Установка звуковой платы

и подключение акустической системы

 

Типы звуковых плат

Звуковые платы могут быть построены с использованием разных технологий —

частотно-модуляционного синтеза, простого сэмплерного преобразования и таблич-

но-волнового синтеза. Эти методы синтеза были рассмотрены в главе № 1.

Существуют следующие разновидности звуковых карт:

■ Звуковые карты на синтезаторах с частотной модуляцией (FM-синтезаторы)

■ Музыкальные карты на таблично-волновых синтезаторах (WT-синтезаторы,

или сэмплеры). (На таких картах размещаются также эффект-процессоры, по-

зволяющие придавать звукам дополнительную окраску.)

■ Звукомузыкальные карты, представляющие комбинации FM-WT

■ Музыкальные дочерние платы на WT-синтезаторах, которые устанавлива-

ются в 26-контактные разъемы основной карты

Основные параметры звуковой платы — разрядность, максимальная частота дис-

кретизации, количество звуковых каналов акустической системы, параметры синте-

затора, расширяемость, совместимость.

Для записи с аналоговых источников достаточно подключить эти источники к ли-

нейному входу ПК посредством шнура .со стандартным разъемом Mini-Jack (RJ-15).

Для подключения цифровых источников звука используются соответствующие интерфейсные

разъемы звуковой платы, например S/PDIF, ADAT и т.д.

 

Использование звуковых плат

Некоторые системные платы обладают встроенным аппаратным узлом аудиосистемы. В

этом случае для подключения акустической системы или колонок используются гнез-

да, расположенные на задней панели разъемов портов устройств ввода-вывода системной

платы.

Современные звуковые платы могут быть установлены в слот PCI или PCI-Express. Для

подключения аудиоустройств на торцевой планке звуковой платы размещаются интерфейсные

разъемы для соединительных шнуров различных типов (рис. 2.1).

систему все кодеки, поставляемые с платой. Если какой-либо из кодеков отсутствует, загрузи-

те его из Интернета и инсталлируйте в систему. Кроме того, аудиоплата должна отвечать тре-

бованиям соответствующей версии интерфейса DirectX.

Для того чтобы получить объемное акустическое поле, следует корректно размес-

тить колонки в помещении. С помощью специального теста обязательно проверьте, как в дей-

ствительности звучат каналы. На завершающей стадии настройки запустите комплексный

тест аудиосистемы.

 

Схемы подключения акустических систем

 

Для успешного формирования пространственного звукового поля колонки аку-

стической системы — выходного комплекса звуковой системы ПК — должны быть

определенным образом ориентированы в пространстве и подключены к соответст-

вующим аудиовыходам звуковой платы. Простейшей акустической системой являет-

ся стереосистема с двумя широкополосными звуковыми колонками левого и правого

каналов.

Схема построения акустической системы описывается удобным для пользовате-

лей кодом. В частности, простейшая двухканальная звуковая стереосистема обозна-

чается как 2.0 (первая цифра определяет количество колонок, а вторая — число саб-

вуферов).

Первые многоканальные акустические системы обозначались как 4.0. В их состав

входят четыре колонки, две из которых размещаются в фронтальной области звуко-

вого поля, а остальные две — за вашей спиной, формируя тыловое поле звукового

окружения. В акустическую систему 4.1 добавлен сабвуфер.

Шестиканальная акустическая система 5.1 предусматривает наличие трех фрон-

тальных колонок (правой, левой и центральной), двух тыловых колонок и сабвуфера.

Таким образом, по сравнению с акустической схемой 4.1 центральная колонка при-

звана реализовывать достоинства стандарта Dolby Digital. Акустическая система

именно такого типа представляет минимально необходимый комплект для домашне-

го кинотеатра.

Расположение колонок акустической системы в соответствии со схемой 6.1 пред-

ставлено на рис. 2.3,

Для реализации объемного звучания в соответствии с протоколом Dolby Digital

Surround EX или DTS Surround EX были разработаны 8- и 9-канальные акустиче-

ские системы 7.1 и 7.2, которые формируют пространственное звуковое поле с по-

мощью фронтальных колонок (правой, левой и центральной), тыловых колонок (пра-

вой, левой и двух центральных, или супертыловых) и одного или двух (для 7.2) сабву-

феров.

намики выносятся в отдельную колонку для того, чтобы акустические поля не меша-

ли друг другу.

Качество звучания акустической системы зависит от типа динамиков и от уст-

ройства корпусов колонок.

 

Как правильно расставить колонки

 

Колонки акустической системы называются так: сабвуфер — басовая колонка, са-

теллиты — фронтальные и тыловые колонки.

Все колонки системы активны и располагают собственными усилителями

мощности.

Акустическая система содержит панель коммутации и дистанционный блок

управления, которые, как правило, вмонтированы в сабвуфер или представлены от-

дельным блоком, подключенным к сабвуферу.

Колонки акустической системы имеют следующие обозначения:

■ LF, RF — левая и правая фронтальные колонки

■ LS, RS — левая и правая тыловые колонки

■ С — центральная фронтальная колонка для акустических систем 5.1, 7.1 и

7.2

■ SW™ сабвуфер

■ LRS, RRS — левая и правая тыловые центральные колонки для акустиче-

ских систем 7.1 и 7.2

 

Колонки акустической системы, которую вы приобрели, следует расставить (а ес-

ли места маловато, развесить) следующим образом.

Акустическая система 2.0 включает две колонки, которые должны находиться на

одинаковом расстоянии от слушателя.

Фронтальные колонки акустических систем 4.0 и 4,1 требуют тщательной уста-

новки, поскольку от них зависят точность формирования пространственного аку-

стического поля и качество звука. В соответствии со стандартами угол, образован-

ный динамиками фронтальных колонок и рабочим местом, должен составлять 50°.

Тыловые колонки следует разместить по обе стороны от вашего рабочего места. Если

место позволяет, то их можно несколько отодвинуть назад.

 

Звуковые колебания высокой частоты воспринимаются человеческим

слухом в пределах некоторого пространственного конуса распространения

волн от источника — динамика. Интенсивность же низкочастотных звуковых

колебаний может быть воспринята практически одинаково с любых направ-

лений.

 

Выбор места расположения сабвуфера ограничен лишь расположением на нем ор-

ганов управления, коммутации и разъемов подключаемых кабелей.

При установке акустической системы 5.1 можно придерживаться следующей схемы:

 

 

 

61

 

 

■ Центральная фронтальная колонка должна располагаться точно напротив

вас перед монитором или над ним.

■ Динамики фронтальных колонок должны располагаться таким образом,

чтобы углы, образованные каждым из них, рабочим местом и центральным дина-

миком, составляли по 30°.

■ Тыловые колонки должны располагаться так же, как и в системах 4.0, т.е. по обе

стороны от вас и сзади.

Схема расположения колонок акустических систем 7.1 и 7.2 полностью повторяет схему для

системы 5.1. Единственное исключение связано с использованием двух дополнительных

колонок супертыла, а в системе 7.2 — еще и с наличием дополнительного сабвуфера.

В этом случае тыловые колонки устанавливаются по обе стороны от рабочего места.

Центральные тыловые колонки располагаются за вами, причем угол между тыловой

колонкой, рабочим местом и центральной тыловой колонкой должен составлять 30-40°.

 

Кодек для аудиосистемы

 

Сжатие аудиофайла

Объем звуковых файлов, или аудиофайлов, достигает сотен мегабайтов. Для хра-

нения на компьютере, передачи через Интернет и переноса таких огромных файлов

требуется аппаратное обеспечение с большим объемом памяти и высоким быстро-

действием, а линии для доступа к Интернету должны обладать высокой пропускной

способностью.

Для решения этих и других технических проблем предусмотрено сжатие аудио-

файлов с использованием различных математических алгоритмов сжатия (компрес-

сии), В результате сжатия получается аудиофайл объемом от десятков килобайтов до

единиц мегабайтов.

Разработано несколько технологий сжатия, используемых для различных целей. Од-

на из таких целей — добиться как можно большего сжатия информации при со-

хранении максимальной информативности файла.

Существует два основных типа технологий сжатия — без потери данных

(Lossless) и с отбрасыванием избыточных данных (Lossy). Однако любые алгоритмы

сжатия с потерей или без потери данных неизбежно вносят искажения в исходный

звуковой сигнал. Эти искажения воспринимаются на слух как ухудшение качества

записи. Поэтому, несмотря на большие объемы памяти, занимаемой аудиофайлами

для профессиональной работы, звук сохраняется исключительно в несжатом виде.

Для ПК самым распространенным звуковым стандартом несжатого звука являет-

ся формат .wav. Существует еще несколько распространенных форматов без сжатия,

например Sun Audio (расширение — . au), Creative Labs VOC (расширение — .voc)

и т.д.

Для хранения аудиофайлов на ПК и их передачи через Интернет были разрабо-

таны алгоритмы сжатия звука с потерями. Смысл этой технологии состоит в том, что

на основании анализа звуковой информации выполняется отбрасывание неслыши-

мых человеческим ухом компонентов. Одним из первых распространенных алго-

ритмов сжатия звука с потерями был алгоритм Microsoft ADPCM (Adaptive Pulse

 

 

62

 

 

Code Modulation). Б результате применения этого стандарта исходный звук, пред-

ставленный человеческой речью, давал отличный конечный результат. На слух пре-

образованный звук не отличался от оригинала. При этом размер полученного файла

был в четыре раза меньше несжатого.

Ниже перечислены основные форматы аудиофайлов, сжатых с потерями:

■ МРЗ. Описывается в спецификации MPEG-1.

■ Ogg Vorbis.

■ ААСи ААС+ (Advanced Audio Coding). Описываются в спецификации

MPEG-2. MPEG-4 используется в on-line iTunes и обладает меньшей лоте-

рей качества, чем МРЗ, при том же объеме файла.

■ WMA (Windows Media Audio).

■ Dolby AC-3.

■ DTS (Digital Theater System).

■ MP2.

■ VQE Базируется на технологии Twin VQ (Transform-domain Weighted In-

terleave Vector Quantization). При одинаковом качестве звука файлы на

35% меньше, чем МРЗ.

■ CELP. Формат для сжатия речи.

■ G711. Используется в телефонии.

■ G726. Формат для сжатия речи. Используется в международных соедини-

тельных линиях телефонных сетей, а также в телефонах DECT.

Сжатие без потерь предусматривает кодирование, при использовании которого

закодированные данные могут быть восстановлены с точностью до бита. Отметим

следующие файловые форматы сжатия без потерь.

■ WMA Lossless (Windows Media Lossless)

■ Wav Pack

■ DST (Direct Stream Transfer)

■ FLAC (Free Lossless Audio Codec)

■ MLP (Meridian Lossless Packing)

■ Real Player (Real Audio Lossless)

■ TTA (True Audio Lossless)

■ Wav Pack (Wav Pack Lossless)

 

Применение кодеков

Цифровое сжатие и распаковка аудиоданных выполняются посредством аппарат-

ных или программных модулей кодировщиков, или кодеков.

 

Кодек (Codec) реализует функции компрессии, декомпрессии и преоб-

разования исходных аудиофайлов. Степень сжатия, скорость работы и

качество звука при использовании кодеков взаимосвязаны. Кодеки мо-

гут либо поддерживать один стандарт хранения файлов, либо объеди-

няться в пакеты, предназначенные для обработки файлов сразу не-

скольких стандартов. Кодеки бывают аппаратными, встроенными в

плату аудио или другое устройство либо программными. Программные

кодеки встраиваются в звуковые приложения и служебные програм-

мы.

 

63

 

 

 

Принципы кодирования основаны на несовершенстве нашего слухового аппарата.

При этом минимизация потери качества достигается с учетом того, что в несжатом

звуке (стандарт хранения аудиофайлов CD-Audio) передается много избыточной ин-

формации. При сжатии некоторые звуки маскируются.

Вследствие известных физиологических особенностей человеческого слуха эффект мас-

кирования слабого сигнала одного диапазона частот реализуется более мощным сиг-

налом соседнего диапазона, когда он имеет место, или мощным сигналом предыдущего звуко-

вого фрагмента, вызывающего временное понижение чувствительности уха к сигналу текуще-

го фрагмента. Также учитывается неспособность большинства людей различать сигналы, по

мощности лежащие ниже определенного уровня, разного для различных частот.

Рассмотренные эффекты применяются в технологиях адаптивного кодирования и позво-

ляют экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия слухом деталях звучания.

Степень сжатия и, соответственно, объем дополнительного квантования, определяются не

форматом, а самим пользователем в момент задания параметров кодирования.

Приведем примеры:

Если максимальная интенсивность звука прослушивается на частоте 1000 Гц, то наиболее

слабая интенсивность звука имеет место на частоте 1100 Гц. Кроме того, чувствительность

человеческого уха будет ослаблена на 100 мс после и 5 мс до возникновения сильного

звука.

Оцифровка аналогового сигнала пользователю не видна — всю работу выполняют про-

граммные модули, которые дают соответствующие команды управляющей программе (драй-

веру) звуковой платы. По окончании оцифровки полученные цифровые данные можно будет

сохранить в файле с расширением .wav, используя формат кодирования РСМ

Далее оцифрованный сигнал, хранимый в файле . wav, можно закодировать, используя

кодек, например, формата WMA, МРЗ и т.д. Для сжатия файла достаточно загрузить соот-

ветствующую программу-кодек, выбрать параметры кодирования (битрейт, способ ко-

дирования стереоинформации или др.) и запустить процесс кодирования.

На ПК процесс кодирования, например, файла .wav размером около 50 Мбайт по-

требует меньше минуты. Полученные сжатые файлы будут занимать значительно меньше па-

мяти, чем исходные файлы .wav. При воспроизведении эти файлы будут звучать практиче-

ски как оригинальные (при условии корректной установки параметров сжатия).

 

Что такое битрейт

Для передачи цифровых аудиоданных, кроме стандарта MPEG, применяются различ-

ные алгоритмы кодирования. Сжатие может быть выполнено с разным качеством и,

соответственно, размером конечного файла. Один из параметров, характеризующих степень

сжатия файлов, называется битрейтом (Bitrate).

 

Битрейт (скорость потока информации) представляет размеры цифро-

вых файлов носителя применительно как к аудио-, так и к видеодан-

ным. Размер цифрового файла описывается количеством компьютер-

ных битов, необходимых для загрузки одной секунды аудио- или ви-

деоматериалов.

Параметр Bitrate выражается количеством битов в секунду (бит/с).

Размерность параметра может быть выражена производными едини-

 

64