Звуковая карта

 

Звуковая плата (звуковая карта) - дискретное устройство ПК для воспроизведения и обработки цифрового звука, а также для преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно.

История

Самые первые компьютеры семейства IBM PC снабжали примитивным динамиком PC Speaker (спикером). Назначение у динамика было одно - воспроизводить диагностические сигналы при загрузке и работе ПК.

В 1984 г. в свет вышел компьютер IBM PCjr в США, обладавший встроенным трехголосным синтезатором, являвшимся, по сути, модернизированным компьютерным динамиком. Спустя еще пару лет на рынок было выпущено устройство Covox. Подключалось оно через принтерный LPT-кабель и представляло собой 8-битный ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).

Следующим этапом в развитии компьютерного звука стало появление в 1987 г. фактически первой звуковой карты - Creative Music System (CMS). Созданное сингапурской компанией Creative устройство основывалось на двух 6-голосных звукогенераторах Philips SAA 1099 и было в состоянии воспроизводить стереозвук: один звуковой чип обрабатывал сигнал для правого канала, второй - для левого. На рынке, в то время, появилась еще одна компания - канадская компания AdLib. Одноименная карта обладала всего одним чипом Yamaha YM3812, но этот 11-голосный синтезатор FM-типа давал более естественное звучание, чем CMS.

В 1991 г. на рынке появилась новая звуковая карта от Creative - Sound Blaster. После этого события название карты долгое время оставалось синонимом понятия "звуковая плата". Ничего принципиально нового в SB не было, просто компания объединила два чипа - Yamaha YM3812 и 8-битный ЦАП типа Covox. В результате синтезатор мог воспроизводить различные MIDI-мелодии с качеством, идентичным AdLib, а ЦАП позволял выдавать предварительно оцифрованный аналоговый звук, например человеческую речь. Все это было дополнено еще одним чипом, позволявшим записывать аудиосигналы. Качество воспроизведения и записи было весьма посредственным: 8-битное моно с частотой дискретизации 22 кГц по звучанию уступало даже магнитофонам.

Спустя некоторое время SB начал эволюционировать. Сначала появилась версия карты с поддержкой стерео, потом частота дискретизации воспроизводимого звука увеличилась до 44,1 кГц, а чуть позже в свет вышла Sound Blaster 16 - первая 16-битная звуковая плата от Creative.

Толчок к дальнейшему развитию в сфере компьютерного звука дала компания Aureal, разработавшая первый серьезный формат воспроизведения 3D-звука A3D и соответствующий чип AU8820. Произошло это событие в 1997 г.

В основе разработки лежали исследования особенностей человеческого слуха. Технологии разрабатывались для нужд военных летчиков и космонавтов. Целью компании было научить простые наушники правильно позиционировать звук в пространстве - и Aureal с задачей справилась. Чип в реальном времени рассчитывал отражения звука от объектов виртуального мира с учетом геометрии помещения и наличия в нем препятствий.

Звуковая карта SB Live! - ответ Creative - вышла в 1998 г. и использовала совершенно новые технологии. Сингапурская компания сделала ставку на Direct Sound 3D, который занимался довольно примитивным позиционированием звука, и дополнила его своей разработкой, получившей название EAX (Environmental Audio Extensions). Технология изменяла звук в зависимости от типа помещения, который выбирался из фиксированного набора предустановок. Таким образом, эффект трехмерности создавался в большей степени благодаря имитации окружающей среды игрового персонажа. Если последний падал в воду, то звук вокруг него приобретал характерное подводное звучание и т. д.

Дальнейшая судьба Creative связана с непрерывным совершенствованием EAX и выпуском звуковых карт, поддерживающих новые версии.

В 2003 г. вышла EAX Advanced HD 4.0. в которой реализовали поддержку многопространственности. Это позволило моделировать акустические условия не только в помещении, где находился слушатель, но и в смежных. Кроме того, HD 4.0 позволяла использовать различные аппаратные звуковые эффекты в реальном времени вроде частотного сдвига, хоруса, эха и многих других. EAX Advanced HD 5.0 увеличила количество обрабатываемых потоков до 128.

Основные параметры звуковых карт

Сделать примерную оценку качества воспроизводимого и записываемого звука можно основываясь на ряде характеристик звуковых карт.

Например, параметр сигнал/шум (Signal/Noise Ratio). Это отношение мощности сигнала к мощности шума на выходе устройства принято измерять в децибелах (дБ). Хорошим можно считать отношение 80-85 дБ, идеальным - 95-100 дБ.

Следующий важный параметр - коэффициент нелинейных искажений (Total Harmonic Distortion). Он измеряется в процентах: 1% - "грязное" звучание; 0,1% - нормальное звучание; 0,01% - чистое звучание. Нелинейные искажения - это результат неточности в восстановлении сигнала из цифрового вида в аналоговый.

Максимальная частота дискретизации (Sampling Rate), измеряемая в герцах (Гц), в режиме записи показывает, сколько раз в секунду АЦП произведет замер частоты аналогового сигнала, в режиме чтения - сколько раз в секунду ЦАП способен считать частоту записанного сигнала. Для стерео и многоканального звука эти характеристики, как правило, различаются. В стереорежиме норма частоты дискретизации для MP3-файла составляет 44,1 кГц; для DVD-видео - 48/96 кГц; для DVD-аудио - до 192 кГц. Соответственно, чтобы воспроизвести звук без потерь, звуковая карта должна поддерживать данные частоты дискретизации.

Максимальный уровень квантования (Max Quantization Level), или разрядность/битность, показывает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше значение, тем ближе оцифрованный сигнал к аналоговому. Эталоном на сегодняшний день является 24-битный звук.

Все звуковые карты можно разделить на бытовые, игровые, и профессиональные.

Для геймера поддержка EAX последней версии куда важнее, чем запредельные максимальные частоты дискретизации. Для меломана главными критериями станет чистота воспроизводимого звука, а не трехмерные технологии. Ценитель домашних кинотеатров отдаст предпочтение звуковой карте с наибольшим количеством выходов для подключения многоканальной акустики и наиболее чистым звуком, а пользователь, занимающийся созданием музыки, обратит внимание на частоты дискретизации при записи и MIDI-составляющую карты.

Используемые источники

1. igromania. ru.

 



  • На главную