Звуковые системы IBM PC (43595)

Посмотреть архив целиком



С О Д Е Р Ж А Н И Е



Введение ................................................ 3


Основные методы озвучивания ............................. 4


Звуковые возможности семейства IBM PC ................... 5


Обзор звуковых карт ..................................... 5


Covox .................................................. 5


Adlib .................................................. 6


Sound Blaster Pro ...................................... 7


Sound Blaster 16 ....................................... 8


Pro Audio Spectrim ..................................... 8


Gravis UltraSound ...................................... 8


Roland ................................................. 9


Другие карты ...........................................10


Сводная таблица ........................................11


ТТХ звуковых плат : основные понятия ....................12


Какую плату выбрать ? ...................................13


Список использованной литературы ........................14




























ВВЕДЕНИЕ


Взаимодействие человека с ЭВМ должно быть прежде всего взаим-

ным ( на то оно и общение ). Взаимность, в свою очередь, предус-

матривает возможность общения как человека с ЭВМ, так и ЭВМ с че-

ловеком. Сама схема взаимодействия крайне проста :


┌────────┐ ┌────────┐

│ │ ┌────────────────────┐ │ C │

H ├────┤ input devices ├───> O │

U │ └────────────────────┘ │ M │

M │ │ P │

A │ ┌────────────────────┐ │ U │

N <────┤ output devices ├───┤ T │

│ │ └────────────────────┘ │ E │

│ │ │ R │

└────────┘ └────────┘

,где

input devices - устройства, с помощью которых ЭВМ получает

информацию от человека

output devices - устройства, с помощью которых ЭВМ передает

информацию человеку


Обычно, при традиционном подходе input devices = keborad &

mouse, а output devices = monitor & printer. В ряде случаев воз-

можно добавление других устройств, таких как сканеры, дигитайзе-

ры, плоттеры, графические планшеты, но при всем своем разнообра-

зии до последнего времени все output devices были спроектированы

для использования в качестве информационного канала зрительную

систему человека. Другим чувствам отводилась в лучшем случае роль

сигнализаторов ( принтер пищал, когда кончалась бумага, а блок

питания неприятно пах, когда горел ;-). Конечно, более 90% инфор-

мации из окружающей среды человек получает из зрительного канала,

но он не должен получать информацию _только_ этим путем. Глухоне-

мой человек - это инвалид, глухонемая ЭВМ - неполноценный компью-

тер. Неоспоримый факт, что визуальная информация, дополненная

звуковой гораздо эффективнее простого зрительного воздействия.

Попробуйте, заткнув уши, пообщаться с кем-нибудь хотя бы минуту -

сомневаюсь, что вы получите большое удовольствие, равно как и ваш

собеседник. Однако пока многие ортодоксально настроенные програм-

мисты/проектировщики до сих пор не хотят признавать, что звуко-

вое воздействие может играть роль не только сигнализатора, но ин-

формационного канала, и соответственно от неумения и/или нежела-

ния не используют в своих проектах возможность не-визуального об-

щения человека с ЭВМ, но даже они никогда не смотрят телевизор

без звука ;-). В настоящее время любой крупный проект, не осно-

щенный средствами multimedia ( в дальнейшем под словом "средства

multimedia" мы будем прежде всего понимать совокупность аппарат-

но/программных средств, дополняющие традиционно визуальные спосо-

бы взаимодействия человека с ЭВМ ) обречен на провал.













ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЗВУЧИВАНИЯ


Есть много способов заставить компьютер заговорить или заиграть.

1. Цифроаналоговое преобразование ( Digital to Analogue (D/A)

conversion ). Любой звук ( музыка или речь) содержаться в па-

мяти компьютера в цифровом виде ( в виде самплов ) и с по-

мощью DAC трансформируются в аналоговый сигнал, который по-

дается на усиливающую аппаратуру, а затем на наушники, колон-

ки, etc.


2. Синтез. Компьютер посылает в звуковую карту нотную информацию,

а карта преобразует ее в аналоговый сигнал ( музыку ). Сущес-

твует два способа синтеза :

а) Frequency Modulation (FM) synthesis , при котором звук вос-

производит специальный синтезатор, который оперирует мате-

матическим представлением звуковой волны ( частота, ампли-

туда, etc ) и из совокупности таких искусственных звуков

создается практически любое необходимое звучание.

Большинство систем, оснащенных FM-синтезом показывают очень

неплохие результаты на проигрывании "компьютерной" музыки,

но попытка симулировать звучание живых инструментов не

очень хорошо удается. Ущербность FM-синтеза состоит в том,

что с его помощью очень сложно ( я бы сказал, практически

невозможно ) создать действительно реалистическую инстру-

ментальную музыку, с большим наличием высоких тоном (флей-

та, гитара, etc). Первой звуковой картой, которая стала ис-

пользовать эту технологию, был легендарный Adlib, который

для этой целей использовал чип из синтеза Yamaha -

YM3812FM. Большинство Adlib-совместимых карт (SoundBlaster,

Pro Audio Spectrum) также используют эту технологию, только

на других более современных типах микросхем, таких как

Yamaha YMF262 (OPL-3) FM.


б) синтез по таблице волн ( Wavetable synthesis ), при этом

методе синтеза заданный звук "набирается" не из синусов ма-

тематических волн, а из набора реально озвученных инстру-

ментов - самплов. Самплы сохраняются в RAM или ROM звуко-

вой карты. Специальный звуковой процессор выполняет опера-

ции над самлами ( с помощью различного рода математических

преобразования изменяется высота звука, тембр, звук допол-

няется спецэффектами ). Так как самплы - оцифровки реальных

инструментов, они делают звук крайне реалистичным. До не-

давнего времени подобная техника использовалась только в

hi-end инструментах, но она становится все более популяр-

ной теперь. Пример популярной карты, использующей WS -

Gravis Ultra Sound ( GUS ).


3. MIDI. Компьютер посылает на MIDI-интерфейс специальные коды,

каждый из которых обозначает действие, которое должен произ-

вести MIDI-устройство ( обычно это синтезатор ) (General) MIDI

- это основной стандарт большинства звуковых плат. Звуковая

плата, самостоятельно интерпретирует, посылаемые коды и приво-

дит им в соответствие звуковые самлы ( или патчи ), хранящие-

ся в памяти карты. Количество этих патчей в стандарте GM рав-

но 128. На PC - совместимых компьютерах исторически сложились

два MIDI-интерфейса : UART MIDI и MPU-401. Первый рализован в

SoundBlaster's картах, второй использовался в ранних моделях

Roland.






ЗВУКОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СЕМЕЙСТВА IBM PC

PC

Уже на самых первых моделях IBM PC имелся встроенный динамик,

который однако не был предназначен для точного воспроизведения

звука: он не обеспечивал воспроизведения всех частот слышимого

диапазона и не имел средств управления громкостью звучания. И хо-

тя PC speaker сохранился на всех клонах IBM до сего дня - это

скорее дань традиции, чем жизненная необходимость, ибо динамик

никогда не играл сколь-нибудь серьезной роли в общении человека с

ЭВМ.

PCjr

Однако, уже в модели PCjr появился специальный звуковой генера-

тор TI SN76496A, который можно считать предвестником современных

звуковых процессоров. Выход этого звукового генератора, мог быть

подключен к стерео-усилителю, а сам он имел 4 голоса ( не совсем

корректное высказывание - на самом деле микросхема TI имела четы-

ре независимых звуковых генератора, но с точки зрения программис-

та это была одна микросхема, имеющая четыре независимых канала ).

Все четыре голоса имели независимое управление громкостью и час-

тотой звучания. Однако из-за маркетинговых ошибок модель PCjr так

и не получила широкого распространения, была об'явлена неперспек-

тивной, снята с производства и поддержка ее была прекращена. С

этого момента фирма IBM больше не оснащала свои компьютеры звуко-

выми средствами собственной разработки. И с этого момента место

на рынке прочно заняли звуковые платы.




ОБЗОР ЗВУКОВЫХ КАРТ


1. Covox

Своеобразный "внебрачный сын" PC и желания человека услышать

приличный звук с минимумом финансовых затрат. Covox не даром

называют "SoundBlaster для бедных" ибо стоимость его на поря-

док ниже самой дешевой звуковой карты. Суть Covox'a крайне

проста - на любой стандартной IBM-совместимой машине обяза-

тельно присутствует _параллельный_ порт ( обычно он использует-

ся под принтер ). На этот порт можно посылать 8-ми битовые ко-

ды, которые после простого смешивания на выходе дадут вполне

удовлетворительное mono звучание.


Одна из многочисленных схем covox'a представлена ниже :


Resistor naminals :

75 is normally 7,5 KOm

15 is normally 15 KOm


18 2 3 4 5 6 7 8 9

        

│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ █1 █1 █1 █1 █1 █1 █1 █1

│ █5 █5 █5 █5 █5 █5 █5 █5

15 │ │ │ │ │ │ │ │

├────█████──┴─┐├─┐├─┐├─┐├─┐├─┐├─┐├─────┐

│ ││ ││ ││ ││ ││ ││ ││ │

│ │█7│█7│█7│█7│█7│█7│█7 │

│ │█5│█5│█5│█5│█5│█5│█5 │

│ └┘ └┘ └┘ └┘ └┘ └┘ └┘ │

│ │

│ │

 Ground  Analog Out



К сожалению из-за того, что основные производители программно-

го обеспечения игнорировали это простое и остроумное устрой-

ство ( сговор с производителями звуковых карт ), то никакой

программной поддержки covox так и не получил. Однако, не сос-

тавляет труда самостоятельно написать драйвер для covox'a и за-

менить им драйвер любой 8-ми битовой звуковой карты, которая

используется в DAC-режиме, или немного изменить код программы,

перенаправив 8-ми битовую оцифровку, скажем в 61-ый порт ППИ.



2. Adlib

Сейчас уже полулегендарная Adlib Sound Card в свое время произ-

вела революцию в мире PC и стала основой всего многочисленного

семейства FM-карт. Конструктивно Adlib устроен очень просто, он

состоит из Oscillator'a, Envelope Generator'a и Level

Controller'a, соединенных последовательно ( последовательность

этих устройств носить также название "operator" ).

┌──────────┐ ┌──────────────────┐ ┌────────────────┐

Oscillator├─>│Envelope Generator├─>│Level Controller├─> OUTPUT

└──────────┘ └──────────────────┘ └────────────────┘

Oscillator - генерировал звуковую волну определенной частоты,

Envelope Generator - "извращал" волну ( мог например сдвинуть фа-

зу, etc ), этакий предок звукового процессора, а Level Controller

- регулировал уровень выходного сигнала.

Adlib Music Syntezator Card ( ALMSC ) содержал 18 таких операто-

ров. Сами же операторы работали парами и следовательно существо-

вало 2 вида соединения операторов : последовательное или парал-

лельное. В "классическом" FM-синтезе применяется последова-

тельное соединение операторов :

┌─────────────┐ ┌─────────────┐

Operator │ │ Operator │

A ├─>│ B ├─> SPEAKER

└─────────────┘ └─────────────┘

здесь

Operator A - ведущий ( Modulator )

Operator B - ведомый ( Carrier )

Оператор B генерирует несущую частоту, которая изменяется сог-

ласно волне, генерируемой оператором A. Не смешивается с этой

волной, а именно управляется ей ! Тут уместна некоторая аналогия

с транзисторным ключем, в котором напряжение одном из входов

(оператор A) управляет протекающим через него током (оператор B).


Существует также параллельный метод соединения операторов :


┌─────────────┐

Operator │

1. ├──┐

└─────────────┘ │

├─> SPEAKER

┌─────────────┐ │

Operator │ │

2. ├──┘

└─────────────┘

Этот метод хорошо подходит для генерирования "органоподобных"

звуков, то есть небольшого количества продолжительных звуков, ко-

торые являются простой суперпозицией ограниченного числа матема-

тически правильных волн.

Исходя из вышесказанного и помня о том, что Adlib содержал 18

операторов, можно сделать вывод, что количество одновременно

проигрываемых звуков не могло быть больше 9. Однако разработчики

Adlib'a учли, что некоторые музыкальные инструменты ( например

разного ударные, перкуссии ) вполне могут быть имитированны од-

ним оператором, и предусмотрели работу карты в двух основных ре-

жимах :

1. Стандартный:

Все операторы разбиваются на пары и одновременно может быть

воспроизведено 9 мелодий ( голосов ).

2. Режим перкуссии ( percussion mode ) :

В этом режиме расклад такой :

- 6 melodic instruments (12 operators)

- 1 Bass Drum (2 operators)

- 1 Snare Drum (1 operator)

- 1 Tom-Tom (1 operator)

- 1 Cymbal (1 operator)

- 1 Hi-Hat (1 operator)

таким образом количество одновременно проигрывемых мелодий

может достигает одинадцати; может, потому что Adlib Inc. предус-

мотрела всего девять (!) регистров для каждой мелодии, таким об-

разом потенциальная возможность получить 11 мелодий осталась не

реализованной.

NB: не надо понимать слово "мелодия" буквально, в данном контек-

сте это просто звук определенной частоты.



3. The SoundBlaster Pro (SB-pro)

The Creative Labs' SoundBlaster (SB) была первой Adlib-совмести-

мой звуковой картой, которая могла записывать и играть 8-ми бито-

вые самплы, поддерживала FM-синтез с помощь микросхемы Yamaha

YM3812. Оригинальная mono-модель SB была оснащена одной такой

микросхемой, а более новая стерео-модель - двумя. Наиболее продви-

нутая модель из этого семейства SB-pro. 2.0, эта карта содержит

наиболее современную микросхему FM-синтеза ( стандарт OPL-3 ).

SB-pro способен производить оцифровку/проигрывание реального зву-

ка с частотой до 44.1 Hz ( частота CD-проигрывателей ) в стерео

режиме. Также с помощь внешних драйверов эта карта поддерживает

General MIDI интерфейс. Содержит встренный 2-х ватный предусили-

тель и контроллер CDD ( обычно Matsushita ).

Поддерживаемые входные устройства :

- Microphone,

- external line in.

Поддерживаемые выходные устройства :

- Audio,

- line out,

- SB compatible MIDI,

- SB CD-ROM interface.


SB-pro была полностью совместима с Adlib-картой, что обеспечила

ей потрясающей успех на рынке недорогих домашних звуковых систем

( прежде всего это касалось игр). И хотя профессионалы были недо-

вольны неестественным "металлическим" звуком, да и симуляция MIDI

оставляла желать лучшего, но эта карта пришлась по вкусу много-

численным поклонникам компьютерных игр, которые стимулировали

разработчиков вставлять в свои игры поддержку SundBlaster-карт,

чем окончательно закрепили лидерство Creative Labs на рынке. И

теперь любая программа, которая претендует на то, что бы изда-

вать звук на чем-то отличным от PC-speaker просто обязана поддер-

живать, ставшим de-facto стандартом SB. В противном случае она

рискуeт быть просто не замеченной.









4. SoundBlaster 16

SoundBlaster 16 (SB 16) это улучшенная версия SB-pro,котoрая спо-

собна записывать и воспроизводить 16-и битовый стерео-звук. И ко-

нечно SB16 полностью совместима с Adkib & SB. SB-16 способна

проигрывать 8-и и 16-и битовые стерео самплы на частоте до 44.1

KHz с динамической фильтрацией звука ( эта карта позволяет в про-

цессе проигрывания подавить нежелательный диапазон частот ). SB16


Случайные файлы

Файл
169472.rtf
168818.rtf
94300.rtf
95795.rtf
133305.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.