Частное мнение о звуковых картах

В наши дни практически любой домашний компьютер комплектуется звуковой картой. Это почти стандарт. Звуковые карты позволяют прослушивать записи с компакт-дисков, файлы MPEG-3 и RealAudio, наслаждаться компьютерными играми, работать с Интернет-телефоном, Интернет-радиостанциями или серверами новостей. Если вы собираетесь использовать компьютер для звукозаписи, без звуковой карты никак не обойтись.

Сегодня на рынке можно встретить звуковые карты стоимостью от 12 до 1000 долларов и даже выше. В прайс-листах компьютерных фирм представлен широкий ассортимент звуковых карт.

Как выбрать карту? Прежде определитесь, для чего она вам нужна, как вы планируете ее использовать. Я предлагаю классификацию по области применения:

1. Игры, Интернет-новости/радиостанции/телефон, музыка среднего качества.
2. MIDI и аудио класса Hi-Fi, любительская и полупрофессиональная обработка звука.
3. Профессиональная обработка звука и звукозапись.

Возможно, в описании технических параметров звуковых карт встретятся незнакомые или по-разному понимаемые слова, поэтому давайте уговоримся о терминах.

1) Фулдуплекс, или полный дуплекс. От английского duplex (full-duplex) transmission - "дуплексная передача в режиме связи, когда передача данных идет одновременно в обоих направлениях". Очень важно, чтобы ваша звуковая карта была полнодуплексной. Это позволит использовать новейшие программные средства: Интернет-телефон, студийную обработку звука в реальном времени и т. д. Полнодуплексная передача позволяет вам одновременно записывать и воспроизводить звук, причем частота оцифровки, глубина (по аналогии с цветом) звука (разрядность, число битов) и режимы стерео/моно каналов записи и воспроизведения должны устанавливаться совершенно независимо друг от друга и допускать любые сочетания.

2) Нелинейные искажения характеризуют чистоту звучания. Этот параметр определяет разницу между любительской и профессиональной звуковоспроизводящей и звукозаписывающей аппаратурой (1% - не очень чистый звук; 0,1% - нормальное звучание; 0,01% - звучание класса Hi-Fi; 0,001% - чистое прозрачное звучание класса Hi-Fi, Hi-End).

3) Отношение сигнал/шум - измеряется в децибелах и показывает, насколько сильно шумит звуковая карта. Конечно, надо стремиться купить малошумящую звуковую карту (55 дБ - удовлетворительно только для игр; 70 дБ - можно уже и музыку слушать; 90 дБ - обычная величина для аппаратуры Hi-Fi).

4) Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - представляет собой зависимость коэффициента усиления устройства от частоты входного тестового синусоидального сигнала. В частности, диапазон воспроизводимых частот устройства корректно указывать только при той или иной неравномерности его АЧХ.

Измерение основных технических характеристик звуковых карт

Ниже приведены методики оценки таких характеристик звуковых карт, как коэффициент нелинейных искажений, вносимых звуковой картой; величина отношения сигнал/шум; амплитудно-частотная характеристика; а также возможности работы устройства в полнодуплексном режиме. Они разработаны так, чтобы любой, даже начинающий пользователь персонального компьютера со звуковой картой мог повторить все измерения, удостовериться в точности приведенных в статье данных и измерить параметры собственной звуковой карты, если она не попала в мое поле зрения. Вы можете также использовать эти методики для проверки звуковых карт в компьютерных магазинах перед покупкой, для измерения характеристик акустических систем, головных телефонов, микрофонов и усилителей низкой частоты.

Полнодуплексная передача сигналов

Специальную программу для проверки всевозможных сочетаний записывающего и воспроизводящего каналов звуковой карты можно свободно получить, обратившись по адресу: digital_sound@bigfoot.com.

Кроме того, я предлагаю вам способ, который не требует использования дополнительного программного обеспечения. Просто запустите стандартный "Фонограф" Windows 95 через Пуск/Программы/Стандартные/Мультимедиа/ Фонограф. Настройте его параметры через меню Правка/Свойства_Аудио/Качество_Записи/ Запись_с_Компакт диска. Затем запустите стандартный "Лазерный проигрыватель" Windows 95 через Пуск/Программы/Стандартные/Мультимедиа/ Лазерный_Проигрыватель. Вставьте любой музыкальный компакт-диск, запустите на воспроизведение. Запустите стандартный микшер (файл sndvol32.exe из папки "Windows"): Пуск/Программы/Стандартные/Мультимедиа/ Регулятор_Уровня.

Настройте микшер для записи с компакт-диска, с помощью программы "Фонограф" запишите несколько минут любого музыкального произведения и сохраните запись в tmp.wav файле. Теперь запустите программу "Универсальный проигрыватель" - Пуск/Программы/Стандартные/Мультимедиа/ Универсальный_проигрыватель. Загрузите в "Универсальный проигрыватель" файл tmp.wav (через меню "Файл), но не запускайте его воспроизведение. Далее, запустите программу "Фонограф" на запись с качеством "Запись с компакт-диска", причем совершенно не важно, что будет записываться. Затем немедленно запустите на воспроизведение файл tmp.wav с помощью программы "Универсальный проигрыватель". Внимательно прослушайте последнюю запись, сделанную "Фонографом", и оцените на слух, соответствует ли качество полученного звука качеству звука с компакт-диска. Если соответствует, то можно сказать, что с фулдуплексом у данной звуковой карты, видимо, все в порядке.

Нелинейные искажения

Давайте рассмотрим проблему измерения коэффициента нелинейных искажений более подробно. В литературе (например, А. П. Гогучев, "Теоретические основы радиотехники", том 3, стр. 217) можно прочитать следующее: "Оценка нелинейных искажений производится коэффициентом нелинейных искажений:

K =корень квадр.(U₂²+U₃²+U₄²+...+U_N²) / U₁

где U₁, U₂, U₃ ... U_N - амплитуды 1, 2, 3-й и т. д. гармоник напряжения звуковой частоты в составе амплитуд колебаний звуковой частоты". Проще говоря, если на вход устройства обработки звука подать синусоидальный сигнал, считая, что он состоит только из одной первой гармоники (сигнала типа синусоиды), то на выходе этого устройства, в общем случае, получим сигнал, состоящий из суммы синусоидальных сигналов с частотами f, 2f, 3f ... Nf, где f - частота исходного синусоидального сигнала. Эти синусоидальные сигналы называются гармониками сигнала. Таким образом, сигнал на выходе получается искаженным и состоит из исходного синусоидального сигнала и его гармоник. Соотношение исходного сигнала (первой гармоники) и гармоник с более высокими номерами, выраженное через приведенную выше формулу, и называется коэффициентом нелинейных искажений.

Определение коэффициента нелинейных искажений было положено мною в основу специальной программы. Цифровой синусоидальный сигнал, генерируемый программой, через канал воспроизведения звуковой карты поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) звуковой карты, далее через аналоговый усилитель мощности (АУМ) звуковой карты на звуковой микшер (ЗМ) и затем на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) канала записи звуковой карты. После преобразования в цифровую форму сигнал записывается в оперативную память компьютера (ОЗУ) или в файл на жесткий диск (ЖД), затем обрабатывается методами цифровой обработки (фильтрации) сигналов (ЦОС) для получения оценок величин U₁, U₂, U₃... U_N амплитуд 1, 2, 3-й и т. д. гармоник напряжения звуковой частоты и последующего вычисления коэффициента нелинейных искажений путем подстановки U₁, U₂, U₃... U_N в приведенную выше формулу. Путь сигнала в случае измерения нелинейных искажений внешнего устройства будет более длинный: цифровой генератор синусоидального сигнала (программа) > ЦАП > АУМ > внешнее тестируемое воспроизводящее устройство > высококачественный микрофон > АЦП > ОЗУ > ЖД > ЦОС > вычисление коэффициента нелинейных искажений. Таким образом, методика измерения нелинейных искажений выглядит следующим образом.

1) С помощью программы "Универсальный проигрыватель" воспроизводится специальный тестовый WAV-файл. С выхода усилителя мощности звуковой карты (обычно это разъем с названием "speaker") сигнал подается на тестируемое устройство (это может быть акустическая система, усилитель мощности звуковой частоты, головные телефоны).

В случае испытания собственно звуковой карты сигнал с выхода АУМ сразу подается на ее линейный вход. В случае тестирования микрофона сигнал с выхода усилителя мощности звуковой карты подается на высококачественную акустическую систему. Звук снимается тестируемым микрофоном, подключенным к микрофонному входу звуковой карты, и поступает на АЦП.

2) С помощью программы "Регулятор уровня" (файл sndvol32.exe из папки "Windows") настраивается уровень записи без перегрузки АЦП, то есть на индикаторе регулятора уровня не должны появляться полоски красного цвета.

3) С помощью программы "Фонограф" сигнал в течение нескольких минут записывается в файл test.wav.

4) Запускается программа ЦОС и программа вычисления коэффициента нелинейных искажений. Надо отметить, что в случае тестирования внешнего, по отношению к звуковой карте, устройства нелинейные искажения, вносимые самой звуковой картой и внешними устройствами (акустическая система, микрофон), складываются. Поэтому следует использовать высококачественные вспомогательные внешние устройства либо измерить величину нелинейных искажений, вносимых вспомогательными внешними устройствами, отдельно, без включения в цепочку измерений тестируемого устройства. После включения в цепочку измерений тестируемого устройства уровень нелинейных искажений возрастет. Именно это приращение величины нелинейных искажений и будет коэффициентом нелинейных искажений тестируемого устройства. (Конечно, возможны специальные случаи, когда суммарный коэффициент гармоник не равен сумме коэффициентов гармоник отдельных устройств, входящих в измерительную цепочку. В пределе, возможна даже полная компенсация нелинейных искажений одного устройства другим! Например, первое устройство вносит кубические нелинейные искажения, а второе устройство - корень кубические искажения. Видимо, следует применять вспомогательные устройства на порядок более качественные, чем тестируемые.)

Специальную программу для измерения нелинейных искажений, причем не только звуковых карт, но микрофонов, усилителей, акустических систем и головных телефонов, можно попробовать получить, обратившись по e-mail: digital_sound@bigfoot.com.

Амплитудно-частотная характеристика

Посмотрим, как определяется АЧХ в книге "Проектирование усилительных устройств" под редакцией проф. Н.В. Терпугова, стр. 4: "В первую очередь устройство обработки сигнала характеризуется коэффициентом усиления по напряжению К_U = U_вх/U_вых, где U_вх - амплитуда поступающего на вход устройства синусоидального сигнала с частотой f, U_вых - амплитуда сигнала на выходе устройства. Коэффициент усиления выражается либо в безразмерных, либо в логарифмических единицах - децибелах: K_{U, дБ} = 20 lg K_U. Частотные свойства усилителя отображаются амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ). АЧХ представляет собой зависимость коэффициента усиления устройства от частоты входного тестового синусоидального сигнала". Далее в статье будет использованы краткие описания АЧХ звуковых карт, например: АЧХ - 20 Гц - 20 кГц. В развернутом виде это означает, что график зависимости коэффициента усиления устройства от частоты входного тестового синусоидального сигнала представляет собой кривую, проходящую на уровне 0 дБ по амплитуде от 20 Гц до 20 кГц по оси частот с небольшими колебаниями (+/-)1-2 дБ по амплитуде и спадом -3 дБ по амплитуде на частотах 20 Гц и 20 кГц.

Методика измерения АЧХ основана на этом определении и заключается в следующем. С помощью "Универсального проигрывателя" воспроизводятся тестовые WAV-файлы с синусоидальными сигналами одинаковой амплитуды и разной частоты. Сигнал подается на тестируемое устройство (в случае тестирования собственно звуковой карты сигнал с выхода АУМ подается на ее записывающий вход), далее с выхода тестируемого устройства - на вход (линейный, микрофонный) звуковой карты и записывается в WAV-файл с помощью программы "Фонограф". АЧХ вычисляется специальной программой, анализирующей содержимое этих WAV-файлов. Программу расчета АЧХ (и, возможно, ее исходные тексты) можно получить, обратившись по адресу: digital_sound@bigfoot.com.

Отношение сигнал/шум

Под отношением сигнал/шум понимается отношение мощности сигнала P_с к мощности шума P_ш. Для простоты будем определять P_с/P_ш для синусоидального сигнала и равномерного по частоте шума. Максимальный уровень сигнала для 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя будет 32767. Мощность такого сигнала можно вычислить как k² х A²/2, где A - максимальная амплитуда (32767) цифрового синусоидального сигнала, k - коэффициент "усиления" аналого-цифрового преобразователя по напряжению.

Например, если при подаче синусоидального сигнала амплитудой 1 вольт амплитуда оцифрованного сигнала будет 1000, то k = 1000.

Мощность шума можно вычислить по оцифрованным отсчетам шума.

P_ш = k² * (x₁² + x₂² + x₃² + ... + x_N²) / N

где k - коэффициент "усиления" АЦП по напряжению, х₁,x₂, x₃ ...x_N - отсчеты оцифрованного шума, N - число отсчетов.

Чем больше число отсчетов, тем точнее будут результаты измерений.

Окончательно получим формулу:

Р_с/Р_ш = (32767² * N) / (2 * (x₁² + x₂² + x₃² + ... + x_N²))

Обычно P_с/P_ш указывают в децибелах и вычисляют по следующему правилу: берут десятичный логарифм P_с/P_ш и умножают полученную величину на 10. P_с/P_ш (дБ) = 10 х lg (P_с/P_ш)

Методика измерения отношения сигнал/шум выглядит следующим образом. С помощью специальной программы создается WAV-файл, в котором записан синусоидальный сигнал в виде 16-битных отсчетов с амплитудой 32767. Далее этот файл проигрывается с помощью "Универсального проигрывателя" в Windows 95. Сигнал с выхода звуковой карты подается на тестируемое устройство, с его выхода сигнал подается на линейный (или микрофонный) вход звуковой карты. Если тестируется собственно звуковая карта, сигнал с выхода усилителя мощности (или линейного выхода) звуковой карты подается на ее линейный (или микрофонный) вход.

С помощью "Регулятора уровня" Windows 95 настраивают индикатор уровня так, чтобы он был на грани перегрузки, то есть при небольшом увеличении уровня сигнала ползунком уровня появлялась красная полоска. (Разумеется, подобная настройка неточна, и поэтому погрешность измерения отношения сигнал/шум составляет около 0,5-1 дБ. Тем не менее, я уверен, что в большинстве случаев такой точности вполне достаточно: обычно величина отношения сигнал/шум составляет 70-90 дБ, и относительная ошибка не превышает 0,5-1,2%.)

Далее проигрывание WAV-файла с синусоидальным сигналом останавливается, и запускается проигрывание WAV-файла с нулевыми отсчетами (также на "Универсальном проигрывателе". С помощью программы "Фонограф" отсчеты шума записываются в WAV-файл, а затем, с помощью специальной несложной программы, производятся вычисления по описанным выше формулам.

Пользователи звуковых карт нередко подмечают: "Карточка шумит" или "Карточка не шумит". Под этим обычно понимается не отношение сигнал/шум, а абсолютный уровень шума на линейном выходе звуковой карты. Вообще говоря, это выражение связано с отношением сигнал/шум, так как уровень сигнала на линейном выходе имеет стандартную величину (на практике возможны небольшие отклонения). Я считаю, что истинное отношение сигнал/шум имеет более важная характеристика. Если устройство имеет очень хорошее отношение сигнал/шум и "сильно шумит", то это означает, что уровень напряжения сигнала на линейном выходе карточки несколько завышен. Можно уменьшить "шумность" такой карточки соответствующей регулировкой уровней сигналов в устройстве, подключенном к линейному выходу этой карточки.

На основе описанных методик оценки характеристик звуковых карт было разработано программное обеспечение для Windows 95/NT. С его помощью все измерения и вычисление параметров производятся в течение нескольких секунд. На рис. 1 и 2 читатель может видеть внешний вид интерфейса программы оценки характеристик звуковых карт и результаты измерений для звуковой карты OPTi-931, головных телефонов TДС-5 и микрофона МД-200А-3А-Н. Программное обеспечение можно получить, обратившись по адресу: digital_sound@bigfoot.com.

Звуковая карта Acer S23 (набор микросхем фирмы Crystal)

Сервер компании Acer (www.acer.com) содержит подробную информацию об этой карте; там же можно найти ее новейшие драйверы. 16-битная по входу и выходу, Acer S23 поддерживает PnP, полнодуплексный режим (возможны любые комбинации записывающего и воспроизводящего каналов), совместима с Windows 3.1/3.11/95 (существуют экспериментальные драйверы для NT). В стандартной конфигурации волновой табличный синтезатор звука (wavetable) не установлен; производитель предлагает приобрести его дополнительно за 25 долларов (1 Мбайт ROM).

В Acer S23 используются микросхемы американской фирмы Crystal, встроен совместимый с MIDI MPU-401 порт, интерфейс джойстика и OPL3-синтезатор Yamaha. Максимальная частота оцифровки - 48 кГц. АЧХ - 40 Гц - 18000 Гц. Коэффициент нелинейных искажений - 0,02. Отношение сигнал/шум - 78 дБ. Мощность стереоусилителя - 4 Вт на канал.

Несмотря на невысокую цену (20 долларов) карта имеет хорошие характеристики и может быть использована для игр, обработки звука, телеконференций и Интернет-телефонии. Встроенный стереоусилитель позволит подключить пассивные акустические системы или головные телефоны. Пока мне не удалось найти фирму, реально имеющую на складе модель Acer S23 или другие звуковые карты на основе набора микросхем Crystal.

Звуковая карта MED-3931 (набор микросхем фирмы OPTi-931)

MED-3931 выпускается фирмой ExpertColor. 16-битная по входу и выходу, она поддерживает PnP, полнодуплексный режим (частоты оцифровки входного и выходного каналов в режиме полного дуплекса должны совпадать), совместима с Windows 3.1/3.11/95/NT. В стандартной конфигурации волновой табличный синтезатор звука (wavetable) не установлен, но предусмотрен интерфейс для установки дополнительной платы с микросхемами волнового синтеза. Встроены совместимый с MIDI MPU-401 порт, интерфейс джойстика и OPL3-синтезатор Yamaha. Максимальная частота оцифровки - 48 кГц. АЧХ - 30 Гц - 16 кГц. Коэффициент нелинейных искажений - 0,02. Отношение сигнал/шум - 80 дБ. Мощность стереоусилителя - 2 Вт на канал.

Рекомендую использовать MED-3931 для игр, обработки звука, телеконференций и Интернет-телефонии. Встроенный стереоусилитель позволит подключить пассивные акустические системы или головные телефоны.

Звуковая карта ESS1868

Звуковая карта ESS1868 продается практически во всех компьютерных магазинах по цене 15 долларов. К сожалению, полнодуплексный режим она не поддерживает (не работает с тестовой программой из digital_sound@bigfoot.com).

Звуковая карта Addonics (на основе микросхемы Yamaha SA701 OPL3)

Эта звуковая карта также широко представлена в компьютерных магазинах по цене около 15-20 долларов. В техническом паспорте этой карты указано, что она поддерживает полнодуплексный режим. Однако... Во время установки выяснилось, что программа конфигурации допускает использование только 0, 1 и 3-го каналов DMA (прямого доступа к памяти), тогда как идеально полнодуплексные Acer S23 и MED-3931 допускают использование 1, 5, 6 и 7-го каналов DMA. Это вызывает большие подозрения! Известный американский знаток PC-совместимых компьютеров Ральф Браун (известен программистам по широко распространенному в Интернете описанию аппаратной части IBM PC и подробной документации системных функций, прерываний и т. д. для ms-dos, dpmi и vxd) утверждает, что в IBM PC до установки дополнительного оборудования свободны только 1, 5, 6 и 7-й каналы DMA. Это его утверждение косвенно подтверждается тем, что все конфигурационные программы звуковых карты фирмы Creative Labs (brand name!), а также Acer S23 и OPTi-931 могут использовать только 1, 5, 6 и 7-1 каналы DMA. Поэтому возможность использования 0-го канала DMA, декларируемая конфигурационной программой Addonics, мне показалась каким-то трюком, вряд ли способствующим надежной поддержке полнодуплексного режима. И эта моя мысль подтвердилась на практике. Действительно, звуковая карта Addonics, установленная на моем персональном компьютере, могла воспроизводить и записывать сигналы одновременно, но при использовании для записи программы Steinberg WaveLab 1.6 возникали сбои и зависания Windows 95. Программа WaveLab, с моей точки зрения, является своеобразным эталоном надежности и грамотного программирования звуковой подсистемы Windows 95, и, кроме того, мне ни разу не удавалось наблюдать сбои Windows 95, вызванные этой программой, при работе с другими звуковыми картами.

Рассмотренные выше звуковые карты относятся к начальному уровню. Они предназначены для озвучивания компьютерных игр, работы в Интернете с серверами голосовых новостей, Интернет-радиостанциями, Интернет-телефоном, прослушивания музыки со средним качеством и несмотря на низкие цены имеют довольно высокие характеристики.

Основной недостаток звуковых карт начального уровня - отсутствие так называемого табличного волнового синтезатора (wavetable), обеспечивающего качественное воспроизведение MIDI-файлов и данных. Обеспечиваемое ими звуковое сопровождение не соответствует высочайшему уровню звукорежиссуры многих современных компьютерных игр. Да и домашнее музицирование и прослушивание компакт-дисков на ПК вряд ли доставят вам истинное наслаждение. Ситуацию можно улучшить, приобретя более совершенную звуковую карту, соответствующую уровню Hi-Fi бытовой аудиоаппаратуры. К характерным чертам звуковых карт уровня Hi-Fi следует отнести поддержку полнодуплексного режима (одновременная запись и воспроизведение 16-20-битных стереосигналов), наличие табличного волнового синтезатора, отношение сигнал/шум более 80 дБ, амплитудно-частотную характеристику 20 Гц - 20 кГц, нелинейные искажения не более 0,01%. Прочувствовать разницу между звучанием карт начального уровня и карт Hi-Fi с табличным синтезатором можно, прослушав один и тот же MIDI-файл, воспроизведенный на MED-3931, AWE32/64, AWE 64 GOLD, Monster Sound 3D и Turtle Beach Pinnacle. Образцы звуков в формате MPEG-3 можно скачать с сервера www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899.

Рассмотрим более подробно звуковые карты класса Hi-Fi.

Звуковая карта Soundscape Elite

Подробную информацию об этой карте можно найти на сервере ее производителя - компании Ensoniq (www.ensoniq.com); там же доступны новейшие драйверы. Ориентировочная цена Soundscape Elite - 100 долларов. 16-битная по входу и выходу, она поддерживает PnP, полнодуплексный режим (частоты оцифровки входного и выходного каналов должны совпадать), совместима с Windows 3.1/3.11/95/NT. При испытании с программой обработки звука в реальном времени с www.geocities.com/SunsetStrip/Palladium/2932/ v108.zip при перемещении мыши слышен треск. Подобного явления при испытании с Acer S23 и MED-3931 не наблюдалось. Отношение сигнал/шум - 80 дБ. АЧХ - 20 Гц - 20 кГц. Нелинейные искажения - 0,005%. Синтезатор карты обеспечивает синтез 32 голосов по таблице волн. Образцы звуков инструментов находятся в ПЗУ емкостью 2 Мбайт, включают наборы инструментов General MIDI и Roland MT-32 и эмуляцию FM-синтезатора. Максимальная частота оцифровки - 48 кГц. Встроены совместимый с MIDI MPU-401 порт и интерфейс джойстика. Наиболее интересной особенностью этой звуковой карты является наличие процессоров обработки звука. С их помощью можно придавать эффекты реверберации, эха, grunge, компрессии динамического диапазона сигнала, хоруса, эквалайзера, управляемых фильтров ФНЧ (вау-вау эффект) как сигналам от MIDI-синтезатора, так и к сигналам, получаемым с линейного или микрофонного входа звуковой карты. На мой взгляд, звуковые эффекты Soundscape более разнообразны, ярки и легко управляемы по сравнению со звуковыми эффектами карты AWE32/64. Хотя, может быть, я просто не смог найти подходящего программного обеспечения для AWE32/64. Заметного преимущества в качестве звучания MIDI-файлов Soundscape перед AWE64 не имеет, хотя эффект реверберации кажется мне более объемным, ярким и "чистым".

Рекомендую использовать Soundscape Elite для игр, обработки звука, любительской и полупрофессиональной компьютерной музыкальной композиции и звукозаписи. Громкость звука, обеспечиваемая усилителем карты, невелика, поэтому желательно использовать активные акустические системы.

Звуковая карта Monster Sound 3D

Monster Sound 3D разработана фирмой Diamond Multimedia Systems c использованием алгоритмов синтеза трехмерного звукового поля, применяемых в лабораториях NASA для систем виртуальной реальности. На карте установлен 16-битный звуковой стереокодек фирмы Analog Device AD1843, мощнейший процессор обработки сигналов DSP AD2181 (по вычислительной мощности на задачах обработки звуковых сигналов примерно равен Pentium II 266), 32-голосный волновой табличный синтезатор с эффектами реверберации и хоруса. Реальное отношение сигнал/шум превышает 80 дБ. Наиболее интересной особенностью этой звуковой карты является очень качественная система моделирования трехмерного звука движущихся источников и модель виртуальной головы слушателя, работающая в реальном времени на DSP AD2181 с поддержкой DirectSound 3D. Пожалуй, это единственная звуковая карта, действительно генерирующая если не трехмерный звук, то уж двухмерный точно! Программа позволяет расставлять источники звука в пространстве на определенных расстояниях от виртуальной головы слушателя, задавать их размеры, направления и скорость их движения. В реальном времени моделируется эффект Доплера (смещение частоты звука движущегося источника) и изменение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) слухового аппарата человека при изменении направления на источники звука. Более подробно с принципами формирования трехмерного звукового пространства можно ознакомиться в "Компьютерре" #7 (235). В комплект поставки звуковой карты Monster Sound 3D также входит компакт-диск с играми, поддерживающими трехмерный звук: SimCopter, OutLaws, Tigershark, и программой WorldView для трехмерного браузера 3D VRML. Цена устройства - около 180 долларов.

Turtle Beach Pinnacle

Наиболее совершенной звуковой картой класса Hi-Fi является Turtle Beach Pinnacle производства фирмы Turtle Beach (подразделение компании Voyetra Technologies). На ней установлен табличный синтезатор известной фирмы Kurzweil, поддерживающий 48 независимых MIDI-каналов, 32 голоса, 128 инструментов General MIDI (все заложено в ПЗУ емкостью 2 Мбайт) одновременно с наложением эффектов реверберации и хоруса на каждый голос. Карта имеет 20-разрядные АЦП и ЦАП с 128-кратным оверсэмплингом и аппаратной поддержкой фулдуплекса, а также мощный 24-разрядный DSP 56002 производства компании Motorola. Возможна установка дополнительной оперативной памяти для сэмплированных инструментов объемом до 48 Мбайт. Кроме того, может быть установлен цифровой интерфейс S/PDIF. Звуковая карта Pinnacle имеет амплитудно-частотную характеристику 10 Гц - 22 кГц, частоту дискретизации от 5 кГц до 48 кГц, нелинейные искажения меньше 0,005% и отношение сигнал/шум лучше 91 дБ.

В комплект поставки входит следующее программное обеспечение.

Digital Orchestrator SE - программа записи и редактирования MIDI-файлов, позволяющая также проводить многоканальную запись и редактирование обычных звуковых WAV-файлов.

Patch Librarian - программа загрузки новых сэмплированных инструментов в табличный синтезатор Kurzweil MASS Synth Engine. Если на карте установлена дополнительная оперативная память, вы сможете загрузить новые сэмплы ударных и других инструментов.

AudioView - программа записи и редактирования WAV-файлов. К сожалению, в стандартной поставке не оказалось драйверов для Windows 95, поддерживающих прямую запись на жесткий диск 20-битного оцифрованного сигнала с 20-битного АЦП и воспроизведение 20-битного сигнала напрямую с жесткого диска компьютера. Надо заметить, что все современные программы обработки звука для персональных компьютеров (например, WaveLab 1.6 и условно бесплатная CoolEdit Pro) поддерживают форматы данных с разрядностью до 32 бит. Отсутствие драйверов поддержки 20-битного сигнала для звуковой карты Turtle Beach Pinnacle лишит вас возможности применения профессиональных алгоритмов обработки звука и подготовки записи для компакт-дисков (например, "Дизеринг" и "Нойз Шейпинг" - см. www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899). Поэтому рекомендую при покупке убедиться в наличии 20-битных драйверов или попросить у продавца переписать их из Интернета с сервера www.tbeach.com.

Раздражает отсутствие на карте усилителя для стереотелефонов. Крайне неудобно пользоваться дополнительным усилителем или второй звуковой картой с усилителем. Необъяснимо отсутствие многополосной регулировки тембра (эквалайзера), что совершенно элементарно реализуется (программируется) на процессоре обработки сигналов DSP 56002, установленном в карте. Используемый в Turtle Beach Pinnacle табличный синтезатор Kurzweil MASS Synth Engine, по мнению многих музыкантов, несколько уступает аналогу, установленному в популярном электронном музыкальном инструменте Kurzweil-2000.

И в заключение все-таки несколько хороших слов о Pinnacle: эта звуковая карта имеет чистый качественный звук табличного волнового синтезатора и поразительно низкий уровень шумов, опровергая устоявшееся мнение, что встроенные в ПК карты должны обязательно сильно шуметь. Цена устройства - около 500 долларов.

Digital Wings

Довольно интересна звуковая карта Digital Wings фирмы Metalithic Systems. На ней установлен высококачественный 20-разрядный аналого-цифровой преобразователь CS4216. Отношение сигнал/шум более - 90 дБ, АЧХ - 20 Гц - 20 кГц, нелинейные искажения меньше 0,01%. В стандартную поставку не входят 20-битные драйверы, поэтому за обновленными версиями программного обеспечения следует обращаться на сервер www.metalithic.com. Отличительной особенностью Digital Wings является возможность одновременной записи или воспроизведения до 128 цифровых каналов. Возможно, столько и не понадобится, но для оцифровки и перезаписи на жесткий диск музыкального материала с многодорожечного магнитофона необходимо минимум 8-16 каналов. С другой стороны, я так и не понял, как записывать более четырех каналов одновременно, так как обнаружил на карте только два линейных стереовхода. А вот с воспроизведением нескольких каналов одновременно проблем не было, и число каналов ограничивалось только скоростью обмена данными звуковой карты с жестким диском (винчестер с интерфейсом IDE позволил мне воспроизводить 16 каналов одновременно). В состав стандартной поставки входит также программное обеспечение для многоканальной записи, воспроизведения и обработки звука, позволяющее компрессировать и экспандировать сигнал, смешивать канальные сигналы с разной амплитудой, добавлять к звуку эффекты задержки, эхо, трехмерное эхо, флэнжер, ревербератор, графический эквалайзер, шумоподавитель, сдвиг высоты звука, подавитель щелчков и треска, проводить спектральный анализ сигналов. В общем, можно сказать, что, покупая звуковую карту Digital Wings, вы получаете законченную систему цифровой многоканальной записи на жесткий диск персонального компьютера. Цена устройства - около 700 долларов.

Yamaha DB50XG Sound Daughter board

Высококачественный для табличных MIDI-синтезаторов стереозвук можно получить от Yamaha DB50XG Sound Daughter board. Это не звуковая карта, а небольшая карточка, "навешиваемая" на обычную звуковую карту Sound Blaster фирмы Creative Labs или любую другую, имеющую так называемый порт расширения WaveBlaster. Она позволяет модернизировать примитивный FM-синтезатор до высококачественного табличного волнового синтезатора. DB50XG, содержит 676 сэмплов MIDI-инструментов и 21 сэмпл ударных инструментов. Обеспечивается 32-голосная полифония. Полностью поддерживается стандарт General MIDI, имеется возможность добавить 11 эффектов хоруса и реверберации. Основной особенностью этой карты является поддержка стандарта XG - расширенного General MIDI. Именно для MIDI-файлов стандарта XG достигаются весьма впечатляющие результаты (демонстрационные файлы к этой карте можно найти в Интернете по адресу www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899).

К сожалению, звучание обычных MIDI-файлов на DB50XG не представляет собой ничего особенного. В прилагаемом к ней компакт-диске мне не удалось обнаружить программного обеспечения для создания MIDI-файлов в стандарте XG, но могу порекомендовать программу CakeWalk 6.0. Кстати, не все производители компьютерных игр в полной мере используют широчайшие возможности DB50XG создания прекрасных звуковых эффектов в стандарте XG MIDI. Цена этой карты доступная - всего 180 долларов.

AWE 64 Gold

Звуковая карта AWE 64 Gold производства компании фирмы Creative Labs хотя и не поддерживает полнодуплексный режим, но представляет большой интерес для любителей компьютерного звука уровня Hi-Fi. Она поддерживает 64-голосную полифонию и технологию Sondius WaveGuide физического моделирования музыкальных инструментов. Кроме того, она имеет процессор эффектов (ревербератор и хорус, эффекты редактируются), 512 Кбайт оперативной памяти (расширяемой до 28 Мбайт специальными модулями), возможность загрузки звуков в формате SoundFont, а также средства создания объемного звучания. Звуки редактируются при помощи прилагаемой программы Vienna SF. Относительно дешевая (250 долларов), AWE 64 Gold имеет довольно качественный MIDI-звук (почти не уступающий звуку более дорогой Pinnacle), и малошумящий АЦП. Вы можете в этом убедиться, сравнив звучание одного и того же MIDI-файла, проигранного на AWE 64 Gold и на Turtle Beach Pinnacle, и прослушав примеры оцифровки гитары Ibanez Artist с помощью этих двух звуковых карт на www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899.

Идеальной звуковой карты на сегодня обнаружить не удалось. Ни одна из протестированных карт не показала отношение сигнал/шум более 65 дБ при подключенной к входу гитаре Ibanez Artist (что необходимо для музыкальной записи даже среднего качества). Интересно, что при замкнутом на "землю" входе все карты подтвердили заявленные в технических паспортах отношения сигнал/шум, но что толку? Конечно, пользователю более важен низкий уровень шума при подключении реального устройства к входу АЦП. А вообще, хотелось бы иметь звуковую карту с 20-битным АЦП; 3D-звуком не хуже, чем в Monster Sound; 8-16-канальным фулдуплексом; поддержкой стандарта XG MIDI, как в DB50XG; отношением сигнал/шум не менее 80 дБ при подключении к входу АЦП микрофона и электрогитары. Может быть, вы уже видели такую звуковую карту?