Звуковая плата.
Рассказ о звуковых платах мы начнем
с краткого описания их "двигателя прогресса"
- программного интерфейса. В наборе драйверов DirectX
корпорации Microsoft имеется несколько различных компонентов,
и в частности DirectSoundBD, отвечающий за воспроизведение
и синтез пространственного звука. Существуют и другие
стандартные интерфейсы для создания трехмерного звука,
например ЕАХ, Sensaura и QSound, но мы будем ориентироваться
на фактического законодателя мод в этой области - Microsoft.
В основу DirectSoundSD положена физическая
модель распространения звуковых колебаний вокруг слушателя.
Используя законы акустики, компьютер рассчитывает звуковую
картину, учитывая взаимное наложение волн, их затухание
на расстоянии, ослабление при прохождении через преграды,
эффект Допплера и другие факторы. При создании пространственного
звучания задается множество точечных источников звука,
расположенных в трехмерном пространстве. Каждый источник,
помимо формы излучаемого колебания, обладает такими
характеристиками, как направленность (узость звукового
потока), "видимость" (насколько он загорожен
препятствиями для слушателя), громкость, высота тона
и законы перемещения в пространстве. Предусмотрена привязка
источников звука к слушателю (это нужно, например, для
тех случаев, когда пользователь в игре отождествляет
себя с героем, который идет по лабиринту, и слышен звук
его шагов или натужное сопение). Расчет ведется по довольно
сложным алгоритмам, учитывается даже положение головы
слушателя.
Отметим, что данная физическая модель
хорошо подходит для звуковых плат, имеющих многоголосый
MIDI-синтезатор с возможностью загружать образцы звучания
инструментов.
DirectSound3D рассчитана на работу
с наушниками, двумя, четырьмя колонками и шестиканальной
системой Dolby Digital 5.1. Если к компьютеру подключен
многокомпонентный акустический комплект, например Creative
Inspire 5.1 5100, вы получите довольно реалистичную
звуковую картину. Однако при использовании двух колонок
или наушников тоже обеспечиваются пространственные эффекты.
При этом сигналы для левого и правого каналов модифицируются
так, чтобы учесть влияние ушных раковин и головы слушателя
на звуки, поступающие сзади и спереди, сверху и снизу.
Обработкой звукового сигнала в DirectSoundSD
может заниматься как центральный процессор ПК, так и
встроенный в звуковую плату специализированный сигнальный
процессор. От этого будет зависеть загрузка ресурсов
центрального процессора при синтезе звука. Фрагменты
и образцы звучания могут записываться как в основное
ОЗУ компьютера, так и в память звуковой платы. Теперь
вы понимаете, чем различаются платы разных ценовых категорий?
Сигнальный процессор в звуковых платах,
по аналогии с графическими, часто называют аудиоакселе-ратором,
но мы постараемся не пользоваться этим вводящим в заблуждение
термином, ведь ускоренный в прямом смысле звук никому
не нужен: речь превращается в чириканье, а музыка -
в трели.
На системных платах часто устанавливают
простейшие кодеки, т. е. интерфейсы между аналоговым
и цифровым сигналом, стандарта АС'97. К ним относятся
популярные микросхемы Analog Devices AD1881A, AD1885,
Realtek ALC630, ALC201, Sigmatel Stac9744T, VIA Technologies
VT1612A, VT1616 и др. Они подключаются к неинтеллектуальным
буферным схемам и цепям прямого доступа, которые организуют
пересылку звуковых отсчетов в память компьютера и обратно.
Если вы откроете утилиту "Мультимедиа"
из Панели управления Windows 98 или утилиту Sound and
Audio Devices в Windows XP, работающей на такой системной
плате, вы обнаружите, что единственное устройство для
воспроизведения MIDI-музыки - это программный синтезатор
Microsoft GS Wavetable SW Synth. В остальном звуковая
подсистема может иметь вполне солидные характеристики:
шесть звуковых каналов, разрядность 16 бит, частота
дискретизации до 48 кГц, цифровой выход (а иногда и
вход) S/PDIF с электрическим или оптическим разъемом.
Однако учтите, что наличие недорогой
микросхемы кодека на системной плате не означает автоматически,
что производитель использует примитивную звуковую подсистему:
кодек может работать в паре с мощным звуковым процессором,
встроенным, например, в "южный мост" набора
микросхем nForce2.
Позолоченные
разъёмы - признак высококачественной звуковой платы
При выборе звуковой подсистемы традиционно
учитывают такие чисто внешние характеристики, как число
каналов, разрядность АЦП и ЦАП, частоты дискретизации
при воспроизведении и записи, отношение сигнал-шум,
диапазон частот, коэффициент гармонических искажений,
возможность регулировать частотную характеристику воспроизводимого
звука и т. д. Все эти параметры можно сравнить с почтовым
адресом: страна, город, район, дом и положение квартиры
в доме, число окон и балконов, этаж. Однако они мало
что говорят о внутреннем виде жилья. Боясь оказаться
в положении риэлтера, который не позволяет потенциальным
клиентам заглянуть внутрь предлагаемой квартиры, опишем
устройство основных звуковых процессоров, используемых
в современных аудиоподсистемах.
Вверх
C-Media CMI8738
Недорогой звуковой PCI-контроллер
CMI8738 получил широкое распространение благодаря своей
многофункциональности: в нем есть аппаратный MIDI-синтезатор,
цифровые вход и выход, шесть выходных каналов и схемы
для аппаратной обработки пространственного звука. АЦП
и ЦАП имеют разрядность 16, максимальная частота дискретизации
равна 48 кГц. Драйверы для C-Media хорошо отлажены,
проблемы с совместимостью возникают редко. К сожалению,
качество звучания на сегодня слабовато: по уровню шума,
нелинейным искажениям и проникновению из канала в канал
микросхема уступает большинству коде-ков. Возможно,
это связано с тем, что аналоговые и цифровые схемы уживаются
на одном кристалле.
Дни расцвета CMI8738 прошли, платы
с ним постепенно уходят в прошлое, но производитель
пока не представил достойной замены.
Вверх
Creative Audigy
2
Выпустив Audigy 2, фирма Creative
улучшила характеристики массовых звуковых плат, ввела
все необходимые режимы для проигрывания дисков DVD Audio
(192 кГц, 24 разряда), увеличила мощность встроенного
процессора и число выходных каналов (с шести до семи).
Законодатель мод на рынке звуковых
плат использует фирменные аудиопроцессоры, обеспечивающие
почти полную аппаратную обработку звука, в частности
декодирование цифрового сигнала Dolby Digital Surround
EX (отличается от Dolby Digital дополнительным задним
центральным каналом) и расчеты пространственного поля
по алгоритму ЕАХ 3.0.
Таблично-волновой синтезатор воспроизводит
64 голоса аппаратным способом и до 1024 голосов программным.
Предусмотрено 48 каналов MIDI, 128 инструментов стандарта
General MIDI и его расширения GS, а также 10 наборов
ударных инструментов. Возможно использование системной
памяти компьютера для хранения образцов звучания инструментов.
Число звуковых потоков DirectSound
и Direct-Sound3D, аппаратно ускоряемых в Audigy 2, достигает
64 (в Audigy - 32). Добавлен модуль "нормализатора"
(Normalizer), позволяющий при проигрывании автоматически
приводить уровень громкости к заданной величине.
Звуковые процессоры Audigy используются
только в платах Creative, считающихся фактическим стандартом.
Выбирая их, вы получите хорошую совместимость с играми
и другим ПО, а также приличный набор программ.
Вверх
Philips ThunderBird
Avenger
В микросхеме Philips находится настоящий
сигнальный процессор, рассчитанный на одновременную
обработку 96 потоков по алгоритмам QSound с применением
всевозможных специальных эффектов, включая пространственную
реверберацию. При использовании интерфейса DirectSound
обрабатывается до 256 источников звука.
Инженеры Philips предусмотрели 64
аппаратных преобразователя частоты дискретизации с диапазоном
до 48 кГц, таблично-волновой 64-голосный музыкальный
синтезатор с 576 образцами звучания инструментов, а
также аппаратный ЧМ-синтезатор для обеспечения совместимости
с играми для DOS.
"Внешние данные" у ThunderBird
Avenger относительно скромные: шесть выходных и два
входных канала с разрядностью 16 бит и частотой дискретизации
до 48 кГц. Этот процессор рассчитан на работу со звуком
CD-качества, но он освобождает центральный процессор
для других задач.
Вверх
VIA Envy 24
Envy 24 - это многоканальный звуковой
контроллер, обеспечивающий интерфейс с шиной PCI и обладающий
отличными базовыми характеристиками. Микросхема имеет
восемь выходных 24-разрядных каналов и четыре входных,
все они способны работать с частотами дискретизации
до 192 кГц. И хотя звуковые файлы с такими характеристиками
сигнала имеют огромные размеры и встречаются нечасто
(преимущественно на дисках DVD Audio), разница в качестве
звучания, по сравнению с традиционным CD (16 бит, 48
кГц), очень велика.
Микросхема Envy 24 разрабатывалась
как прибор широкого назначения для бытовых и студийных
аудио-устройств, а также как основа для устройств сбора
данных в промышленных компьютерах и лабораторных стендах.
Поэтому в ней предусмотрены выходы и входы I2S и AC-link,
интерфейс SPDIF, MIDI-порт стандарта MPU-401, электрически
программируемая память для хранения информации о конфигурации,
а также 23 линии ввода-вывода общего назначения. Микросхема
имеет пять контроллеров прямого доступа к памяти, способных
работать в режиме главного арбитра шины PCI 2.2. На
каждом из внутренних каналов установлен измеритель пиковых
значений.
К сожалению, синтез музыки и почти
всю работу по расчету трехмерной звуковой панорамы микросхема
Envy 24 оставляет центральному процессору.
Таким образом, если вы стремитесь
получить максимально верное звуковоспроизведение и звукозапись
с возможностью использовать многоканальные акустические
системы, остановите свой выбор на звуковой плате с процессором
Envy 24 (но проследите, чтобы в ней использовались хорошие
кодеки).
Если же вам важно высвободить ресурсы
процессора и иметь возможность на аппаратном уровне
обрабатывать звуковой поток (например, декодировать
сигналы Dolby Digital и применять особые звуковые эффекты),
присмотритесь к платам с сигнальными процессорами.
Вверх
Полезные мелочи
При выборе платы обратите внимание
на то, имеются ли на ней дополнительные линейные входы
(обозначаются AUX) для модема и/или второго CD-накопителя.
Выясните, предусмотрена ли функция определения сопротивления
нагрузки и отключаемый усилитель мощности. Если да,
тогда к высокоомной нагрузке автоматически подключаются
маломощные линейные выходы, а к низкоомной (наушники
или пассивные АС) - мощные выходы усилителя.
Оптические
входы и выходы цифрового звука S/PDIF становятся стандартом
Сверьтесь по документации, совместимы
ли драйверы платы с технологией DLS (Downloadable Sound),
которая гарантирует, что слушатель услышит через MIDI-синтезатор
именно тот звук, который выбрали авторы программы. Выясните,
имеются ли на плате аппаратные декодеры и кодеры сигнала
Dolby Digital.
В отличие от производителей трехмерных
графических акселераторов, изготовители аудиосхем уже
вышли на тот уровень, за которым большинство пользователей
не могут ощутить разницу между хорошим и отличным изделием.
Поэтому фирмы стремятся придать своим платам всевозможные
дополнительные возможности, выделяющие их среди конкурентов.
Речь идет, в частности, о весьма
удобных интерфейсных блоках, которые вставляются в 5,25-дюйм
отсек компьютера и обеспечивают доступ к аналоговым
и цифровым звуковым гнездам. Иногда на платы помещают
интерфейсы IEEE-1394 и USB 2.0, инфракрасные порты для
управления мультимедиа-плеером с помощью пульта и даже
устройства для считывания карточек памяти и т. д. Немалое
внимание уделяется комплекту программ, особенно в этом
преуспела фирма Creative.
Выбор звуковой платы, конечно же,
существенно зависит от задач, которые вы собираетесь
решать. Профессиональных музыкантов, возможно, не удовлетворит
ни один из описанных звуковых процессоров. Бизнес-пользователям
будет достаточно примитивного кодека АС'97, перекладывающего
все расчеты на мощный процессор ПК. Игрокам, стремящимся
максимально высвободить ресурсы процессора ради реалистичной
ЗО-графики, приглянется плата с процессором Philips
или изделие Creative. Звукорежиссерам-любителям лучше
всего подойдет плата на процессоре VIA Envy 24.
Вверх
|
