Вопрос №12 Принципиальная схема 3d ускорителя. Виды, характеристики.

Геометрич. процессор обрабатывает примитивы и строит проекцию 3D сцены.

Блок расчета освещения формирует данные о параметрах освещения для вершин примитивов.

Блок обработки буфера кадра с помощью данных, полученных из буфера глубины, определяет видимость отображаемой точки (пикселя)Видимый пиксел обрабатывается в блоке текстур различными методами с приминением одной из технологий фильтрации и наложения текстурных карт. Обработанный таким образом пиксел снова помещается в буфер, либо заменяет находящиеся там значения, либо смешиваясь с ним по выбранному правилу. Для ускорения обработки текстур используют параллельную работу нескольких конвееров(блоков). Перед окончательным выводом изображения на экран монитора, происходит обработка пикселей алгаритмами спец.эффектов и устранения дефектов.

Вопрос №13 Звуковая подсистема пк. Параметры, характеристики.

Аудиокодек(цифровой аудиоканал), обеспечивает возможность моно- или стереофонической записи и воспроизведения аудиофайлов с различным уровнем качества.Запись (recording) производится оцифровкой (аналого-цифровым преобразованием) выборок мгновенного значения сигнала. Микшер с программным управлением обеспечивает регулировку входных и выходных сигналов, а также позволяет смешивать входные сигналы от нескольких источников (микрофона, CD, внешнего входа и синтезатора).

Синтезатор обеспечивает имитацию звучания музыкальных инструментов и воспроизведения различных звуков.

Вопрос №12 Устройство звуковой карты. Назначение блоков.

Преобразование звукового сигнала из аналогового в цифровой происходит в несколько этапов. Сначала звуковой аналоговый сигнал подаётся на аналоговый фильтр, который ограничивает полосы частот сигнала. Далее осуществляется дискретизация, т.е. выборка отсчётов аналогового сигнала с заданной периодичностью. Периодичность отсчётов определяется частотой дискретизации, которая должна быть не менее удвоенной частоты наивысшей частотной составляющей исходного звукового сигнала. Одновременно со звуковой дискретизацией осуществляется квантование отсчётов по амплитуде – мгновенное значение амплитуды измеряется и преобразуется в цифровой код, при этом точность измерения зависит от кол-ва разрядов кодового слова.

1. Line In (mini jack) 0.1..0.3В– подключение внешних источников звука.

2. Mic In (mini jack) 3..10 мВ – подлючение микрофона, етот сигнал поступает сначала на предусилитель.

3. Aux In (mini jack) – микшерный вход, который используется для подключения внешнего источника сигнала, который необходимо смешать с сигналом внутреннего источника. Этот сигнал поступает на выходной микшер звуковой карты.

4. Speaker Out – поступает усиленный стереофонический сигнал.

5. Line Out 0.1..0.3В – подключаются усилители и внешние устр-ва.

6. Digital Out (S/P Dif) – формат цифрового интерфейса, который служит для передачи звуковых сигналов в цифровой форме на высшие компоненты.

Микшер входа/выхода обычно физически представляет собой устр-во осуществляющее коммутацию, нормализации, и смещение сигналов. Нормализация необходима для приведения сигналов к одному условию по амплитуде и устранения искажений по перегрузке. Сигналы поступающие на выходы аудиокарты предварительно обрабатываются аппаратным эквалайзером.

Звуковой центральный процессор(DSP) - центр управления звуковой картой, управляющий обменом данных с другими блоками данных, применяет особые алгоритмы звуковых эффектов.В соответствии со спецификой АС’97 функция обработки аналоговых и цифровых сигналов разделено между 2-мя устройствами: звуковым кодеком- аналоговой микросхемой ввода/вывода и цифровым контроллером. Соединяются эти устройства с помощью устройства AC Link.Цифроаналоговый преобразователь: Цифроаналоговое преобразование происходит поэтапно: 1)на первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя выделяют отсчёты сигнала, следующие с частот дискретизации; 2)на втором этапе из дискретных отсчётов путём инториоляции формируется непрерывный аналоговый сигнал, это делает фильтр низкой частоты, который подавляет переодические составляющей спектра дискретного сигнала.

Синтез звука: заключается в создании структуры музыкальной ноты. Созданный с помощью музыкальных инструментов звуковой сигнал несёт несколько звуковых фаз. Высоты музыкального тона формируется на стадии поддержки. В общем технология создания звука (голоса, инструмента) заключается примерно в следующем: с помощью цифровых устройств использующие один из методов синтеза генерируется сигнал возбуждения. Сигнал возбуждения должен иметь спектральные характеристики максимально близкой характеристикам имметируемых музыкальных инструментов на стадии воспроизведения. Далее сигнал возбуждения подаётся на фильтр имметирующий амплитудно-частотную характеристику реального музыкального инструмента. На другой вход фильтра поступает сигнал амплитудной огибающей характерно для данного типа музыкального инструмента. После этого сигнал можно дополнительно обработать с целью получения спец. Звуковых эффектов. Если необходимо одновременно генерировать звуки нескольких музыкальных инструментов, то большинство операций будет выполняться для каждой ноты каждого инструмента отдельно. Результирующий сигнал образуется в результате суммирования в цифровом виде всех компонентов звука, затем преобразуется звуковой сигнал в аналоговый. В звуковых картах устанавливают синтезатор генерирующий звук с использованием частотной модуляции. Синтез звука на основе частотной модуляции: любой звук характеризуется высотой основного фона и дополнительными гармониками - овертонами определяющая тембр звучания конкретного тока. Высота звука зависит от частоты основного тока, овертоны придают ему своеобразную окраску.Синтез звука на основе таблицы волн: В этих синтезаторах используются предварительно оцифрованные образцы звучания реальных музыкальных инструментов или других звуков. Каждый образец звучания называется Patch и инструмент включает в себя один или несколько семплов организованных определённым образом. Semples – это оцифрованный фрагмент реального звука или определённый ток музыкального инструмента. Оцифровке подвергаются несколько разных по высоте звуков реального музыкального инструмента перекрыв весь его рабочий частотный диапазон. Шаг по частоте должен быть достаточно мал чтобы изменение тембра небыли слышны. После оцифровки все semples или их часть объединяются в patch, т.е. набор фрагментов звучания реального инструмента во всём рабочем диапазоне частот. Регенерация звука определяет высоты, синтезатор определяет, в каком частотном диапазоне находится звук. Выбирается samples, частота которых наиболее близка к частоте генерации звука и изменяет частоту основного тока на конкретную величину. Звучание инструмента может формироваться путём наложения нескольких сэмплов. В свою очередь инструменты определяются в банки, которые хранятся в ПЗУ или интегрированных микросхемах синтезаторов.Синтез звука на основе физического моделирования: Физическое моделирование предусматривает использование математических моделей звука образования реальных музыкальных инструментов для предоставления в цифровом виде соответствующих волн, которые затем преобразуются в звуковой сигнал.

Вопрос №15 Запись и кодирование информации.

Аналого-цифровое преобразование

Чтобы получить ??? необходимо в дискретные моменты времени изменить значения звукового давления.

Преобразование звукового сигнала из аналогового в цифровой происходит в несколько этапов:

1 – аналогово-цифровой сигнал источника подаётся на аналоговый фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала.

2 – осуществляется дискретизация, т. е. выборы отсчётов аналогового сигнала с заданной периодичностью. Периодичность отсчётов определяется частотой дискретизации, которая должна быть не меньше удвоенной частоты наивысшей частотной состовляющей исходного звукового сигнала.

3 – Одновременно с дискретизацией осуществляется квантование отсчётов по амплитуде мгновенного значения. Амплитуды измеряются и преобразовываются в цифровой код. При этом точность измерения зависит от количества разрядов кодового слова.

Цифро-аналоговое преобразование

Цифроаналоговое преобразование происходит в два этапа: 1)на первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя выделяют отсчёты сигнала, следующие с частот дискретизации; 2)на втором этапе из дискретных отсчётов путём инториоляции формируется непрерывный аналоговый сигнал, это делает фильтр низкой частоты, который подавляет переодические составляющей спектра дискретного сигнала.

Схема кодирования звуковых данных в стандарте MPeg

SNR=6.02*NTC

N-разряд

Вопрос №16 Воспроизведение информации.

Для записи высокочастотного звука в реальном масштабе времени, а также для сокращения объема и времени хранения данных, необходимо кодирование и сжатие данных. Выбор метода кодирования при записи звукового фрагмента зависит от набора программ сжатия – кодеков.

Синтез звукаПринцип синтезирования заключается в воссоздании структуры музыкального тона (ноты). Созданный с помощью музыкальных инструментов звуковой сигнал несёт несколько звуковых фаз. Высоты музыкального тона формируется на стадии поддержки. В общем технология создания звука (голоса, инструмента) заключается примерно в следующем: с помощью цифровых устройств использующие один из методов синтеза генерируется сигнал возбуждения. Сигнал возбуждения должен иметь спектральные характеристики максимально близкой характеристикам имметируемых музыкальных инструментов на стадии воспроизведения. Далее сигнал возбуждения подаётся на фильтр имметирующий амплитудно-частотную характеристику реального музыкального инструмента. На другой вход фильтра поступает сигнал амплитудной огибающей характерно для данного типа музыкального инструмента. После этого сигнал можно дополнительно обработать с целью получения спец. Звуковых эффектов. Если необходимо одновременно генерировать звуки нескольких музыкальных инструментов, то большинство операций будет выполняться для каждой ноты каждого инструмента отдельно. Результирующий сигнал образуется в результате суммирования в цифровом виде всех компонентов звука, затем преобразуется звуковой сигнал в аналоговый.

Синтез звука на основе таблицы волнВ звуковых картах устанавливают синтезатор генерирующий звук с использованием частотной модуляции. Синтез звука на основе частотной модуляции: любой звук характеризуется высотой основного фона и дополнительными гармониками - овертонами определяющая тембр звучания конкретного тока. Высота звука зависит от частоты основного тока, овертоны придают ему своеобразную окраску.Синтез звука на основе таблицы волн: В этих синтезаторах используются предварительно оцифрованные образцы звучания реальных музыкальных инструментов или других звуков. Каждый образец звучания называется Patch и инструмент включает в себя один или несколько семплов организованных определённым образом. Semples – это оцифрованный фрагмент реального звука или определённый ток музыкального инструмента. Оцифровке подвергаются несколько разных по высоте звуков реального музыкального инструмента перекрыв весь его рабочий частотный диапазон. Шаг по частоте должен быть достаточно мал чтобы изменение тембра небыли слышны. После оцифровки все semples или их часть объединяются в patch, т.е. набор фрагментов звучания реального инструмента во всём рабочем диапазоне частот. Регенерация звука определяет высоты, синтезатор определяет, в каком частотном диапазоне находится звук. Выбирается samples, частота которых наиболее близка к частоте генерации звука и изменяет частоту основного тона этих Sampels на конкретную частоту.Синтез звука с помощью WT - синтезатора

Звучание инструмента может формироваться путём наложения нескольких сэмплов. В свою очередь инструменты определяются в банки, которые хранятся в ПЗУ или интегрированных микросхемах синтезаторов.Синтез звука на основе физического моделирования: Физическое моделирование предусматривает использование математических моделей звука образования реальных музыкальных инструментов для предоставления в цифровом виде соответствующих волн, которые затем преобразуются в звуковой сигнал.

Line In – подключение внешних устройств звука (чувствительность 0,1 – 0,3в). Сигнал с этого входа полностью проходит. Microphone In – подключение микрофона (чувствительность 10 - 30 мВ), сигнал обрабатывается предусилителем повышая его уровень до нормального. Aux In – подключение внешнего источника сигнала которое необходимо смешать с сигналом внутреннего источника поэтому сигнал с этого разъёма поступает на выходной микшер звуковой карты минуя основной звуковой тракт. Line Out – подключение внешнего усилителя (0,1 – 0,3в). Speaker Out – поступает усиленный стереофонический сигнал. Микшер входа/выхода обычно представляет собой единое устройство осуществляющее коммутацию, нормализацию и смещение сигнала. Нормализация необходима для проведения сигналов к одному уровню по амплитуде и устранение режима перегрузки. Сигналы микшера выхода могут поступать через усилитель (на выходы speaker out) или минуя его выходная мощность усилителя 4 Вт. Сигналы в микшер выхода могут поступать через усилитель или минуя его. Усилители звуковой карты обеспечивают выходную мощность не более 4 Вт. на канал. Центром управления является цифровой сигнальный процессор DSP (Digital signal) отвечающий за интерфейс шины, обеспечивающий управление обменом с другими блоками аудиокарты, применение сигналов обеспечения алгоритмов обработки для наложения звуковых эффектов, имитации объёмного звука и т.д. Сигнал поступивший на выходы звуковой карты может предварительно обрабатываться эквалайзером.