Для любого музыканта, решившего заниматься музыкой профессионально, выбор звукозаписывающей аппаратуры имеет немаловажное значение. Безусловно, вам понадобится хороший вокальный микрофон, но сразу скажем, что запись профессиональных треков невозможна без звуковой карты. Встроенные решения предлагают неплохое качество, но, все же, их мощностей недостаточно для записи полноценных звуковых композиций, которые не стыдно будет отправить продюсерам, на радиостанции или выложить в Сеть.

Не писком единым…

Сегодня пользователи, приобретая компьютер, даже не рассматривают конфигурации без поддержки звука менее чем 7.1. И очень трудно представить, что еще лет 25 назад владелец компьютера, умеющего синтезировать простые полифонические мелодии, чувствовал себя хозяином полноценного мультимедийного комбайна. Ведь все начиналось с заурядных маленьких динамиков (за резкий звук прозванных «пищалками»), которые при загрузке компьютера издают один единственный звук «бип». Вообще-то способности этого динамика чуть шире, но большинство из нас об этом просто не догадывается, так как остальные звуки динамик воспроизводит лишь в нештатных ситуациях. Ситуация изменилась после выхода в ноябре 1983 года компьютера IBM 4860 (известного также как IBM PC Junior), в котором использовался тот же динамик, но уже трехголосый, названный синтезатором. Кардинальные сдвиги наметились с появлением первых игр для этой модели. При помощи изменения частоты и длительности звучания этот динамик научили издавать звуки, отдаленно напоминающие мелодию (кому-то из читателей, наверное, повезло их услышать в старой игре Prince of Persia).

Через некоторое время выходит устройство, которое можно назвать истинным предшественником звуковых карт. Ставшее довольно известным и популярным в свое время устройство Covox подключалось к компьютеру через порт LPT, и было основано на простом 8-битном цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП). Covox стал, пожалуй, первым, но не единственным подобным устройством, так как на рынке к тому времени уже были замечены аналогичные устройства.

И вот, летом 1987 года, была совершена небольшая технологическая революция в синтезе и воспроизведении звука. Малоизвестная компания Creative из Сингапура выпустила первую аудиокарту Creative Music System (CMS), которая была основана на двух микросхемах Philips SAA 1099. Каждая из микросхем предназначалась для вывода звука на один канал (правый и левый). По уровню звучания эта карта значительно уступала нынешним (даже интегрированным) звуковым решениям, но после «пищалок» стала настоящим прорывом. Право обладания столь технологичным по тем временам продуктом обходилось пользователям почти в 300 долларов. Выход конкурента CMS AdLib (от одноименной канадской компании) позволил покупателям сильно сэкономить при покупке звуковых карт, так как этот производитель сумел спустить ценовую планку аж на 200 долларов. В отличие от решения Creative эта звуковая плата была основана лишь на одной микросхеме Yamaha YM381, а при синтезе звука использовался принцип частотной модуляции (всем известное FM). Некоторое время спустя Creative начала реализовывать еще одно решение, представлявшее собой практически прежнюю карту с новым названием Game Blaster, а через год выпустила карту, название которой впоследствии стало нарицательным — Sound Blaster. При этом компания использовала микросхему, которую применила AdLib в своей первой своей аудиокарте. В ответ на это AdLib приготовила ответ в виде карты Gold, которая вышла в 1992 году, и, судя по всему, настолько подорвала силы компании, что почти сразу после выпуска та объявила о банкротстве. Оставшейся без основного конкурента Creative удалось очень грамотно использовать несколько лет практически монопольного присутствия на рынке, от раза к разу совершенствуя свои продукты.

Однако безраздельно властвовать Creative смогла только до 1997 года, после чего на рынок практически ворвалась фирма Aureal с картой Monster MX300 и новой технологией воспроизведения звука A3D. Технология трехмерного звука поначалу разрабатывалась для летчиков, но впоследствии вышла и на рынок персональных компьютеров. При воспроизведении звука человек не просто слышал его, а мог определить и расположение источника (справа, слева, спереди или сзади). Естественно, наибольшее распространение эта технология получила в компьютерных играх. Тенденция оказалась заразительной и уже в 1998 году Creative выпустила карту Sound Blaster Live. Интерфейсом карты являлась шина PCI, а качество звука значительно улучшилось. Кроме того Creative смогла придумать достойный ответ технологии A3D. Главным преимуществом новой технологии Creative EAX стало снижение нагрузки на центральный процессор, чем явно «грешила» A3D.

В 2000 году компания Aureal также сходит с дистанции, объявляя о своем банкротстве, но Creative уже не единственный игрок на рынке, так как уверенные позиции на нем занимают также Yamaha, ESS и несколько других компаний. Пробует свои силы на этом поприще и компания Asus с линейкой собственных полноценных аудиокарт Asus Xonar. Правда, в течение последних 10 лет Creative по-прежнему остается лидером по производству звуковых карт, постоянно разрабатывая новые устройства и внедряя в них перспективные технологии, например, EAX 2.0, 3.0, 4.0 и EAX Advanced HD, а также аудиокарты серий Creative SB Audigy и Creative SB X-Fi.

Типы звуковых устройств

Условно звуковые устройства (устройства, занимающиеся синтезом и выводом звука на акустические системы) можно разделить на три типа: аудиокодеки, интегрированные в материнскую плату; внутренние PCI или PCI-E звуковые платы; внешние звуковые платы. Рассмотрим каждый тип в отдельности.

Интегрированные звуковые устройства

Прошли те времена, когда бал правили отдельные звуковые карты. Сегодня требования большинства пользователей вполне удовлетворяют встроенные решения. Качество воспроизведения звука подобными решениями находится на уровне выше среднего, но, естественно, им еще предстоит совершенствоваться, чтобы достичь высот специализированной аудиокарты.

Встроенное в материнскую плату звуковое решение обычно представлено двумя способами. В первом случае задачи по обработке информации о последовательности заданных звуков, амплитуде и частоте возлагаются на процессор. CPU посылает обработанную информацию на южный мост (в некоторых современных материнских платах им является управляющий чип), который через встроенный аудиоинтерфейс пересылает ее в аудиокодек. CPU вместе с аудиоинтерфейсом южного моста представляют собой цифровую часть аудиоустройства, а кодек в виде маленькой отдельной микросхемы, является аналоговой частью. Функции кодека заключаются в цифро-аналоговом преобразовании (ЦАП) информации, поступающей от компьютера (в данном случае CPU), и аналого-цифровом преобразовании (АЦП) информации, поступающей от микрофонного и линейного входов материнской платы. Дело в том, что на устройства вывода звука информация должна поступать в аналоговом виде, для чего и требуется преобразование цифровой информации, которая поступает от компьютера. В случае же если информация поступает от звукозаписывающей или звукоснимающей аппаратуры (микрофон, линейный вход), то, наоборот, требуется обратная конвертация аналогового сигнала в цифровой.

Во втором случае обработкой звуковой информации занимается специальный цифровой сигнальный процессор (DSP — Digital Signal Processor). Здесь CPU полностью освобождается от дополнительной нагрузки, которую берет на себя DSP. Остальные процессы реализуются практически тем же способом. При этом по качеству воспроизведения звука аудиоустройство вплотную приближается к внутренним и внешним решениям.

Наиболее распространенными остаются кодеки стандартов AC’97 и High Definition Audio (HDA). Оба стандарта были предложены компанией Intel. Первый разрабатывался еще в 1997 году и с тех пор многократно оттачивался до появления стандарта HDA. Различие стандартов заключается в поддержке максимальной разрядности и частоты (16 бит/48 kHz для AC’97 и 32 бит/192 kHz для HAD), а также в поддержке устройствами стандарта HDA 8-канального звучания, технологий Dolby и многих других современных аудиотехнологий. Немаловажное значение для пользователей приобрел и тот факт, что аудиоразъемы на материнских платах с поддержкой стандарта HDA можно переназначать, то есть линейному входу назначить функции входа для средних динамиков.

Производством кодеков вышеуказанных стандартов занимаются несколько компаний. Самыми распространенными решениями сегодня являются продукты компаний Realtek и Analog Devices. Для конечного пользователя разница практически незаметна, но из спортивного интереса производителя можно определить по программному обеспечению для управления возможностями интегрированной звуковой системы. В случае с Analog Devices это ПО SaundMax, а для Realtek — одноименные драйвера. Каждый из них имеет как свои недостатки, так и преимущества. В последнее время многие производители стали располагать кодеки, их обвязку и аудиоразъемы на отдельных платах. Чаще всего с подобным исполнением можно встретиться на примерах линеек материнских плат Asus. Хоть большинство из них практически ничем и не отличается от интегрированных аудиоустройств, делается это с целью экономии места на задней панели материнской платы. Но вот, например, последние звуковые карты материнских плат Asus Supreme FX по качеству вплотную приближаются к самостоятельным звуковым платам.

Сегодня практически все материнские платы поддерживают звук формата 7.1 (восьмиканальный). На них присутствует шесть разъемов для 3,5 мм штекеров: вход для микрофона, линейный вход, выход на центральные динамики/сабвуфер, выход на передние динамики, средние и задние. В дополнение к этому набору каждый уважающий себя производитель материнских плат размещает также и цифровые выходы SPDIF (Sony/Phillips Digital Interconnect Format), обычно представленные разъемами для коаксиального и оптического подключения. Отметим, что информация на эти аудиовыходы поступает напрямую, поэтому аппаратура, подключенная к ним, имеет свои цифроаналоговые преобразователи, часто по качеству превосходящие решения, встроенные в материнскую плату.

Внутренние звуковые карты

В начале этого раздела сразу следует упомянуть об основных преимуществах внутренних видеокарт по сравнению с интегрированными. Во-первых, это малые наводки, что оказывается возможным благодаря лучшему экранированию и расположению всех элементов на отдельной карте, обеспечивающее низкое влияние электрических импульсов, «бегающих» по материнской плате. Во-вторых, в отличие от аудиокодека на материнской плате, полноценное самостоятельное устройство со своей собственной обвязкой выдает более качественный звук. И, наконец, в отличие от интегрированного решения, такие аукдиокарты не загружают центральный процессор (правда, сегодня это и не столь важно).

Часто внутренние звуковые карты устроены на основе всего лишь одной микросхемы, которую можно назвать микропроцессором. Она обычно состоит из трех модулей, каждый из которых программируется и работает независимо. Первым по значимости является модуль цифрового тракта, который выполняет функции кодека («работает» цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователем), а также осуществляет связь с центральным процессором и оперативной памятью. Вторым номером выступает модуль музыкального синтезатора, построенного по принципу частотной модуляции. Третий модуль называется микшером и отвечает за смешивание сигналов, поступающих с двух предыдущих.

Также, как и в случае с интегрированными устройствами, цифровые сигналы, поступающие от CPU, превращаются в аналоговые для передачи их на аудиовыходы звуковой карты, а аналоговый сигнал, поступающий с линейного входа или входа микрофона, оцифровывается и передается напрямую в системную память или же считывается процессором. Синтезатор, благодаря частотно-модуляционному методу, способен синтезировать целую гамму звуков. Принцип основан на взаимной модуляции нескольких генераторов синусоиды. А микшер представляет собой аналоговый сумматор, который может объединять в одну выходную линию сигнал с разных источников карты.

На таких аудиокартах присутствуют практически те же разъемы, что и на интегрированных, только отсутствует оптический SPDIF (он тут и не нужен). Все современные внутренние аудиокарты поддерживают восьмиканальный звук и в основном все каналы реализуются через один коаксиальный разъем. Также эта задача может быть решена с помощью переназначения портов. Следует помнить, что возможности отдельной внутренней звуковой карты могут быть расширены с помощью выносного блока (с дополнительными разъемами и регуляторами настройки), встраиваемого в передний 5” отсек. Кроме стандартного набора 3,5 мм и цифрового разъемов на большинстве аудиокарт встречается разъем MIDI для подключения профессионального звукового оборудования. До некоторых пор он имел вид 15-пинового трапециевидного слота, однако сегодня реализуется в различных форматах. Последней инновацией стало использование в таких картах HDMI разъема, но, в принципе, как же обойтись без него в наш век HD звука и видео.

Внешние звуковые карты

Их значительное преимущество перед внутренними звуковыми картами обозначено в практически полном отсутствии возможных наводок. Среди прочих плюсов подобных устройств следует выделить часто присутствующий в комплекте пульт дистанционного управления и наличие возможности осуществлять настройки с помощью переключателей и ручек регулировки, располагающихся непосредственно на корпусе. Соединяются с компьютером они посредством интерфейса USB или FireWire. На этом все преимущества перед внутренними звуковыми картами заканчиваются, а вот единственным, но крупным недостатком, пожалуй, является отсутствие привязки ресивера к тактовой частоте. То есть приемник не может контролировать частоту поступающего сигнала, что порой приводит к ощутимым искажениям сигнала. Пути решения данной проблемы, конечно, существуют, и различные производители справляются с ней по-разному, но факт остается фактом. По своей же сути и принципам работы внешние и внутренние аудиокарты одинаковы. Кроме Creative на этом рынке представляют свои продукты такие компании, как E-MU, PreSonus, M-Audio и др. Стоит отметить, что порой такие решения становятся единственным возможным выходом из ситуации.

Технологии

С ростом производительности компьютеров и повышением качественных и функциональных характеристик звуковых адаптеров стало возможным записывать и обрабатывать звук на полупрофессиональном уровне не выходя из дома. В звуковых картах стоимостью более 100 манатов (а иногда и в более дешевых) уже заложен огромный потенциал для творчества. Рассмотрим технологии, использующиеся в чипах звуковых карт, которые способны помочь нам в работе со звуком.

WDM. Windows Driver Model – архитектура драйверов, которая обеспечивает работу нескольких из них с одним и тем же оборудованием. Такой способ взаимодействия аппаратной и программной части дает возможность выбирать нужный для работы в данный момент драйвер в зависимости от подключенных устройств. Существует три типа таких драйверов: уровня шины — которые управляют вводом-выводом собственно шины (функционированием того или иного слота) и предоставляют независимость от «железа». Второй тип является функциональным, это тот драйвер, который взаимодействует с конкретным устройством. Третий же подвид обеспечивает фильтрацию сигналов (запросов) ввода-вывода для устройства или класса устройств, или же вообще для шины в целом. Также драйверами должно обеспечиваться и управление питанием устройства.

DirectWIRE. Служит для визуального соединения каналов на программном уровне, то есть на экране присутствует виртуальная панель с множеством коннекторов, которые можно подключать друг к другу или отсоединять вовсе. При, собственно, коммутации передача сигнала идет через драйвер устройства без какой-либо потери качества, поэтому такой способ весьма удобен и интересен при обработке звука с разных источников, ведь дополнительные провода привносят помехи и искажения. В версии 3.0 данной технологии кроме возможности работы с 32 виртуальными каналами и одновременном соединении множества приложений добавляются и аппаратные входы, где четыре виртуальных входа взаимодействуют с физическими.

E-WDM. Enhanced Audio MIDI Driver – это расширение стандартного интерфейса Microsoft для обработки звука, где пользователю предлагаются возможности, которые зачастую требуются при профессиональной обработке звука, такие, как поддержка программного семплера Tascam GIGAStudio, поддержка ASIO 2.0, одновременная обработка неограниченного числа аудиоприложений, работа с несколькими каналами DirectSound для многоканального звука (актуально для DJ) и многие другие.

DirectSound3D. Одна из составляющих библиотеки DirectX, предназначенная для обработки звука и создания разнообразных трехмерных аудиоэффектов. Реализуется это следующим образом: производитель звуковой карты встраивает в свой продукт поддержку нужных функций, а издатель ПО, в свою очередь, в приложениях использует возможности этой библиотеки. А во время воспроизведения DS3D получает звук и информацию о том, как его обработать, все данные передаются на аудиоустройство и там уже на аппаратном уровне происходит собственно обработка. Если же в устройстве отсутствует поддержка API, то обработка производится на программном уровне посредством HEL (Hardware Emulation Layer). Естественно, в последнем случае значительно нагружается процессор и замедляется обработка.

EAX. Environmental Audio Extensions — расширение API DS3D (созданное Creative и поэтому встроенное во все их продукты), которое обеспечивает дополнительные эффекты при работе с 3D-звуком, причем последние версии этого интерфейса умеют достаточно четко и правильно эмулировать различные среды и препятствия на пути, а также изменять сигнал в зависимости от положения источников звука. Сам стандарт является открытым, что дает возможность другим создателям включать поддержку сразу по выходу новых разработок, однако звуковые карты от Creative будут всегда поддерживать более новые версии стандарта, нежели продукты других производителей.

Sensaura. Компания, которая разрабатывает разнообразные звуковые технологии, которые, в основном, предназначены для работы через DS3D и его надстройки. Используя алгоритмы и расширения, предлагаемые этой компанией, можно значительно повысить качество объемного звука. Среди разработок Sensaura наиболее известны такие, как DigitalEar (виртуальное ухо – когда моделирование звука основывается на функции, полученной после измерений с манекена, а также на расчете параметров математической модели, составленной по реальному строению человеческого органа). MultiDrive позволяет создавать 3D-звук посредством вывода на четыре колонки, каждая из которых организует свое пространство звучания и тем самым обеспечивает корректное позиционирование сигнала. MacroFX реализует разнообразные способы для ощущения звука из близкорасположенного источника или при перемещении источника около головы. ZoomFX предназначен для одновременного озвучивания нескольких источников, причем в зависимости от их размеров, что, например, требуется при отображении близкорасположенных механизмов. EnvironmentFX схож с интерфейсом EAX, технология позволяет расширить картину и помогает рассчитать то, каким звук попадает в ухо после многочисленных отражений, угасаний, проникновений и т.д. Причем сюда включаются множество подфункций, которые, например, могут просчитывать изменения в зависимости от размеров помещения, от отражений о различные поверхности, затухания при длительном звучании и т.д.

ASIO. Audio Stream Input Output является разработкой компании Steinberg, которая предназначена для улучшения работы многоканальных устройств. Это тип драйвера, который использует свой интерфейс для работы с аппаратной частью не напрямую, а вызывая функции драйвера (взаимодействие схоже с DirectSound3D). В основном формат используется в профессиональной аудиотехнике, поскольку предоставляет разнообразные возможности обработки звука и облегчает работу с синтезаторами, семплерами, MIDI-устройствами и т.д., а также снижает латентность между входным и выходным сигналом.

OpenAL. Open Audio Library — это бесплатная, мультиплатформенная библиотека обработки звука, которая к тому же доступна в исходных кодах. Несмотря на свою малую распространенность, получила поддержку Creative Labs, поэтому достаточно перспективна. Предоставляет возможности по несложной обработке звука и созданию разнообразных эффектов. В основе технологии лежат 3 положения, на которых и основывается обработка: слушатель, как объект воспринимающий звуки; буфера в которых содержатся данные; источники звука, которые располагаются в пространстве и активируют звуки из буферов. В остальном работа схожа с другими библиотеками и принципиального отличия здесь не наблюдается.

Пространственный звук

Наверняка вы сталкивались с такими терминами как Dolby и DTS на страницах предыдущих номеров нашего журнала. Но не будет лишним в двух словах напомнить читателю об основных нюансах этих форматов. Dolby Digital это формат, разработанный Dolby Laboratories, и, по сути, определяющий пространственное звучание. При этом звук передается по шести каналам: центральному, левому и правому передним, левому и правому задним, а также низкочастотному сабвуферу. Во время просмотра фильма с поддержкой Dolby Digital зритель имеет возможность «определить» местоположение и направление источника звука. Например, если на киноэкране в сторону зрителя летит самолет, то звук двигателей сначала будет услышан из центрального динамика, а затем передних и задних. Таким образом, создается почти полная иллюзия пролетающего над зрителем самолета.

Dolby Digital Extended использует уже 8 каналов, четыре из которых являются каналами объемного звучания. В формате Dolby Digital Extended Surraund все каналы кроме переднего и низкочастотного являются каналами объемного звучания. Система Dolby TrueHD отличается «несжатым» звуком, то есть в устройствах, поддерживающих этот стандарт, звук проигрывается практически без потерь. В связи с популяризацией на рынке дисков Blu-ray этому формату удалось стремительно войти в нашу жизнь. Digital Theater System или DTS является американским аналогом системы Dolby Digital с разницей лишь в алгоритмах сжатия звука. Отметим, что это далеко не все стандарты объемного звучания из представленных сегодня на AV-рынке.

Рекомендации покупателям

Казалось бы, что и в Азербайджане огромное число меломанов, музыкантов и геймеров должно уделять внимание звуку и оснащать свою технику встроенными аудиокартами или внешними устройствами. Но это отнюдь не так, и масса пользователей довольствуется интегрированными решениям. Конечно, если вы не относитесь ни к одной из вышеперечисленных категорий и ваш слух не настолько избирателен, то нет необходимости приобретать отдельную карту, расставаясь с суммой, которую вы можете потратить на, например, брендовую геймерскую мышку. Меломанам и геймерам же подойдет сравнительно (по сравнению с бесплатной интегрированной звуковой подсистемой) недорогая плата Creative SB Audigy SE, стоимость которой составляет 45-50 манатов. Эта аудиокарта обладает неплохим соотношением сигнал/шум в 100 дБ, разрешением 24 бит/96 kHz, поддерживает восьмиканальный объемный звук, а также технологию УФЧ Advanced HD 3.0 (что совсем не будет лишним для любителей шуттеров). К плате можно подключить интерфейсный модуль Creative Digital I/O Module, который еще больше расширит функционал карты. Нельзя сказать, что эта аудиокарта обладает потрясающими возможностями, но она значительно превосходит интегрированные решения.

Так как мы ориентировались только на предложения магазинов Баку, то для музыкантов ничего дешевле, чем Echo MiaMIDI (стоимостью в 185 манатов), мы не нашли, и вполне возможно, что на момент поступления журнала в продажу в наших магазинах появятся более выгодные предложения. С другой же стороны, бесспорно, эта карта является профессиональным решением, так как обладает соотношением сигнал/шум в 110 дБ, разрешением 24 бит/96 kHz, имеет MIDI интерфейс и выносной модуль. Что также немаловажно, карта имеет 8 виртуальных выходов и определяется системой как 4 стереофонических аудиопорта.

Если же вы меломан со стажем или вовсе профессионально хотите заняться музыкой, то обратите внимание на другие продукты компании Echo, представленные у нас несколькими моделями, младшая из которых Gina 3G стоит около 430 манатов.

Алирза ФИГАРОВ (a.k.a Корсар)
[email protected]
При подготовке статьи были использованы материалы сайтов: www.kuler.biz, www.winsov.ru, www.gelezki.info,www.nodevice.ru и www.tipntricks.info