مبانی صوتی کامپیوتر - استانداردها و صوتی دیجیتال

صدا و استانداردهای دیجیتال هنگامی که به پخش صدا بر روی کامپیوتر می آید

صوتی کامپیوتر یکی از جنبه های نادیده گرفته شده برای خرید کامپیوتر است. کاربران کمی با اطلاعات کم از تولید کنندگان، دشوار می دانند که دقیقا همان چیزی است که در حال دریافت هستند. در بخش اول این سری مقالات، ما به اصول صوتی دیجیتال نگاه می کنیم و مشخصات ممکن است در لیست ذکر شده باشد. علاوه بر این، ما به یک زن و شوهر از استانداردهای مورد استفاده برای توصیف اجزاء نگاه خواهیم کرد.

صوتی دیجیتال

تمام صوتی که از طریق سیستم کامپیوتری ضبط شده یا پخش می شود دیجیتال است، اما تمام صوتی که از سیستم بلندگو پخش می شود، آنالوگ است. تفاوت بین این دو نوع ضبط، نقش مهمی در تعیین توانایی پردازنده های صوتی ایفا می کند.

صدای آنالوگ از مقیاس متغیر اطلاعات استفاده می کند تا بهترین امواج صوتی اصلی را از منبع تولید کند. این می تواند یک ضبط بسیار دقیق ایجاد کند، اما این ضبط بین اتصالات و نسل های ضبط شده کاهش می یابد. ضبط دیجیتال نمونه هایی از امواج صوتی را ضبط می کند و آن را به عنوان یک سری از بیت ها (صفرها و صفرها) که بهترین الگوی موج را تقریبا تقریبا یکسان می نامند، ثبت می کند. این بدان معنی است که کیفیت ضبط دیجیتال بر اساس بیت ها و نمونه هایی که برای ضبط استفاده می شود متفاوت خواهد بود، اما کیفیت از بین رفتن تجهیزات و نسل های ضبط بسیار پایین است.

بیت ها و نمونه ها

هنگامی که به پردازنده های صوتی و حتی ضبط های دیجیتال نگاه می کنید، اصطلاحات بیت و KHz اغلب در می آیند. این دو اصطلاح به نرخ نمونه و تعریف صوتی اشاره می کنند که یک ضبط دیجیتال می تواند داشته باشد. سه استاندارد اصلی برای صوتی دیجیتال تجاری وجود دارد: 16 کیلوبایتی 44KHz برای CD Audio، 16 بیتی 96KHz برای DVD و 24 بیتی 192KHz برای DVD-Audio و برخی از Blu-ray.

عمق بیتی به تعداد بیت های مورد استفاده در ضبط برای تعیین دامنه موج صدا در هر نمونه اشاره دارد. بنابراین، نرخ بیت 16 بیتی برای طیف وسیعی از 65،536 سطوح در حالی که 24 بیتی اجازه می دهد تا برای 16.7 میلیون اجازه می دهد. نرخ نمونه تعداد نقاط در امتداد موج صوتی را تعیین می کند که در طول یک ثانیه نمونه برداری می شوند. هرچه تعداد نمونه ها بیشتر باشد، نمایندگی دیجیتال نزدیکتر به موج صوتی آنالوگ خواهد بود.

در اینجا مهم است که نرخ نمونه متفاوت از نرخ بیت است. میزان بیت به مقدار کلی اطلاعات پردازش شده در فایل در هر ثانیه اشاره دارد. این اساسا تعداد بیت های ضرب شده توسط نرخ نمونه است و سپس به بایت بر اساس هر کانال تبدیل می شود. ریاضی، یعنی (بیت * نرخ نمونه * کانال) / 8 . بنابراین، سی دی صوتی که استریو یا دو کانال خواهد بود:

(16 بیت * 44000 در هر ثانیه * 2) / 8 = 192000 بیت در هر کانال یا سرعت بیت 192 کیلوبیت بر ثانیه

با این درک کلی، چه باید دقیقا چه زمانی هنگام بررسی مشخصات برای یک پردازنده صوتی مورد بررسی قرار گیرد؟ به طور کلی، بهتر است به دنبال یکی از توانایی در نرخ نمونه برداری 16 بیت 96KHz نمونه. این میزان صدای مورد استفاده برای کانال های صدای فراگیر 5.1 در فیلم های DVD و Blu-ray است. برای کسانی که به دنبال بهترین تعریف صدا هستند، راه حل های جدید 24 بیتی 192KHz ارائه می دهند کیفیت صوتی بیشتر.

نسبت سیگنال به نویز

جنبه دیگری از اجزای صوتی که کاربران در آن قرار می گیرند یک نسبت سیگنال به نویز (SNR) است . این یک عدد است که توسط دسی بل (دسی بل) نشان داده شده است تا نسبت یک سیگنال صوتی را نسبت به سطوح سر و صدا تولید شده توسط مولفه های صوتی توضیح دهد. نسبت صدای سیگنال به نویز بالاتر، کیفیت صدای بهتر است. به طور متوسط ​​افراد معمولا نمی توانند این نویز را تشخیص دهند اگر SNR بیشتر از 90dB باشد.

استانداردها

استانداردهای مختلفی در مورد صدا وجود دارد. در اصل، استاندارد صوتی AC'97 توسط اینتل به عنوان وسیله پشتیبانی استاندارد برای پشتیبانی صوتی 16 بیتی 96KHz برای شش کانال لازم برای پشتیبانی صوتی دی وی دی 5.1 وجود داشت. از آن به بعد، پیشرفت های جدیدی در زمینه های صوتی با فرمت های ویدیویی با کیفیت مانند Blu-ray صورت گرفته است. برای حمایت از این، یک استاندارد جدید Intel HDA توسعه داده شد. این پشتیبانی صوتی را برای حداکثر هشت کانال 192KHz 30 بیتی ضروری برای پشتیبانی 7.1 صوتی گسترش می دهد. در حال حاضر، این استاندارد برای سخت افزار مبتنی بر اینتل است، اما بیشتر سخت افزار AMD که به عنوان پشتیبانی صوتی 7.1 عنوان شده است نیز می تواند به همان سطح دست یابد.

یکی دیگر از استانداردهای قدیمی که ممکن است به آن اشاره شود 16 بیتی Sound Blaster سازگار است. Sound Blaster نام تجاری کارت های صوتی ایجاد شده توسط Creative Labs است. Sound Blaster 16 یکی از اولین کارت های صوتی اصلی برای پشتیبانی از نرخ نمونه برداری 16 بیتی 44KHz برای رایانه صوتی با کیفیت سی دی صوتی بود. این استاندارد زیر استاندارد جدیدتر است و به ندرت به آن اشاره شده است.

EAX یا Extensions های صوتی محیطی استاندارد دیگری است که توسط آزمایشگاه های خلاقانه ایجاد شده است. به جای فرمت خاصی برای صدا، مجموعه ای از پسوندهای نرم افزاری است که صوتی را برای تکرار اثرات محیط های خاص تغییر می دهند. به عنوان مثال، پخش صوتی در یک رایانه می تواند طراحی شده تا صدایی مانند آن را در یک غار با اکو اکشن بازی کند. پشتیبانی از این می تواند در هر دو نرم افزار یا سخت افزار موجود باشد. اگر در سخت افزار رندر شود، از چرخه کمتر از CPU استفاده می کند.

وضعیت با EAX پیچیده تر از سیستم عامل های ویندوز از ویستا بود . اساسا، مایکروسافت اکثر پشتیبانی صوتی سخت افزاری را به سمت نرم افزار منتقل می کند تا سطح امنیت بیشتری در سیستم داشته باشد. این بدان معناست که در حال حاضر بسیاری از بازی هایی که صوتی EAX را در سخت افزار در اختیار دارند، در عوض با لایه های نرم افزاری مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از این موارد با تکه های نرم افزاری به رانندگان و بازی ها حل شده است، اما برخی از بازی های قدیمی تر وجود دارد که قادر به استفاده از جلوه های EAX نخواهند بود. اساسا، همه چیز به استانداردهای OpenAL منتقل شده است و EAX تنها برای بازی های میراث مهم است.

در نهایت برخی محصولات ممکن است لوگوی THX را حمل کنند. این اساسا یک گواهی است که آزمایشگاه THX احساس می کند که محصول مطابق با حداقل مشخصات آنها است و یا بیش از حد آنها است. فقط به یاد داشته باشید که یک محصول تایید شده THX لزوما عملکرد بهتر و یا کیفیت صدا را از آنچه که نیست. تولید کنندگان باید برای آزمایشات THX به روند صدور گواهینامه پرداخت کنند.

اکنون که اصول اولیه صوتی دیجیتال را پایین می آوریم، وقت آن است که به Surround Sound و PC نگاه کنیم .