??? 作為多媒體電腦的象征,聲卡的歷史遠(yuǎn)不如其他PC硬件來(lái)的長(zhǎng)久。不過(guò)筆者覺(jué)得在這個(gè)專題的一開(kāi)始,回顧一下聲卡的技術(shù)發(fā)展歷程是非常有意義的。這有利于我們更全面的認(rèn)識(shí)聲卡的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
1.從PC喇叭到ADLIB音樂(lè)卡
??? 在還沒(méi)有發(fā)明聲卡的時(shí)候,PC游戲是沒(méi)有任何聲音效果的。即使有,那也是從PC小喇叭里發(fā)出的那種“滴里搭拉”的刺耳聲。雖然效果差勁,但在那個(gè)時(shí)代這已經(jīng)令人非常滿意了。直到ADLIB聲卡的誕生才使人們享受到了真正悅耳的電腦音效。
??? ADLIB聲卡是由英國(guó)的ADLIB AUDIO公司研發(fā)的,最早的產(chǎn)品于1984年推出,它的誕生開(kāi)了電腦音頻技術(shù)的先河,所以ADLIB公司是名副其實(shí)的“聲卡之父”。由于是早期產(chǎn)品,它在技術(shù)和性能上存在著許多不足之處。雖然我們稱之為“聲卡”,但其功能卻僅局限于提供音樂(lè),而沒(méi)有音效,這實(shí)在是個(gè)非常遺憾的缺陷。由于ADLIB聲卡實(shí)在是一個(gè)離我們比較“遙遠(yuǎn)”的事物,筆者無(wú)法找到更多的技術(shù)參數(shù)和產(chǎn)品資料,但我們必須認(rèn)識(shí)到“ADLIB”這個(gè)字眼在多媒體領(lǐng)域的重要性。在相當(dāng)一段時(shí)間里,ADLIB的聲卡曾是多媒體領(lǐng)域的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),直到CREATIVE崛起后,ADLIB才逐漸推出歷史舞臺(tái)。如今我們已經(jīng)很難在市場(chǎng)上看到它們的產(chǎn)品了,不過(guò)Windows的驅(qū)動(dòng)程序信息庫(kù)中卻依然保留著ADLIB的位置,由此我們可以看到其輝煌的過(guò)去。
2.Sound Blaster系列——CREATIVE時(shí)代的開(kāi)始
??? 如今談到大名鼎鼎的CREATIVE公司,可謂無(wú)人不知、無(wú)人不曉。港臺(tái)人將其譯為“創(chuàng)巨,創(chuàng)通”,而我們國(guó)內(nèi)叫它“創(chuàng)新”。一直以來(lái),在許多發(fā)燒友的心目中,CREATIVE幾乎成為了聲卡的代名詞。但是前面我們已經(jīng)提到過(guò),聲卡之父是ADLIB公司,而并非CREATIVE,那么創(chuàng)新公司又是如何在多媒體領(lǐng)域樹(shù)立起自己老大地位的呢?這要從Sound Blaster聲卡說(shuō)起。
??? Sound Blaster聲卡(聲霸卡)是CREATIVE在80年代后期推出的第一代聲卡產(chǎn)品,但是在功能上已經(jīng)比早期的ADLIB卡強(qiáng)出不少,其最明顯的特點(diǎn)在于兼顧了音樂(lè)與音效的雙重處理能力,這是CREATIVE引以為豪的,所以在聲卡發(fā)展的歷程中,Sound Blaster具有劃時(shí)代的意義。雖然它僅擁有8位、單聲道的采樣率(關(guān)于采樣率等技術(shù)概念我們?cè)诤笪臅?huì)專門(mén)介紹),在聲音的回放效果上精度較低,但它卻使人們第一次在PC上得到了音樂(lè)與音效的雙重聽(tīng)覺(jué)享受,在當(dāng)年紅極一時(shí)。此后CREATIVE又推出了后續(xù)產(chǎn)品——Sound Blaster PRO,它增加了立體聲功能,進(jìn)一步加強(qiáng)了PC的音頻處理能力。因此SB PRO聲卡在當(dāng)時(shí)被編入了MPC1規(guī)格(第一代多媒體標(biāo)準(zhǔn)),成為發(fā)燒友們追逐的對(duì)象。
??? 在取得了音樂(lè)與音效的完美組合之后,CREATIVE并沒(méi)有滿足現(xiàn)狀,它們?cè)诩夹g(shù)上尋求新的突破。前面提到過(guò),Sound Blaster與Sound Blaster PRO都只有8位的信號(hào)采樣率,我們可以將其直接理解為音質(zhì)的粗糙,雖然SB PRO擁有立體聲處理能力,但依然不能彌補(bǔ)采樣損失所帶來(lái)的缺憾。Sound Blaster 16的推出徹底改變了這一狀況,它是第一款擁有16位采樣精度的聲卡,人們終于可以通過(guò)它實(shí)現(xiàn)CD音質(zhì)的信號(hào)錄制和回放,使聲卡的音頻品質(zhì)達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度。在此后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)Sound Blaster 16成為了多媒體音頻部分的新一代標(biāo)準(zhǔn)。
??? 從Sound Blaster到SB PRO,再到SB 16,CREATIVE逐漸確立了自己聲卡霸主的地位。期間技術(shù)的發(fā)展和成本的降低,也使得聲卡得以從一個(gè)高不可攀的奢侈品高度(早期的聲卡非常昂貴),漸漸成為了普通多媒體電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置。
3.SB AWE系列聲卡——MIDI沖擊波
??? Sound Blaster系列聲卡發(fā)展到SB 16這一款,已經(jīng)是非常成熟的產(chǎn)品體系了。但是SB 16與SB、SB PRO一樣,在MIDI(電子合成器)方面采用都是FM合成技術(shù),對(duì)于樂(lè)曲的合成效果比較單調(diào)乏味。到了90年代中期,一種名為“波表合成”的技術(shù)開(kāi)始趨于流行,在試聽(tīng)效果上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了FM合成。CREATIVE便在95年適時(shí)的推出了具有波表合成功能的Sound Blaster Awe 32聲卡。SB Awe 32具有一個(gè)32復(fù)音的波表引擎,并集成了1MB容量的音色庫(kù),使其MIDI合成效果大大超越了以前所有的產(chǎn)品。
??? 不過(guò)人們?cè)诮佑|了一些專業(yè)的MIDI波表合成器后卻發(fā)現(xiàn),Awe32的效果雖然與FM相比高出不少,但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能體現(xiàn)出MIDI的真正神韻,其中音色庫(kù)過(guò)小是主要原因。基于此,CREATIVE又在97年推出Sound Blaster Awe 64系列,其中的“重棒炸彈”——SB Awe 64 GOLD更是擁有了4MB的波表容量和64復(fù)音的支持,MIDI效果達(dá)到了一個(gè)空前的高度。當(dāng)然這款經(jīng)典聲卡的售價(jià)也是不斐的。
??? Awe32和Awe64作為與SB 16系列共存的產(chǎn)品系列,在MIDI合成能力上下了不小的功夫,但是由于這種性能提升需要以增加產(chǎn)品成本為代價(jià),真正的市場(chǎng)反應(yīng)并不好。
4.PCI聲卡——新時(shí)代的開(kāi)始
??? 從Sound Blaster一直到SB Awe 64 GOLD,聲卡始終是采用ISA接口形式的。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,ISA接口過(guò)小的數(shù)據(jù)傳輸能力成為了聲卡發(fā)展的瓶頸。把接口形式從ISA轉(zhuǎn)移到PCI成為了聲卡發(fā)展的大勢(shì)所趨。PCI聲卡從理論上具有加大傳輸通道(ISA為8MB/s,PCI可達(dá)133MB/s),提升數(shù)據(jù)寬帶的功能。從而在聲卡上實(shí)現(xiàn)三維音效和DLS技術(shù),使得聲卡的性能得到多方面提升,但總體成本卻能大幅度下降,可謂兩全其美。眼下CREATIVE的主力產(chǎn)品——Sound Blaster Live!系列就是最為典型的高檔PCI聲卡產(chǎn)品,代表了當(dāng)今較高的技術(shù)水平。
??? 上面筆者為大家介紹的4個(gè)產(chǎn)品階段,可以說(shuō)代表了聲卡發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v史——ADLIB開(kāi)創(chuàng)了聲卡技術(shù)的先河;Sound Blaster首次綜合了音樂(lè)和音效;SB PRO和SB 16則完善了這一系列的技術(shù)規(guī)格;而SB Awe 32和Awe 64開(kāi)創(chuàng)了新的波表合成技術(shù);PCI聲卡的出現(xiàn)標(biāo)志著新技術(shù)和新挑戰(zhàn)的不斷涌現(xiàn)。
??? 或許細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn),聲卡的發(fā)展史就好像是一部CREATIVE的產(chǎn)品升級(jí)史。這是由于CREATIVE在技術(shù)上始終處于領(lǐng)先地位,因此在各種多媒體標(biāo)準(zhǔn)中“Sound Blaster”始終占有主導(dǎo)地位。但是,如同其他硬件產(chǎn)品的發(fā)展一樣,有了一個(gè)“主流品牌”,就必然會(huì)造就許多“兼容品牌”。許多廠商看到多媒體領(lǐng)域有利可圖,便紛紛加入了兼容聲卡芯片的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中,這就產(chǎn)生了廠商之間的相互的競(jìng)爭(zhēng),對(duì)于推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展非常有利。在這些兼容芯片開(kāi)發(fā)廠商中比較著名的當(dāng)數(shù)ESS和YAMAHA。
??? ESS公司是一家專門(mén)從事影音通訊半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的企業(yè),其設(shè)計(jì)的兼容聲卡芯片在用戶中一直有著比較好的口碑。譬如:ESS-688、ESS-1869等都是很受歡迎的Sound Blaster 16等級(jí)的兼容芯片。而YAMAHA公司的大名大家可能更加耳熟能詳了,它的地位在電子樂(lè)器界是舉足輕重的。所以從ADLIB聲卡時(shí)期起,YAMAHA就把聲卡的MIDI合成器部分的份額牢牢控制在自己手中。ADLIB卡普遍采用YAMAHA的OPL-2 FM合成器,而Sound Blaster系列(包括PRO型和16型)則都采用了OPL-3 FM合成器。同時(shí)YAMAHA也自主開(kāi)發(fā)聲卡主芯片,YMF-719就是SB16時(shí)代的典范之作。當(dāng)然還有諸如ALS、Crystal、OPTI等,也有一定的市場(chǎng)占有率。
??? 近年來(lái)又涌現(xiàn)出了不少新興的聲卡芯片開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)廠商,客觀上起到了進(jìn)一步加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)作用。而且隨著技術(shù)的迅速發(fā)展,廠家們已經(jīng)不再局限于在性能上兼容CREATIVE的產(chǎn)品,而是力求取得屬于自己的特色和發(fā)展空間??梢灶A(yù)見(jiàn):今后聲卡將向功能的多樣化,聲音信號(hào)的數(shù)字化方向發(fā)展,相信明天的聲卡將會(huì)給我們帶來(lái)更多的驚喜。CREATIVE一家獨(dú)霸天下的歷史將一去不復(fù)返。
第二部分 基本術(shù)語(yǔ)解析篇
??? 相信有些讀者在看到第一部分中諸如“采樣率,F(xiàn)M合成,波表合成”等專業(yè)詞匯有些頭疼吧。在以下的第二部分中,我就著重為大家解釋這些專業(yè)詞匯,力爭(zhēng)做到深入淺出。
一、關(guān)于聲音采樣
??? 聲卡的主要的作用之一是對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放,在這個(gè)過(guò)程中采樣的位數(shù)和采樣的頻率決定了聲音采集的質(zhì)量。
1.采樣的位數(shù)
??? 采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度。這個(gè)數(shù)值越大,解析度就越高,錄制和回放的聲音就越真實(shí)。
??? 我們首先要知道:電腦中的聲音文件是用數(shù)字0和1來(lái)表示的。所以在電腦上錄音的本質(zhì)就是把模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。反之,在播放時(shí)則是把數(shù)字信號(hào)還原成模擬聲音信號(hào)輸出。聲卡的位是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。聲卡的位客觀地反映了數(shù)字聲音信號(hào)對(duì)輸入聲音信號(hào)描述的準(zhǔn)確程度。8位代表2的8次方——256,16位則代表2的16次方——64K。比較一下,一段相同的音樂(lè)信息,16位聲卡能把它分為64K個(gè)精度單位進(jìn)行處理,而8位聲卡只能處理256個(gè)精度單位,造成了較大的信號(hào)損失,最終的采樣效果自然是無(wú)法相提并論的。
??? 如今市面上所有的主流產(chǎn)品都是16位的聲卡,而并非有些無(wú)知商家所鼓吹的64位乃至128位,他們將聲卡的復(fù)音概念與采樣位數(shù)概念混淆在了一起。如今功能最為強(qiáng)大的聲卡系列——Sound Blaster Live!采用的EMU10K1芯片雖然號(hào)稱可以達(dá)到32位,但是它只是建立在Direct Sound加速基礎(chǔ)上的一種多音頻流技術(shù),其本質(zhì)還是一塊16位的聲卡。應(yīng)該說(shuō)16位的采樣精度對(duì)于電腦多媒體音頻而言已經(jīng)綽綽有余了。
2.采樣的頻率
??? 采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù),采樣頻率越高聲音的還原就越真實(shí)越自然。在當(dāng)今的主流聲卡上,采樣頻率一般共分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個(gè)等級(jí),22.05只能達(dá)到FM廣播的聲音品質(zhì),44.1KHz則是理論上的CD音質(zhì)界限,48KHz則更加精確一些。對(duì)于高于48KHz的采樣頻率人耳已無(wú)法辨別出來(lái)了,所以在電腦上沒(méi)有多少使用價(jià)值。
二、關(guān)于聲道數(shù)的概念
??? 聲卡所支持的聲道數(shù)也是技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志,從單聲道到最新的環(huán)繞立體聲,我們來(lái)仔細(xì)來(lái)探究一番。
1.單聲道
??? 單聲道是比較原始的聲音復(fù)制形式,早期的聲卡采用的比較普遍。當(dāng)通過(guò)兩個(gè)揚(yáng)聲器回放單聲道信息的時(shí)候,我們可以明顯感覺(jué)到聲音是從兩個(gè)音箱中間傳遞到我們耳朵里的。這種缺乏位置感的錄制方式用現(xiàn)在的眼光看自然是很落后的,但在聲卡剛剛起步時(shí),已經(jīng)是非常先進(jìn)的技術(shù)了。
2.立體聲
??? 單聲道缺乏對(duì)聲音的位置定位,而立體聲技術(shù)則徹底改變了這一狀況。聲音在錄制過(guò)程中被分配到兩個(gè)獨(dú)立的聲道,從而達(dá)到了很好的聲音定位效果。這種技術(shù)在音樂(lè)欣賞中顯得尤為有用,聽(tīng)眾可以清晰地分辨出各種樂(lè)器來(lái)自的方向,從而使音樂(lè)更富想象力,更加接近于臨場(chǎng)感受。立體聲技術(shù)廣泛運(yùn)用于自Sound Blaster Pro以后的大量聲卡,成為了影響深遠(yuǎn)的一個(gè)音頻標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)至今日,立體聲依然是許多產(chǎn)品遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3.準(zhǔn)立體聲
??? 準(zhǔn)立體聲聲卡的基本概念就是:在錄制聲音的時(shí)候采用單聲道,而放音有時(shí)是立體聲,有時(shí)是單聲道。采用這種技術(shù)的聲卡也曾在市面上流行過(guò)一段時(shí)間,但現(xiàn)在已經(jīng)銷聲匿跡了。
4.四聲道環(huán)繞
??? 人們的欲望是無(wú)止境的,立體聲雖然滿足了人們對(duì)左右聲道位置感體驗(yàn)的要求,但是隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,大家逐漸發(fā)現(xiàn)雙聲道已經(jīng)越來(lái)越不能滿足我們的需求。在專題的第一部分筆者就提到過(guò),PCI聲卡的大寬帶帶來(lái)了許多新的技術(shù),其中發(fā)展最為神速的當(dāng)數(shù)三維音效。三維音效的主旨是為人們帶來(lái)一個(gè)虛擬的聲音環(huán)境,通過(guò)特殊的HRTF技術(shù)營(yíng)造一個(gè)趨于真實(shí)的聲場(chǎng),從而獲得更好的游戲聽(tīng)覺(jué)效果和聲場(chǎng)定位(后文會(huì)有詳細(xì)介紹)。而要達(dá)到好的效果,僅僅依靠?jī)蓚€(gè)音箱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,所以立體聲技術(shù)在三維音效面前就顯得捉襟見(jiàn)肘了,新的四聲道環(huán)繞音頻技術(shù)則很好的解決了這一問(wèn)題。
??? 四聲道環(huán)繞規(guī)定了4個(gè)發(fā)音點(diǎn):前左、前右,后左、后右,聽(tīng)眾則被包圍在這中間。同時(shí)還建議增加一個(gè)低音音箱,以加強(qiáng)對(duì)低頻信號(hào)的回放處理(這也就是如今4.1聲道音箱系統(tǒng)廣泛流行的原因)。就整體效果而言,四聲道系統(tǒng)可以為聽(tīng)眾帶來(lái)來(lái)自多個(gè)不同方向的聲音環(huán)繞,可以獲得身臨各種不同環(huán)境的聽(tīng)覺(jué)感受,給用戶以全新的體驗(yàn)。如今四聲道技術(shù)已經(jīng)廣泛融入于各類中高檔聲卡的設(shè)計(jì)中,成為未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)。
5.5.1聲道
??? 5.1聲道已廣泛運(yùn)用于各類傳統(tǒng)影院和家庭影院中,一些比較知名的聲音錄制壓縮格式,譬如杜比AC-3(Dolby Digital)、DTS等都是以5.1聲音系統(tǒng)為技術(shù)藍(lán)本的。其實(shí)5.1聲音系統(tǒng)來(lái)源于4.1環(huán)繞,不同之處在于它增加了一個(gè)中置單元。這個(gè)中置單元負(fù)責(zé)傳送低于80Hz的聲音信號(hào),在欣賞影片時(shí)有利于加強(qiáng)人聲,把對(duì)話集中在整個(gè)聲場(chǎng)的中部,以增加整體效果。相信每一個(gè)真正體驗(yàn)過(guò)Dolby AC-3音效的朋友都會(huì)為5.1聲道所折服。
??? 大家千萬(wàn)不要以為5.1已經(jīng)是環(huán)繞立體聲的頂峰了,更強(qiáng)大的7.1系統(tǒng)已經(jīng)躍躍欲試了。它在5.1的基礎(chǔ)上又增加了中左和中右兩個(gè)發(fā)音點(diǎn),以求達(dá)到更加完美的境界。當(dāng)然由于成本比較高,趨于流行還要假以時(shí)日,這里就不多介紹了。
三、三維音效概念談
??? 作為時(shí)下眾多聲卡追求的新興技術(shù),下面我們就來(lái)仔細(xì)看看被炒得火熱的三維音效,究竟有哪些奧秘。
1.3D音頻API與HRTF的區(qū)別與關(guān)系
??? API是編程接口的含義,其中包含著許多關(guān)于聲音定位與處理的指令與規(guī)范。它的性能將直接影響三維音效的表現(xiàn)力。如今比較流行的API有Direct Sound 3D、A3D和EAX等。而HRTF是“頭部相關(guān)轉(zhuǎn)換函數(shù)”的英文縮寫(xiě),它也是實(shí)現(xiàn)三維音效比較重要的一個(gè)因素。簡(jiǎn)單講,HRTF是一種音效定位算法,它的實(shí)際作用在于欺騙我們的耳朵。眼下有不少聲音芯片設(shè)計(jì)廠商和相關(guān)領(lǐng)域的研究部門(mén)參與這種算法的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作。雖然原理大同小異,但由于在分析和研究過(guò)程中的手段稍有不同,所以各類HRTF算法之間也會(huì)有或多或少的性能差異。人們很容易將API與HRTF混淆起來(lái),其實(shí)兩者有著本質(zhì)的區(qū)別,也有相互的聯(lián)系。
??? 舉一個(gè)例子:A3D是時(shí)下最為流行的3D音頻API之一,眼下大部分主流PCI聲卡都表示支持A3D 1.0。但是有些用戶會(huì)反映,為什么我的這塊XXX聲卡號(hào)稱支持A3D,但實(shí)際效果卻為何不如朋友的那塊DIAMOND S90?原因就在于,S90采用Aureal自己的AU8820芯片,采用的HRTF算法自然也就來(lái)源于Aureal;而XXX聲卡沒(méi)有采用AU8820芯片,而采用了其他的HRTF算法,雖然也可以支持A3D的函數(shù)變化,但由于算法的先天不足并且需要經(jīng)過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)化,在效果上自然就不能和S90相比了。因此眼下許多聲卡稱自己支持A3D、EAX和DS3D,這只能表明它支持這些規(guī)范與指令,究竟實(shí)際效果如何,還要取決于芯片所采用的HRTF算法。在選購(gòu)聲卡前了解一下其芯片采用何種HRTF算法對(duì)于最終三維音效的實(shí)現(xiàn)能力是非常重要的。
2.主要的3D音頻PAI
??? (1)Direct Sound 3D——源自于Microsoft DirectX的老牌音頻API。對(duì)不能支持DS3D的聲卡,它的作用是一個(gè)需要占用CPU的三維音效HRTF算法,使這些早期產(chǎn)品擁有處理三維音效的能力。但是從實(shí)際效果和執(zhí)行效率看都不能令人滿意。所以,此后推出的聲卡都擁有了一個(gè)所謂的“硬件支持DS3D”能力。DS3D在這類聲卡上就成為了API接口,其實(shí)際聽(tīng)覺(jué)效果則要看聲卡自身采用的HRTF算法能力的強(qiáng)弱。
??? (2)A3D——美國(guó)Aureal公司所開(kāi)發(fā),分為1.0和2.0。1.0版包括A3D Surround和A3D Interactive兩大應(yīng)用領(lǐng)域,特別強(qiáng)調(diào)在立體聲硬件環(huán)境下就可以得到真實(shí)的聲場(chǎng)模擬。2.0則是在1.0基礎(chǔ)上加入了聲波追蹤技術(shù),進(jìn)一步加強(qiáng)了性能,它是當(dāng)今定位效果最好的3D音頻技術(shù)。
??? (3)EAX——是CREATIVE的新招牌,意為“環(huán)境音效擴(kuò)展集”。EAX是建立在DS3D上的,只是在后者的基礎(chǔ)上增加了幾種獨(dú)有的聲音效果指令。EAX特點(diǎn)是著重對(duì)各種聲音在不同環(huán)境條件下變化和表現(xiàn)進(jìn)行渲染,對(duì)聲音的定位能力不如A3D,所以EAX建議用戶配備4聲道環(huán)繞音箱系統(tǒng)。
3、主要的HRTF算法。
??? 諸如Aureal和Creative這樣的大公司,他們既能夠開(kāi)發(fā)出強(qiáng)大指令集規(guī)范,同時(shí)也可以開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的HRTF算法并集成在自己的芯片中。下面給大家介紹的CRL和QSound則是主要出售和開(kāi)發(fā)HRTF算法的,自己并不推出指令集。
??? CRL開(kāi)發(fā)的HRTF算法叫做Sensaura,支持包括A3D 1.0和EAX、DS3D在內(nèi)的大部分主流3D音頻API。并且此技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于ESS、YAMAHA和CMI的聲卡芯片上,從而成為了影響比較大的一種技術(shù),從實(shí)際試聽(tīng)效果來(lái)看也的確不錯(cuò)。而QSound開(kāi)發(fā)的Q3D可以提供一個(gè)與EAX相仿的環(huán)境模擬功能,但效果還比較單一,與Sensaura大而全的性能指標(biāo)相比稍遜一籌。
四、關(guān)于MIDI
??? MIDI是電腦音樂(lè)的代名詞,問(wèn)世于80年代初。MIDI究竟是什么?下面讓我們來(lái)共同探究。
1.MIDI的概念
??? MIDI是Musical Instrument Digital Interface的簡(jiǎn)稱,意為音樂(lè)設(shè)備數(shù)字接口。它是一種電子樂(lè)器之間以及電子樂(lè)器與電腦之間的統(tǒng)一交流協(xié)議。我們可以從廣義上將為理解為電子合成器、電腦音樂(lè)的統(tǒng)稱,包括協(xié)議、設(shè)備等等相關(guān)的含義。
2.MIDI文件的本質(zhì)
??? 眼下在一些游戲軟件和娛樂(lè)軟件中我們經(jīng)??梢园l(fā)現(xiàn)很多以MID、RMI為擴(kuò)展名的音樂(lè)文件,這些就是在電腦上最為常用的MIDI格式。MIDI文件是一種描述性的“音樂(lè)語(yǔ)言”,它將所要演奏的樂(lè)曲信息用字節(jié)表述下來(lái)。譬如“在某一時(shí)刻,使用什么樂(lè)器,以什么音符開(kāi)始,以什么音調(diào)結(jié)束,加以什么伴奏”等等,所以MIDI文件非常小巧。
3.FM合成
??? 既然MIDI文件只是一種對(duì)樂(lè)曲的描述,本身不包含任何可供回放的聲音信息,那么一首首動(dòng)聽(tīng)的電腦音樂(lè)又是如何被我們的聲卡播放出來(lái)的哪?這就要通過(guò)形式多樣的合成手段了。早先的ISA聲卡普遍使用的是FM合成,既“頻率調(diào)變”。它運(yùn)用聲音振蕩的原理對(duì)MIDI進(jìn)行合成處理。但由于技術(shù)本身的局限,加上這類聲卡采用的大多數(shù)為廉價(jià)的YAMAHA OPL系列芯片,效果自然不好。
4.波表合成
??? 波表的英文名稱為“WAVE TABLE”,從字面翻譯就是“波形表格”的意思。其實(shí)它是將各種真實(shí)樂(lè)器所能發(fā)出的所有聲音(包括各個(gè)音域、聲調(diào))錄制下來(lái),存貯為一個(gè)波表文件。播放時(shí),根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂(lè)曲信息向波表發(fā)出指令,從“表格”中逐一找出對(duì)應(yīng)的聲音信息,經(jīng)過(guò)合成、加工后回放出來(lái)。由于它采用的是真實(shí)樂(lè)器的采樣,所以效果自然要好于FM。一般波表的樂(lè)器聲音信息都以44.1KHz、16Bit的精度錄制,以達(dá)到最真實(shí)回放效果。理論上,波表容量越大合成效果越好。
5.復(fù)音數(shù)的含義
??? 在各類聲卡的命名中,我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)諸如64、128之類的數(shù)字。有些用戶乃至商家將它們誤認(rèn)為是64位、128位聲卡。其實(shí)就現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言,聲卡更本沒(méi)有發(fā)展到,也沒(méi)有必要發(fā)展到如此高的數(shù)據(jù)處理通道,64、128代表的只是此卡在MIDI合成時(shí)可以達(dá)到的最大復(fù)音數(shù)。所謂“復(fù)音”是指MIDI樂(lè)曲在一秒鐘內(nèi)發(fā)出的最大聲音數(shù)目。波表支持的復(fù)音值如果太小,一些比較復(fù)雜的MIDI樂(lè)曲在合成時(shí)就會(huì)出現(xiàn)某些聲部被丟失的情況,直接影響到播放效果。好在如今的波表聲卡大多提供64以上的復(fù)音值,而多數(shù)MIDI的復(fù)音數(shù)都沒(méi)有超過(guò)32,所以音色丟失的現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。
另外需要注意的是“硬件支持復(fù)音”和“軟件支持復(fù)音”之間的區(qū)別。所謂“硬件支持復(fù)音”是指其所有的復(fù)音數(shù)都由聲卡芯片所生成,而“軟件支持復(fù)音”則是在“硬件復(fù)音”的基礎(chǔ)上以軟件合成的方法,加大復(fù)音數(shù),但這是需要CPU來(lái)帶動(dòng)的。眼下主流聲卡所支持的最大硬件復(fù)音為64,而軟件復(fù)音則可高達(dá)1024,令人炸舌吧!
6.DLS技術(shù)的作用
??? PCI聲卡的問(wèn)世和普及帶來(lái)了波表合成的一次小小“革命”,其關(guān)鍵在于DLS技術(shù)的運(yùn)用。DLS全稱為“Down Loadable Sample”,意為:可供下載的采樣音色庫(kù)”。其原理與軟波表頗有異曲同工之處,也是將音色庫(kù)存貯在硬盤(pán)中,待播放時(shí)調(diào)入系統(tǒng)內(nèi)存。但不同點(diǎn)在于運(yùn)用DLS技術(shù)后,合成MIDI時(shí)并不利用CPU來(lái)運(yùn)算,而依靠聲卡自己的音頻處理芯片進(jìn)行合成。其中原因在于PCI聲卡的數(shù)據(jù)寬帶達(dá)到133Mb/秒,大大加寬了系統(tǒng)內(nèi)存與聲卡之間的傳輸通道。從而既免去了傳統(tǒng)ISA波表聲卡所要配備的音色庫(kù)內(nèi)存,又大大降低了播放MIDI時(shí)的CPU占用率。而且這種波表庫(kù)可以隨時(shí)更新,并利用DLS音色編輯軟件進(jìn)行修改,這都是傳統(tǒng)波表所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。(未完待續(xù))
- 聲卡綜述(5030)
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