7.
Аудио данные
Любой мультимедиа–ПК
имеет в своем составе плату–аудиоадаптер. Для чего она
нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур),
назвавшей свои первые аудиоадаптеры звонким словом Sound
Blaster, эти устройства часто именуются “саундбластерами”.
Аудиоадаптер дал компьютеру не только стереофоническое
звучание, но и возможность записи на внешние носители
звуковых сигналов. Как уже было сказано ранее, дисковые
накопители ПК совсем не подходят для записи обычных
(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для
записи только цифровых сигналов, которые практически не
искажаются при их передаче по линиям связи.
Аудиоадаптер имеет
аналого–цифровой преобразователь (АЦП), периодически
определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот
отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель
уже как цифровой сигнал.
Цифровые выборки
реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера
(например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой
сигнал подается на цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП),
который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После
фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки
для воспроизведения.
Частоты квантования
показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала
для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в
пределах от 4–5 КГц до 45–48 КГц.
Разрядность квантования
характеризует число ступеней квантования и изменяется
степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудиоадаптеры имеют
28=256 степеней, что явно недостаточно для
высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому
сейчас применяются в основном 16-разрядные аудиоадаптеры,
имеющие 216 =65536 ступеней квантования — как у звукового
компакт–диска.
Другой способ
воспроизведения звука заключается в его синтезе. При
поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации
по ней формируется соответствующий выходной сигнал.
Современные аудиоадаптеры синтезируют музыкальные звуки
двумя способами: методом частотной модуляции FM (Frequency
Modulation) и с помощью волнового синтеза (выбирая звуки из
таблицы звуков, Wave Table). Второй способ обеспечивает
более натуральное звучание.
Частотный синтез (FM)
появился в 1974 году (PC–Speaker). В 1985 году появился
AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способен
играть музыку. Новая звуковая карта SoundBlaster уже могла
записывать и воспроизводить звук. Стандартный FM–синтез
имеет средние звуковые характеристики, поэтому на картах
устанавливаются сложные системы фильтров против возможных
звуковых помех.
Суть технологии WT–синтеза
состоит в следующем. На самой звуковой карте устанавливается
модуль ПЗУ с “зашитыми” в него образцами звучания настоящих
музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор с
помощью специальных алгоритмов даже по одному тону
инструмента воспроизводит все его остальные звуки. Кроме
того многие производители оснащают свои звуковые карты
модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только
записывать произвольные сэмплы, но и подгружать новые
инструменты.
Кстати, управляющие
команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту
не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (Musical
Instruments Digital Interface) устройства. Собственно MIDI
определяет протокол передачи команд по стандартному
интерфейсу. MIDI–сообщение содержит ссылки на ноты, а не
запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта
получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие
ноты каких инструментов должны звучать) и отрабатывается на
синтезаторе. В свою очередь компьютер может через MIDI
управлять различными “интеллектуальными” музыкальными
инструментами с соответствующим интерфейсом.
Для электронных
синтезаторов обычно указывается число одновременно звучащих
инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и
программная совместимость аудиоадаптера с типовыми звуковыми
платформами (SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound
System, Gravis Ultrasound и др.).
В новейшие звуковые
карты входит цифровой сигнальный процессор DSP (Digital
Signal Processor) или расширенный сигнальный процессор ASP (Advanced
Signal Processor). Они используют совершенные алгоритмы для
цифровой компрессии и декомпрессии звуковых сигналов, для
расширения базы стереозвука, создания эха и обеспечения
объемного (квадрофонического) звучания. Программа поддержки
ASP QSound поставляется бесплатно фирмой Intel на CD-ROM
“Software Developer CD”. Важно отметить, что процессор ASP
используется при обычных двухканальных стереофонических
записи и воспроизведении звука. Его применение не загружает
акустические тракты мультимедиа компьютеров.
Назад
Вперёд
