|
Orkiestra z komputera |
||||||
| Pawe│ Pilarczyk | ||||||
G dy w 1981 r. pojawi│ siΩ pierwszy komputer IBM PC, nikt nawet nie my╢la│ o tworzeniu na nim muzyki. "Uzbrojony" by│ w wydaj▒cy przera╝liwe d╝wiΩki g│o╢niczek (zwany popularnie PC-Speakerem) przyprawiaj▒cy swoich u┐ytkownik≤w jedynie o b≤l g│owy. Dzi╢ sytuacja radykalnie siΩ zmieni│a: d╝wiΩku generowanego przez pecety nie powstydzi│aby siΩ niejedna orkiestra. Pierwsz▒ pr≤bΩ usprawnienia PC-Speakera podj▒│ ju┐ sam IBM w 1983 r. - w komputerze PCjr (sklonowany tego samego roku przez Radio Shack produkt Tandy 1000) zainstalowano trzyg│osowy procesor d╝wiΩku, kt≤ry mia│ ponadto kontrolΩ g│o╢no╢ci oraz generator szumu. Pomys│ nie za bardzo wypali│, bowiem szybko zrezygnowano z niego w kolejnych komputerach na rzecz sprawdzonego... PC-Speakera. Tak┐e w 1983 r. firmy Roland i Sequential Circuits opublikowa│y specyfikacjΩ MIDI (Musical Instruments Digital Interface) interfejsu umo┐liwiaj▒cego komunikowanie siΩ ze sob▒ instrument≤w elektronicznych. Do 1987 podejmowano jeszcze r≤┐ne pr≤by stworzenia popularnej karty d╝wiΩkowej dla peceta, jednak uda│o siΩ to dopiero firmie Adlib. Jej karta - o tej samej nazwie - do generowania d╝wiΩku wykorzystywa│a prosty, dwuoperatorowy, jedenastog│osowy syntezator FM (modulacji czΩstotliwo╢ci). Adlib zyska│ ogromn▒ popularno╢µ; na jego bazie w 1989 roku firma Creative Labs stworzy│a pierwszego Sound Blastera, kt≤ry od Adliba r≤┐ni│ siΩ jedynie obecno╢ci▒ 8-bitowych przetwornik≤w: cyfrowo-analogowego (D/A - Digital to Analog) oraz analogowo-cyfrowego (A/D - Analog to Digital). Przetworniki te pozwala│y karcie na odtwarzanie zapisanej w formacie WAV muzyki (szczeg≤lnie efekt≤w d╝wiΩkowych w grach), a tak┐e na samodzieln▒ digitalizacjΩ d╝wiΩku (czyli np. nagrywanie w│asnego g│osu za pomoc▒ mikrofonu). Poniewa┐ Sound Blaster mia│ tylko po jednym przetworniku, wiΩc potrafi│ efekty d╝wiΩkowe odtwarzaµ jedynie monofonicznie i z nisk▒ rozdzielczo╢ci▒ (o╢miu bit≤w). Sound Blaster uznany zosta│ za faktyczny standard, kt≤rym by│by do dzi╢, gdyby Microsoft nie opublikowa│ specyfikacji DirectSound ujednolicaj▒cej wszystkie karty muzyczne. Kolejnym ruchem Creative Labs by│a wymiana w Sound Blasterze syntezatora FM na czterooperatorowy i dodanie mu drugiego przetwornika DA oraz CA, co umo┐liwi│o odtwarzanie d╝wiΩku stereofonicznego (karta za╢ zyska│a przydomek Pro). NastΩpnie wymieniono przetworniki na 16-bitowe (SB uzyska│ wtedy pe│n▒ nazwΩ: Sound Blaster 16), co pozwala│o karcie na odtwarzanie cyfrowej muzyki z jako╢ci▒ CD. W 1992 r. na rynku kart muzycznych pojawi│a siΩ firma Gravis, kt≤ra zaprezentowa│a pierwsz▒ tani▒ kartΩ (w cenie SB16) - UltraSound - wyposa┐on▒ w syntezator WaveTable (tablicy fal). Jako╢µ muzyki syntezowanej przez UltraSound (GUS) by│a o niebo lepsza ni┐ generowanej przez wszystkie karty z rodziny Sound Blaster. Niestety Gravis nie zadba│ o jeden "ma│y" szczeg≤│: zgodno╢µ ze standardem SB. By│ to, jak siΩ p≤╝niej okaza│o, gw≤╝d╝ do trumny Gravisa. Na UltraSound Creative Labs odpowiedzia│ dor≤wnuj▒c▒ mo┐liwo╢ciami kart▒ Sound Blaster AWE32, za╢ potem posypa│y siΩ dziesi▒tki kart innych producent≤w. Te, o mo┐liwo╢ciach mniej lub bardziej zbli┐onych do mo┐liwo╢ci SBAWE32, kusi│y funkcjami w stylu rozszerzanie sygna│u stereo, opcja pracy na czterech kolumnach g│o╢nikowych, cyfrowy procesor sygna│owy (DSP - Digital Signal Processor) w czasie rzeczywistym poddaj▒cy obr≤bce digitalizowany d╝wiΩk itd.
Poniewa┐ samej technologii generowania d╝wiΩku nie da siΩ ju┐ usprawniµ (system modelowania fizycznego jest trudny do opanowania i nie jest popularnie stosowany), wiΩc kolejne generacje kart muzycznych r≤┐ni▒ siΩ od siebie jedynie wiΩksz▒ polifoni▒, dok│adniejsz▒ rozdzielczo╢ci▒ pr≤bkowania (18 a nawet 20 bit≤w) oraz funkcjami generowania prawdziwego d╝wiΩku przestrzennego (A3D, EAX itp.). Nowe karty nie musz▒ byµ ponadto zgodne ze standardem Sound Blaster, bowiem Microsoft stworzy│ standard DirectSound (czΩ╢µ pakietu DirectX) oraz DirectSound3D - karta zgodna z tym standardem bΩdzie wsp≤│pracowa│a z ka┐dym obecnym programem czy gr▒.
ISA umiera, PCI rz▒dzi WiΩkszo╢µ dotychczasowych kart muzycznych wykorzystywa│a magistralΩ ISA. Zapewnia ona transfer rzΩdu 6-8 MB/s, zatem ju┐ przy kilku potokach d╝wiΩkowych o jako╢ci CD jest w stanie skutecznie "zatkaµ" komputer. Najnowsze tendencje to przechodzenie na magistralΩ PCI. Ta oferuje transfer 132 MB/s, wiΩc radzi sobie nawet z setk▒ potok≤w audio odtwarzanych jednocze╢nie. Umo┐liwia ponadto kartom muzycznym WaveTable pobieranie pr≤bek instrument≤w z pamiΩci komputera (zgodnie ze specyfikacj▒ DLS).
Je╢li zamierzamy nabyµ kartΩ muzyczn▒, nie powinni╢my nawet zwracaµ uwagi na rozwi▒zania ISA. Na potwierdzenie tego faktu przypominamy, ┐e specyfikacja Microsoftu PC99 nie obejmuje ju┐ │▒cz ISA, zatem ┐adne urz▒dzenie ISA po pierwszym stycznia 1999 nie uzyska ju┐ od Microsoftu certyfikatu (albo WHQL - Windows Hardware Quality Labs, albo "Designed for Windows 95").
ú▒cza cyfrowe Do niedawna sprzΩt audio "wymienia│" miΩdzy sob▒ dane (czyli d╝wiΩk) w postaci analogowej. Dwoma kablami (jeden dla kana│u lewego, a drugi - do prawego) przesy│any by│ d╝wiΩk w postaci impuls≤w elektrycznych. W efekcie tego nawet przegrywanie cyfrowego d╝wiΩku z komputera na Mini Dysk czy DAT (kt≤re te┐ stosuj▒ cyfrowy zapis) anga┐owa│o analogow▒ drogΩ przesy│ania danych. D╝wiΩk z karty muzycznej najpierw zamieniany by│ przez jej przetworniki cyfrowo-analogowe na impulsy elektryczne, nastΩpnie wysy│any kablami do np. Mini Dysku, tam przetworniki analogowo-cyfowe ponownie zamienia│y d╝wiΩk na cyfrowy i zapisywa│y go na dystkietce MD. Efektem tego by│a utrata jako╢ci, bowiem same przetworniki D/A i A/D wprowadzaj▒ w│asne szumy, tak┐e kabel │▒cz▒cy kartΩ muzyczn▒ z MD czy DAT dzia│a jak antena telewizyjna i zbiera niechciane sygna│y "z eteru". Dlatego postanowiono stworzyµ po│▒czenie w pe│ni cyfowe, eliminuj▒ce konwersjΩ d╝wiΩku do postaci analogowej. Firmy Sony oraz Philips zaproponowa│y │▒cze S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format). Jest to │▒cze bazuj▒ce na standardzie cinch, pozwalaj▒ce jednym kablem przesy│aµ d╝wiΩk miΩdzy urz▒dzeniami audio. D╝wiΩk transmitowany jest cyfrowo (w postaci zer i jedynek), wiΩc nie nastΩpuje jego konwersja do postaci analogowej wnosz▒ca niechciane szumy.
Drugim rodzajem │▒cza cyfrowego jest optyczne │▒cze TOSlink. Tu potrzebny jest specjalny kabel - ╢wiat│ow≤d - za╢ cyfrowy sygna│ przesy│any jest w postaci impuls≤w ╢wietlnych (laserowych). ú▒cza S/PDIF oraz TOSlink stosowane s▒ w konsumenckich urz▒dzeniach typu MD, DAT oraz coraz czΩ╢ciej CD (jako cyfrowe wyj╢cia). Ostatnio pojawiaj▒ siΩ w kartach muzycznych b▒d╝ jako wymagaj▒ce dodatkowego zakupu przystawki (Digital I/O board dla kart Sound Track 128), b▒d╝ zawarte w zestawie (karty EWS64XL czy Sound Blaster Live!).
Przez USB CzΩsto do wiΩkszo╢ci nowych aplikacji wystarcz▒ tylko przetworniki cyfrowo-analogowe. Muzyka w najnowszych grach jest zapisywana albo w formacie WAV (np. Conflict: Freespace) lub CD-audio (np. Quake II), zatem syntezator MIDI jest u┐ywany coraz rzadziej. Z tego wzglΩdu zaistnia│a mo┐liwo╢µ "wyjΩcia" przetwornik≤w D/A na zewn▒trz obudowy komputera, dziΩki czemu nie s▒ one pod wp│ywem pola elektromagnetycznego generowanego przez komponenty komputera (karty, dyski twarde itp.), wiΩc gwarantuj▒ czystszy, bezszumowy d╝wiΩk. Nowe tendencje to g│o╢niki multimedialne │▒czone z komputerem przez │▒cze USB, z wbudowanymi przetwornikami cyfrowo-analogowymi. Informacja o d╝wiΩku jest zatem w postaci cyfrowej wysy│ana z komputera do g│o╢nik≤w i dopiero tam zamieniana na postaµ analogow▒. Je╢li kiedykolwiek zaistnieje potrzeba syntezowania muzyki MIDI, posiadacze g│o╢nik≤w USB te┐ nie musz▒ siΩ martwiµ. Du┐a moc obliczeniowa dzisiejszych procesor≤w pozwala im na programowe tworzenie wirtualnych syntezator≤w WaveTable. Jeden z pierwszych tego typu syntezator≤w zaprezentowa│a Yamaha (SoftSynth), za╢ bΩdzie on tak┐e sk│adnikiem pakietu DirectMusic - czΩ╢ci DirectX 6.0 (mimo ┐e DX6 jest dostΩpny ju┐ od p≤│ roku, DirectMusic nie jest jeszcze gotowy).
Wad▒ USB jest do╢µ niski transfer danych (12 MB/s), zatem przy du┐ych potokach d╝wiΩku USB bΩdzie stanowiµ s│aby punkt.
D╝wiΩk tr≤jwymiarowy Pierwsze karty muzyczne potrafi│y generowaµ jedynie d╝wiΩk monofoniczny. Sygna│ akustyczny generowany by│ jednokana│owo, odbi≤r odbywa│ siΩ z jednego g│o╢nika lub z dw≤ch, jednak w tym ostatnim przypadku oba g│o╢niki odtwarza│y ten sam d╝wiΩk. NastΩpne karty potrafi│y ju┐ generowaµ d╝wiΩk stereofoniczny, zatem sygna│ dzielony by│ na dwa kana│y: lewy i prawy. Najnowsze karty potrafi▒ ponadto pozycjonowaµ d╝wiΩk w przestrzeni. Efektem tego jest powstawanie wirtualnych ╝r≤de│ d╝wiΩku nawet tam, gdzie nie ma g│o╢nik≤w. D╝wiΩk tr≤jwymiarowy najpro╢ciej mo┐na uzyskaµ przy u┐yciu kilkunastu g│o╢nik≤w rozmieszczonych dooko│a s│uchacza. Jest to jednak wielce niepraktyczne oraz drogie. Du┐o ta±sze, ale niestety trochΩ bardziej skomplikowane, jest oszukiwanie ludzkich uszu przez odpowiednie manipulacje sygna│em akustycznym.
Wyb≤r orkiestry Obecne dzi╢ na rynku karty d╝wiΩkowe mo┐na podzieliµ na trzy grupy: do 100 z│, do 500 z│ i do 1000 z│. W pierwszej znajdziemy ca│▒ gamΩ kart d╝wiΩkowych pos│uguj▒cych siΩ jedynie syntez▒ FM (lub najnowszym standardem DLS) do tworzeniu d╝wiΩku. Do gier i edukacyjnych aplikacji multimedialnych (encyklopedie, leksykony, programy dla dzieci) to w zupe│no╢ci wystarczy. Druga kategoria to karty dla muzyk≤w-amator≤w o wiΩkszych aspiracjach nie tylko w ods│uchiwaniu, ale i samodzielnym tworzeniu d╝wiΩku. Ostatnia klasa to karty zdolne zaspokoiµ wymagania ludzi o bardziej wyrafinowanych gustach muzycznych, aczkolwiek nadal poruszaj▒cych siΩ w obrΩbie szeroko pojmowanego amatorstwa muzycznego. Dla profesjonalnych muzyk≤w przeznaczone s▒ produkty nie ujΩte w naszym zestawieniu, a kosztuj▒ce czΩsto kilkana╢cie i wiΩcej tysiΩcy z│. W zestawieniu tabelarycznym przedstawili╢my kilkana╢cie kart d╝wiΩkowych plasuj▒cych siΩ we wszystkich omawianych grupach cenowych. S▒ to najbardziej typowe, znane na rynku modele kart. Por≤wnuj▒c ich parametry z parametrami karty, kt≤r▒ chcemy nabyµ, a nie ujΩtej w naszej tabeli, │atwo mo┐na zorientowaµ siΩ, do jakiej kategrii nale┐y i dla kogo jest przeznaczona. A potem pozostaje ju┐ tylko pod│▒czenie jej do komputera i delektowanie siΩ takimi wra┐eniami d╝wiΩkowymi, o jakich naszym przodkom nawet siΩ nie ╢ni│o. Dodatkowe informacje omawiaj▒ce specyficzne szczeg≤│y techniczne zwi▒zane z tematyk▒ d╝wiΩkow▒ (opis technologii DLS, por≤wnanie standardu General MIDI z nowym standardem XG Yamahy oraz problematykΩ kompresji d╝wiΩku) przedstawili╢my na naszym CD (w katalogu: KARTY DZWIEKOWE). Tam te┐ w podkatalogu WAVE zamie╢cili╢my przyk│adowe pliki .WAV obrazuj▒ce zmiany jako╢ci w zale┐no╢ci od zastosowanego formatu i rozdzielczo╢ci.
Natomiast w podkatalogu HYMNY MIDI znalaz│y siΩ melodie hymn≤w wszystkich pa±stw ╢wiata.
Wyb≤r redakcji Dla nas, konsument≤w, dalsza walka na polu kart muzycznych oznacza coraz lepsze urz▒dzenia za coraz ni┐sz▒ cenΩ. Do wiΩkszo╢ci prostych zastosowa± (nowe gry, programy multimedialne) wystarczy karta z syntezatorem FM kosztuj▒ca obecnie ok. 60 z│. Muzyk-amator powinien pokusiµ siΩ o kartΩ WaveTable. Naszym zdaniem na wyb≤r zas│uguj▒:
Pliki d╝wiΩkowe Rozw≤j technologii mikroprocesorowych, wzrost szybko╢ci przetwarzania danych, coraz doskonalsze i pojemniejsze dyski twarde wsp≤│czesnych komputer≤w pozwoli│y na dokonywanie zapisu cyfrowego oraz obr≤bki d╝wiΩku w warunkach domowych. Cyfrowy proces zapisu z dowolnego ╝r≤d│a analogowego, jakim jest np. mikrofon, polega na uchwyceniu (zmierzeniu) ka┐dej warto╢ci sygna│u - zwanej dalej pr≤bk▒. Liczba warto╢ci zmierzonych w ka┐dej sekundzie okre╢lana jest mianem czΩstotliwo╢ci pr≤bkowania. Gdyby przysz│o nam sfotografowaµ lot ma│ego kolibra i oddaµ wiernie stan ruchu jego skrzyde│, musieliby╢my dokonaµ setek zdjΩµ, czyli zastosowana by│aby wysoka czΩstotliwo╢µ pr≤bkowania. Ograniczenie siΩ do paru zdjΩµ (zmniejszenie czΩstotliwo╢ci pr≤bkowania) mog│oby spowodowaµ "przegapienie" interesuj▒cego nas momentu. Zazwyczaj, aby oddaµ wiΩksz▒ dok│adno╢µ szczeg≤│≤w fotografia daje nam kolejne narzΩdzie - b│onΩ o wy┐szej rozdzielczo╢ci, czyli maj▒c▒ mniej tzw. ziaren. Ta sama zasada dotyczy rejestracji d╝wiΩku do postaci pliku d╝wiΩkowego - wy┐sza rozdzielczo╢µ pr≤bkowania oddaje wierniej obraz rejestrowanego sygna│u. Przy zastosowaniu 8-bitowej rozdzielczo╢ci uzyskujemy odpowiednio 256 stan≤w (czyli jakby odcieni) naszego d╝wiΩku - daje to poziom dynamiki ok. 48 dB; 16 bit≤w to ju┐ ok. 65 tys. r≤┐nych poziom≤w naszej pr≤bki, a dynamika wzrasta do 96 dB itd., a┐ dojdziemy do 32 bit≤w w specjalizowanych programach do edycji profesjonalnych realizacji muzycznych. Jednak jak to siΩ ma do naszej percepcji - o tym ni┐ej. Wed│ug twierdzenia Nyquista, aby unikn▒µ zniekszta│ce± widma, czΩstotliwo╢µ pr≤bkowania powinna byµ dwukrotnie wy┐sza od najwy┐szej czΩstotliwo╢ci sygna│u. Mo┐na to prze│o┐yµ na nastΩpuj▒ce spostrze┐enie: uznaj▒c 20 kHz za g≤rn▒ granicΩ s│yszalno╢ci cz│owieka, powinni╢my zastosowaµ czΩstotliwo╢µ pr≤bkowania min. 44 100 Hz uznan▒ za standard. Dotychczas najpopularniejsze czΩstotliwo╢ci spotykane w technice komputerowej to:
Windows PCM - .wavStandardowy format PCM (Puls Code Modulation) stosowany dla nieskompresowanych plik≤w audio. Plik o najwy┐szej jako╢ci, zgodny ze specyfikacj▒ RIFF (Resource Information File Format), kt≤ry poza d╝wiΩkiem ma m.in. specjalne informacje, jak: wielko╢µ pliku, ikonΩ, autora, tytu│, parametry zapisu. Jego wad▒ jest najwiΩksza objΩto╢µ.Video for Windows - .aviSzczeg≤lny przypadek formatu opracowanego przez Microsoft przewidzianego dla sekwencji obrazu wizyjnego, jednak poza wizj▒, drugim strumieniem przesy│ane s▒ sygna│y audio.Microsoft ADPCM - .wavFormat plik≤w, gdzie nastΩpuje kompresja do 4 bit≤w na kana│ oparta na metodzie ADPCM (Adaptive Delta Pulse Code Modulation). Przy odtwarzaniu nastΩpuje ekspansja do 16 bit≤w. Mamy tu do czynienia ze znaczn▒ oszczΩdno╢ci▒ miejsca przy zapisie na dysku. Polecana przy zapisie pr≤bek 16-bitowych, zamiast konwersji do 8 bit≤w. Jedyn▒ wad▒ jest fakt r≤┐norodno╢ci algorytm≤w kompresji i brak akceptacji tego formatu przez niekt≤re programy multimedialne jak np. Director, kt≤ry pierwotnie by│ przygotowany jako oprogramowanie multimedialne platformy Apple Macintosh.IMA/DVI ADPCM - .wavJest to format kompresji 16-bitowego pliku do 4 bit≤w, zgodny z norm▒ IMA (International Multimedia Assosiations). Charakteryzuje siΩ szybsz▒ metod▒ i jest odmienny od Microsoft ADPCM.CCCI u-Law/A-Law - .wav; .auPliki tego standardu wywodz▒ siΩ z telekomunikacji, gdzie g│≤wnym przeznaczeniem tego formatu by│a transformacja sygna│u mowy do 8-bitowego pliku, algorytmy bardzo podobne, lecz odr≤┐nia je zastosowanie odmiennych koder≤w i dekoder≤w. Plik standardu A-Law stosowany w Stanach Zjednoczonych, u-Law w Europie i Azji. Uzyskano wzrost dynamiki w stosunku do zapisu PCM dla 8 bit≤w, lecz nastΩpuje nieznaczny wzrost zniekszta│ce± w por≤wnaniu z oryginalnym plikiem 16-bitowym.Intervoice - .ivcFormat plik≤w monofonicznych u┐ywany przez system telefoniczny Intervoice.RealAudio - .raFormat ten zosta│ zaprojektowany dla potrzeb Internetu do przesy│ania skompresowanych plik≤w audio w czasie rzeczywistym.Dialogic ADPCM - .voxJest to jedna z odmian 4-bitowej kompresji ADPCM plik≤w monofonicznych z charakterystycznym ograniczeniem pasma do 8 kHz. Ten typ formatu przeznaczony jest do obr≤bki i przesy│ania mowy.Gravis Patch File - .patDedykowany format zapisu pr≤bek karty d╝wiΩkowej Gravis UltraSound.Sound Blaster - .vocFormat stworzony na potrzeby pierwszych kart firmy Creative Labs. Aktualnie nast▒pi│o rozszerzenie zakresu rozdzielczo╢ci do 8 i 16 bit≤w i czΩstotliwo╢ci pr≤bkowania 22,05 kHz oraz 44,1 kHz.Ad Lib Sample - .smpFormat ten by│ opracowany dla potrzeb kart Ab Lib Gold, do wsp≤│pracy z samplerami. Zakres pracy to konwersja 8- i 16-bitowa sygna│≤w monofonicznych i stereo, dodatkowo akceptuje 4-bitow▒ kompresjΩ ADPCM firmy YAMAHA.Sample Vision - .smpJest to format u┐ywany przez firmΩ Turtle Beach do zapisu pr≤bek d╝wiΩkowych, tzw. pΩtli w samplerach. Jego ograniczenie to 16-bitowe pliki monofoniczne.Covox 8-bitowy - .v8Firma Covox u┐ywa tego formatu do zapisu nieskompresowanych 8-bitowych plik≤w monofonicznych.Apple AIFF - .aiff; .iffJest to format plik≤w d╝wiΩkowych wykorzystywany w komputerach Apple Macintosh.Amiga SVX - .svx; .iffFormaty te obowi▒zuj▒ w komputerach Commodore Amiga i charakteryzuj▒ siΩ du┐▒ zgodno╢ci▒ z formatem Microsoft .RIFF. MWSystemy d╝wiΩku 3D Istnieje wiele system≤w generowania d╝wiΩku pozycjonowanego, z kt≤rych jedne praktycznie niczym siΩ nie r≤┐ni▒ od d╝wiΩku stereofonicznego, za╢ inne daj▒ rozszerzon▒ o wra┐enia prz≤dty│ i g≤ra-d≤│ bazΩ stereo. Obecnie stosowane systemy d╝wiΩku 3D to:
FocalPoint3D- system zaproponowany przez firmΩ Gravis i zaimpementowany w kartach muzycznych z serii UltraSound (znanych jako GUS). Potrafi generowaµ d╝wiΩk holograficzny przy u┐yciu jedynie dw≤ch g│o╢nik≤w czy pary s│uchawek.Aureal3D (A3D)- system firmy Aureal Interactive, stosowany w laboratioriach NASA. Po raz pierwszy zastosowany w kartach muzycznych Diamond MonsterSound, obecnie zaimplementowany (w wersji 1.0) w uk│adzie Aureal Vortex (AU8820). Na bazie uk│adu Vortex zbudowano wiele kart muzycznych: Terratec XLerate, Aztech PCI-338 A3D, Turtle Beach Montego. Wkr≤tce spodziewany jest poprawiony system A3D 2.0, gdzie zwiΩkszono liczbΩ ╝r≤de│ d╝wiΩku z o╢miu do szesnastu oraz dodano symulacjΩ odbiµ d╝wiΩku od przedmiot≤w wykonanych z r≤┐nego materia│u (beton, szk│o, ziemia, porcelana itp.)DirectSound3D- czΩ╢µ pakietu DirectX Microsoftu, standaryzuj▒ca wszystkie karty muzyczne zdolne generowaµ d╝wiΩk przestrzenny.AudioRendering- niezastrze┐ona nazwa okre╢laj▒ca renderowanie przestrzennego d╝wiΩku przez karty EWS64, a tak┐e Sound Image (te ostatnie korzystaj▒ z technologii A3D).Environmental Audio eXtensions (EAX)- zbi≤r nak│adek dla DirectSound3D rozszerzaj▒cy go o mo┐liwo╢µ generowania prawdziwego d╝wiΩku przestrzennego (od piΩciu ╝r≤de│/g│o╢nik≤w wzwy┐). EAX zaproponowa│a firma Creative Labs w swojej najnowszej karcie - Sound Blaster Live!. PPKompresja d╝wiΩku D╝wiΩk, zaraz po ruchomym obrazie wideo, jest jednym z najbardziej pamiΩcio┐ernych medi≤w. Jedna minuta d╝wiΩku o jako╢ci CD (44,1 kHz, 16 bit≤w, stereo) zajmuje ok. 10 MB, zatem mimo coraz ni┐szych cen pamiΩci masowych, nawet najpojemniejsze dyski twarde nie s▒ w stanie pomie╢ciµ zbyt wielu minut muzyki. Dlatego te┐ w celu zmniejszenia pojemno╢ci plik≤w d╝wiΩkowych stosuje siΩ r≤┐norakie metody kompresji. D╝wiΩk, w postaci skompresowanej, zajmuje czΩsto ponad 10-krotnie mniej miejsca ni┐ orygina│, bez utraty jako╢ci. Obecnie mamy do czynienia z:
MPG/MP2/MP3- najpopularniejszy obecnie format to MPEG Audio, czyli d╝wiΩkowa czΩ╢µ formatu MPEG przewidzianego do przechowywania sekwencji audiowizualnych. MPEG, ju┐ nawet w pierwszej wersji - tzw. warstwa 1 (Layer 1) - pozwala na kompresjΩ d╝wiΩku w stosunku 1:6 bez s│yszalnej utraty jako╢ci. Ulepszona warstwa 2 (Layer 2, w skr≤cie MP2 - MPEG Audio Layer 2) stosuje kompresjΩ 1:8, za╢ najnowsza dzi╢ wersja 3 (MP3) - 1:11. MP3 jest obecnie najpopularniejszym formatem zapisu skompresowanej muzyki w Internecie.RealAudio- format kompresji d╝wiΩku w Internecie. Oferuje jednen z najwiΩkszych wsp≤│czynnik≤w kompresji, jednak jako╢µ d╝wiΩku jest na tyle s│aba, ┐e nadaje siΩ g│≤wnie do zapisywania mowy ludzkiej.VQF- opracowany przez YamahΩ format maj▒cy zast▒piµ MP3. Oferuje lepszy wsp≤│czynnik kompresji (1:18), a zarazem lepiej przenosi wy┐sze czΩstotliwo╢ci. PPMetody syntezy d╝wiΩku Karty muzyczne przy generowaniu muzyki korzystaj▒ z r≤┐nych metod syntezy d╝wiΩku. Najprostsze urz▒dzenia korzystaj▒ z technologii FM (modulacji czΩstotliwo╢ci). Bazuje ona na twierdzeniu Jean Baptiste Fouriera, kt≤ry udowodni│, ┐e ka┐d▒ falΩ (tu: akustyczn▒) mo┐na roz│o┐yµ na kombinacjΩ fal sinusoidalnych. Synteza FM polega na generowaniu takich fal (ale tak┐e fal prostok▒tnych i pi│okszta│tnych), a nastΩpnie mieszaniu ich ze sob▒ w celu uzyskania ┐▒danego d╝wiΩku. Efektem tego s▒ bardzo ciekawie brzmi▒ce instrumenty syntetyczne, jednak uzyskanie brzmienia np. pianina czy perkusji przy u┐yciu technologii FM jest praktycznie niemo┐liwe. O wiele lepsza jest synteza WaveTable (tablicy fal), zwana te┐ PCM (Pulse Code Modulation - modulacja pulsowo-kodowa). Tu ka┐dy instrument muzyczny zosta│ zdigitalizowany w studiu muzycznym, a nastΩpnie w postaci pr≤bek zapisany w pamiΩci karty muzycznej. Proste karty WaveTable przechowuj▒ pr≤bki instrument≤w w pamiΩci ROM, zatem bΩd▒c ich u┐ytkownikami, ograniczeni jeste╢my do narzuconych przez producent≤w karty brzmie±. Lepsze urz▒dzenia maj▒ w│asn▒ pamiΩµ RAM, do kt≤rej pr≤bki instrument≤w │adowane s▒ z dysku twardego. Na takich kartach (czΩsto zwanych r≤wnie┐ samplerami) mo┐emy tworzyµ i wykorzystwaµ dowolne w│asne instrumenty. Najbardziej zaawansowana jest metoda modelowania fizycznego. Brzmienie ka┐dego instrumentu jest tu opisane programowo jako zapis fizycznego zachowania siΩ tego instrumentu. Modelowanie fizyczne daje najwierniejsze rezultaty, jednak tworzenie instrument≤w jest na tyle trudne, ┐e wci▒┐ trzyma od siebie z daleka producent≤w kart muzycznych (aczkolwiek Creative Labs zaimplementowa│ modelowanie fizyczne, pod nazw▒ WaveGuide, na karcie Sound Blaster AWE64). PP MIDI - jak to dzia│a? W 1983 r. zosta│a opublikowana specyfikacja MIDI (Musical Instruments Digital Interface). MIDI to intefejs, kt≤ry pozwala na komunikacjΩ i wzajemne sterowanie instrument≤w muzycznych i komputer≤w. MIDI okre╢la tak┐e protok≤│ wymiany danych miΩdzy r≤┐nymi urz▒dzeniami. Firma Roland jako pierwsza stworzy│a urz▒dzenie o nazwie MPU-401, umo┐liwiaj▒ce komunikacjΩ komputer≤w z instrumentami muzycznymi. Interfejs MPU-401 sta│ siΩ de facto standardem przy generowaniu muzyki MIDI w dzisiejszych aplikacjach czy grach. MIDI t│umaczy ka┐de zdarzenie d╝wiΩkowe z jednego instrumentu (zwanego kontrolerem g│≤wnym - master controller) na cyfrowe instrukcje dla np. syntezatora, a wiΩc kiedy nale┐y zacz▒µ graµ d╝wiΩk, jak g│o╢no go graµ oraz kiedy sko±czyµ. Instrukcje protoko│u MIDI dziel▒ siΩ na instrukcje systemowe (system messages lub system exclusive - SysEx) oraz instrukcje kana│u (channel messages). Instrukcje systemowe pozwalaj▒ na uzyskanie szeregu dodatkowych efekt≤w specjalnych na syntezatorze, jak np. pog│os, wibracja czy naginanie czΩstotliwo╢ci (pitch bend). Z kolei instrukcje kana│u m≤wi▒, kiedy rozpocz▒µ odtwarzanie d╝wiΩku i kiedy go zako±czyµ. MIDI to dwukierunkowy potok danych asynchronicznych przesy│anych z prΩdko╢ci▒ 31,25 kb/s (10 bit≤w na ka┐dy bajt). Gdy gramy na klawiaturze MIDI, wysy│a ona do odbiornika (np. syntezatora czy sekwencera) informacje na temat wymaganego d╝wiΩku (tonacja, g│o╢no╢µ, nasilenie itp.). By zapewniµ dwukierunkowe po│▒czenie, MIDI stosuje dwa niezale┐ne kable (zako±czone piΩciobolcowymi wtyczkami typu DIN): MIDI In oraz MIDI Out. Wiele urz▒dze± ma tak┐e trzecie gniazdo - MIDI Thru - pozwalaj▒ce │▒czyµ ze sob▒ │a±cuchowo wiele instrument≤w. By informacja dotar│a do w│a╢ciwego instrumentu, MIDI wysy│a dane w 16 kana│ach - ka┐demu instrumentowi mo┐emy przyporz▒dkowaµ jeden kana│ (zatem MIDI pozwala na │▒czenie do 16 instrument≤w). Nale┐y pamiΩtaµ, ┐e kana│ 10 zarezerwowany jest dla perkusji, za╢ pozosta│e kana│y - dla instrument≤w melodycznych. Ogromn▒ zalet▒ MIDI jest to, ┐e przesy│a jedynie informacje o d╝wiΩku, a nie sam d╝wiΩk. Dlatego te┐ jedna minuta muzyki w formacie MIDI to ok. 20 kB danych (dla por≤wnania: minuta digitalizowanego d╝wiΩku o jako╢ci CD to 10 MB). Istotne jest to dla komputer≤w - nie musz▒ one przesy│aµ wielkich ilo╢ci danych, odci▒┐aj▒c procesor. Pliki MIDI (zwane SMF - Standard MIDI File, maj▒ jednak rozszerzenie .MID) zajmuj▒ ko│o 50 kB, wiΩc mog▒ byµ z │atwo╢ci▒ ╢ci▒gane z Internetu - nawet przy wolnych po│▒czeniach. Plusem MIDI jest tak┐e │atwo╢µ edycji muzyki zapisanej w tym formacie. Bez problem≤w mo┐emy wy│▒czyµ niechciane instrumenty, dodaµ w│asne, zwiΩkszyµ szybko╢µ odtwarzania itd. MIDI mia│o pocz▒tkowo kilka zasadniczych wad. Poniewa┐ specyfikacja nie m≤wi│a nic na temat konkretnych brzmie±, wiΩc muzyka stworzona na jednym instrumencie, przeniesiona na inny, brzmia│a zupe│nie inaczej (instrumenty by│y zupe│nie pozamieniane, zamiast pianina gra│a tr▒bka itp.). Z problemem tym poradzono sobie tworz▒c specyfikacjΩ General MIDI (GM), w kt≤rej okre╢lono dok│adnie 128 podstawowych brzmie± melodycznych (np. instrument nr 00 to fortepian, za╢ instrument nr 19 to organy ko╢cielne) plus minimalnie 60 brzmie± perkusyjnych. DziΩki temu muzyka przeniesiona z jednego instrumentu na drugi gra tak, jak tego chcia│ kompozytor.
Specyfikacja GM zosta│a rozszerzona przez firmΩ Roland (GS - General Standard) oraz Yamaha (XG - eXtended General MIDI).
S│owniczek
ADSR (Attack-Decay-Sustain-Release) - narastanie, opadanie, trwanie, zanikanie, czyli podstawowe parametry generatora obwiedniowego.
PP (c) Copyright LUPUS |
