Arch Linux

Digital 5.1 Surround und allg. Audio-Verständnisproblem

kruemeltee

Naabend :-)

obgleich ich mich mit dem Soundsystem noch nie wirklich auseinander setzen musste, sehe ich mich derzeit damit konfrontiert. Ich habe eine Onboard-Soundkarte (Wahlweise aber auch noch eine Soundblaster irgendwas) und möchte mit meinem Neuerwerb, einem Dolby Digital 5.1 Verstärker mit diversen Ein- und Ausgängen nun etwas mehr als nur reinen Stereo-Sound aus meinen Boxen kitzeln. Dabei musste ich jedoch feststellen, dass ich zum einen ein grobes Verständnisloch was die Thematik "PulseAudio" und "Alsa" anbetrifft besitze. Daher hoffe ich hier mit diesem Thread sowohl mein Problem lösen zu können als auch etwas zum Verständnis beitragen zu können.

Hardware

derzeit habe ich auf meinem Board folgende Hardware:

root[~] > lspci | grep Audio
00:1b.0 Audio device: Intel Corporation C600/X79 series chipset High Definition Audio Controller (rev 05)
02:00.1 Audio device: NVIDIA Corporation GF116 High Definition Audio Controller (rev a1)

Ich möchte also nicht das NVIDIA Teil nehmen, sondern meine interne Intel-Soundkarte

Anschlussmöglichkeiten

derzeit stehen mir folgende Anschlussmöglichkeiten zur Verfügung, die ich auch irgendwie umgesetzt habe, das jeweilige Resultat steht in den Eckigen Klammern

Cinch Stereo [funktioniert problemlos]
Cinch 6 Channel output - 5.1 Surround [Front, Rear und Center laufen, beim Test kommt allerdings nichts aus dem Subwoofer heraus]
SPDIF Stereo [funktioniert problemlos]
SPDIF Dolby Digital 5.1 Surround [hab ich mittels a52 knacksend hinbekommen, mehr war leider nicht drin]

Konfiguration

Geräte

maddin[~] > aplay --list-devices
**** Liste der Hardware-Geräte (PLAYBACK) ****
Karte 0: PCH [HDA Intel PCH], Gerät 0: ALC898 Analog [ALC898 Analog]
  Sub-Geräte: 0/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0
Karte 0: PCH [HDA Intel PCH], Gerät 1: ALC898 Digital [ALC898 Digital]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0
Karte 1: NVidia [HDA NVidia], Gerät 3: HDMI 0 [HDMI 0]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0
Karte 1: NVidia [HDA NVidia], Gerät 7: HDMI 0 [HDMI 0]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0
Karte 1: NVidia [HDA NVidia], Gerät 8: HDMI 0 [HDMI 0]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0
Karte 1: NVidia [HDA NVidia], Gerät 9: HDMI 0 [HDMI 0]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0

asound.conf
die auskommentierten Zeilen stammen teilweise aus früheren Konfigurations-Experimenten

# Use PulseAudio by default
#pcm.!default {
#  type pulse
#  fallback "sysdefault"
#  hint {
#    show on
#    description "Default ALSA Output (currently PulseAudio Sound Server)"
#  }
#}

#ctl.!default {
#  type pulse
#  fallback "sysdefault"                                                                                                                                                       
#}                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                               
# vim:set ft=alsaconf:                                                                                                                                                         
                                                                                                                                                                               
#pcm.!default {                                                                                                                                                                
#    type hw                                                                                                                                                                   
#    card XFi                                                                                                                                                                  
#}                                                                                                                                                                             
                                                                                                                                                                               
#ctl.!default {                                                                                                                                                                
#    type hw
#    card XFi
#}
# 0 [PCH            ]: HDA-Intel - HDA Intel PCH
#                      HDA Intel PCH at 0xf8120000 irq 73

pcm.!default { 
    type hw
    card PCH
}

ctl.!default { 
    type hw
    card PCH
}

#pcm.a52 {
#       type a52
#       channels 6
#       rate 48000
#       @args.0 {
#               type integer
#               default 0
#               }
#}

/etc/pulse/daemon.conf

# This file is part of PulseAudio.
#
# PulseAudio is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# PulseAudio is distributed in the hope that it will be useful, but
# WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
# General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
# along with PulseAudio; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307
# USA.

## Configuration file for the PulseAudio daemon. See pulse-daemon.conf(5) for
## more information. Default values are commented out.  Use either ; or # for
## commenting.

; daemonize = no
; fail = yes
; allow-module-loading = yes
; allow-exit = yes
; use-pid-file = yes
; system-instance = no
; local-server-type = user
; enable-shm = yes
; shm-size-bytes = 0 # setting this 0 will use the system-default, usually 64 MiB
; lock-memory = no
; cpu-limit = no

; high-priority = yes
; nice-level = -11

; realtime-scheduling = yes
; realtime-priority = 5

exit-idle-time=0
; exit-idle-time = 20
; scache-idle-time = 20

; dl-search-path = (depends on architecture)

; load-default-script-file = yes
; default-script-file = /etc/pulse/default.pa

; log-target = auto
; log-level = notice
; log-meta = no
; log-time = no
; log-backtrace = 0

resample-method=speex-float-0
; resample-method = speex-float-3
; enable-remixing = yes
;enable-lfe-remixing = no

; flat-volumes = yes

; rlimit-fsize = -1
; rlimit-data = -1
; rlimit-stack = -1
; rlimit-core = -1
; rlimit-as = -1
; rlimit-rss = -1
; rlimit-nproc = -1
; rlimit-nofile = 256
; rlimit-memlock = -1
; rlimit-locks = -1
; rlimit-sigpending = -1
; rlimit-msgqueue = -1
; rlimit-nice = 31
; rlimit-rtprio = 9
; rlimit-rttime = 1000000

; default-sample-format = s16le
; default-sample-rate = 44100
alternate-sample-rate = 48000
default-sample-channels = 6
; default-channel-map = front-left,front-right
default-channel-map = front-left,front-right,front-center,rear-left,rear-right,lfe

; default-fragments = 4
; default-fragment-size-msec = 25

; enable-deferred-volume = yes
; deferred-volume-safety-margin-usec = 8000
; deferred-volume-extra-delay-usec = 0

... ich hoffe das reicht erst einmal, um Euch einen Überblick über die Misskonfiguration meines Soundsystems zu geben :-)

meine grundsätzlichen Verständnis-Fragen

Ich hatte bisher immer mit Alsa zu tun gehabt, das Pulse-System hab ich durch KDE zwar irgendwie am Rande mitbekommen, aber das hatte (zumindest im Stereo-Betrieb) bisher immer funktioniert. Nun hab ich überall gesucht, war in verschiedenen Foren und hab mehrere Konfigurationen durchprobiert. Das Resultat ist, dass ich derzeit mit meinen Cinch 6 Channel output - 5.1 Surround zwar grundlegend meine Lautsprecher angesteuert bekomme (Front, Rear, Center) aber nichts aus meinem Subwoofer kommt (ist bisher auch nicht wirklich tragisch). Dennoch will ich das System einfach mal verstehen und meinen SPDIF Ausgang mit Dolby Digital 5.1 eingestellt bekommen ... daher folgende Fragen:

Was genau macht eigentlich PulseAudio?
was ist Phonon? (weil das Ding steht in den Multi-Media Einstellungen im KDE, nix von Alsa, nix von PulseAudio)
Ist Alsa wirklich nur das eigentliche Soundsystem und pulse nur eine Art "Frontend" dafür?
woher bekomme ich die Möglichkeit, mehrere Audioquellen gleichzeitig abzuspielen, quasi einen Mixer zu nutzen?
woher kommen die einzelnen Steuerungen für die Lautstärke im Mixer? Derzeit habe ich nur einen PCM Regler, der die komplette Lautstärke kontrolliert
woher kommen die Profile bei den KDE-Systemeinstellungen unter "einrichtung der Audio-Hardware" wo ich unter anderem etwa 2 Analog-Stereo Profile, 6 Analog Suoorund Profile, 2 Digital Stereo (IEC958) Profile aber keine digital Surround Profile vorfinde?
was nutze ich in Verbindung mit KDE (jetzt bitte nicht schlagen) am besten um die Audio-Einstellungen vorzunehmen?
gibt es unter Linux ein echtes Dolby Digital 5.1 Surround oder bin ich auf dieses a52 angewiesen?
was genau ist eigentlich dieses a52?

Ich möchte einfach nur mal das System begreifen, was dahinter steht ... den Rest kann ich mir schon irgendwie zusammen zimmern.

Ich freue mich auf Eure Antworten

einen schönen Abend noch
Gruß Maddin

kruemeltee

okay ... ich hab mich jetzt weiter schlau dazu gemacht ... zunächst mal möchte ich gern ein Zitat aus einer Mailingliste dazu abgeben, der mir erst einmal initial ein gewisses Grundverständnis für meine Fragen offenbart hat und mir daher SEHR geholfen hat!

...
Fangen wir von hinten (Lautsprecher) an:
Die grundlegende Konfiguration, d.h welche Buchse auf welcher Karte welche
Funktion hat erledigt i.a. alsamixer.
Hier können sich später automagische Tools einschleichen, die die Konfiguration
ändern (z.B. Kopfhörer an Buchse gesteckt -> Systemmeldung -> Umschalten
Ausgang).

Der gundsätzliche Ausgang für Signale ist das von Alsa bereitgestellte
Interface /dev/snd und tiefer dort.

Alsa hat u.a. eine Mixerfunktion, d.h. viele Signale können gleichzeitig auf
eine Ausgabe gelegt werden und werden "richtig" zusammenaddiert.
Alsa hat eine API und Konfiguration, die den Hund mit der Hütte schüttelt.

Jackd, Pulseaudio, Gstreamer, Phonon sind alles Wrapper, die letztlich am
Ausgang Alsa bedienen müssen (es gibt unter Linux praktisch nur Alsa als
Soundverwalter). Dabei bemühen sie sich, verschiedene Alsa-Unarten gut zu
verstecken. Jackd löst das Problem minimaler Puffer, Pulseaudio z.B.
Netzwerktransparenz, etc.
Natürlich funktionier "Einer/s für alle/s" nicht.
Eins nach dem anderen ebensowenig.

Deswegen haben verschiedene Soundapplikationen (auch die Wrapper!)
einstellbare Backends, die je nach Distri/Nutzer/Desktopoberfläche
voreingestellt sind.
(z.B. Klänge(KDE-Desktop)->Phonon(KDE-Multimedia)->Pulseaudio(Distro)-
> Alsa(Kernel))

(Zwischendurch kommt DBus mit Meldungen, die je nach (Distro-)Geschmack
ausgewertet werden und zu Änderungen führen können.)

Im Fall Dolby 5.1 ist zu prüfen:
- Ausgänge richtig programmiert? (alsamixer)
- Klappt das Ansteuern auf Alsa-Ebene (aplay mit entsprechender Quelle und
Optionen)?
- Wie ist die Wrapper-Kette aufgebaut?
- Können die zwischengeschalteten Wrapper die entsprechende Kanalzahl
bedienen?
- Hat das endgültig gewählte Abspielprogramm die richtige Einstellung und das
richtige Backend?

okay, also ran an den Speck:

Schritt1: Alsa

Hardware raus suchen

maddin[~] > aplay -L
null
    Discard all samples (playback) or generate zero samples (capture)
pulse
    PulseAudio Sound Server
sysdefault:CARD=PCH
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    Default Audio Device
front:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    Front speakers
surround40:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    4.0 Surround output to Front and Rear speakers
surround41:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    4.1 Surround output to Front, Rear and Subwoofer speakers
surround50:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    5.0 Surround output to Front, Center and Rear speakers
surround51:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    5.1 Surround output to Front, Center, Rear and Subwoofer speakers
surround71:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Analog
    7.1 Surround output to Front, Center, Side, Rear and Woofer speakers
iec958:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC898 Digital
    IEC958 (S/PDIF) Digital Audio Output
hdmi:CARD=NVidia,DEV=0
    HDA NVidia, HDMI 0
    HDMI Audio Output
hdmi:CARD=NVidia,DEV=1
    HDA NVidia, HDMI 0
    HDMI Audio Output
hdmi:CARD=NVidia,DEV=2
    HDA NVidia, HDMI 0
    HDMI Audio Output
hdmi:CARD=NVidia,DEV=3
    HDA NVidia, HDMI 0
    HDMI Audio Output

mein wichtiges Device lautet also iec958

im Alsamixer das ganze unmuten, dann testen:

mplayer dvd:// -ao alsa:device=iec958 -ac hwdts

Damit das Device bei Alsa immer das Standard-Device ist, folgendes in die .asoundrc eintragen

pcm.!default iec958
ctl.!default iec958

Quelle: http://www.gentoo-wiki.info/Dolby_Digital_and_DTS

Dabei kommt zwar bei mir ein Dolby-Digital-Ton raus (5.0) aber mein Subwoofer bleibt stumm. Nach etwas forschen lag das ganze aber an meinem Verstärker, es kommt also tatsächlich 5.1 aus der Kiste über SPDIF raus (yeehaa)

Wenn ich jetzt in den entsprechenden Programmen (xine, vlc, etc.) als Audiogerät "Alsa" auswähle, kommt auch mein gewünschtes Format raus. Na wenn das mal nicht ein Grund zum feiern ist!

bisheriges Problem:

ich kann keine zwei Audio-produzierenden Programme gleichzeitig nutzen. Das zweite nörgelt dann rum, dass das Gerät schon in Benutzung sei.
Uuund ... ich kann bei den Lautstärkereglern (egal wo) machen was ich will, aber an der Lautstärke ändert sich nichts Ich hab das ganze jetzt erst mal mit gstreamer versucht, aber irgendwie bin ich daran gescheitert. Also gstreamer wieder so weit es geht entfernt.

Okay, muss ich mich also nochmal an dieses Pulseaudio ran. Also ohne irgend welchen Plugins oder dergleichen einfach mal "Pulseaudio" installiert ...

Ergebnis:
Ich kann jetzt zwar mehrere Audio-Sachen gleichzeitig hören, aber ich hab wieder nur Stereo. In den Einstellungen bei KDE finde ich auch (wie schon im Anfangsthread beschrieben) kein Profil für Dolby Digital 5.1. Nur das Analoge Gerümpel gibts, digital jedoch nur Stereo ... jetzt muss ich also bei PulseAudio weiter forschen ...

Ich habe noch etwas geforscht nach pulseaudio und digital surround aber offensichtlich bin ich nicht der einzige, der über Pulse keinen digital surround hinbekommt, pulse kann offensichtlich nur "digital stereo", zumindest hab ich bisher keine Alternativen gesehen und nur "bugreports". Das bedeutet:

direkt mit Alsa kann ich mein Surround 5.1 digital bekommen
ich habe allerdings keine Mixer-Möglichkeiten, also nur ein Sound-Programm kann mir sound liefern, alle anderen sagen "bin belegt"
daher suche ich derzeit nach einer Alternative zu pulseaudio unter KDE

fireandfuel

Pulseaudio hat bei mir mehr Probleme verursacht als gelöst, deswegen habe ich es wieder entfernt.
Da ALSA mit dmix schon einen Software-Mixer hat, finde ich Pulseaudio überflüssig.

Eine spezielle Sound-Lösung für KDE außer Phonon mit einem Backend ist mir nicht bekannt, es gibt aber noch einen anderen Soundserver namens jack2.
Einen Soundserver zu nutzen ist aber nicht unbedingt notwendig, im schlimmsten Fall kann es mit einem Soundserver zu Soundstörungen kommen.

Wenn du bei Phonon als Backend gstreamer ausgewählt hast, musst du gstreamer auch konfigurieren (über gstreamer-properties aus dem Paket gnome-media).
Wie man ALSA einstellt, dass es SPDIF nutzt, steht hier: https://wiki.archlinux.org/index.php/Advanced_Linux_Sound_Architecture#Getting_SPDIF_Output
Damit du aus Stereo-Signale 5.1-Signale machst, musst du ein Upmixing in ALSA einrichten.

Schau dir die Beispiel-Konfigurationen an: https://wiki.archlinux.org/index.php/Advanced_Linux_Sound_Architecture/Example_Configurations
Vielleicht kannst du da das Upmixing und dmix übernehmen und anpassen.

PS: Ich kann über "default" oder "sysdefault" auch mit mehreren Programmen gleichzeitig Sound ausgeben, ohne etwas konfiguriert zu haben - allerdings nur Analog Stereo.

kruemeltee

vielen Dank fireandfuel :-)

Ich hab mich jetzt auch weiter belesen und folgendes Zitat habe ich dabei gefunden:

Über SPDIF werden entweder Stereo PCM Ströme übertragen oder Dolby Digital bzw. DTS Ströme. Für die letzten beiden muß entweder die Quelle (z.B. eine Video DVD) eine entsprechende Audio-Spur haben. In diesem Fall kann dieser direkt unverarbeitet von der Soundkarte bzw. der Abspielsoftware weitergereicht werden.
Oder die Soundkarte unterstützt Dolby Digital Live, um in Echtzeit eine Dolby Digital Strom in Echtzeit zu erzeugen bzw. DTS Connect, um einen DTS Strom in Echtzeit zu erzeugen. Letzteres kann auch ein Stereosignal auf bis zu 7.1 Kanälen hochrechnen, ähnlich wie Dolby ProLogic II.
Als separate Soundkarte bietet dies z.B. die Creative Labs Soundblaster X-FI Titanium Serie an. Bei Onboard Soundcodecs unterstützten dies einige der High Definition Audio Codecs von Realtec wie der ALC889.

Quelle: forum.chip.de

Zu der selben Überzeugung bin ich auch durch meine Recherchen gekommen, nur fassen diese kurzen Sätze das am besten zusammen. Sprich bei mir sieht es jetzt folgendermaßen aus, auch ohne Pulse ...

Hardware verkabelung

1x Stereo Klinke -> Verstärker (Eingang "DVD")
1x SPDIF -> Verstärker (Eingang "VCR")

Wenn ich normal Stereo höre, was also Musik, Flash, alte Serien, Dokumentationen, etc. anbetrifft, dann kann ich entweder das Signal über den Analogen Ausgang jagen und das Zeug wird zusammen gemixt. Sprich ich kann mehrere Tonquellen gleichzeitig hören. Das ganze klappt auch, wenn ich nur Stereo-Tonquellen habe, die über SPDIF laufen, auch hier funktioniert das Mixing.
Schaue ich mir eine DVD mit DTS Surround an, dann wähle ich als Eingang den SPDIF (also Eingang "DVD"), in dem Augenblick wo das Signal kommt, verstummen alle anderen und es kommt mein Digital 5.1 Surround aus diesem Ausgang, und nur dieser. Auf dem anderen Eingang (Eingang "VCR", analog stereo) kommt der ganze Rest. So brauche ich also grundlegend alles bei mir nur auf "analog stereo" belassen und nur im Falle einer digitalen Quelle schalte ich am Receiver um. Die Frage ist zwar noch, was bei Surround-Quellen wie AC3 passiert, aber das ist mir vorerst egal, da meine meisten Quellen eh DTS beinhalten.

Gruß Maddin

P.S.: gstreamer hab ich zwar installiert aber tatsächlich noch nicht konfiguriert. Ich schau es mir mal an, will mir aber meine derzeit funktionierende Einstellung nicht versaubeuteln :-)