1.3.6. Категории и эволюция звуковых карт

Звуковые карты можно разделить на универсальные и специализированные (синтезаторы, оцифровщики звука, многоканальные аудиоинтерфейсы, MIDI-интерфейсы, семплеры и др.). Далее мы будем рассматривать универсальные звуковые карты. В прошлом в обозначениях некоторых звуковых карт использовался термин «улучшенные волновые эффекты» (Advanced Wave Effects, AWE), а карты делились на две категории [4]:

• продукция широкого потребления:

  • группа недорогих карт семейства Sound Blaster 16 (SB16). SB16 – минимальный уровень: 16 бит, стерео, 44,1 КГц, 2 канала для воспроизведения стереозвука, OPL3-синтезатор (FM), до 20 голосов. Представители: SB16 Vibra (а также Value, Pro, ASP, PnP, SCSI);

  • более дорогая серия SB32 со встроенным 32-голосным OPL4-синтезатором (WT) на основе аудиопроцессора EMU-8000. Сэмплы хранятся в ОЗУ или ПЗУ звуковой карты емкостью до 32 Мбайт. Представители: SB32, SB AWE 32, SB AWE 64 Gold. Поддерживаются 32 голоса в моделях SB32 и SB AWE 32 и 64 голоса в модели SB AWE 64 Gold (из которых 32 – поддерживаются программно, загружая системные ресурсы). В этой серии впервые была предпринята попытка внедрения 3D-звука – панорамирование (3D Positional Audio). Появился цифровой интерфейс S/PDIF – 16 бит, 44,1 КГц;

• системы High-End. Они были предназначены для профессиональной композиторской деятельности. Помимо неплохого качества записи «живого» звука их отличали: высококачественный WT-синтезатор/cэмплер, у которого кроме основной постоянной памяти (ROM) была возможность установки дополнительной оперативной памяти (RAM) и создания собственных звуков на основе обычных wav-файлов; иногда неполная совместимость; возможность поддержки комплексной компьютерной аудиостудии. Представители: Gravis Ultrasound, Turtle Beach Tropez Plus.

В настоящее время среди звуковых карт выделяют:

• интегрированные (встроенные), когда средства поддержки звука (как и сетевые средства) встраиваются в материнскую плату ПК; не имеют собственного звукового процессора;

• мультимедийные и игровые. Это наиболее старая категория карт: именно они появились первыми и сделали компьютер средством воспроизведения и записи музыки. Эти карты, в отличие от интегрированных, обладают собственным звуковым процессором, который занимается обработкой звука, расчетом трехмерных звуковых эффектов в играх, микшированием звуковых потоков и т.п., что позволяет разгрузить центральный процессор ПК для обработки более важных задач. Как правило, качество звука в отдельных мультимедийных картах действительно выше, чем у встроенных. К ним можно подключать компьютерные колонки и наборы акустики. Домашний кинотеатр будет звучать хорошо в сочетании с комплектами 5.1-акустики, сделанными специально для компьютерного применения;

• полупрофессиональные, которые ориентированы не на музыкантов, а на любителей хорошего звука. Они отличаются от мультимедийных профессиональными схемотехническими решениями и высоким качеством воспроизведения звука. При этом в них обычно не используются серьезные звуковые процессоры, а обработку 3D-звука берет на себя центральный процессор. Для прослушивания музыки эти карты подходят идеально. При наличии хорошей акустики или наушников можно получить звучание, близкое к недорогой Hi-Fi системе. В качестве основы для кинотеатрального звука такие карты годятся. Звук будет чистым, не искаженным. Эти карты комплектуются драйверами для профессиональных программ работы с музыкой и звуком;

• профессиональные, которые рассчитаны на производство и запись музыки. Их особенности: высочайшее качество воспроизведения и записи звука, минимум искажений, максимум возможностей для работы с профессиональным ПО и подключения профессионального оборудования. У них обычно нет мультимедийных драйверов и поддержки DirectX, что делает многие из них бесполезными в играх. Они не поддерживают даже стандартные системные регулировки громкости – каждый канал регулируется в специальной контрольной панели, показывающей уровень сигнала в дБ. Входы/выходы вместо стандартного «миниджека» выполнены либо на «тюльпанах» RCA, либо на «больших джеках», либо в виде разъемов XLR, выведенных с помощью специальных интерфейсных кабелей. Многие такие карты располагают внешним блоком, куда выводятся все разъемы для удобства подключения. Эти карты рассчитаны на подключение профессиональных студийных акустических мониторов, микшерных пультов, предусилителей и прочих профессиональных устройств. Карты с разъемами на RCA очень удобны для подключения Hi-Fi аппаратуры и станут хорошим источником звука для хорошей аудиосистемы. Карты с выходами «стереоджек» позволят подключать дорогие наушники без переходников и сопутствующих искажений. Впрочем, как основа для домашнего кинотеатра подойдут лишь немногие из профессиональных плат, число выходов которых позволит подключить все акустические системы;

• внешние – отдельные устройства, которые подключаются к ПК с помощью интерфейсов USB, USB 2.0 или IEEE 1394 [28].

Сегодня у нас применяются звуковые карты трех видов: старые карты для шины PCI, карты PCI, поддерживающие цифровой тракт, а также новые и перспективные разработки.

Мультимедийные и игровые карты. Первым звуковым устройством ПК явился PC Speaker, который не мог воспроизводить больше одного тона одновременно, и для него была затруднена регулировка звука. В 1987 г. неизвестная компания Creative (Сингапур) выпустила в свет первую звуковую карту Creative Music System (CMS), основанную на двух чипах Philips SAA 1099, в которой для реализации стереозвучания одна микросхема отводилась для левого канала, а другая – для правого. Качество звука было далеко от идеального, но тогда это был прорыв по сравнению с компьютерной «пищалкой» и предыдущими малоуспешными опытами (более $300). Чуть позже компания AdLib (Канада) выпустила свою звуковую карту – прямого конкурента CMS. Карта AdLib имела 11-голосный синтезатор Yamaha на одной микросхеме YM3812 (OPL2), который использовал для генерации звука принцип частотной модуляции (FM). Использование данной технологии позволило AdLib получить более естественное, чем у CMS, звучание, что, видимо, и предопределило тогда ее статус лидера на этом рынке ($100). В ответ Creative в 1989 г. Выпустила свою 8-битную карту Sound Blaster на той же микросхеме, но уже с портом для джойстика и поддержкой MIDI (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Звуковая карта Creative SB

Сразу выявились проблемы неестественности звучания и нехватки дискового пространства. Поэтому кроме музыкального синтезатора к плате добавили возможность воспроизводить (с частотой дискретизации до 22 кГц) и записывать (с частотой до 12 кГц) любые звуки, а также впервые использовали термин DSP. В свою очередь, AdLib сделала 12-битную карту AdLib Gold синтезаторе Yamaha YMF262 (OPL3), обратно совместимую с предыдущими продуктами AdLib, но обанкротилась.

А Creative продолжала постепенно совершенствовать свою карту SB. В дополнение к нескольким каналам и стерео появилась поддержка 16-битного разрешения (рис. 1.12). Это было самым значительным достижением индустрии звуковых адаптеров для ПК, и параметры 44,1 кГц, 16 бит в режиме стерео, как для записи, так и для воспроизведения стали фактическим стандартом на ближайшее десятилетие.

Не все звуковые адаптеры имели специализированный процессор для обработки аудио. Основой многих контроллеров того времени был стандартный микроконтроллер общего назначения, а все необходимые для работы инструкции он загружал из микросхемы ПЗУ, расположенной на той же плате. По сути, это и был DSP, но соответствующий термин появился лишь после начала массового производства специализированных микросхем, предназначенных исключительно для обработки звука.

Рис. 1.12. Звуковая карта Creative SB 16

Разумеется, разработчики могли и впредь использовать для обработки аудиоинформации какой-либо готовый микропроцессор, загружая в него алгоритмы. Но аппаратная реализация алгоритмов приносила более чем десятикратное ускорение в работе, не говоря уже о том, что при проектировании можно было вносить все необходимые изменения в архитектуру звукового процессора, делая его наиболее подходящим для данной конкретной цели и попутно устраняя все узкие места [25].

Выпускались различные модификации карты, последней из которых стала SB AWE64 с бортовой памятью для хранения сэмплов (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Звуковая карта Creative SB AWE64

Но в 1997 г. на рынок звуковых решений вышла компания Aureal, которая разработала первый серьезный формат воспроизведения трехмерного звука A3D. В 1997 году стандартом де-факто стали компьютеры с процессором Pentium II и шиной PCI. Это и позволило Aureal выйти на рынок со своим стандартом. Компания тогда занималась разработкой звуковых решений для симуляторов виртуальной реальности NASA, и A3D первоначально предназначался именно для них [26].

С появлением шины PCI компания Creative выпустила звуковые карты SB 64 PCI и SB 128 PCI, ниже стоимостью из-за отсутствия полноценного аудиопроцессора и не хуже, чем SB AWE 64 Value.

После этого был разработан аудиопроцессор EMU10K со сменным внутренним микрокодом, чтобы можно было, меняя драйверы, преображать звуковую карту.

В 1998 г. компания Creative выпустила, наконец, новый уникальный аудиопроцессор на чипе EMU10K1 c производительностью, эквивалентной производительности процессора Pentium 100 и на его основе звуковые карты семейства SB Live! (Sound Blaster жив!) с полным набором цифровых интерфейсов (S/PDIF, I2S, AC’97) (рис.1.14).

Рис. 1.14. Звуковая карта Creative SB Live!

Аудиопроцессор EMU10K1 поддерживает профессиональный формат сэмплов (все сэмплы стали 16 бит 48 КГц стерео). Банки сэмплов хранятся в ОЗУ компьютера и превышают лимит в 32 Мбайта. Чип имеет 4 S/PDIF-выхода и 2 S/PDIF-входа. Профессиональный эффект-процессор FX8010 обеспечивает гибкий рутинг звуковых эффектов (их направленность на определенные элементы акустической системы). Используется 32-битное внутреннее представление данных.

И хотя MIDI уже постепенно утрачивал свою актуальность, эффект-процессор нашел применение в технологиях звукового рендеринга (формирования и вывода) объемного звука, а алгоритмы работы с MIDI-голосами – в качественных аппаратных реализациях функций DirectSound / DirectSound 3D. Считается, что четкость восприятия смешанных потоков у процессора EMU10K1 является непревзойденной.

В картах SB Live! применяется рендеринг объемного звука на базе технологии «расширений аудио среды» (Environmental Audio eXtensions, EAX), что обеспечивает «живой» реализм звука. EAX необходима для генерации объемного звука по алгоритмам, заложенным при разработке игровой или иной программы или обработке уже имеющегося «живого» звука под соответствующую среду. Звук в соответствии с EAX может быть сформирован из обычного (например, с аудио компакт-диска) с указанием звуковому процессору параметров среды, которую желательно имитировать при воспроизведении этого звука. В качестве звуковой среды может быть концертный зал, стадион и т.п. Необходимо только помнить, что искусственное создание объема требует жертв, и, несмотря на высокую производительность звукового процессора, обработанный с EAX "живой" звук, как правило, теряет часть своей естественности [29].

Немалому коммерческому успеху Live! способствовал тот факт, что компания Creative сделала ставку на стандарт DirectSound3D, разработав под него достойный ответ технологии A3D – EAX, и не прогадала. При этом она учла главный недостаток A3D – колоссальное потребление ресурсов компьютера, из-за чего в играх сильно падала частота обновления кадров (Frame Per Second, FPS). В то же время загрузка процессора в играх с EAX была невелика [26].

И хотя по сравнению с конкурентами 3D-звук на 2 колонках и в наушниках при применении EAX не очень впечатлял, 4-х колоночная конфигурация за счет качественно реализованного панорамирования звучала уже неплохо. Самое главное то, что EAX API можно легко программировать или просто наложить эффекты реверберации профессионального качества.

Далее появилось второе поколение более качественно изготовленных карт SB Live! – Value, Player и Platinum (последняя показана на рис.1.15) с новым цифровым двухканальным (трехконтактным) выходом Digital Out, разными режимами поддержки многоканального звука – 4 канала на фронтальные колонки и тыловые колонки, а также EAX 2.0 c поддержкой перекрытий и наложений.

Рис. 1.15. Звуковая карта Creative SB Live! Platinum

Затем появилось третье поколение SB Live! 5.1 с независимыми 5 каналами (рис.1.16).

Наконец, в 2001 г. был разработан аудиопроцессор нового поколения Audigy с технологией EAX Advanced HD. Добавка HD вместо версии 3.0 прямо указывает на значительно возросшую точность обработки цифрового сигнала, до 96 кГц и 24 бит. Его вычислительная мощность в 4 раза выше, чем EMU10K1. С 2001 года начинается эпоха Audigy, когда была выпущена карта SB Audigy. В устройстве были расширены функции профессиональной работы со звуком, а также стандарт EAX – появились «Time Scaling», «CMSS 3D» и «Audio Clean-Up», впервые установлен порт IEEE 1394 FireWire.

Рис. 1.16. Звуковая карта Creative SB Live! 5.1

В технологии EAX Advanced HD компания реализовала ряд революционных новшеств: позволила оперировать 64 звуковыми потоками, обеспечила 18 параметров для настройки звуковых источников, в том числе эффекты местного и изолированного отражения звука, а также принципиально новые функции окружающего звука:

• Multi-Environment, обеспечивающая возможность одновременной обработки до 4 различных эффектов реверберации (окружений, пространств) в РВ. Поддержка так называемой многопространственности, в отличие от предыдущих версий EAX, позволяющих оперировать в каждый момент времени лишь одним акустическим пространством, дает возможность одновременно имитировать акустические условия 4 различных помещений. Благодаря этому стало возможно моделирование акустических условий не только той комнаты, где в данный момент находится слушатель, но и смежных помещений (с соответствующей обработкой расположенных там источников звука);

• Environment Reflections, которая привносит в EAX то, чем так долго гордились владельцы звуковых карт Vortex 2 – возможность позиционирования ранних отражений, а на ее основе – более выразительные пространственные эффекты;

• Environment Panning, которая позволяет размещать окружения в пространстве и учитывать влияние удаленных сред (например, приближающегося туннеля в автомобильном симуляторе). С ее помощью можно имитировать приближение или удаление смежных пространств, отличающихся по своим акустическим свойствам от того, в котором находится слушатель;

• Environment Filtering, которая добавляет средства частотной фильтрации отраженного звука и новые возможности разработчикам для более правдоподобной имитации акустических условий открытых пространств и моделирования тональных нюансов на них;

• Environment Morphing, которая позволяет плавно изменять параметры реверберации при смене окружений (например, при переходе из открытого пространства в пещеру). Она позволяет имитировать плавное перемещение между двумя пространствами, обладающими различными акустическими свойствами. При использовании EAX 1.0/2.0 акустические условия при переходе из одного виртуального помещения в другое можно было изменять только мгновенно, и это звучало весьма неправдоподобно;

• Exclusion (отсечение звука), которая позволяет имитировать звук, попадающий из смежного помещения через открытую дверь или окно. Это «окклюзия наоборот»: источник сигнала находится в зоне прямой видимости слушателя, вследствие чего прямой звук передается в неизменном виде, а вот отражения соответствующим образом искажаются в процессе проникновения через стену и дверной либо оконный проем [28, 30].

После этого на основе процессора Audigy стали выпускаться новые 6-канальные звуковые карты семейства Audigy, имеющие:

• расширения DirectSound 3D API; Dolby Digital API;

• возможность наложения в 2 раза большего числа эффектов при воспроизведении музыки, расширен набор самих эффектов;

• новые банки сэмплов без ограничения объема требуемой памяти, которая может почти достигать объема ОП ПК;

• поддержку воспроизведения звука в формате 24 бит, 96 КГц, 100 дБ через встроенные ЦАП;

• контроллер IEEE1394 [31].

Звуковая карта Creative SB Audigy Platinum EX (рис.1.17). Эксперты-критики отмечают весьма небольшую разницу между этой картой и картой SB Live!5.1. SB Live!5.1 (на кодеке Sigmatel STAC9708) играет более агрессивно, с большим числом искажений. Audigy (на 6-канальном ЦАП Philips UDA1328) играет более сглажено, но и менее достоверно: не хватает резкой атаки и внятности на высоких частотах.

Рис.1.17. Звуковая карта Creative SB Audigy Platinum EX

Таким образом, обе карты имеют недостатки звучания различного характера, так что в целом играют на одном уровне [31-32].

Переломной вехой на рынке мультимедийных звуковых карт стало появление в 2003 г. семейства Audigy 2, которое установило новые стандарты компьютерного звука. Принципиальные отличия Audigy 2 от карт предыдущего поколения – реальная возможность записи звука 24 бит/96 кГц и поддержка формата DVD-Audio (Стандарт DVD-Audio предполагал хранить на DVD-диске запись до 6 дорожек аудиоинформации с частотой сэмплирования до 192 кГц и разрешением до 24 бит, что требовало поднять планку «компьютерного аудио» на совершенно новый уровень) [25]. Теоретически запись при 16 битном кодировании на частоте дискретизации 44,1 кГц будет звучать так же, как и при 24 битном кодировании на 192 кГц. Но на практике во втором случае хвосты записи будут чище, более прозрачно будет звучать реверберация, верхний диапазон частот будет более гладким, и значительно меньше будет проявляться эффект алиасинга (наложение частот) [23].

Звуковая карта Creative SB Audigy2 Platinum 6.1 (рис.1.18).

Рис.1.18. Звуковая карта Creative SB Audigy2 Platinum 6.1

Отличий в звучании между SB Audigy и SB Audigy2 намного больше, чем между SB Live! 5.1 и SB Audigy. Карта SB Audigy2 играет ярче и детальнее, ее стереопанорама звука оказалась намного шире, чем у SB Audigy. Басовые партии звучат более глубоко и насыщенно, верхние частоты – прозрачнее и чище. Более того, возникает ощущение существенного улучшения звука даже в повседневной эксплуатации карты. Самое удивительное то, что подобная разница ощущается даже не на колонках класса Hi-End, а на недорогих компьютерных колонках Microlab SOLO-1. Различие между картами стало ещё более сильным при подключении к активным мониторам Event 20/20 bass [33].

Уже осенью 2003 г. на рынок вышла карта Audigy 2 ZS, у которой:

• 8-канальный (7.1) звук (Dolby Digital EX);

• декодер системы цифрового театра (Digital Theater System, DTS) DTS ES (Cтандарт DTS – конкурент Dolby Digital – разработан студией Стивена Спилберга. Система поддерживает вывод звука на 6 колонок (5.1) и дает значительно лучшее звучание, чем Dolby Digital) и панель настройки многоканальной акустики Tomlinson Holman’s eXperiment (THX) (THX – стандарт компании Джорджа Лукаса, разработанный Томлинсоном Холманом. По мнению компании Lucasfilm аппаратура со знаком THX имеет идеальное звучание в любом помещении);

• стала возможной запись в режиме 24 бит/96 кГц через драйверы cтандарта ввода-вывода аудиопотока (Audio Stream Input Output, ASIO) ASIO 2.0, который был создан компанией Steinberg для улучшения работы многоканальных устройств и снижения времени задержки (latency); его поддержка позволяет эффективно использовать профессиональные программы по работе со звуком, например, Cubase, SoundForge и др.);

• поддержка технологии EAX Advanced HD 4.0, в которой реализовали поддержку многопространственности. Это позволило моделировать акустические условия не только в помещении, где находился слушатель, но и в смежных. Кроме того, HD 4.0 позволяла использовать 11 аппаратных звуковых эффектов в РВ вроде частотного сдвига, хора, эха, флэнжера, эквалайзера и др. [27].

Audigy 2 ZS выпускалась в разных модификациях: модель Platinum оснащена внутренним блоком, а Platinum Pro – внешним. По сравнению с «базовой» Audigy 2 ZS более дорогие исполнения имеют расширенную функциональность: эти карты комплектуются блоком дистанционного управления, особенно удобным при просмотре DVD-видео, на коммутационный блок вынесены оптические и коаксиальные цифровые входы и выходы, порт FireWire, полноценные пятиштырьковые разъемы MIDI (вход и выход), микрофонный вход и выход на наушники [26].

Звуковая карта Creative Audigy2 ZS 7.1 (рис.1.19). Основные отличия семейства карт SB Audigy2 ZS от карт SB Audigy2:

• наличие дополнительного режима работы аналоговых выходов – 7.1, в дополнение к существовавшему режиму 6.1;

• сигнал/шум 108 дБА вместо 106 дБА (для аналогового выхода);

• поддержка декодирования DTS ES, в дополнение к Dolby Digital Surround EX;

• поддержа ASIO 2, дополнительный режим 24/96 (появилось в SB Audigy2 Platinum eX);

• изменения в комплектных утилитах: дополнительно появилась панель настроек THX, многополосный эквалайзер, режим караоке;

• поддержка новых игровых свойств EAX 4 [34].

Рис.1.19. Звуковая карта Creative Audigy 2 ZS 7.1

В 2004 г. корпорация Intel впервые представила спецификацию Intel High Definition Audio (ранее известную как Azalia), с появлением которой борьба между компаниями, выпускающими устройства воспроизведения звука, вновь обострилась. Стало ясно, что интегрированный звук тоже может быть высококачественным. Аппаратные реализации Intel HD Audio поддерживают до восьми звуковых каналов в разрешении 192 кГц/32 бит против шести каналов с качеством 48 кГц/20 бит у AC’97. Особое внимание уделено предотвращению помех и шумов, часто возникающих из-за нехватки системных ресурсов.

В ответ уже в 2005 г. Creative, хотя и выпустила на рынок карту Audigy 4, ничего революционно нового не представила. Правда, она удивила в другом, создав Creative USB SB Audigy 2 ZS Video Editor – звуковую карту для редактирования видео. Кроме аудиоразъемов в ней присутствуют видеовыходы и входы Composite, S-Video и DV. Карта была оснащена медиапроцессором LSI Logic Domino FX, который замечательно обрабатывает контент, используя в качестве программной базы Ulead DVD MovieFactory 3 SE и несколько фирменных технологий, например, TrueView Pro MCTF (для фильтрации от шума) и PerfectView Pro (для кодирования в сжатые форматы MPEG).

Но чтобы удержаться на плаву, мало выпускать подобные «аудиовидеокомбайны». И компания Creative в мае 2005 г. Заявила новую технологию «непревзойденный уровень качества» или «исключительная точность» (Xtreme Fidelity, X-Fi), а в августе 2005 г. продемонстрировала основанную на ней звуковую карту нового поколения SB X-Fi. Она принесла с собой два колоссальных нововведения: 24-bit Crystalizer (24-битное качество, высокую четкость звука, как минимум с 110 дБ сигнал/шум) и CMSS-3D (3D-звук в наушниках и многоканальных колонках) [26].

Новый процессор Xtreme Fidelity имел на момент выпуска более 51 млн транзисторов и производительность свыше 10000 MIPS (миллионов инструкций в секунду). Карта на его основе несла в себе несколько революционных технологий и свежий математический алгоритм обработки звука. Чего только стоил Headphone Expander CMSS-3D (но для полноты восприятия пришлось бы приобрести новые наушники и немного изменить свой подход к «качественной записи»). А то, что наконец-то была побеждена неотключаемая аппаратная передискретизация всех частот в опорную частоту 48 кГц, сразу сделало любителей качественного звука поклонниками SB X-Fi, и это несмотря на то, что данная возможность не очень сильно афишировалась производителем, ибо, по их мнению, являлась чуть ли не шагом назад.

Новый процессор позволяет работать с 4096 звуковыми потоками одновременно и регулировать уровень каждого из них на аппаратном уровне. Для подключения к цифровым и аналоговым интерфейсам у X-Fi имеются четыре шины I2S, что позволяет реализовать на физическом уровне до 8 входных и 8 выходных линий. Кроме того, на базе нестандартного протокола реализована возможность одновременной передачи до 8 независимых каналов по одной физической линии. Для внутренней коммутации сигналов предусмотрены 4096 звуковых и 4096 параметрических каналов [35].

Значительных улучшений удалось достичь в области реализации алгоритмов расчета эффектов трехмерного позиционируемого звука, работающих в РВ, в частности системы бинаурального синтеза (Head-Related Transfer Functions, HRTF), имитирующей особенности пространственного слухового восприятия при использовании двух (левого и правого) звуковых каналов) и EAX MacroFX. Кроме того, X-Fi позволяет в РВ применять различные эффекты для обработки сигнала, записанного с 24-битной разрядностью и частотой дискретизации 96 и 192 кГц. Как и в семействе звуковых карт Audigy, в моделях на базе X-Fi реализована поддержка ASIO 2.0, время задержки не превышает 2 мс.

Одновременно с X-Fi было представлено и новое решение в области игрового звука – EAX Advanced HD 5.0. Теперь разработчики игр могут одновременно задействовать до 128 звуковых потоков, позиционируемых в 3D-пространстве. Помимо этого для повышения точности позиционирования виртуальных источников звука применены технологии EAX PurePath и EAX MacroFX. Вместо 3 отдельных компонентов, использовавшихся для имитации акустических условий в прежних версиях EAX Advanced HD, введена единая функция Environment FlexiFX. Кроме того, добавлена функция Environment Occlusion, позволяющая сделать более реалистичной имитацию окклюзий (огибания препятствий звуковыми волнами).

В этой серии вышли сразу 4 модели, нацеленные на разную аудиторию – две базовые карты (SB0550 и SB0460) на базе процессора X-Fi, рассчитанные на подключение в слот PCI, причем каждая представлена в двух вариантах комплектации:

• SB0550 (класс High-End), на ней установлено 64 Мбайт памяти типа SDRAM, с вариантами

• X-Fi Fatal1ty FPS Edition – для любителей объемного звука в играх,

• X-Fi Elite Pro – для развлечений;

• SB0460, у нее встроенной памяти не предусмотрено, с вариантами

• X-Fi XtremeMusic – для меломанов (хотя из всего ряда она является самой простой моделью),

• X-Fi Platinum, представленная на рис. 1.20 – для развлечений.

Рис.1.20. Звуковая карта Creative X-Fi Platinum

Все модели линейки SB X-Fi могут работать в одном из трех режимов: развлекательном (Entertainment), игровом (Gaming), звуковой студии (Audio Creation). Текущий режим можно установить при помощи специальной утилиты Mode Switcher. Переключение режимов работы позволяет оптимизировать распределение аппаратных ресурсов устройства и устанавливать приоритеты в соответствии с текущими задачами.

Память X-RAM объемом 64 Мб используется не для MIDI-сэмплов, а в качестве кэша для промежуточного хранения звуков (распакованных звуковых фрагментов) во время работы игровых приложений. Это позволяет освободить часть системной памяти для других нужд, а также снизить нагрузку на центральный процессор и системную шину, что в итоге дает возможность улучшить качество звука и графики при той же конфигурации ПК [35].

Однако X-Fi – это не просто новая микросхема. Она построена по модульному принципу, где каждый модуль подключен к звуковому кольцу Audio Ring, по которому может проходить до 4096 звуковых каналов, и не привязана к шине USB (ее можно использовать с интерфейсами USB, IEEE 1394 FireWire или PCI Express).

Неотъемлемой чертой дорогих, серьезных решений от Creative становится коммутационный модуль, встраиваемый в системный блок для удобства подключения устройств и управления звуком, и пульт дистанционного управления (рис. 1.20). Таким образом, обычные внутренние звуковые карты с интерфейсом PCI все больше начинают вытесняться из компьютера интегрированными решениями и внешними устройствами.

К началу 2006 года победа интегрированного звука над интерфейсом PCI, можно сказать, состоялась. Практически все материнские платы имели на тот момент хорошие встроенные решения, которых хватало для MP3, фильмов и игрушек. Скажем так, если ты хотел что-нибудь простое, дешевое и чтобы работало – тебе это давали даром. Акустические системы класса 5.1 уже давно получили широкое распространение и начали сдавать позиции, уступая системам класса 7.1.

Для любителей качественной музыки предназначена и карта SB X-Fi XtremeAudio (рис. 1.21). Но на карте отсутствует сам аудиопроцессор X-Fi! В целом получился серьезный шаг назад – карта оснащена простым DSP-чипом, который позволяет драйверам выполнять основные аудиоэффекты программно – Crystalizer, CMSS-3D Virtual и Headphone. Плюс ко всему карта не поддерживает новые EAX и ASIO. Нет здесь также регуляторов тембра, а из трех режимов работы предлагается лишь Entertainment. Да еще и вернули назад ту самую низкокачественную передискредитацию!

Рис.1.21. Звуковая карта Creative X-Fi XtremeAudio

Тем не менее, карта все-таки может удовлетворить потребности не самых изысканных ушей, ибо там все же оставили кодек Crystal CS4853-KQZ, присуствующий и в старших моделях линейки, качественный, вполне подходящий для домашних медиацентров.

В октябре 2006 г. Creative представила внешний модуль Creative Xmod, который подключается между системным блоком, ноутбуком или даже MP3-плеером и аудиосистемой/наушниками для улучшения точности звука, причем даже при воспроизведении аудиофайлов в форматах со сжатием. Программисты и инженеры компании заявляли, что итоговый результат при воспроизведении MP3, WMA, AAC превзойдет качество оригинального компакт-диска, с которого производилась оцифровка (то есть пообещали вернуть на свое место потерянные при сжатии частоты и детали), а также упоминали о поддержке виртуального объемного звучания (эмуляция до 9 источников звука) на стереоколонках или в наушниках. Предполагалось, что основными пользователя этого устройства станут владельцы ноутбуков – ведь подключение по USB достаточно удобно, а возможность оснащения микрофоном делает доступным звонки по Skype.

Итак, основное предназначение звуковых карт Creative – игры и фильмы. Компания Creative на данный момент является de-facto законодателем в сфере игровой звуковой системы. Поддержку всех звуковых решений в играх можно ощутить именно с этими звуковыми картами. С музыкой же все обстоит не так гладко. Во всех звуковых картах вплоть до линейки X-Fi не существует нативной поддержки формата 44.1kHz, в котором записана большая часть всей музыки. Из-за этого происходит принудительная передискретизация материала в более высокие и некратные форматы из-за чего происходит потеря качества звучания. Больше всего это проявляется на высоких частотах, которые приобретают излишнюю резкость звучания и предрасполагают к быстрому утомлению. Так же отмечено падение четкости звучания в нижней части спектра звучания.

Полупрофессиональные звуковые карты в основном выполнены на чипе VIA Envy24(HT). Общей отличительной особенностью этих звуковых карт является очень хорошее звучание музыкального материала. Игровые возможности ограничиваются программной поддержкой EAX 2.0 и технологии трехмерного позиционируемого звука 3D Positional Audio (3DPA) компании Sensaura (Великобритания) [36].

Компания Sensaura остается верна интерфейсу DirectSound3D с его многочисленными расширениями и продолжает пропагандировать основанные на нем алгоритмы моделирования и воспроизведения 3D-звука. Одна из самых важных особенностей технологии Sensaura заключается в том, что она не является новым API. Sensaura 3DPA, подобно EAX компании Creative, является расширением стандарта DirectSound3D. Одной из самых серьезных разработок, использующей технологии от Sensaura, была звуковая карта TerraTec SoundSystem Aureon 7.1 Space (рис.1.22).

Рис.1.22. Звуковая карта TerraTec SoundSystem Aureon 7.1 Space

В этой карте используются технологии:

• Sensaura 3DPA – решение для двухколоночных систем без потери функциональности;

• Sensaura MultiDrive – полное позиционирование звука (горизонтальное и вертикальное) при использовании четырех и более динамиков;

• Sensaura MacroFX – поддержка 3D-звука при положении источников в непосредственной близости от слушателя;

• Sensaura Digital Ear – поддержка корректного вывода трехмерного звука через наушники;

• Полная поддержка стандарта A3D 1.0);

• Sensaura ZoomFX – поддержка вывода звука формата Dolby Digital 5.1 через наушники [26].

Другие полупрофессиональные карты: M-Audio Revolution 7.1; Audiotrak ProDigy 7.1; M-Audio Revolution 5.1; Audiotrak ProDigy XT.

Краткий итог по полупрофессиональным звуковым картам, основанным на чипе VIA Envy24-HT таков. Эти карты, прежде всего, предназначены для записи и прослушивания качественных записей в формате домашней студии (кроме звуковой карты Aureon, которая очень скудна на какие-либо настройки). Свидетельством этого косвенно служит и факт поддержки интерфейса ASIO, который используется, прежде всего, в профессиональных звуковых приложениях. Использование интерфейса ASIO в популярных программных плеерах может (но необязательно) повысить качество звучания, не наблюдается никаких проблем и с воспроизведением звукового сопровождения к видеоматериалу. Поддержка игровых приложений находится на отметке «хорошо», т.е. эти звуковые карты вполне хорошо показывают себя в играх, но, к сожалению, не поддерживают последние версии игровых API (EAX 3-5 и OpenAL). Данные звуковые карты рекомендуются к приобретению тем, кто хочет достичь качественного звука в воспроизведении музыкальных произведении и фильмов[36].

Профессиональные звуковые решения ориентированы для студийной работы – запись звукового материала, работа в редакторах, воспроизведение сведенного материала на высококачественных мониторах, поэтому не стоит удивляться отсутствию каких-либо элементарных функций, которые есть даже на встроенном звуке. А из-за отличного звучания эти решения находят все большее применение и в быту. Но это накладывает и ограничения – звуковые карты данной категории смогут раскрыть все свои достоинства только на очень качественной аппаратуре.

Как правило, такие карты очень качественно записывают звук и имеют встроенные синтезаторы, сравнимые по звуку с недорогими автономными устройствами. С их помощью можно уже вполне профессионально записать демонстрационную версию музыкального альбома или озвучить видеофильм. Естественно, любая профессиональная карта может воспроизводить звуковое сопровождение игр или ММ CD/DVD. Поэтому их часто покупают и обычные пользователи, просто ценящие высокое качество звука.

Примеры профессиональных карт: AVM Apex; Guillemot Maxi Sound Home Studio Pro 64; Hanmesoft Sound Track 128 Ruby; E-mu 0404; E-mu 1820; E-mu 1212M; E-mu 1820M, E-mu 1616M (рис. 1.23) [36].

Рис.1.23. Профессиональная звуковая карта E-Mu 1616M с внешним коммутационным блоком

Карты с семплерами нового поколения - Turtle Beach Pinnacle, AVM Apex, TerraTec EWS 64 и др. имеют гораздо больший максимальный объем оперативной памяти, расширяемый до 48-64 Мб и звучат на порядок лучше предшествующих. Кроме этого, все они имеют S/PDIF цифровой интерфейс (либо встроенный, либо на дочерней плате), что позволяет использовать их вместе со внешними преобразователями (например, с минидисковой декой) и получать звук близкий к профессиональным устройствам.

Профессиональная звуковая карта Lynx Two (рис.1.24) производства американской компании Lynx Studio Technology отличается, прежде всего, исключительным качеством звучания и очень высокой ценой ($1300-$1500 в зависимости от модификации). Она нацелена в основном на рынок профессиональных решений для аудио/видеостудий, в том числе, для работы над материалом для DVD-Audio дисков и мастеринга. По мнению экспертов Lynx Two обладает лучшими результатами среди всех ранее протестированных профессиональных звуковых карт. И если в режиме 16 бит многие карты подошли практически к пределу формата, то в 24-битном формате Lynx Two существенно отрывается от всех прочих звуковых изделий [37].

Рис.1.24. Профессиональная звуковая карта Lynx Two

Внешние звуковые решения можно условно разделить на две категории – мультимедиа и профессиональный сегмент. Мультимедийные внешние звуковые карты, как, например, Creaive Live 7.1 Ext или Creative Audigy2 NX Ext, хоть и созвучны в названии со своими PCI собратьями, но при этом представляют собой совершенно другие звуковые карты намного худшего качества, нежели внутренние. Профессиональные же решения в основном представляют собой просто внешнюю модификацию PCI варианта и в большинстве случаев идентичны как по звучанию, так и по оснащению. Различия, кроме внешнего исполнения, в основном заключаются в увеличенном количестве разъемов и увеличенной стоимости – внешняя карта в среднем на $150-$200 дороже PCI варианта [36].

В 2002 г. компания Creative создала внешнюю звуковую карту SB Extigy – внешнее звуковое устройство с соединением по USB, на основе одноименного DSP, представляющего собой урезанный по функциональности аналог Audigy. Свое продолжение серия внешних устройств увидела весной 2003 года в недорогом (около $45) продукте SB MP3+, задачей которого было дать владельцам ноутбуков звук, достойный их дорогих моделей [26].

Серия внешних звуковых карт в 2003 г. продолжилась в USB Sound Blaster Audigy 2 NX – она поддерживает Dolby Digital EX, умеет работать с DVD-Audio, имеет несколько входов и выходов, дружит с сэмплами формата SoundFont 2.1 и интерфейсом USB 2.0.

Следующий шаг от Creative – звуковая карта Sound Blaster Audigy 2 ZS Notebook (рис. 1.25). Учитывая тот факт, что слот PCMCIA по большей части пустует, решение было просто идеальным. По своим стандартам оно практически не отличается от своих больших собратьев, а в чем-то даже и превосходит их. Карта поддерживает запись звука 24 бит/96 кГц, воспроизведение многоканального звука с теми же параметрами, а также стереозвука 24 бит /192 кГц, записанного на дисках DVD-Audio. Устройство декодирует звуковые дорожки DTS ES и Dolby Digital и поддерживает фирменный программный интерфейс EAX 4.0 Advanced HD. Плюс ко всему Audigy 2 ZS Notebook – единственная из внешних звуковых карт Creative Audigy, имеющая сертификат THX.

Рис.1.25. Звуковая карта Creative Audigy 2 ZS Notebook

Некоторые обобщения. Позиция Creative: обеспеченный потребитель должен понимать, что дорогой медиацентр не должен портить слух встроенным кодеком. Она следует из того, что основная концепция производителей компьютеров для видео, аудио и игр: ПК не может быть хуже потребительской электроники.

Хотя интегрированные звуковые подсистемы пока не представляют серьезной угрозы для полупрофессиональных (и тем более профессиональных) моделей звуковых адаптеров, в этом сегменте в настоящее время происходят заметные качественные изменения, вызванные рядом объективных причин.

Прежде всего, буквально за несколько лет принцип построения музыкальной студии на базе ПК претерпел значительные изменения. До конца 90-х годов основная часть специфических функций (синтез звука, обработка цифрового сигнала и т.д.) выполнялась при помощи специализированных (и, как правило, весьма дорогостоящих) аппаратных средств. При этом арсенал энтузиастов, оценивших потенциал использования ПК в звукозаписи, не был ограничен лишь звуковыми картами – применялись отдельные платы аппаратных синтезаторов, сэмплеров и даже специализированных DSP.

Необходимость использования аппаратных «довесков» к стандартной конфигурации была вызвана недостаточно высокой вычислительной мощностью компьютеров того времени. Сейчас данная проблема уже утратила актуальность, поскольку подавляющее большинство операций, используемых в процессе записи музыки, можно выполнять исключительно программными средствами даже на не очень мощном ПК. Таким образом, если раньше звуковая карта являлась центральным звеном звуковой студии на базе ПК – своего рода «компьютером в компьютере» (с мощным процессором, модулями памяти и интерфейсом для подключения дочерних карт), то теперь звуковой адаптер в большинстве случаев выполняет лишь функцию интерфейса, связывающего компьютер с внешними аналоговыми устройствами.

В корне изменилась и технология работы со звуком на ПК. В настоящее время многие проекты от начала и до конца создаются внутри компьютера, а конечным продуктом является цифровая запись (аудиотрек компакт-диска или звуковой файл). Синтез и обработка звука, микширование и мастеринг фонограммы выполняются исключительно программными средствами. Будущая фонограмма создается, подвергается обработке и обретает законченный вид внутри компьютера в цифровом виде. Звуковой карте в этом процессе отводится весьма скромная роль – фактически она применяется в качестве ЦАП для контрольного прослушивания. По большому счету, имея мониторы со встроенным ЦАП (подключаемые по USB), для работы над подобными проектами можно использовать ПК вообще без звуковой карты [35].

Облик звуковой карты зависит от потребностей конечного пользователя. Для геймера поддержка EAX последней версии куда важнее, чем запредельные максимальные частоты дискретизации. Для меломана главными критериями станет чистота воспроизводимого звука, а не трехмерные технологии. Ценитель домашних кинотеатров отдаст предпочтение звуковой карте с наибольшим количеством выходов для подключения многоканальной акустики и наиболее чистым звуком, а пользователь, занимающийся созданием музыки, обратит внимание на частоты дискретизации при записи и MIDI-составляющую карты [27].