Автоматизированные системы обработки информации и управления

конфигурации нужен более быстродействующий процессор и винчестер большой

емкостью:

Процессор класса не ниже Celeron 266;

Не менее 32 Мб RAM;

Винчестер емкостью не менее 2 Гб;

Графическая карта с 3D-ускорителем и видеопамятью не менее 4 Мб.

Аудио

С появлением в 1989 г. звуковой карты перед пользователями открылись

новые возможности РС. Появилась новая (звуковая) подсистема РС - комплекс

программно-аппаратных средств, предназначенных для:

Записи звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например,

микрофона или магнитофона. В процессе записи входной аналоговые звуковые

сигналы преобразуются в цифровые и далее могут быть сохранены на

винчестере;

Воспроизведение записанных ранее звуковых данных с помощью внешней системы

или головных телефонов (наушников) (звуковой сигнал считывается с

винчестера, преобразуется из цифрового в аналоговый и направляется к

акустической системы);

Микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от

нескольких источников;

Одновременной записи и воспроизведение звуковых сигналов;

Обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение

фрагментов сигналов, фильтрация его уровня и т.п.

Управление панорамой стереофонического звукового сигнала;

Обработка звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного

(трехмерного - 3D Sound) звучания, что позволяет получить объемное звуковое

поле даже при использовании обычной стереофонической акустической системы.

Генерация с помощью синтезатора звучание музыкальных инструментов

(мелодичных и ударных), а также человеческой речи и любых других звуков;

Управление работой внешних электронных музыкальных инструментов (ЭМИ) через

специальный интерфейс MIDI;

Воспроизведение звуковых компакт-дисков;

[pic]

Рис. 4.1.1. Звуковая система РС

В классическую звуковую систему (Рис. 4.1.1.) входят;

Модуль записи и воспроизведения звука;

Модуль синтезатора;

Модуль интерфейсов;

Модуль микшера;

Акустическая система.

Каждый из модулей может выполняться в виде отдельной микросхемы или

входит в состав многофункциональной микросхемы.

2 Звуковая карта. Назначение, состав и принцип работы

Модуль записи и воспроизведения

Звук, с точки зрения акустики, представляет собой продольные волны

сжатия и разряжения, свободно распространяющихся в воздухе или иной среде,

поэтому звуковое давление (звуковой сигнал) непрерывно изменяется во

времени и в пространстве.

Запись звука - это сохранение информации о колебаниях звукового

давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи

информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими

словами, звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой

форме.

Чтобы получить звуковой сигнал в аналоговой форме, достаточно

воспользоваться микрофоном (Рис. 4.1.2.).

[pic]

Рис. 4.1.2

Напомним, что амплитуда звуковой волны определяет громкость звука, а

её частота - высоту звукового тона, поэтому для сохранения достоверной

информации о звуке амплитуда электрического напряжения должна быть

пропорциональна амплитуде звукового сигнала, а его частота должна точно

соответствовать частоте колебаний звукового давления.

Чтобы получить звуковой сигнал в цифровой форме, необходимо в

дискретные моменты времени измерять значения звукового давления, причем

чтобы правильно передать форму сигнала, эти измерения надо проводить

достаточно часто - не менее нескольких раз за период самой высокочастотной

составляющей звукового сигнала.

В настоящее время на вход звуковой карты РС в большинстве случаев

звуковой сигнал подается в аналоговой форме. А поскольку РС оперирует

только цифровыми сигналами, исходный аналоговый сигнал перед использованием

должен быть преобразован в цифровой. В свою очередь, акустическая система

воспринимает только аналоговые электрические сигналы, поэтому на выход

звуковой карты РС должен выдать звуковой сигнал в аналоговой форме.

Таким образом, модуль записи и воспроизведения звуковой системы как

раз и осуществляет аналого-цифровой и цифро-аналоговое преобразование в

режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

3 Аналого-цифровое преобразование

Преобразование звукового сигнала из аналогового в цифровой происходит

в несколько этапов (Рис. 4.1.3.):

[pic]

Рис. 4.1.3. Схема преобразования звукового сигнала из аналогового в

цифровой

Сначала аналоговый звуковой сигнал источника подается на аналоговый

фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала;

Далее осуществляется дискретизация, т.е. выборка отсчетов аналогового

сигнала с заданной периодичностью. Периодичность отсчетов определяется

частотой дискретизации. В свою очередь, частота дискретизации должна быть

не менее удвоенной частоты наивысшей гармоники исходного звукового сигнала.

В противном случае оцифрованный звуковой сигнал нельзя преобразовать в

аналоговый, точно соответствующий исходному сигналу.

Так как человек способен слышать звуки, частота которых находится в

диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, следовательно, максимальная частота

дискретизации исходного звукового сигнала должна составлять не менее 40

кГц., т.е. отсчеты требуется проводить 40000 раз в секунду. В большинстве

современных звуковых подсистем РС максимальная частота дискретизации

звукового сигнала составляет 44,1 или 48 кГц.

Одновременно с дискретизацией осуществляется квантование отсчетов по

амплитуде - мгновенные значения амплитуды измеряются и преобразуются в

цифровой код. При этом точность измерения зависит от количества разрядов

кодового слова. Таким образом, чем выше разрядность, тем ближе к реальному.

Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным электронным

устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП), в котором дискретные

отсчеты преобразуются в последовательность чисел, причем поток цифровых

данных, представляющий сигнал, включает как полезный, так и нежелательные

высокочастотные компоненты и помехи. Для фильтрации высокочастотных помех,

полученные цифровые данные пропускаются через цифровой фильтр с высокой

крутизной амплитудно-частотной характеристики и малыми фазовыми

искажениями.

Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП)

Цифро-аналоговое преобразование в общем случае происходит в два этапа

(Рис. 4.1.4.).

[pic]

Рис. 4.1.4. Схема цифро-аналогового преобразования

На первом этапе из потока данных с помощью ЦАП выделяют отсчеты

сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из дискретных

отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный

аналоговый сигнал. Это делает фильтр низкой частоты, который подавляет

периодические составляющие спектра дискретного сигнала.

4 Кодирование звуковых данных. Характеристики модулей записи и

воспроизведения.

Кодирование звуковых данных

Чем выше требования к качеству записываемого звука, тем больше должна

емкость носителя. Например, стереофонический звуковой сигнал длительностью

60 с, оцифрованный с частотой дискретизации 44,1 кГц, при 16-разрядном

квантовании для хранения потребует на винчестере около 10 Мб. Кроме этого

повышается требования к производительность (пропускной способности) канала

звукозаписи. Таким образом, все это требует существенно снизить объем

цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным

качеством, можно с помощью компрессии, т.е. путем уменьшения количества

отсчетов и уровня квантования или числа бит, приходящих на один отсчет.

Выбор метода кодирования при записи звукового фрагмента зависит от

набора программ сжатия, установленных в операционной системе РС. Программы

аудиосжатия поставляются вместе с программным обеспечением звуковой карты

или могут входить в состав операционной системы. Программы аудиосжатия

реализуют, например, следующие методы:

Импульсно-кодовая модуляция;

Дельта - импульсно-кодовая модуляция;

Адаптивно разностная дельта-модуляция.

Способ кодирования задается непосредственно перед записью.

Характеристики модуля записи и воспроизведения

Основными характеристиками модуля записи и воспроизведения являются:

Частота дискретизации;

Тип и разрядность АЦП и ЦАП;

Способ кодирования аудиоданных;

Возможность работы в режиме Full Duplex (возможность осуществлять

одновременно запись и воспроизведение звукового сигнала).

5 Модуль синтезатора. Синтез звука на основе частотной модуляции, таблицы

волн, физического моделирования и их характеристики.

Модуль синтезатора

Электромузыкальный цифровой синтезатор (далее - синтезатор) звуковой

подсистемы позволяет генерировать практически любые звуки, в том числе и

звучание реальных музыкальных инструментов.

Принцип синтезирования заключается в воссоздании структуры

музыкального тона (ноты) созданный с помощью музыкального инструмента

звуковой сигнал, как правило, имеет несколько временных фаз: атака,

поддержка и затухание (Рис. 4.1.5.).

Форма амплитудной огибающей зависит от типа музыкального инструмента.

Однако, выделенные фазы характерны для звуков практически всех музыкальных

инструментов (за исключением ударных).

[pic]

Рис. 4.1.5. Фазы звукового сигнала

В общем случае технология создания звука (голоса инструмента) в

современных синтезаторах заключается примерно в следующем (Рис. 4.1.6.).

[pic]

Рис. 4.1.6. Создание голоса инструмента в современных синтезаторах

В настоящее время на звуковых картах устанавливаются синтезаторы,

генерирующие звук с использованием:

Частотной модуляции - FM- синтеза;

Таблицы волн - WT- синтеза;

Физического моделирования.

Синтез звука на основе частотной модуляции

Высота звука зависит от частоты основного тона. Обертоны, даже если их

сила велика, на ощущение высоты звука влияют мало, но придают ему

своеобразную окраску. Способность человеческого уха разложить сложный звук

на гармонические составляющие (основной тон и обертоны) позволяет различать

звуки, например, отличить ноту до, взятую на кларнете, от той же ноты,

взятой на рояле.

Таким образом, если синтезировать сигналы основного тона и обертонов,

присущих звучанию конкретного инструмента, можно имитировать звук

практически любой ноты этого инструмент.

Как уже отмечалось, высота созданного с помощью музыкального

инструмента звукового сигнала характеризуется частотой и формой амплитудной

огибающей. От формы амплитудной огибающей зависит также и спектральный

состав обертонов. Обычно в фазе атаки количество высокочастотных

составляющих максимально и постепенно уменьшается на стадиях поддержки и

затухания. Особенно это свойственно звуку смычковых и клавишных

инструментов. Следовательно, в простейшем случае для генерации голоса

музыкального инструмента достаточно двух генераторов сигналов сложной

формы: генератора несущей частоты и модулирующего генератора (Рис. 4.1.7.).

[pic]

Рис. 4.1.7. Синтез звука на основе частотной модуляции

Генератор несущей частоты формирует сигнал основного тона, частотно-

модулированный сигналом обертонов. Модулирующий генератор (генератор

огибающей) управляет индексом модуляции сигнала основного тона и амплитудой

результирующего сигнала. Управление генераторами (настройка частоты, выбор

формы амплитудной огибающей, режим работы и т. п.) осуществляется путем

подачи на его вход цифрового кода. Эти генераторы называются операторами.

Такой способ не позволяет подучить много спектральных составляющих

звукового сигнала, поэтому в реальных FM-синтезаторах используется не два,

а шесть и более операторов, модулирующих друг друга. При этом создание

новых звуков осуществляется на основе эмпирических методов путем выбора

определенных соотношений частот и схем соединения операторов. Варианты

соединения операторов называют FM-алгоритмами. В первых звуковых картах

использовался двухоператорный синтез, т. е. в создании голоса одного

инструмента (тембра) участвовало только два генератора. FM-синте-заторы

современных звуковых карт могут работать в двух-, четырех- и т. д.

операторных режимах.

Каждый оператор может формировать сигнал одной из определенных форм

(waveform). В соответствии с FM-алгоритмом операторы могут соединяться по-

разному. Например, выходные сигналы операторов могут суммироваться

(аддитивный синтез). При последовательном соединении с петлей обратной

связи второй оператор будет задавать основной тон сигнала (являться

генератором несущей), а первый – определять обертона (является

модулятором). В этом случае сигнал с выхода первого оператора поступает на

вход второго, а с выхода второго – на вход первого.

Звуковые карты с FM-синтезаторами обеспечивают повторяемость тембров,

Например, партия скрипки, записанная с использованием FM-синтезатора одной

модели, будет звучать практически без искажений на FM-синтезаторах других

моделей. К настоящему времени накоплено большое количество FM-алгоритмов

синтеза оригинальных звучаний (тембров).

Однако, поскольку процесс синтеза во времени совмещен с процессом

исполнения музыки, значительно возрастают требования к суммарной

производительности PC и собственно FM-синтезатора. Действительно, чем выше

требования к точности воспроизведения звучания музыкального инструмента,

тем большее количество генераторов должно быть задействовано. При этом

алгоритм управления генераторами окажется достаточно сложным – ведь

необходимо учитывать малейшие оттенки звучания, присущие конкретному

инструменту. Для уменьшения объема вычислений в звуковых картах

используются упрощенные алгоритмы, при этом голос инструмента формируется

минимальным количеством генераторов. Это приводит к тому, что звуковые

карты с FM-синтезом формируют мало благозвучных тембров. Вследствие этого

имитация звучания реальных музыкальных инструментов оказывается очень

грубой.

Синтез звука на основе таблицы волн

При использовании синтеза звука на основе таблицы волн (WТ- синтез)

можно получить более реалистичное и качественное звучание, чем при

использовании FM- синтеза. В WT- синтезаторе используются предварительно

оцифрованные образы звучания реальных музыкальных инструментов, и других

звуков. Каждый образ звучания, называемый патчем, или инструмент, включает

в себя один или несколько сэмплов, организованных определенным образом.

Сэмпл – это оцифрованный фрагмент реального звука, определенный тон

музыкального инструмента или, например, звук выстрела.

Как известно, с помощью специальных алгоритмов даже по одному тону

музыкального инструмента можно воспроизвести все остальные и таким образом

полностью восстановить звучание инструмента во всем рабочем диапазоне

частот (Рис. 4.1.8).

[pic]

Рис. 4.1.8. Синтез звука с помощью WT - синтезатора

Например, если сэмпл, оцифрованный с частотой 44,1 кГц, воспроизвести

с удвоенной частотой 88,2 кГц (вдвое быстрее), то высота звука возрастет на

октаву. Если же воспроизводить сигнал с пониженной частотой, то высота

звука уменьшится. Таким образом, путем воспроизведения сэмпла с разной

скоростью, в принципе, можно получить звук любой высоты.

Такой принцип генерации звука реализован в так называемых сэмплерах –

прообразах WT-синтезаторов. Сэмплер представляет собой устройство, с

помощью которого можно записывать звуки реального инструмента с микрофона и

затем воспроизводить с разной скоростью. Однако при генерации звука таким

способом одновременно с изменением скорости воспроизведения и,

соответственно, высоты звука будет изменяться длительность атаки и

затухания сигнала, что приведет к искажению тембра синтезируемого

инструмента.

Поэтому в WT-синтезаторах применяется другой способ изменения высоты

звука. Оцифровке подвергаются несколько разных по высоте звуков реального

музыкального инструмента, перекрывающих весь его рабочий частотный

диапазон. Шаг по частоте должен быть достаточно мал, чтобы изменения тембра

не были слышны. Для недорогих WT-синтезаторов достаточной считается

оцифровка звучания музыкального инструмента с интервалом пол-октавы.

После оцифровки все сэмплы (или их часть) объединяются в патч, т. е.

набор фрагментов звучания реального инструмента во всем рабочем диапазоне

частот. Именно поэтому термины патч и инструмент являются синонимами.

При генерации звука определенной высоты WT-синтезатор определяет, в

каком частотном диапазоне находится звук, выбирает сэмплы, частота которых

наиболее близка к частоте генерируемого звука, и изменяет частоту основного

тона этих сэмплов на конкретную величину.

Кроме того, звучание некоторых музыкальных инструментов становится

более реалистичным и выразительным при одновременном воспроизведении

нескольких сэмплов, т. е. звучание инструмента (голос) может формироваться

путем наложения нескольких сэмплов.

В свою очередь, инструменты объединяются в банки. Банки с

инструментами обычно хранятся в специальной ROM, выполненной в виде

отдельной микросхемы памяти или интегрированной в микросхему WT-

синтезатора. Кроме того, банки инструментов могут храниться на винчестере

PC и перед работой загружаться в оперативную память (обычно располагается

на звуковой карте) WT-синтезатора или RAM PC (технология Downloadable

Sample, DLS).

Поскольку качество звука, синтезируемого WT- синтезатором звуковой

карты, непосредственно зависит от качества патчей, желательно иметь сэмплы

высокого качества (с высоким разрешением записи), что в свою очередь

приводит к росту объема банка инструментов. Однако WT-синтезаторы обычных

звуковых карт имеют небольшой объем памяти. Это достигается путем

увеличения шага по частоте основного тона при оцифровке звука, уменьшения

длительности сэмплов и, наконец, за счет компрессии сэмплов.

Минимальный набор банка инструментов для WT-синтезатора в соответствии

со спецификацией General MIDI включает 128 инструментов.

Синтез звука на основе физического моделирования

В отличие от синтеза звука на основе таблицы волн, где источником

сигнала является оцифрованные образы звуков реальных музыкальных

инструментов, хранящихся в памяти синтезатора, физическое моделирование

предусматривает использование математических моделей звукообразования

реальных музыкальных инструментов для генерации в цифровом виде

соответствующих волновым форм, которые затем преобразуются в звуковой

сигнал при помощи ЦАП.

Рассмотрим принцип синтеза звука путем физического моделирования на

примере синтеза звука саксофона. Допустим, существует точное математическое

описание явлений, происходящих в саксофоне. В качестве источника колебаний

выступает трость. Звук усиливается и окрашивается в резонаторе, в качестве

которого выступает изогнутая металлическая труба. Синтезатор рассчитывает

изменения колебаний воздуха, которые возникают под влиянием движения трости

саксофона. На основе полученных данных создается цифровой образ этих

колебаний. Затем рассчитываются все изменения, происходящие со звуком в

резонаторе и, в соответствии с результатами расчетов формируется цифровая

модель звукового сигнала саксофона. Смоделированный цифровой звуковой

сигнал преобразуется в электрические колебания с помощью ЦАП звуковой

карты.

Фирма Yamaha (пионер в области физического моделирования) производит в

настоящее время синтезаторы, имитирующие звучание духовых и струнных

инструментов. С помощью этих синтезаторов можно экспериментировать в

области формирования звука, комбинируя различные источники колебаний с

различными резонаторами и обрабатывая получившийся звук все возможными

фильтрами.

По принципу физического моделирования звука работают так называемые

программные (виртуальные) синтезаторы. Необходимые расчеты звучания

инструментов вместо аппаратного синтезатора звуковой карты выполняет CPU

PC. Результат математического моделирования, т. е. поток цифровых данных –

от виртуального синтезатора направляется в ЦАП звуковой карты.

Звуковые карты, использующие синтез звука на основе физического

моделирования, пока не получили широкого распространения, поскольку для их

работы требуется мощный PC.

Характеристики модуля синтезатора

Основными характеристиками модуля синтезатора звуковой системы

являются:

. Метод синтеза звука;

. Объем памяти для хранения пат чей;

. Возможность аппаратной обработки сигнала для создания звуковых

эффектов;

. Полифония - максимальное количество одновременно воспроизводимых

элементарных звуков.

Примечание:

Полифония определяется числом генераторов синтезатора (реальных или

виртуальных).

Метод синтеза

Метод синтеза, использующийся в звуковой системе PC, определяет не

только качество звука, но и ее элементный состав. Заметим, что звуковая

система PC может содержать несколько синтезаторов.

FM-синтезатор используется практически во всех недорогих звуковых

картах. Качество звука при использовании FM - синтезатора получается

достаточно приемлемым и в большинстве случаев способно удовлетворить

запросы неискушенных пользователей. Для карт с FM-синтезаторами полифония

обычно составляет 20 голосов. Звуковые эффекты не реализуются.

В случае WT-синтеза звук генерируется с высоким качеством. При этом

звуковая подсистема должна содержать специальный WT-синтезатор.

6 Объем памяти

На звуковых картах с WT-синтезатором устанавливаются элементы памяти

(ROM) для хранения банков с инструментами. Объем памяти WT-синтеза-тора

может быть изменен за счет установки дополнительных модулей памяти (Рис.

4.1.9). Тип и количество элементов памяти (RAM или ROM) зависит от

конкретной модели звуковой карты.

[pic]

Рис. 4.1.9. Дополнительные модули памяти на звуковой карте с WT-

синтезатором

Увеличив объем памяти, звуковой карты, вы можете загружать

дополнительные банки инструментов, использовать более качественные патчи

(большего объема), а также редактировать существующие или создавать новые.

Большинство игр для PC используют набор стандартных инструментов (General

MIDI) поэтому увеличение объема памяти отразится на качестве звукового

сопровождения игры только в том случае, если эта игра использует

собственные инструменты. А вот звучание MIDI-фаилов после загрузки нового

банка инструментов может измениться кардинально – как в лучшую, так и в

худшую сторону.

Звуковые эффекты

Для большинства карт с WT-синтезом эффекты реверберации и хоруса стали

стандартными. При использовании временной задержки фазы или амплитуды

сигнала можно получить и другие звуковые эффекты. Обработка исходного

сигнала для создания эффекта в большинстве случаев осуществляется

специальным эффект - процессором, который может являться самостоятельным

элементом (микросхемой) или интегрироваться в состав WT-синте - затора.

В зависимости от уровня сложности обработки сигнала эффект-процессор

по-разному создает звуковые эффекты: в одном случае применяется эффект с

заранее заданными фиксированными параметрами, в другом – появляется

возможность управлять параметрами эффекта, влияющими на тембровую окраску

звука.

Различают общие, поканальные и поголосовые эффект - процессоры. Первые

обрабатывают звук всех каналов синтезатора одновременно, вторые – звучание

отдельных MIDI-каналов, третьи – звучание отдельных голосов синтезатора.

Количество и типы эффектов, которые могут быть одновременно применены к

различным каналам (голосам), зависит от мощности процессора. Сложные

эффекты обычно не могут накладываться на несколько каналов одновременно.

Многосекционные процессоры допускают разделение секций между каналами,

позволяя задавать либо простые эффекты для многих каналов, либо сложные –

для одного-двух. Эффект-процессор может также иметь отдельные секции для

каждого голоса. В этом случае возможна регулировка глубины и параметров

звукового эффекта каждого голоса отдельно.

Как правило, звуковые данные обрабатываются специализированными

методами, требующими большого количества вычислений, что ведет к

значительной загрузке CPU и снижению производительности PC в целом.

Поэтому, часто для ускорения процессов обработки аудиоданных в состав

звуковой системы может дополнительно входить цифровой сигнальный процессор

(Digital Signal Processor, DSP). Ведущими производителями DSP являются

такие известные фирмы, как Analog Devices (AD), Texas Instruments (TI),

Motorola.

DSP – это специализированный быстродействующий RISC-процессор,

используемый для сложной обработки сигналов (звука в том числе) в реальном

времени. Он обрабатывает звуковые данные в сотни раз быстрее, чем

процессоры общего назначения, поэтому для него не составляет никакого тру

да, например, разложить поступающий звук на спектральные компоненты,

"вырезать" мелодию нужного музыкального инструмента из фонограммы оркестра,

выступить в роли эквалайзера, и т. п.

Так, анализируя спектр по ступающих моно фонических звуковых сигналов,

DSP способен выделить звуки, характерные для какого-либо инструмента или

группы инструментов, и разместить каждый инструмент в пространстве, тем

самым, создавая на стоящий стереоэффект. Эффект-процессор может

обрабатывать аудиотреки и MIDI-партии, причем и то и другое с поканальным

управлением.

Главное достоинство современных DSP – возможность выполнять функции

нескольких устройство звуковой системы одновременно, что позволяет

отказаться от ее классической архитектуры. В настоящее время в продаже

появились звуковые карты, WT-синтезатор, эффект-процессор и модуль

оцифровки которых реализованы программно на базе мощного DSP.

Новая архитектура, прежде всего, увеличивает гибкость системы. Изменяя

программу (операционную систему синтезатора), можно изменять структуру

синтеза и возможности эффект - процессора. Если возникнет необходимость что-

то модифицировать в синтезаторе, устранить ошибку или добавить новую

функцию, достаточно переработать программу DSP, а при использовании

классической архитектуры пришлось бы заменять микросхему или целиком

звуковую карту.

Модуль микшера

Модуль микшера звуковой карты производит:

o Коммутацию (подключение/отключение) источников и приемников

звуковых сигналов

o Регулирование уровня входных и выходных звуковых сигналов

o Микширование (смешивание) нескольких звуковых сигналов и

регулирование уровня результирующего сигнала

Источники и приемники звукового сигнала соединяются с модулем микшера

через внешние или внутренние разъемы. Внешние разъемы (Рис. 4.1.10)

звуковой системы обычно находятся на задней панели корпуса системного

блока:

o Joy stick/MIDI – для подключения джойстика или MIDI-адаптера

o Mic in – для подключения микрофона

o Line In – линейный вход, для подключения любых источников звуковых

сигналов

o Line Out – линейный выход, для подключения любых приемников

звуковых сигналов

o Speaker – для подключения головных телефонов (наушников) или

пассивной акустической системы

В канале воспроизведения звуковой системы может находиться выходной

усилитель мощности, на вход которого поступает сигнал от микшера. Мощность

усилителя обычно не превышает 4 Вт на каждый стереоканал. Выход усилителя

мощности подключен к внешнему разъему Speaker.

[pic]

Рис. 4.1.10. Внешние разъемы звуковой системы

На некоторых недорогих звуковых картах на один и тот же внешний разъем

может выводиться либо сигнал линейного выхода, либо сигнал от усилителя, а

выбор режима работы выхода (Line Out или Speaker) в этом случае

осуществляется джамперами на звуковой карте.

Внешние устройства, подключаемые к звуковой карте, изображены на (Рис.

4.1.11).

[pic]

Рис. 4.1.11. Подключение внешних устройств к звуковой карте

Внешние разъемы звуковой системы Line In, Line Out, Mic In, Speaker

представляют собой гнезда (розетки) для стандартного штекерного

концентрического соединителя {jack} диаметром 3,5 мм. Штекер может

исполняться в двух вариантах: для монофонического (микрофон) или

стереофонического (линейный вход и выход) сигнала.

В высококачественных звуковых системах могут использоваться широко

распространенные в видеотехнике разъемы типа RCA. Этот разъем, иногда

называемый "колокольчиком", представляет собой концентрический соединитель

с диаметром центрального контакта 3,2 мм. Для передачи стереофонического

сигнала используются два гнезда RCA.

Внутри системного блока звуковая система может быть оборудована

дополнительными разъемами для подключения:

. Дочерних плат (Wave Table Connector)

. Цифровых звуковых устройств (S/PDIF)

. Привода CD-ROM

. Звукового выхода привода CD-ROM (CD Audio)

С помощью специального кабеля внутренний выход привода CD-ROM можно

соединить со звуковой подсистемой PC (Рис. 4.1.12). В этом случае CD-ROM

будет выступать в роли источника аналоговых звуковых сигналов и подключен к

модулю микшера. Разъем CD Audio конструктивно может быть выполнен в одном

из трех вариантов: Panasonic, Mitsumi, Sony. Назначение контактов разъема

различается для каждого варианта исполнения, по этому при подключении

кабеля следует проявить максимум внимания.

[pic]

Рис. 4.1.12. Подключение привода CD-ROM к звуковой карте

Основные характеристики модуля микшера:

. Количество микшируемых сигналов в канале записи;

. Количество микшируемых сигналов в канале воспроизведения;

. Возможность регулирования уровня сигнала в каждом микшируемом

канале;

. Возможность регулирования уровня суммарного сигнала;

. Выходная мощность усилителя;

. Наличие разъемов для подключения внешних и внутренних источников

приемников звуковых сигналов;

Управление микшером осуществляется программно средствами Windows или с

помощью программы-микшера, входящей в комплект программного обеспечения

звуковой карты.

7 Видео карта. Назначение, состав, и принцип работы по функциональной

схеме.

Видео

Мультимедиа не ограничивается только аудио. В области видео развитие

техники идет значительно быстрее по сравнению с развитием средств цифровой

обработки звука. Сделать обзор существующих методов и средств цифровой

обработки видеоизображений гораздо труднее поскольку нет не только

стандартов но и каких-либо окончательно сформированных норм.

Упорядочить состояние дел в этой сфере трудно еще и потому, что

видеосигналы, используемые в качестве источника для дискретизации, имеют

различные системы кодирования цвета и различные параметры сигналов

синхронизации. Общим является лишь то, что в качестве источника видео -

сигнала всегда выступает аналоговое устройство – телевизионный тюнер,

видеомагнитофон, видеокамера и т. п.

Цифровое видео – новой вид искусства. Но чтобы им заниматься на PC,

необходимы специальные аппаратные средства. Видеозапись до сих пор ос

тается аналоговой, поэтому перед тем, как вы сможете сделать хоть что-

нибудь с видеофрагментом, вы должны его оцифровать.

Для этого нужны карты ввода/вывода, принимающие входящий аналоговый

видеосигнал и оцифровывающие его в реальном времени, затем эти данные надо

сохранить на жестком диске. Для этого необходимы накопители, обеспечивающие

скорость чтения 3–9 Мбит/с, как правило, с интерфейсом SCSI.

Как только видео оцифровано и сохранено, можно приступать к

редактированию и наложению эффектов, но огромный объем данных означает, что

процесс создания окончательной версии видеофрагмента высокого качества

будет очень медленным.

Работа с цифровым видео сродни работе с цифровыми изображениями или

звуком: оригиналы могут быть многократно использованы, клипы в электронном

виде могут храниться длительное время в отличие от аналогового видео на

магнитной ленте или кинопленке. А главное, целый ряд дополни тельных

возможностей становится доступным, как только данные попадают в компьютер.

В настоящее время применяются два способа формирования изображения на

экране монитора: построчная и чересстрочная развертки. В телевизионной

технике используется чересстрочный способ, когда за первый цикл

сканирования электронным лучом экрана формируется изображение нечетных

строк, а за второй – четных. В результате чего полный кадр изображения

формируется из двух полукадров (полей), т. е. 625 строк развертываются за

1/25 с (при частоте полей 50 Гц для систем PAL и SECAM). Применение такого

способа формирования телевизионного изображения обусловлено необходимостью

сужения спектра телевизионного сигнала. Однако чересстрочность развертки

приводит к заметному мерцанию изображения, даже несмотря на инерционные

свойства человеческого глаза и относительно высокую частоту полей (50/60

Гц).

Разрешение графических карт стандарта VGA: 640х480, 800жб00, 1024х600

и 1024х768 точек. В телевидении существуют свои стандарты. Задумывались ли

вы, почему при демонстрации американских фильмов по европейскому

телевидению изображение заполняет не весь экран по вертикали, а сверху и

снизу видны темные полосы. Это связано с тем, что американская система

цветного телевидения NTSC (National Ю System Commile) предусматривает

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10