ЗВУКОВЫЕ ПЛАТЫ 

Среди наших читателей наверняка есть те, кто имеет дома компьютер. Очень многие баловались “музыкалками”, или музыкальными программами, не имея ни малейшего понятия ни о музыке, ни о соответствующей компьютерной технике: жажда познать перевешивала. Действительно, возможны серьезные достижения и без нужного образования. Естественно, хотя бы музыкальная школа — особенно фортепиано — очень помогает. Но при большом желании играть на клавишах сможет и барабанщик, и бухгалтер, и студент. Нот — всего 12, аккордов — всего 7 (кто как считает), так что счастливого пути в мир синтезаторов. Мы поможем вам сделать этот мир доступным. Единственное, что потребуется для домашнего музицирования, это клавиатура, напоминающая рояльную (ценой $50-150), и звуковая плата.

Эта информация для тех, кто пока не может потратиться на профессиональное оборудование. Несмотря на это, даже с помощью стандартных звуковых плат (sound card) для персонального компьютера (PC) и простой миди-клавиатуры можно приобщиться к миру электронной музыки.

Звуковые карты дпя PC можно разделить на 3 категории: дешевые, типа Sound Blaster; полупрофессиональные типа семейства Turtle Beach; профессиональные типа Audiomedia, Card D Plus и др. Границы между этими группами размыты, но легко ориентироваться, глядя на цены. Они постоянно падают (а многие материнские платы сейчас выпускаются со встроенными звуковыми микросхемами). Звуковая плата такого уровня стоит $10-30. Обычно она включает устройство ввода-вывода звука (линейный и микрофонный вход, выходы — линейные, на наушники и колонки), ра7зъем joystick/MIDI и внутренний FM-синтезатор, обычно двухоператорный. Имея любую миди-клавиатуру, вы можете играть на встроенном синтезаторе и воспроизводить MIDI-файлы из соответствующей программы — MIDI-секвенсера. Правда, карты такого уровня не всегда позволяют дуплексную передачу сигнала (одновременное прохождение на вход и на выход) по MIDI, да и не все параметры миди-сигнала могут передаваться. Качество звука синтезатора невысокое, как и звуковой тракт (обычно с большим шумом). С другой стороны, если вам нужно наиграть демонстрационку, а кассетника под рукой не оказалось, то смело подключайте микрофон и записывайте — хуже не будет. Как правило, карты этого уровня не поддерживают дуплексный режим по звуку (Full Duplex). То есть, нельзя одновременно воспроизвести и записать звук в программе для многодорожечной записи.
Платы второй группы стоят в диапазоне $100-500. Они выпускаются в самых разных модификациях, с синтезаторами и без них. Как правило, используется волновой синтез (Wave Table) или оба сразу (WT и FM). Качество синтезатора обычно сравнимо с инструментами типа PSR среднего уровня. Некоторые карты имеют возможность дуплексной записи звука (зависит от используемой программы). Я слышал целые альбомы, записанные при помощи таких карт, хотя самому мне это не по душе.
На третьей группе мы останавливаться в этой статье не будем: это уже другая тема: платы с внешними интерфейсами, профессиональными разъемами “канон” и оптическими (инфракрасными) выходами стоят $500-5000. На них записывают музыку, выходящую на компакт-дисках.

Какие методы синтеза используются в звуковых картах?
FM (frequency modulation) — частотная модуляция, синтез при помощи нескольких генераторов сигнала (обычно синусоидального) со взаимной модуляцией. Метод тот же самый, что и в синтезаторах YAMAHA серии DX, но качество обычно хуже. Каждый генератор имеет управление по частоте и амплитуде и образует оператор — базовую единицу синтеза. Разнообразие тембров определяется количеством операторов. Чаще всего в звуковых картах применяется 2-операторный (OPL2) синтез и иногда 4-операторный (OPL3).
WT (wave table) — волновая таблица, воспроизведение заранее записанных в цифровом виде звуков — сэмплов (samples). Инструменты с малой длительностью обычно записываются полностью, а для остальных может записываться лишь начало-конец звука и небольшая средняя часть, которая может проигрываться в цикле. Для изменения высоты тона сэмплы могут проигрываться с разной скоростью, а чтобы сохранить естественность звучания в разных диапазонах, применяются разные сэмплы для каждого диапазона. Волновой синтез позволяет получить более правдоподобное звучание акустических инструментов. Некоторые карты позволяют загружать дополнительные инструменты в активную память (RAM).

Что такое GM, GS и XG?
Это дополнительные стандарты в рамках MIDI-протокола, позволяющие закрепить определенный номер программы за определенным инструментом. Таким образом, при проигрывании MIDI-файла на другом компьютере будут сохранены оригинальные тембры. На деле, конечно, соответствие относительное, потому что одни и те же тембры на разных синтезаторах звучат по-разному.
GM (general MIDI)
GM-синтезатор обязан иметь 128 мелодических инструментов (которыми можно играть ноты разной высоты) в каналах 1-9 и 11-16 и 46 ударных инструментов в канале 10 (своя нота для каждого инструмента). За всеми инструментами закреплены номера программ (например, Melodic О — Acoustic Grand Piano, Melodic 66 — Alto Sax).
GS (general synth) — стандарт на набор тембров фирмы Roland. Наряду с GM включает в себя дополнительные наборы мелодических и ударных инструментов, разные звуковые эффекты (эхо, искажения), а также дополнительные возможности управления через MIDI-контроллеры.
XG (extended general) — новый стандарт, включающий несколько сотен мелодических и ударных инструментов. Обладает значительно большими возможностями управления синтезом.

Что такое MPU-401 и МТ-32?
Это приборы фирмы Roland, ставшие стандартом для многих звуковых карт.
MPU-401 (midi processing unit) — MIDI-интерфейс для IBM PC, устройство ввода-вывода миди-информации.
МТ-32 — тон-генератор, внешний модуль-синтезатор плюс плата MIDI-интерфейса типа MPU-401. Содержит 8-канальный WT-синтезатор, в каждом канале может звучать одновременно до 16 нот (всего может звучать до 32 нот). Совместим с GM. Имеет 128 мелодических инструментов, 30 ударных и 33 звуковых эффекта. Содержит встроенный ревербератор (эхо).

Что такое Polyphony и Multi-timbral?
Polyphony (полифония, или многоголосие) — максимальное количество простых звуков, которое синтезатор может воспрозводить одновременно. Хорошей считается полифония 32 и более. Полифония не обязательно означает количество одновременно звучащих нот. Каждый инструмент может быть составлен из нескольких простых звуков. Это приводит к уменьшению общего числа одновременно звучащих голосов. Multitimbral (многотембровый) — максимальное количество инструментов, которые могут использоваться одновременно, без переключения. Обычно это число равно 16, количеству MIDI-каналов. Напрямую с полифонией не связано, но помните, что максимальное число голосов — общее для всех инструментов. Чем больше вы задействуете инструментов, тем больше вероятность превышения лимита полифонии.

Какие параметры платы определяют качество звука?
Частота дискретизации (22,05 44,1 48 96 kHz) и разрядность (8-40 bit). 8-разрядные карты дают качество, близкое к телефонному, 16-разрядные теоретически могут обеспечить профессиональное качество. Не путайте разрядность оцифровки звука с разрядностью системной шины компьютера, в которую включается плата (16 для ISA, 32 для PCI). Если вам говорят, что карта 32-разрядная, это скорее всего значит, что она используется на шине PCI, а это никак не связано с качеством звука (хотя в компьютере такая шина более быстродействующая). Профессиональные записи делаются при частоте дискретизации 44,1 и 48 кГц. Частота 22.05 кГц используется для мультимедиа и демонстрационных записей (в том числе и для формата Real Audio, используемого в Интернете). Формат компакт-диска — 16 бит, 44 кГц, 2 канала. Формат мини-диска — 8 бит. Некоторые профессиональные платы могут работать с плавающей частотой: это необходимо для внешней синхронизации, например, с магнитофоном.
Что такое DSP, ASP и CSP?
DSP (digital signal processor) — специализированный быстродействующий процессор для обработки звука в реальном времени. Обычно встроенный в звуковую карту. Используется, в частности, для получения звуковых эффектов типа хорус и ревербератор. ASP и CSP — названия этого процессора в некоторых платах.
Что такое Full Duplex?
Способность платы и ее драйверов одновременно воспроизводить и записывать звук. Драйвер карты — небольшая программа, которая обеспечивает правильную работу карты в системе компьютера. Драйвер обычно поставляется вместе с платой (на дискете). Хороший драйвер может значительно улучшить работу звуковой платы. Покупая плату, обязательно поинтересуйтесь, нет ли у продавца самой свежей версии драйвера. К сожалению, в последнее время существует такая тенденция у фирм-производителей: выпускать новое оборудование с “сырыми», непроверенными драйверами, а затем уже изготавливать более надежные версии. Если у вас есть доступ в Интернет, почаще заходите на страницу фирмы-производителя. Это самый быстрый способ получить новую версию драйвера. Там же обычно можно найти соответствующий FAQ (frequently asked questions) — ответы на часто задаваемые вопросы. Эта статья, как вы понимаете, отвечает на них. Проверяйте драйвер в работе именно с той программой, с которой намерены использовать плату. Бывает, с какой-то конкретной программой более ранние версии драйвера работают устойчивее. Что значит устойчивая работа звуковой платы? Отсутствие щелчков, выпадений, особено при воспроизведении больших файлов (длинных песен), шумов, искажений. Для полнодуплексных карт — работа с различными аудиосеквенсерами в дуплексном режиме.
Что такое S/PDIF н AES/EBU?
S/PDIF (Sony/Philips digital interface format) — цифровой интерфейс для бытовой аппаратуры. AES/EBU (Audio Engineers Society/European Broadcast Union) — цифровой интерфейс для студийной аппаратуры. Оба интерфейса — последовательные. S/PDIF представляет собой упрощенный вариант AES/EBU. S/PDIF обычно выводится через гнезда типа RCA или “тюльпаны”, AES/EBU — через XLR или “кэннон”. Несмотря на бытовое предназначение, S/PDIF (эспидиф) получил большое распространение в звукозаписи, многие звуковые карты имеют вход-выход в этом формате, либо он устанавливается за дополнительную плату. Цифровой интерфейс дает возможность передавать аудиосигнал между компьютером и другими цифровыми устройствами без потерь, связанных с переводом аналогового сигнала в цифровой и обратно. Например, вы сможете перегнать записи с DAT-магнитофона на харддиск и обратно (это необходимо при мастеринге или использовании ранее записанных фрагментов в аранжировке). Максимальная разрядность в формате S/PDIF — 16, в формате AES/EBU — 24.

Надеюсь, вам стало интересно, и вы решили приспособить компьютер для музыки. Конечно, всегда лучше начинать, имея хороший инструмент: он поможет раскрыть ваш потенциал. Но, возможно, кто-то из наших читателей хочет использовать компьютер просто в качестве музыкальной “записной книжки” или средства отдыха, уединившись в своей комнате...

Перепечатывается из журнала “Musicbox”

Лев Землинский