从PC的普及，到影音内容数位化及宽频网路的实现，今日的家庭中充斥着各种各样的传播管道、媒体格式以及收播、录制装置。在传播管道上，除了既有的有线及卫星电视外，透过网路传输的IPTV服务也开始兴起了；在媒体内容上更是多样，除了数位、类比电视外，还有数位相机拍的照片、 DV拍的影片、网路下载的MP3、iTune音乐、电影，以及DVD、CD等等，甚至还有线上或机台的3D游戏。

这些涵盖音讯（audio）、视讯（video）、影像（image）和图像（graphic）的多媒体内容，在过去分属于电视、CD/DVD播放器、收音机、音响、游戏机等客听中的机盒式家电，以及卧客中的PC周边，或随身的照相机、录影机、MP3播放器和PDA等。然而，在数位网路化的新环境中，家庭用户开始期待这些装置都可以并存在相同的家庭网路平台上，而各种内容之间也都能够互通传递，并汇聚到客厅的家庭媒体中心（ Home Media Center）来播放。

这种汇流的变迁趋势，也意味着庞大的商机开始浮现。有实力角逐这个市场的重量级玩家，主要是既有的影音家电业者，以及来自PC阵营、消费性电子设备商（如游戏机、PVR）及网路设备商（如闸道器、NAS储存器）的挑战。大家除了致力于相容来自其他阵营的媒体格式及介面，以及在功能性与操作性上互别苗头外，也各自有一套媒体中心的建置架构及发展策略。由于PC业者的挑战实力最坚强，本文将着重对家电阵营的盒式（Box-centric）方案与PC-based方案进行比较。

多元的媒体格式与介面

今日家庭媒体中心需克服的一大问题，就是如何整合各种各样的多媒体内容格式，分析如下：

视讯（动态影像）上的主要编解码格式包括MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、VC-1及中国的AVS等，还有VCD、DVD、DivX等媒体格式。 MPEG-2在电视节目的制播上仍有稳定的市场需求，但随着市场应用上对高画质及频宽效率的要求日益提升，新一代的编解码格式也愈来愈受重视，其中又以H.264最被看重，而VC-1则属于微软阵营的视讯格式，也有相当的市场份量。在影像的解析度上，又可以分为电视萤幕的标准画质电视（SDTV, 720x576）和高画质电视（HDTV, 1920x1080），以及PC萤幕的VGA（640x480）、SVGA（800x600）和UVGA（ 1024x768）等。

在音讯部分，也有很复杂的规格。几个重要的音效格式包括AAC/AAC+、AMR-NB/WB、AC3、MP3/MP3Pro、WMA、OGG、MIDI、Dolby等；若要在家中讲VoIP电话，则需用到LPC、CELP与ACELP等语音编码格式。此外，为满足家庭剧院（Home Theater）的逼真音效，还得支援立体多声道的环绕效果。

除了音、视讯格式外，在家庭媒体中心中得处理的内容还包括静态影像（照片）和2D/3D的图像。在格式上，常见的影像处理格式包括BMP、TIF和JPEG等等，目前以JPEG最流行，而下一代的JPEG2000也开始商业化，它能让影像的处理获得更高效率的压缩及多功能的特性。在游戏方面，家庭媒体中心必须支援2D、3D、SVG（Scalable Vector Graphics）的各种规格。

复杂的传输介面

除了以上琳琅满目的各种媒体内容格式外，这些内容的显示及播放，也得透过极多样的介面来传送。在视讯输出方面，包括既有的D-Sub、S-Video、AV端子、三色色差端子，以及高画质电视新主流的DVI、HDMI端子等；在声音的输出上，包括Mic、Line- out、Line-in，并要支援5.1，甚至是7.1声道，此外，要接上家庭剧院的数位扩大机，则会需要S/PDIF光纤输出。

数位内容也可能透过其他的储存媒介传送到家庭媒体中心，因此得支援CF Type I/II、SD、MMC、MS、MS PRO、xD等记忆卡格式，以及常见的USB 2.0及IEEE 1394汇流排，此外，高速的e-SATA也是有可能用得到的介面。在通讯的介面上，则包括有线/无线及区域/广域的Ethernet、xDSL、Cable、Wi-Fi、Bluetooth、UWB等等。请参考(图一)。

《图一 家庭媒体中心的链接环境》

PC-based的媒体中心途径

在看了上述媒体内容及传输介面的介绍后，可以理解到家庭媒体中心架构上的复杂度，然而，它的最大挑战正是如何化繁为简，让坐在客厅中的老老少少都能很轻松的取得、操作与享受这些内容。最理想的操作模式，自然还是让用户能舒舒服服地坐在沙发上，用一只摇控器就能很容易地点选自己想看的节目、照片，想听的音乐、广播，想浏览的网站，以及想玩的游戏。

以PC的能耐，本来就可以执行各种的应用功能。除了文件编辑外，PC用户早已习惯利用电脑来播放处理影音内容，只要再插上一片电视卡，就能收看​​电视节目了。不过，PC从安装到各种应用程式及使用介面的操作，都有不少的学习门槛，并非适合家庭媒体中心的运作模式。为此，PC阵营的领导者积极针对客厅的环境推出了更容易上手的解决方案，包括微软的MCE（Windows XP Media Center Edition）、Intel的Viiv和AMD Live！ ，都是诉求结合电脑和多媒体娱乐，将DVD 播放机、数位录放影机（DVR）、CD 播放机、音响以及其他娱乐设备整合为一体，在单一装置上实现遥控操作功能。

用用看今日的媒体中心（Media Center）PC，可以发现其操作介面已有大幅的简化改善，也可以用遥控器来执行暂停、倒转电视或广播节目、以数位元元方式录制完整的电视系列或是节目类型、观赏DVD和视讯档案、组织整理并播放音乐选集，以及展示数位相片。此外，此类PC甚至还贴心地设计了快速开关的「Away」模式。

不过，即使一台多媒体PC的外型可以非常类似一般的影音家电，但其壳子里毕竟是PC架构的再包装，仍难脱PC的一些特性。在操作介面上虽已大幅的简化，但买了台多媒体PC回去，仍得进行一堆「正确」的设定；在内部的硬体架构上，尽管双核心的处理器能在高效能的同时缓和高热源的议题，但散热与耗电仍是头痛的问题，伴随而来的风扇噪音也必须得到完善的处理。

此外，身为PC，「当机」仍是随时可能发生的原罪；而一台微软作业系统的PC，还得处处防范「病毒」及「骇客」的攻击。最后，也是最现实的问题，就是一台多媒体PC的价格动辄四、五万元，这或许是合理的PC价格，但在家电的市场，这已足够再添购一台大萤幕的电浆电视了。而与其竞争的一台入门STB，可能不到1000元就可以买得到了。

Box-centric的媒体中心途径

另一个可行的途径，还是采家电的设计架构。此作法往往能满足低价和简易操作性的需求，但想在今日的媒体中心里扮演要角，还得先克服连结性与效能处理的问题。看看今日的影音家电环境，存在着数位电视、STB、PVR、家庭剧院、游戏机、DVD播放器/烧录器、数位摄影机、照相机，以及可携式游戏机、PMP或MP3等。这么多元的家电设备该如何整合在一起呢？

目前最可行的方式是透过USB、Ethernet、HomePlug、Cable（MoCA/HPNA）或无线方式（Wi-Fi）等介面来与STB串连，利用STB来执行影音的解调（demodulation）和解码（decode ）等工作，再传送到电视机萤幕播放。在这类架构中，最受注目的是结合网路与电视内容的IPTV服务模式。这是一套整合语音、视讯和数据的Triple Play多重业务模式，在全球市场已开始快速的成长，若从IPTV的服务营收来看，MRG（Multimedia Research Group）预估其营业额会从2004年的6亿3500万美元成长到2008年的720亿美元，年成长率高达102％；用户数则可望从在2004年的190万户，成长到2008年的2530万户。

IP STB无疑是此架构的核心装置，在其开发上有两种策略，一是依个别服务供应商量身订制其需要的IP STB规格，另一个方向则是采开放性的架构，透过通路来销售这样的设备。以前者来说，营运商具有极高的掌控性，能建置较安全及可靠的系统，并透过远端来管理与升级这些设备，但产量受限、产品成本难以降低，设备商的创意也难以发挥。

通路式的IP STB则能开创水平性的商业模式，将市场规模做大，也能在竞争下有效刺激成本。设备商能依其技术能力及行销策略推出高、中、低等级的产品系列，让用户有多元的选择。这当然是相当理想的发展模式，虽然目前IPTV多由大的电信业者所主导，形成垂直性为主的商业型态，但由网路端发起的服务模式，也由微软、Yahoo等大厂开始炒热。因为此类IP STB也能成为家庭媒体中心的主机，正是发展IP媒体中心（IP Media Center）的另一项选择。

Media Center PC vs. IP STB/Media Center

以PC来当做家庭媒体中心主机，虽有价格偏高及操作较复杂的弱势，但对于热衷新产品的早期采用者（early adopter），尤其是一些PC的玩家来说，他们较能接受数万元一台的多媒体PC，也愿意自行手动安装与升级。不过，对于一般的用户来说，他们当然以便宜好用为购买的第一原则，而且会要求产品的稳定性及耐用性。这群人无疑是市场上的多数族群，他们会偏好选择盒式的解决方案。

IP STB是代表性的一项产品，在专属性的设计下，能提供更可靠、安静、省电、更小尺寸，也符合使用者习惯，及满足营运商或通路模式的解决方案。此外，在作业系统上若采用WinCE或Linux的平台，则能进一步提供接近PC的多样化功能，让用户也能透过网路下载内容或应用程式，为STB进行功能的升级和扩充。

系统规划挑战

相较于PC采用通用式的硬体及无所不包的软体，IP STB必须针对特定的规格定义来妥善规划其软、硬体系统。面对庞杂的功能整合需求及愈来愈繁重的处理工作，今日的IP STB得克服极大的设计挑战，包括编解码（Codecs）、安全/内容管理、介面、软体的复杂度、QoS等等。

IP STB有三大任务，一是处理网路资料流，二是处理影音串流，三是进行资料的存取。在三大任务中，影音处理无疑是最繁重的工作，整个工作涵盖了解码、DRM授权、影像后处理，再送到萤幕播放。目前从家庭到行动设备的新兴视讯应用上，都迫使视讯编解码的格式转向新一代的H.264或VC-1视讯格式。

从家庭媒体中心来看，高画质电视（HDTV）已形成强烈的市场需求，储存媒介的容量也不断提升（如HD-DVD、BD），但不论是从地面、卫星、缆线或网际网路来传输内容，其可用频宽都十分有限，若想流畅的传送高画质的节目，就得更有效率的运用有限的频宽及频谱。

新一代的H.264或VC-1便是极佳的选择。以H.264来说，它能提供远高于MPEG-2或MPEG-4的压缩率，但仍能保持视讯的品质。试验显示，在相同视讯品质情况下，与MPEG-4 Advanced Simple Profile压缩协议相较，H.264可以把位元率降低35％～50％，而与MPEG-2相较可降低40％～65 ％；与MPEG-4 Simple Profile压缩协议相较，H.264 Baseline Profile还可以在广泛的位元率范围内将峰值讯息噪音比降低50％以上。

不过，由于H.264的演算技术更为复杂，在编解码上需采用更高阶的处理架构。以运算记忆体来说，若要执行HDTV的解码，MPEG-2只需要用到9MB的记忆体空间，H.264则需要超过15MB的空间；以记忆体频宽来说，HDTV的H.264解码器也会需要比MPEG-2大两倍的频宽才跑得动。不过，随着SDRAM在密度及频率上的提升，这些问题已获得很大的改善。

在处理效率上，同样采软体方式设计的H.264解码器，会占用比MPEG-2大六倍以上的运算资源。因此，以纯粹软体方式来设计H.264解码器并非理想的作法，采用硬体方式虽会增加一些元件成本，但能够大幅提升处理效能，对系统的整体效益是很明显的。

不过，即使支援了新一代的编解码格式，IP STB仍得广泛支援市场上存在的多重格式，而且针对同一种格式中的不同类型（profile），也要有支援能力。尤其是采通路式市场的IP STB，支援多重格式才能应付各种可能的编解码需求。此外，由于IP STB是多种媒体汇流的中心（Hub），它也得具备从低阶QCIF到高阶1080i的多重解析度，甚至具有编码转换（transcoding）及速率转换（transrating）的技术能力。最后，在后制处理（post processing）的阶段，还要求以不同解析度来提供子母画面（Picture in picture；PIP）、频道浏览（Channel browsing）和多重播放（Multi-play）等加值应用功能。请参考(图二)。

《图二 STB需在同画面中提供不同分辨率的画质》

软体开发

为满足多样化的功能，IP STB在软体开发上的复杂性也不断在提升，其设计考量的层次必须涵盖硬体层、驱动程式、作业系统、中介软体和应用软体，而整个产业链中的​​参与业者众多。在这些软体层次中，作业系统的选择无疑是个关键，它将决定整个开发工作的难易度，以及未来的升级能力。

在嵌入式的系统中，通常会采用即时作业系统（RTOS）或高阶作业系统（High level OS；HLOS），后者又以WinCE和Linux为大宗。采用RTOS能让系统获得最佳化的设计，但需投入较长的研发时间；相较之下，HLOS则提供了更完善的各种功能套件，让开发工作能顺利许多。

目前Linux以其开放性条件，在嵌入式系统中取得一席之地，但针对如IP STB/Media Center的复杂性设计，Linux设计师必须具有强大的技术能力，才能顺利将来自不同来源的连结协定及功能套件整合在一起，并获得理想的工作表现。相较之下，WinCE已将多数常用的连结性协定整合在其中，例如WMDRM-ND、WMC、P4S、TCP/IP等等，设计者不需再为此伤脑筋，而且提供了方便的建置平台，协助设计者进行开发、除错或调校系统。当然，微软方面会负责产品的升级开发，持续推出新的升级版本。请参考(图三)。

《图三 WinCE与其他方案的比较》

硬体架构

硬体架构架构上，盒式的IP STB/Media Center设备业者会希望在一个完整性的平台上进行系统规划。这个平台必须能提供接收卫星、数位地面电视及播放DVD/HD-DVD的媒体介面，以及宽频的网路介面，并对多重影音格式进行解码及输出。要达成这样的平台，必须掌握一些关键性的技术，包括影音编解码、家庭网路协定、支援多重谐调器（tuner）、提供数位录影功能，以及安全性的技术（CA/DRM），并能满足低成本和省电的要求。请参考(图四)。

《图四 IP Media Center平台的关键技术》

结论

何种解决方案最终将在家庭媒体中心的战场中胜出，目前仍然言之过早。不过，就短期的战线来看，家电式的IP STB/Media Center具备了较明显的优势，也就是能以客制化的系统架构来提供低价、易操作及性能稳定的使用经验，若采用WinCE等作业系统，还能提供接近PC的多元功能。当然，PC阵营也非省油的灯，这场战役才刚刚开打而已。

（作者为ST大中华区消费与显示部门桌上盒竞争力中心经理）