接收架構示意圖。
訊號雜訊比(Signal To Noise Ratio,SNR)在傳輸品質中占有關鍵性角色,類比傳輸除了抗干擾能力低,被干擾污染的訊號也難以復原,而且具有累積加重劣化的特性。再加上缺乏相對應的糾正機制,因此得提高各環節設備的訊噪比要求,才能維持訊號品質。
反觀數位訊號是由單純二進位編碼組成,只要訊號處理迴路能夠辨識出0與1電平即可,就能夠經由訊號再生動作清除一般雜波干擾。換言之就是電平寬容度較高,而且雜波量超過某一額定電平幅度時,仍然可以透過數位系統獨具的錯誤更正碼修正,維持正常標準的訊號雜訊比。
▲訊號薄弱時,數位電視畫面只會出現破碎圖像,甚至是完全沒有畫面的結果。
除了提升改善收視品質,數位電視另一個重要里程碑,是大家期待已久的高畫質內容。還記得吧,在多元的數位電視應用中,包含無線電視廣播系統這個環節。電視系統標準是電視機廠商,設計產品內建調諧器規格的重要依據,由於HDTV改採用數位傳輸訊號,所以成為數位電視應用的一環。
HDTV(High Definition Television,高畫質電視)是新一代電視廣播系統標準的統稱,用以接替舊有美規NTSC,還有歐規PAL等類比系統。除了數位訊號因素,系統設計規劃出SDTV(Standard TV,標準畫質),以及HDTV(High Definition TV,高畫質)傳送規格,因此也是數位電視重要的高畫質內容來源。
HDTV概念的成形可以回溯到80年代之前,日本NHK實驗室率先推出類比高畫質電視廣播服務,在當年為影音玩家津津樂道。有鑑於類比廣播系統已經沿用數十年,數位化不僅是未來趨勢,提供高畫質內容也是必要的演進,許多國家也陸續投入研擬新一代電視系統標準的工作。如同現類比電視系統,HDTV發展也出現數個陣營,其中日本獨樹一格的使用ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)標準。
延續類比世代的戰場,美規(ATSC)和歐規(DVB)系統,為全球多國廣為採用的標準,亦各具有優缺點。ATSC採用8VSB(8 Level Vestigial Side Band)訊號調變方式,和歐規系統相同發射功率條件下,廣播涵蓋範圍多出50%,可減少發射台建置與營運維護成本。不過罩門是多路徑干擾(Multipath)問題較為嚴重,導致室內收訊品質不盡理想,得使用戶外型天線才能獲得改善。
多路徑干擾白話點來說,無線電波遇到牆面之類障礙物,通常會穿透或是反彈,以致原始單一訊號源切分成多個。這些延遲性不一的訊號,容易出現重疊現像,會導致接收器混淆,無法正確處理接收到的資訊。如果必需重新傳送與接收訊號,整體效率相對就會被影響到,最終呈現在電視畫面上的,可能是破圖、影音不同步等結果。
▲數位電視和傳統類比相同,訊號強度除了取決於接收端與發射站之間的距離、方位角度,也會受到山、高樓等地形干擾影響。
而採用COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing,編碼正交頻分調變方式)調變方式的DVB標準,不僅這方面問題較小,其傳輸頻寬與速率也都高於ATSC。除此之外,更能提供行動接收的應用,保守理論時速達100公里仍然可以正常收視。其標準又區分為地面數位視訊廣播(DVB-Terrestrial,DVB-T),以及手持式數位視訊廣播(DVB-Handheld,DVB-H)等多種。
台灣的電視系統數位化發展過程中,早先研議採用美規ATSC標準。多山區等不利地形條件,導致測試表現結果不佳,隨後開放轉向採用歐規DVB-T系統標準。歐規系統具備行動接收能力,倒是很貼近台灣風土民情,能夠輕易在車輛上建置收視系統。
數位化和大家息息相關的,影音規格自然是其中重點之一。以大氣為介質的無線廣播,實際可用的資料傳輸頻寬其實有限,無論ATSC或DVB-T系統,都採用了影音資料壓縮傳輸技術,以提高頻寬利用率。數位架構更能夠妥善利用寶貴的頻段資源,節目頻道可以配置為3個以上的SDTV,或是SDTV與HDTV頻道各一個共存。
台灣所採用歐規DVB-T系統,使用的COFDM調變技術,其設計頻寬為8MHz,具有23.5Mbps理論資料傳輸速率。SDTV節目頻道為480i規格,720 x 480解析度的掃描線約為600~800條,顯示畫面為傳統4:3比例。其影像以MPEG-2格式壓縮,音源訊號則是同樣技術的MPEG規格,理論影音品質和DVD相當。
至於高達1920 x 1080的高畫質頻道,則屬於1080i解析度16:9比例規格,具有800~1000條掃描線。由於資料流量龐大,故改採用影像壓縮效率與品質較佳的H.264格式,以及HE-AAC音效格式編碼。不過因為傳輸調變設定的差異,對於接收端的性能要求相對嚴格些。
▲數位電視與傳統類比電視廣播服務比較,數位具有的優點完全壓倒類比系統。
(後面還有:輕鬆看數位電視)
一個公眾服務規範的設計,會考量天候、地形,還有都會區高樓阻礙的環境變因。廣播公司在發展過程中,也是經由一再的調整播放內容壓縮流量、發送功率,再搭配接收實測來驗證效果,尋求影音品質與接收效率的折衷平衡點。
▲室內型天線盡量安裝在窗邊或是陽台,可以得到比較好的收訊品質。
無論技術面如何,大家最關心的還是頻道數量與內容。傳統類比電視僅有台視、中視、華視、民視,以及公共電視等5個頻道,節目內容大家都相當熟悉。數位電視主要系統業者和類比的相同,包含試播的公共電視HiHD頻道在內,目前總共提供了16個節目頻道。其節目內容橫跨新聞、戲劇、綜藝、藝術、體育,以及人文等多種類型,遠比類比電視精彩許多。
不過數位電視為人詬病的,是節目影音品質不一,這點其實和前述壓縮流量問題沒有必然關係。在理想的狀況下,數位電視廣播節目的製作流程,從拍攝、後製到轉播,全程以數位化製做處理。但是礙於以數位攝影機錄製的全新內容有限,許多內容是以傳統類比帶子,在廣播站機台轉換為數位訊號進行發射。
這項過渡時期做法並非原罪,因為傳統膠卷數位化轉錄之後的解析度並不差,可以輕鬆達到Full HD規格。根本問題是除了節目當年錄製品質之外,類比訊號加上磁帶紀錄的組合,保存性本來就不如數位來得好,影音品質劣化造成的影響可以理解。
就筆者個人收視心得來說,像台視新拍攝首次上映的偶像劇,會在類比與數位台同步轉播。和經過層層轉接傳輸,訊號不知道經過幾次失真干擾的有線電視台相較下,其實是鮮明清晰不少,色彩飽和度與層次也更為漂亮。足以證明前述論點成立,任何一個環節都可能是造成品質劣化的關鍵。
前述節目內容與畫質問題,其實有線電視數位頻道與MOD同樣存在,筆者就看過1080i解析度,卻毫無清晰度與細節層次的內容。雖然數位廣播內容有限,都是以電視台的節目為主,而且高畫質頻道還不算正式上線。相較於後者每個月得花數百元不等,而且高畫質頻道通常得再加價購買,並非毫無把玩的價值。
▲部分電視機內建提供數位廣播收訊品質資訊,可以當天線位置調整的參考依據。
好的,當全盤認識數位電視粗淺概念之後,要怎樣才能享受到傳說中的高畫質節目。基本上無論你使用什麼規格電視,最多只要數位機上盒(Set Top Box),還有數位專用天線而已,總花費最多不超過2,000元,就能得到免費收視的16個節目頻道。
機上盒其實就是外置調諧器,陰極射線管與只有類比調諧器的液晶電視,都得搭配它使用才能收視。使用機上盒得留意到,如果電視機支援,那盡量使用HDMI介面連結,以確保最後一哩的影音品質。色差端子則是HDMI端子數量不足,或是陰極射線管電視的解決方案,除非必要,否則筆者不建議列為優先使用對象。
▲選購數位機上盒得留意,部分產品沒有提供HDMI介面,使用色差等介面連接電視,理論上畫質會受到些折損。
液晶電視目前占有相當高的滲透率,隨著時代的不同,內建數位調諧器的功能也有別。經濟部標準檢驗局於95年1月1日起,陸續將調諧器支援規格要求列為檢驗項目,而且到97年1月1日,更將數位調諧器列為強制檢驗範圍。早期支援數位調諧器的機種,不見得可以接收公共電視HiHD頻道節目,必要時也是得另外添購新的機上盒。
至於必要的天線部分,建議先上網查詢所在位置訊號涵蓋資訊,以及可能接收到的發射站、轉發站訊號強度品質。再依周遭環境阻礙物與樓層條件,挑選可能合適的數位天線產品,大多也是可以在1,000元以內搞定。如果訊號接收環境極為糟糕,非得動用魚骨頭這樣的大型戶外天線,購買新的通常只要數百元就能搞定。
▲數位天線類型相當多種,價格普遍不會超過1,000元,可依接收環境情況自由挑選,並且安裝在最理想的位置。