Звуковая плата Creative Labs Sound Blaster Live!

Поскольку IBM-PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для решения серьёзных научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена и даже не запланирована. Единственный звук, который издавал компьютер — был звук встроенного динамика бипера, сообщавший о неисправностях. Хотя на компьютерах фирмы Apple звук присутствовал изначально.

В 1988 году фирма Creative Labs выпустила устройство Creative Music System (С/MS, позднее также продавалась под названием Game Blaster) на основе двух микросхем звукогенератора Philips SAA 1099, каждая из которых могла воспроизводить по 6 голосов одновременно. Примерно в это же время, AdLib выпустила свою карту, одноимённую с названием фирмы, на основе микросхемы YM3812 фирмы Yamaha. Данный синтезатор для генерации звука использовал принцип частотной модуляции (FM, frequency modulation). Данный принцип позволял получить более естественное звучание инструментов, чем у Game Blaster.

Вскоре Creative выпустили карту на той же микросхеме, полностью совместимую с AdLib, но превосходящую её по качеству звучания. Эта плата стала основой стандарта Sound Blaster, который в 1991 году Microsoft включила в стандарт Multimedia PC (MPC). Однако эти карты имели ряд недостатков: искусственное звучание инструментов и большие объёмы файлов, одна минута качества AUDIO-CD занимала порядка 10 Мегабайт.

Одним из методов сокращения объёмов, занимаемых музыкой, является MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — способ записи команд, посылаемых инструментам. MIDI-файл (обычно это файл с расширением mid) содержит ссылки на ноты. Когда MIDI-совместимая звуковая карта получает эту ссылку, она ищет необходимый звук в таблице (Wave Table). Стандарт General MIDI описывает около 200 звуков. Карты, поддерживающие этот стандарт обычно имеют память, в которой хранятся звуки, либо используют для этого память компьютера. Одной из первых wawetables-карт была Gravis Ultrasound, получившая в России прозвище «Гусь» (от сокращённого названия GUS). Creative, стремясь упрочить своё положение на рынке выпустила собственный аудиопроцессор EMU8000 (EMU8K), и музыкальную плату на его основе Sound Blaster AWE32, которая была несомненно лучшей картой того времени. «32» — это количество голосов MIDI-синтезатора в карточке.

С возрастанием мощности процессоров, постепенно стала отмирать шина ISA, на которой работали все предыдущие звуковые карты, многие производители переключились на выпуск карты для шины PCI. В 1998 году компания Creative вновь делает широкий шаг в развитии звука и выпуском карты Sound Blaster Live! на аудиопроцессоре EMU10K, устанавливает новый стандарт для IBM PC, который остаётся, в усовершенствованном виде, и по сей день.

Чтобы можно было вести дальнейший рассказ о звуковых адаптерах, необходимо рассмотреть особенности цифрового представления звука, которое используется в любом компьютерном звуковом адаптере. Как известно, звуковые волны - это колебания плотности воздуха, порожденные соударением отдельных атомов газа. Однако, благодаря малым размерам атомов, принято считать, что изменение плотности носит предельно плавный, непрерывный характер, так как ни ухо, ни большинство приборов не ощущают этой «скачкообразности», или, как обычно говорят - дискретности звука. Форма обычного электрического звукового сигнала в точности повторяет форму графика давления, поэтому такой сигнал принято называть аналоговым. Теория гласит, что если периодический звуковой сигнал разбить на еще более крупные элементы (импульсы), частота следования которых как минимум вдвое превышает наивысшую частоту сигнала, то вся заключенная в сигнале информация будет сохранена. Этот процесс называют временной дискретизатией, а частоту импульсов - частотой дискретизации. При восстановлении отдельные импульсы, подобно кинокадрам или цветным точкам на мониторе, сливаются в ощутимо непрерывную звуковую волну. И наконец, амплитуду каждого полученного импульса (отсчета) также можно округлить до ближайшего дискретного значения, чтобы результат можно было представить целым числом. Таким образом, из непрерывного звукового сигнала получается дискретный поток чисел, пригодный для ввода в компьютер, хранения и обработки. Звук в цифровую форму переводит аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), а обратно - цифро-аналоговый (ЦАП). Таким образом, главными параметрами цифрового звука является частота дискретизации (ЧД) и количество ступеней амплитуды (обозначаемое двоичной разрядностью отсчета - РО). ЧД определяет частотный диапазон - прозрачность, звонкость звука, а РО - количество шумов, или «гладкость» звука. Чтобы оставить запас на несовершенство методов и аппаратуры, ЧД выбирают чуть выше необходимой; например, сигналы частотой до 20 кГц обычно дискретизуют с частотой 44.1 кГц. Не так давно стало известно, что человек воспринимает (часто - неосознанно) частоты и выше 20 кГц, поэтому в профессиональной аппаратуре применяют ЧД до 48..96 кГц. Разрядности 8 бит (256 ступеней) соответствует качество телефонного сигнала, 16 бит (65536) - компакт-диска, 20..24 - студийной аппаратуры. Сочетание ЧД, РО и количества каналов (моно/стерео) называют форматом цифрового звука. Большинство современных звуковых адаптеров поддерживает работу с форматами до 44.1/16/стерео, что соответствует формату сигнала на компакт-диске. Однако заявленное в документации к адаптеру «качество CD» еще совершенно не гарантирует столь же хорошего звучания, как у бытовых проигрывателей Hi-Fi. Значительную роль играет качество АЦП, ЦАП, усилителей и прочих узлов, не являющихся чисто цифровыми. Вообще, в таком богатом источниками помех устройстве, как компьютер, весьма трудно получить очень хороший звук прямо из адаптера, гурманы предпочитают выносные модули ЦАП/АЦП с автономным питанием. Чем выше разрешающая способность формата, тем больший объем данных порождается звуковым потоком. Каждая секунда звука в формате CD занимает 176400 байт, и при работе адаптера этот поток данных в реальном времени пересылается между компьютером и адаптером. Однако скорости даже самой медленной и устаревшей шины ISA - 5 Мб/с - вполне достаточно для одновременной пересылки нескольких таких потоков, поэтому многие адаптеры до сих пор выпускаются с интерфейсом ISA. Будучи преобразован в цифровую форму, звуковой сигнал «застывает» - в этом виде он уже не подвержен деградации при хранении и копировании, как обычная аналоговая запись. Если с цифровым сигналом обращаться по всем правилам - его можно хранить вечно и копировать любое число раз без какой-либо потери качества.

В большинстве случаев схема формирования звука посредством ПК выглядит следующим образом: цифровой аудиопоток с какого-либо носителя (CD, DVD), жёсткого диска или через локальную сеть попадает в компьютер. Точнее - в его системную (или, как её ещё называют, материнскую) плату, на которой установлены центральный процессор, оперативная память, чипсеты, контроллеры и прочее. Благодаря взаимодействию звуковой подсистемы и программного обеспечения с основной частью, костяком, компьютера звуковой поток проходит обработку или же подаётся как есть в звуковую подсистему, где преобразуется в аналоговую форму и выводится на активные колонки, наушники или иное оборудование.

Как подобрать звуковую карту? Первым делом стоит определиться - для каких целей приобретается этот компонент ПК и надо ли его вообще покупать. Ведь если ваша цель - слушать фоновую музыку через недорогие пластиковые колоночки, то смысла в покупке отдельной аудиокарты нет никакого - хватит и звукового чипа, встроенного в системную плату компьютера или ноутбука. Да, качество звука не будет высоким, но на дешёвой акустике эти изъяны едва ли проявят себя, поскольку звук в целом будет задушен искажениями из-за некачественных динамиков, корпусными резонансами и усилителя таких колонок. Во всех остальных случаях реализация качественного аудиотракта на ПК невозможна без хорошей звуковой подсистемы, которую пользователь приобретает в соответствии с собственными предпочтениями. Основные «тематические» направления, по которым подразделяются аудиокарты, - «для компьютерных игр», «для работы со звуком» (они же для прослушивания музыки) и «универсальные». Рассматривать последние особого смысла нет, так как принципиально разные требования в подавляющем большинстве случаев не позволяют в должной мере реализовать и игровые, и, так сказать, музыкальные способности в рамках одного устройства. Ведь для корректной реализации объёмного звука в играх требуется производительный DSP (сигнальный процессор), выполняющий сложную обработку звука. Часто сигнал проходит довольно длинный путь, прежде чем добраться до цифро-аналоговых конвертеров, которые в «игровых» картах обычно являются второстепенным звеном: «мощный» процессор, поддержка многоканального звука, обильные коммутационные возможности и множество программных фишек привлекательнее для рядового покупателя, чем какой-то непонятный ЦАП. Тем не менее существуют ли универсальные карты, которые не только полностью удовлетворяют потребности геймера, но и могут служить достойной платформой для построения музыкальной системы? Да. Как нетрудно догадаться, речь идёт о семействе X-Fi компании Creative. На сегодняшний день это самые прогрессивные звуковые карты - как по наворотам и вычислительной мощности, так и по качеству звука. Разумеется, среди «домашних» моделей. Нельзя сказать, что X-Fi - панацея, но более интересных с точки зрения универсальности предложений на рынке пока нет.

* Creative Labs
* Diamond Multimedia System, Inc.
* ESS Technology
* KYE Systems (Genius)
* Turtle Beach Systems
* Yamaha Media Technology

* Как выбрать звуковую плату
* Настройка звуковой карты в FreeBSD