Как выбрать звуковую карту для своего персонального компьютера?
- Для чего нужна звуковая карта?
- Какова форма представления звука в компьютере?
- Как звуковая карта воспроизводит миди-файлы?
- Критерии для сравнения звуковых карт
- Обзор различных моделей звуковых карт
Для чего нужна звуковая карта?
Во-первых, для обеспечения звукового сопровождения выполняемых программ. Когда Вы играете на компьютере, занимаетесь изучением иностранного языка, прослушиваете аудио компакт-диск, смотрите видеофильм или слушаете новости через Интернет, звуковая карта Вашего компьютера получает данные, содержащие звуковую информацию, и превращает их в звуки, которые Вы слышите.
Во-вторых, для записи звука. Когда Вы говорите в микрофон, подключенный к звуковой карте, либо играете на электронном музыкальном инструменте, подключенном к Вашему компьютеру, звук преобразуется в данные, которые могут быть записаны на жесткий диск или посланы через Интернет.
В-третьих, для обработки звука. На компьютере можно выполнять те же операции, что и в аудиостудии: микшировать звук, добавлять различные звуковые эффекты, накладывать фоновую мелодию и т.п.
Какова форма представления звука в компьютере?
Звук представляет из себя набор волн различной длины (или частоты). Человеческое ухо слышит звуки с частотой от 20Hz до 20kHz. Когда звук при помощи, например, микрофона преобразуется в электрический сигнал, он также является набором волн, но уже не звуковых, а электрических. В этом виде звук уже можно записывать и хранить, так, собственно, и происходит при аналоговой записи на магнитную ленту или грампластинку. Но в компьютере звук в таком виде обрабатывать и хранить нельзя, так как компьютер может воспринимать только дискретную информацию. Поэтому аналоговый звуковой сигнал нужно преобразовать в цифровую форму.
Делается это так. Амплитуду непрерывного аналогового сигнала фиксируют(квантуют) с постоянной частотой, достаточной для последующего воспроизведения этого сигнала. Считается, что любой звуковой сигнал может быть воспроизведен с достаточно высоким качеством при частоте квантования 44,1kHz, т.е. при частоте, которая вдвое превышает порог слышимости (примерно 22kHz). Именно такая частота квантования принята в качестве стандарта для аудио компакт-дисков. Частота квантования может быть и меньше, но при этом качество звука будет хуже. Например, качество плохой телефонной линии примерно соответствует частоте квантования 5,5kHz.
Амплитуду сигнала фиксируют с разрядностью 8 или 16 бит. В первом случае будет различимо 256 уровней громкости, во втором - 65,536. Компакт-диск записывается с разрешением 16 бит, причем запись выполняется по двум стерео-каналам. Аудио компакт-диск с продолжительностью записи 60 минут содержит в себе примерно 600Mb цифровых данных:
44100Hz * 16bit * 2 канала / 8 * 60sec * 60min = 635,040,000 байт.
Таким образом, представление звука в цифровом виде требует больших объемов памяти. Файлы, которые содержат звук в таком формате, имеют расширение .wav.
Существует еще одна форма представления звука, пригодная для обработки на компьютере - это миди-формат (файлы с расширением .mid). Этот формат можно сравнить с нотной записью или партитурой - записываются не сами звуки, а их условные обозначения, причем не только ноты, но и инструменты. Стандарт General Midi (GM) включает 128 определенных музыкальных инструментов, каждому из которых соответствует конкретный номер. Миди-формат гораздо компактнее, чем стандартная цифровая запись - примерно в 200 - 1000 раз.
Миди-формат широко используется в различных компьютерных приложениях - играх, музыкальных энциклопедиях и т.п. К звуковой карте можно подключить миди-клавиатуру - музыкальный инструмент, который передает звуковые данные в компьютер в миди-формате.
Как звуковая карта воспроизводит миди-файл?
Существует два способа. Первый называется частотной модуляцией. Он заключается в том, что звуковая карта по специальному алгоритму генерирует сигнал определенной частоты, соответствующий записи в миди-файле. Поскольку смоделировать натуральное звучание музыкального инструмента довольно сложно, качество данного метода оставляет желать лучшего. Он используется на дешевых моделях звуковых карт.
Второй способ называется волновым синтезом или "таблицей волн". Имеется банк данных, в котором записаны в цифровом виде образцы звучания различных музыкальных инструментов. При воспроизведении миди-файла берется такой образец и вставляется в звуковой поток. При этом может быть достигнуто качество воспроизведения, весьма близкое к цифровой записи. Такой метод используется в более совершенных и дорогих звуковых картах, например, Sound Blaster AWE64 фирмы Creative.
Критерии для сравнения звуковых карт
Наличие выходного усилителя позволяет подключать к звуковой карте пассивные колонки, не имеющие встроенного усилителя и поэтому не требующие собственного источника питания. Кстати, некоторые модели активных колонок также могут работать в пассивном режиме. Наиболее совершенные модели звуковых карт не имеют, как правило, выходного усилителя, поскольку в принципе не предназначены для использования в паре с дешевыми пассивными колонками.
Возможность подключения различных внешних устройств. Как правило, любая звуковая карта имеет гнездо для подключения микрофона, линейный вход, линейный выход, выход на динамики (пассивные колонки - в случае, если имеется выходной усилитель), а также совмещенный разъем для подключения джойстика или миди-клавиатуры (через специальный переходник). Все эти разъемы расположены на задней скобе и доступны снаружи. Кроме того, на самой плате имеется разъем для подключения CD-ROM (аналоговый вход). На продвинутых моделях звуковых карт могут быть дополнительные разъемы для подключения тылового линейного выхода (для получения квадро-звука), цифровые вход и выход, вход и выход миди и другие.
Аналоговые аудио характеристики звуковой карты отражают качество выходного сигнала. Это частотный диапазон, отношение сигнал/шум, уровень гармонических искажений и др.
Качество обработки цифрового сигнала. Все современные звуковые карты умеют обрабатывать звук с частотой дискретизации 44,1kHz по двум каналам (стерео) с разрядностью 16 бит. Необходимо отметить, что чем выше частота дискретизации и разрядность, тем выше качество обрабатываемого сигнала.
Тип миди-синтезатора определяет качество воспроизведения миди-файлов. Карты с частотной модуляцией, как уже отмечалось, не могут конкурировать в этом плане с картами, использующими аппаратный синтезатор на основе "таблицы волн". Правда, сейчас с увеличением вычислительной мощности компьютера появилась возможность использовать программные миди-синтезаторы на таких картах. Важным показателем является способность синтезатора воспроизводить одновременно множество звуков (голосов) - этот параметр называется полифонией. Карты с частотной модуляцией могут воспроизводить одновременно до 20 голосов (Sound Blaster 16), карты с миди-синтезом на базе "таблицы волн" - больше. Например, аппаратный синтезатор звуковой карты SB Live! фирмы Creative обеспечивает полифонию в 64 голоса. Еще один параметр - объем памяти, который может использоваться для хранения банков инструментов - сэмплов (это относится только к картам с миди-синтезом на базе "таблицы волн". SB Live! может использовать для этой цели до 32Mb системной памяти компьютера, а SB AWE64 Value - только 1,5Mb локальной памяти на самой плате, правда, эту память можно увеличить до 24Mb посредством установки дополнительных модулей.
Наличие эффект-процессора - устройства, которое добавляет в исходный звуковой поток различные эффекты: реверберацию, эхо, хорус, вращающийся динамик и другие.
Поддержка пространственного звучания (3D Sound) находит применение, в основном, в компьютерных играх. Имеется в виду способность звуковой карты создавать ощущение "звук вокруг", т.е. иллюзию расположения (и даже перемещения) источников звука вокруг слушателя.
Поддерживает ли звуковая карта режим полного дуплекса? Этот режим позволяет одновременно воспроизводить звук и записывать его. Например, если Вы при помощи звуковой карты разговариваете через Интернет, Вам потребуется эта возможность.
Наличие аппаратной акселерации звука для стандартов Microsoft DirectSound и DirectSound 3D важно для приложений, "выдающих" большой поток звуковой информации в этих стандартах. Отсутствие акселератора может привести к тому, что компьютер перестанет справляться с обработкой этого потока и работа приложения замедлится.
Обзор различных моделей звуковых карт
"ТИМ Компьютерс" предлагает в основном звуковые карты фирмы Creative. Эта фирма на протяжении ряда лет занимает лидирующее положение на рынке устройств мультимедиа, поэтому Вы наверняка найдете подходящую модель в ее ассортименте.
Sound Blaster 16
Vibra CT-4170
Наиболее популярная звуковая карта. Сочетает невысокую стоимость и полный набор функций, необходимых для обычного домашнего компьютера. Совместима практически с любым программным обеспечением, так как является де-факто промышленным стандартом. Обеспечивает оцифровку и воспроизведение 16-битного стерео-звука на частоте 44,1KHz (стандарт аудио-диска). Имеет встроенный выходной усилитель. Недостаток - аппаратный миди-синтез осуществляется посредством частотной модуляции, что не дает необходимого качества получаемого сигнала. Проблема решается за счет применения программного миди-синтезатора, который входит в комплект поставки. Технические характеристики:
цифровой звук 8 и 16 бит с частотой квантования от 5KHz до 44,1KHz
полнодуплексный режим ( одновременная запись и воспроизведение) для коммуникаций через Интернет
реализована технология пространственного звука (3D audio)
20-голосный аппаратный миди-синтезатор, 32 голоса программно (таблица волн)
цифровой стереофонический микшер
разъемы: линейный вход, микрофонный вход, линейный выход/выход на динамики (совмещены), MIDI/порт джойстика (совмещены)
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows 3.1, MS-DOS 6.0 и выше, MPC3, Plug and Play, Sound Blaster
Недорогое решение, которое обеспечит качественный звук, особенно при воспроизведении миди-файлов. Есть выходной усилитель. Аналоговые характеристики лучше, чем у Sound Blaster 16. Имеются 64-голосный табличный миди-синтезатор и эффект-процессор. Технические данные:
отношение сигнал/шум 80dB, частотный диапазон 20Hz -22kHz
миди-синтез - 32 голоса аппаратно и 32 программно, 16 миди-каналов
1Mb ROM с банком инструментов, 512Kb RAM, максимально 24Mb путем установки дополнительных модулей
эффекты: реверберация, хорус, флэнжер и др.
усовершенствованный 3D звук
аппаратная акселерация для игр с поддержкой Microsoft DirectSound
оцифровка и воспроизведение 8 или 16 бит с частотой от 5kHz до 44,1kHz
режим полного дуплекса для коммуникаций через Internet
выходной усилитель 4W
разъемы: линейный вход, микрофон, линейный выход, выход с усилителя, CD Audio вход, миди/джойстик порт
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows 3.1, DOS 5.0 и выше, General MIDI, MPC-3, Plug-and-Play, SB, SB Pro, SB 16, SB AWE32
Великолепные выходные характеристики, табличный миди-синтезатор, эффект-процессор и цифровой выход позволяют использовать данную карту в качестве основы для полупрофессиональной музыкальной студии либо для компьютерных игр с выдающимся звуковым сопровождением. Технические данные:
отношение сигнал/шум 90dB, частотный диапазон 15Hz - 50kHz
20 бит цифровой выход стандарта S/P DIF, динамический диапазон 120dB
миди-синтез - 32 голоса аппаратно и 32 программно, 16 миди-каналов
1MB ROM с банком инструментов, 4MB RAM, максимально 24MB путем установки дополнительных модулей
эффект-процессор: реверберация, хорус, флэнжер и др.
усовершенствованный 3D звук
аппаратная акселерация для Microsoft DirectSound
оцифровка и воспроизведение 8 или 16 бит с частотой от 5kHz до 44,1kHz
режим полного дуплекса для коммуникаций через Internet
разъемы: линейный вход, микрофон, линейный выход (RCA), 20-бит S/P DIF цифровой выход, CD Audio вход, миди/джойстик порт
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows 3.1, DOS 5.0 и выше, General MIDI, MPC-3, Plug-and-Play, SB, SB Pro, SB 16, SB AWE32
Высококачественный 128-голосный миди-синтезатор (программно), возможность подключения двух пар колонок, мощный шестиваттный выходной усилитель. Применение шины PCI позволяет организовать хранение сэмплов в сиcтемной памяти компьютера. Рекомендуется для игр с "крутым" пространственным звуком и мультимедиа-приложений. Технические характеристики:
полифония 128 голосов, 16 миди-каналов
встроенный эффект-процессор (реверберация, хорус и др.)
трехмерный звук, поддержка DirectSound и DirectSound 3D
использование системной памяти для табличного синтеза (банки инструментов 2,4 и 8Mb)
цифровой звук 8 и 16 бит с частотой квантования от 5KHz до 48KHz
полнодуплексный режим для коммуникаций через Интернет
разъемы: микрофон, линейный вход, линейный выход, выход усилителя, Aux-вход (совмещен с выходом на тыловые колонки), миди/джойстик порт
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0, General MIDI, MPC-3, Plug-and-Play
Максимум возможного. Превосходные выходные характеристики, 32-битный цифровой звук, 256-голосовая полифония. Может использоваться для построения профессиональной аудио-студии. Богатый комплект демонстрационного и прикладного программного обеспечения, который включает специальную версию популярной игры Unreal, максимально использующую возможности этой карты. Технические данные:
частотный диапазон 10Hz - 44kHz, сигнал/шум 96dB, уровень шума -115dB
миди-синтезатор: 64 голоса аппаратно плюс 192 - программно
48 миди-каналов
32Mb системной памяти для хранения банков инструментов (в комплекте поставляются банки 2, 4 и 8Mb)
эффект-процессор: реверберация, хорус, флэнжер, дисторшн для всех каналов с независимыми установками эффектов и тембра (максимально 131 канал)
аппаратный акселератор для Microsoft DirectSound и DirectSound 3D
различные пространственные эффекты с симуляцией различных типов помещений
вся цифровая обработка с точностью 32-бит, режим полного дуплекса
разъемы: линейный вход, микрофон, линейный выход (фронтальный и тыловой), CD Audio вход, порт джойстика, Aux-вход, цифровой вход CD, RCA S/PDIF вход и выход, MIDI DIN вход и выход, цифровой выход для мультиспикера
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0, General MIDI, MPC-3, Plug-and-Play, Sound Blaster PCI
Удешевленный вариант SB Live! Возможности по обработке звука практически те же. Отсутствуют разъемы S/PDIF и mini MIDI DIN коннекторы, а также цифровой выход на мультиспикерную систему. Другая комплектация поставки - нет микрофона и меньше демонстрационного софта. Технические данные соответствуют полной модели:
частотный диапазон 10Hz - 44kHz, сигнал/шум 96dB, уровень шума -115dB
миди-синтезатор: 64 голоса аппаратно плюс 192 - программно
48 миди-каналов, до 32Mb системной памяти может быть использовано под банки инструментов
эффект-процессор: реверберация, хорус, флэнжер, дисторшн для всех каналов с независимыми установками эффектов и тембра (максимально 131 канал)
аппаратный акселератор для Microsoft DirectSound и DirectSound 3D
превосходная реализация пространственных эффектов с симуляцией различных типов помещений
вся цифровая обработка с точностью 32-бит, режим полного дуплекса
разъемы: линейный вход, микрофон, линейный выход (фронтальный и тыловой), CD Audio вход, порт джойстика, Aux-вход
совместимость: Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0, General MIDI, MPC-3, Plug-and-Play, Sound Blaster PCI
ESS 1869F 3D Sound
(производство Audiovision)
Звуковая карта начального уровня. При невысокой стоимости обеспечивает приемлемое качество аудио-сопровождения игр и обучающих программ. Имеет встроенный выходной усилитель, что позволяет использовать пассивные колонки. Технические характеристики:
цифровой звук 8 и 16 бит с частотой квантования от 4KHz до 44,1KHz
полнодуплексный режим ( одновременная запись и воспроизведение) для моно
реализована технология пространственного звука (3D)
20-голосный аппаратный миди-синтезатор (частотная модуляция)
цифровой стереофонический микшер на 6 каналов
разъемы: линейный вход, микрофонный вход, линейный выход/выход на динамики (совмещены), MIDI/порт джойстика (совмещены)
IDE CD-ROM интерфейс
совместимость: Windows 95/98/NT 4.0/3.1, OS/2