Создание информационно-справочной службы на тему: «Звуковые карты»

 

• Вход TAD. Разъем для подключения модемов с  поддержкой автоответчика (Telephone Answering Device) к звуковой плате. Типичное расположение — задняя панель аудиоадаптера.

 

• Цифровой  выход DIN. Этот разъем предназначен для  подключения многоканальных цифровых акустических систем. Типичное расположение — внешнее устройство.

 

• Вход Aux. Обеспечивает подключение к звуковой карте других источников сигнала, например телетюнера. Типичное расположение — задняя панель аудиоадаптера.

 

• Вход I2S. Позволяет  подключать к звуковой карте цифровой выход внешних источников, например DVD. Типичное расположение — задняя панель аудиоадаптера.

 

• Порт USB. Позволяет  подключать звуковую плату к акустической системе USB, игровым контроллерам и  другим USB-устройствам. В первом аудиоадаптере  со встроенными портами USB — Hercules Game Theater XP — поддерживается только интерфейс USB 1.1. Тем не менее следующие версии этой модели будут оснащены USB 2.0. Типичное расположение — внешнее устройство.

 

• IEEE-1394. Посредством  этого разъема к звуковой плате  подключаются цифровые видеокамеры,  сканеры, жесткие диски и другие  устройства. В разъем SB 1394 аудиоадаптера Sound Blaster Audigy можно подключать как устройства ШЕЕ-1394, так и устройства, поддерживающие новый стандарт Creative Labs — SB 1394. Типичное расположение — дополнительная панель или внешнее устройство.

                      

 
 
 

 

 

Рис. Система Sound Blaster Audigy Platinum поставляется с внешним интерфейсным модулем Audigy Drive, который оснащен множеством полезных разъемов.

 

1 Аналоговый/цифровой  выход 

 

2 Линейный  вход 

 

3 Микрофонный  вход 

 

4 Передний  линейный выход 

 

5 Задний  линейный выход

 

6 Порт SB1394 (по одному на плате и  на внешнем модуле)

 

7 Вход/выход  SPDIF

 

8 Оптический  вход/выход 

 

9  Выход  для наушников 

 

10 Регулятор  громкости наушников 

 

11 Левый/правый  вход Aux

 

12 Линейный  вход 

 

13 Регулятор  громкости для линейного входа

 

14 Вход/выход  MIDI

 
 

     Дополнительные  разъемы обычно располагаются непосредственно  на звуковой плате или подсоединяются к внешнему блоку или дочерней плате. Например, Sound Blaster Audigy Platinum, Platinum EX и Hercules Game Theater представляют собой устройство, состоящее из двух частей. Сам звуковой адаптер подключается в разъем PCI, а дополнительные соединители подсоединяются к внешнему интерфейсному модулю (рис.), который устанавливается в неиспользуемый отсек дисковода. У профессионального аудиоадаптера Platinum EX есть внешний интерфейсный модуль с разнообразными разъемами. Для обеих моделей предусмотрен пульт дистанционного управления.

 

Управление  громкостью

 

     Уровень выходного аудиосигнала практически  всех современных звуковых адаптеров  регулируется с помощью диалогового меню Свойства: Звуки и аудиоустройства, открыть которое можно в окне Панель управления или в панели задач (рядом с часами). При переходе от обычного аудиоадаптера к профессиональной акустической системе Dolby Digital 5.1 необходимо настроить параметры в меню Громкость и выбрать нужные источники аудиосигнала, а также определить уровень громкости для входящего и исходящего аудиосигнала, генерируемого аудиоадаптером или внешним интерфейсным модулем.

     В некоторых старых звуковых адаптерах есть специальный регулятор громкости, расположенный рядом с разъемами ввода-вывода. Подобный регулятор может вызвать некоторые затруднения, поскольку, если он выключен, пользователь будет долго искать причину плохого звучания.

 
 
 
 
 

MIDI-cинтезаторы

 

     В настоящее время все выпускаемые платы являются стереофоническими, поддерживающими стандарт MIDI.

     Стереофонические  звуковые платы одновременно воспроизводят (и записывают) несколько сигналов от двух различных источников. Сигнал — это один звук, производимый аудиоадаптером. В струнном квартете используется четыре сигнала — по одному на каждый инструмент. С другой стороны, такой полифонический музыкальный инструмент, как пианино, требует для каждой ноты аккорда отдельного сигнала. Следовательно, для точного воспроизведения игры пианиста понадобится 10 сигналов — по одному на каждый палец. Чем больше сигналов предусмотрено в адаптере, тем натуральнее оказывается его звучание. Наилучшие на сегодняшний день аудиоадаптеры способны одновременно воспроизводить до 1024 сигналов.

     Популярные  ранее микросхемы синтезатора, расположенные  на системной плате (например, компании Yamaha), позволяли получить 11 (микросхема YM3812 или OPL2) и более сигналов; микросхема OPL3 поддерживала до 20 сигналов и стереофонический звук. Тем не менее для поддержки MIDI в большинстве современных звуковых систем используются записанные заранее звуковые схемы; подобные системы называются таблично-волновыми синтезаторами.

     В таблично-волновых звуковых платах вместо синтезированных звуков, генерируемых микросхемой частотной модуляции, используются цифровые записи реальных инструментов и звуковых эффектов. Например, при воспроизведении таким аудиоадаптером звука трубы вы действительно слышите непосредственно звук трубы, а не его имитацию.

     Первые  звуковые платы, поддерживающие эту функцию, содержали до 1 Мбайт звуковых фрагментов, хранящихся в микросхемах памяти адаптера. Но в результате появления высокоскоростной шины PCI и увеличения объема оперативной памяти компьютеров в большинстве звуковых плат в настоящее время используется так называемый программируемый таблично-волновой метод, позволяющий загружать в оперативную память компьютера 2-8 Мбайт коротких звуковых фрагментов различных музыкальных инструментов.

     В данный момент звуковые системы в  полной мере поддерживают таблично-волновой синтез, а улучшенные звуковые функции DirectX 8.x и выше сделали возможным использование MIDI для записи игровых фонограмм.

     Важнейшим фактором популярности MIDI является количество аппаратно реализуемых сигналов. Даже в наилучших звуковых адаптерах, таких, как Sound Blaster Audigy, аппаратно поддерживается только 64 сигнала; все остальные звуки, необходимые для воспроизведения MIDI-фонограммы, реализуются программно. Если звуковая плата поддерживает аппаратно только 32 сигнала MIDI или использует исключительно программный синтез, подумайте о приобретении новой модели.

 

Сжатие  данных

 

     В большинстве плат качество звучания соответствует качеству компакт-дисков с частотой дискретизации 44,1 кГц. При  такой частоте на каждую минуту звучания при записи даже обычного голоса расходуется около 11 Мбайт дискового пространства. Чтобы уменьшить размеры звуковых файлов, во многих платах используется сжатие данных. Например, в плате Sound Blaster ASP 16 оно осуществляется в реальном времени (непосредственно при записи) со степенью сжатия звука 2:1, 3:1 или 4:1.

     Поскольку для хранения звукового сигнала  необходим большой объем дискового  пространства, в большинстве звуковых плат выполняется его сжатие методом  адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation — ADPCM), что позволяет сократить размер файла примерно на 50%. Посредством метода IMA-ADPCM 16-битовый линейный звуковой сигнал сжимается до 4 бит на каждый сигнал.

     Правда, при этом ухудшается качество звука. Именно поэтому стандарта на ADPCM пока нет. Например, хотя компании Apple и Microsoft и внедряют поддержку IMA-ADPCM в свои продукты, делается это по-разному. Форматы AIFF от Apple и WAV от Microsoft несовместимы и для их воспроизведения нужен специальный программный проигрыватель.

     Во  время установки звукового адаптера происходит инсталляция нескольких кодеков (программ, выполняющих компрессию и декомпрессию видеоданных и  стереофонического звука). Наряду со многими другими программами, устанавливается и одна из разновидностей ADPCM.

     Для того чтобы определить, какие программы  аудиосжатия установлены в вашей  системе, откройте Панель управления (Control Panel) и дважды щелкните на значке Мультимедиа (Multimedia) (Windows 9x), Звуки и мультимедиа (Sounds and Multimedia) (Windows 2000) или Звуки и аудиоустройства (Windows XP). В операционной системе Windows 9x перейдите на вкладку Устройства (Devices) и щелкните на значке "+", который находится рядом с параметром Программы аудиосжатия (Audio Compression), для того чтобы открыть список установленных кодеков.

     Перечень  звуковых кодеков и их свойств  в Windows 2000/XP расположен в меню Оборудование (Hardware). Для использования собственной  аудиозаписи в другой системе  оба компьютера должны использовать одну и ту же программу сжатия аудиоданных. Этот общий кодек, используемый для записи звуков, можно выбрать с помощью программы Звукозапись (Windows Sound Recorder).

     Однако  наиболее популярным стандартным алгоритмом сжатия является MPEG (Motion Pictures Experts Group), с помощью которого можно упаковывать как звук, так и изображение. Он популярен в "некомпьютерной" сфере и используется в DVD-проигрывателях. С помощью этого метода достигается степень сжатия 30:1 и даже выше. Популярный формат сжатия звуковых файлов .mp3 использует схемы сжатия, аналогичные MPEG.

 

Многофункциональные сигнальные процессоры

 

     Во  многих звуковых платах используются процессоры цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processor — DSP). Благодаря им платы  стали более "интеллектуальными" и освободили центральный процессор компьютера от выполнения таких трудоемких задач, как очистка сигналов от шума и сжатие данных в реальном времени.

     Процессоры  устанавливаются во многих универсальных  звуковых платах. Например, программируемый  процессор цифровой обработки сигналов платы Sound Blaster Live! ЕМU10К2 сжимает данные, преобразует текст в речь и синтезирует так называемое трехмерное звучание. Кроме того, процессор поддерживает аппаратную акселерацию звука в соответствии с новейшими версиями стандартов DirectX/DirectSound 3D, благодаря чему реализуется одновременное воспроизведение нескольких звуков и их синхронизация с действиями, разворачивающимися в компьютерной игре.

     Чтобы улучшить качество звука аудиопотоков, можно программно обновить DSP. Благодаря широкой распространенности аудиоадаптеров с высококачественными DSP пользователь имеет возможность проводить программное обновление устройства, а не тратить время и силы на его физическую замену.

 

Критерии  выбора звуковой платы

 

   Несмотря на то, что к широким звуковым возможностям компьютеров все уже привыкли, требования к используемым звуковым устройствам существенно возросли, что повлекло за собой необходимость повышения мощности аппаратных средств. Унифицированное мультимедийное аппаратное обеспечение, используемое сегодня в большинстве компьютеров, не может в полной мере считаться совершенной мультимедийной системой, включающей следующие свойства:

 
 

• реалистичный  объемный звук в компьютерных играх;

 

• высококачественный  звук в DVD-фильмах;

 

• распознавание речи и голосовое управление;

 

• создание  и запись звуковых файлов форматов MIDI, MP3, WAV и CD-Audio.

 

Игры

 

     Благодаря широкому распространению звуковых адаптеров компьютерные игры вышли  на качественно новый уровень. Поддержка  трехмерного звука, цифровой системы объемного звучания и MIDI-музыки позволили достичь современным компьютерным играм более высокого уровня реализма, что было ранее невозможным даже при использовании наиболее совершенных видеоадаптеров. Обычное стереофоническое воспроизведение звука оказалось недостаточным для любителей компьютерных игр, жаждущих содрогнуться от рева монстров за собственной спиной или в полной мере прочувствовать атмосферу автомобильной катастрофы.

     Чтобы ощутить себя реальным участником на поле боя, пользователям следует выбирать звуковую плату, поддерживающую четыре или более колонок, а также одну из технологий направленного звука, например EAX компании Creative Labs, используемую в Sound Blaster Live!/Audigy, или технологию 3D Positional Audio от Sensaura, применяемую компаниями ESS, VideoLogic, Analog Devices, C-Media и NVIDIA. Поддержка этих стандартов осуществлена во многих звуковых платах на аппаратном уровне или посредством эмуляции/преобразования программного обеспечения.