Dispozitivele audio ale PC-urilor actuale sunt de obicei reprezentate de un adaptor audio pe o placa de extensie, care se instaleaza într-un slot de magistrala al calculatorului. Aceste adaptoare se pot gasi si direct pe placa de baza a unora dintre sistemele actuale, la fel ca adaptoarele video. Adaptorul furnizeaza jacuri pentru boxe, microfon si uneori pentru alte dispozitive, cum ar fi un joystick sau hardul MIDI. Din punct de vedere soft, adaptorul audio are nevoie de suportul unui driver, care se instaleaza direct dintr-o aplicatie sau în sistemul de operare al calculatorului. În acest capitol se vor prezenta doar dispozitivele audio care se gasesc în PC-urile actuale, functiile lor si modul în care se instaleaza si se lucreaza cu ele.
La început, adaptoarele audio au fost utilizate numai pentru jocuri. La sfârsitu1 anilor '80, câteva firme, printre care AdLiB, Roland si Creative Labs, au început sa lanse 737g68h ze produse audio. În 1989, Creative Labs a lansat Game Blaster, care furniza sunet stereo pentru mai multe jocuri. Problema era ca aceste placi erau mult mai scumpe decât jocurile. În plus deoarece la acea vreme nu existau standarde pentru sunet, placa de sunet selectata se putea dovedi nefolositoare pentru alte jocuri.
Aproape în acelasi timp cu placa Game Blaster, a devenit disponibil pentru PC un hard care suporta interfata MIDI (Musical Instrument Digital lnterface. Totusi, în acel moment, un astfel de hard era utilizat numai în aplicatii de înregistrare foarte specializate. Pe masura ce suportul MIDI a devenit o caracteristica obisnuita a instrumentelor muzicale, a devenit si o placa suplimentara mai accesibila.
Câteva luni dupa aparitia placii Game Blaster, firma Creative Labs a anuntat adaptorul audio Sound Blaster. Acesta era compatibil cu placa de sunet AdLiB si cu Game Blaster si continea un jac pentru microfon si un port MIDI pentru conectarea PC-ului la un sintetizator sau la un alt instrument muzical electronic. În final, adaptorul audio putea fi folosit si în alte aplicatii decât jocurile.
Din pacate, la fel ca în 1989, nu exista înca nici un standard oficial pentru adaptoarele audio de PC. În multe dintre zonele industriei de calculatoare, standardele rezulta spontan, datorita acceptarii pe scara larga a produselor firmelor care au pozitie de lider într-un anumit segment de piata. Aceste standarde se numesc standarde de facto, spre deosebire de standardele de jure, care sunt ratificate oficial de producatorii implicati în procesul de dezvoltare.
În ultimii ani, unii dintre producatorii de adaptoare audio s-au luptat pentru a obtine dominatia pe piata si astfel, exista câteva marci cunoscute. Totusi, nu exista nici un dubiu ca liderul în domeniu este Creative Labs, firma ale carei adaptoare audio Sound Blaster domina piata si au devenit standardul de facto. În consecinta, aproape toate adaptoarele audio de pe piata emuleaza adaptorul Creative Labs Sound Blaster. Interfata Creative Labs Sound Blaster este emulata de majoritatea produselor hard, iar pentru ea au fost scrise majoritatea driverelor.
În prezent, adaptoarele audio sunt folosite în mai multe scopuri, printre care:
- adaugarea sunetului stereo la softul multimedia de divertisment (jocuri),
- marirea eficacitatii softului educational, mai ales a celui pentru copii,
- adaugarea de efecte de sunet la softul de instruire si la prezentarile economico- financiare
- crearea de muzica prin utilizarea hardului si softului MIDI,
- adaugarea de observatii sonore în fisiere,
- conferinte audio si telefonie prin retea,
- adaugarea de efecte de sunet la evenimente ale sistemului de operare
- pentru a permite unui PC sa citeasca
- redarea CD-urilor audio.
Jocuri
La fel ca si alte tehnologii multimedia, adaptoarele audio au fost concepute initial pentru jocuri. De fapt, multe adaptoare contin o interfata pentru joc, reprezentata de un conector la care se ataseaza un dispozitiv de control al jocului (de obicei un joystick sau palete de control). Unele adaptoare folosesc aceasta interfata si pentru a conecta un dispozitiv MIDI. Portul de joc este o zona de conflicte potentiale, deoarece si alte placi, de exemplu placile de tip multi I/O, pe care multe PC-uri le folosesc pentru a asigura porturi seriale si paralele, dispun de o interfata pentru joc. Rezultatul poate fi un conflict de adrese de port I/O, deoarece majoritatea interfetelor de joc folosesc aceleasi adrese de port I/0. În aceste cazuri, cel mai bine este sa se utilizeze interfata de joc a adaptorului audio si sa se dezactiveze oricare alta din sistem, mai ales daca vor fi utilizate dispozitive MIDI.
O placa de sunet este o cerinta obligatorie daca vrem sa transformam PC-ul într-un PC Multimedia (MPC). Termenul multimedia cuprinde mai multe tehnologii de PC, dar în principal imaginile, sunetul si stocarea. În esenta, multimedia înseamna capacitatea de a compune pe calculator imagini, date si sunet într-o experienta senzoriala combinata. În sens practic, multimedia înseamna adaugarea în sistem a unui adaptor audio si a unei unitati de CD-ROM.
Firma Microsoft a fost cea care a constituit organizatia denumita Multimedia PC (MPC) Marketing Council, care sa genereze standarde pentru sistemele MPC. Aceasta a elaborat câteva standarde MPC si a oferit licenta pentru emblema si marca ei producatorilor al caror hard si soft respecta aceste standarde.
Destul de recent, MPC Marketing Council a transferat legal responsabilitatea standardelor catre gruparea Software Publishers Association's Multimedia PC Working Group. Acest grup contine multi dintre membrii organizatiei MPC si, în prezent, este cel care guverneaza specificatiile MPC. Primul lucru pe care l-a facut acest grup a fost crearea unui nou standard MPC.
Organizatia MPC Marketing Council a dezvoltat pentru multimedia doua standarde principale, MPC Level 1 si MPC Level 2, urmând apoi si alte standarde.
Pe lânga hardware, specificatiile MPC definesc si capacitatile audio ale sistemului multimedia. Aceste capacitati trebuie sa includa înregistrarea si redarea (esantionare PCM liniara) semnalelor audio digitale, sinteza de muzica si mixarea audio.
Pentru a stoca sunete pe PC se pot folosi doua tipuri principale de fisiere. Unul dintre ele este denumit generic fisier de sunet si foloseste formate ca WAV, VOC, AU si AIFF. Fisierele de sunet contin datele formelor de unde (waveform), adica înregistrari de sunete analogice, care au fost apoi digitizate pentru a fi stocate pe un calculator. Asa cum se pot stoca imagini grafice cu diferite rezolutii, fisierele de sunet pot avea rezolutii, calitatea sunetului reflectându-se în marimea fisierului.
Diferenta, în ceea ce priveste dimensiunea fisierelor, dintre nivelurile de rezolutie audio minima si maxima este foarte mare. Fisierele de sunet de calitate CD pot ocupa spatii mari pe disc. La aceasta rata, o secventa audio de 60 de secunde va ocupa peste 10 M de spatiu de stocare. Pentru aplicatiile care nu au nevoie de o rezolutie atât de mare, cum ar fi adnotarile vocale, pentru semnalul audio este suficienta calitatea telefonica, rezultând fisiere mult mai mici.
Al doilea tip de fisier de sunet este fisierul MIDI, care difera de WAV la fel cum difera grafica vectoriala de cea bitmap. Fisierele MIDI, care folosesc extensii MID sau RMI, sunt fisiere în totalitate digitale, care nu contin înregistrari de sunete, ci instructiuni pe care hardul audio le foloseste pentru a genera sunetul. La fel cum adaptoarele video 3D folosesc instructiuni si texturi pentru a crea imagini pe care calculatorul le afiseaza, adaptoarele audio cu capacitati MIDI utilizeaza fisierele MIDI la sintetizarea muzicii.
MlDI este un limbaj puternic de programare dezvoltat în anii '80 pentru a permite instrumentelor muzicale electronice sa comunice. MIDI a fost standardul care a revolutionat industria de muzica electronica, o industrie care de atunci respinge aproape toate încercarile de standardizare hard a unor sisteme particulare. Folosind standardul MIDI se pot crea, stoca, edita si reda fisiere de muzica pe calculatorul, fie în tandem cu un instrument muzical electronic, de obicei un sintetizator cu claviatura, fie doar cu calculatorul.
Spre deosebire de alte tipuri de fisiere de sunet, mesajele MIDI necesita un spatiu de stocare relativ mic. O ora de muzica stereo, stocata în format MIDI, necesita mai putin de 500 K. Pentru a oferi multa muzica fara a consuma un spatiu excesiv pe disc, multe jocuri folosesc sunete MIDI în locul celor înregistrate.
Un fisier MIDI este de fapt o reprezentare digitala a unei partituri muzicale. El este compus dintr-o colectie de canale separate, fiecare dintre ele reprezentând un alt instrument muzical si un alt tip de sunet. Fiecare canal specifica frecventa si durata notelor care vor fi redate de acel instrument, la fel ca o partitura.
Cel mai mare dezavantaj al tehnologiei MIDI este faptul ca tehnologia de redare se limiteaza la sunetele care pot fi sintetizate usor. Cel mai evident neajuns este faptul ca fisierele MIDI nu pot reproduce voci (exceptând efectele de cor sintetizate).
Deoarece fisierele MIDI constau din instructiuni digitale, ele pot fi editate mult mai usor decât pe fisierele WAV. Daca dispunem de un soft corespunzator, putem selecta oricare dintre canalele unui fisier MIDI si putem schimba notele, instrumentul folosit la redarea lor si multe dintre atributele care afecteaza sunetul produs de PC. Unele pachete soft pot produce chiar partituri cu muzica din fisierele MIDI, folosind notatia muzicala standard. Un compozitor poate scrie o piesa muzicala direct pe calculator, o poate edita daca este nevoie si apoi poate tipari partitura, pentru a fi citita si de alti muzicieni.
Softul de baza care permite redarea fisiere MlDI este continut în Windows 9x si 2000 sub forma aplicatiei Media Player, împreuna cu o selectie de fisiere MIDI. Totusi, pentru capacitatile MIDI complete, este necesar un soft de secventiere, care sa controleze tempoul fisierelor MIDI si sunetele utilizate la redarea lor sau sa taie si sa lipeasca diverse secvente muzicale preînregistrate.
Multe adaptoare audio sunt distribuite împreuna cu o selectie de produse soft care asigura câteva capacitati MIDI, iar pe Internet se gasesc o multime de instrumente freeware si shareware; dar softul cel mai puternic, care permite crearea, editarea si manevrarea fisierelor MIDI, trebuie achizitionat separat.
Aproape toate adaptoarele audio au un jac pentru o intrare audio. Daca avem un microfon, ne putem înregistra vocea. Utilizând aplicatia Sound Recorder, inclusa în toate versiunile de Microsoft Windows, putem reda, edita sau înregistra un fisier de sunet în formatul WAV. În panoul Sounds din Control Panel se pot atribui fisiere WAV anumitor evenimente Windows. Se pot folosi anumite sunete pentru a semnala evenimente importante, de exemplu aparitia unei erori sau receptionarea unui mesaj e-mail.
Prin intermediul acestei conexiuni, utilizatorii si-au creat biblioteci care contin mii de fisiere WAV cu muzica din filme sau spectacole TV.
Componentele de baza ale adaptorului si caracteristicile lor sunt prezentate mai jos.
Majoritatea adaptoarelor audio au aceleasi conectoare. Aceste
minijacuri de 1/8 inci asigura modalitatea de transmitere a semnalelor de
la adaptor la boxe, casti si sisteme stereo si
receptionarea sunetelor de la microfon, CD player, casetofon sau sistem
stereo. Cele patru tipuri de conectoare ale adaptorului sunt prezentate în
figura.
a) Conectorul de iesire de semnal analogic stereo sau audio. Conectorul de semnal de iesire analogic este utilizat pentru transmiterea semnalelor sonore de la adaptorul audio la un dispozitiv din exteriorul calculatorului. Cablurile de la acest conector se pot lega la boxe stereo, casti sau la o statie stereo. În cazul în care se conecteaza PC-ul la o statie stereo, sunetul va fi amplificat. Unele adaptoare, de exemplu Microsoft Windows Sound System, furnizeaza pentru iesirea de semnal doua jacuri. Unul este pentru canalul stâng al semnalului stereo; al doilea este pentru canalul drept.
b) Conector de intrare de semnal analogic stereo sau audio. Prin intermediul acestui conector se pot înregistra sau mixa semnale sonore de la o sursa externa, de exemplu o statie stereo sau un videocasetofon, pe hard-discul calculatorului.
c) Conectorul pentru difuzoare/casti. Acest conector exista pe majoritatea adaptoarelor audio, dar nu pe toate. În schimb, conectorul de iesire functioneaza si ca o cale de transmitere a semnalelor stereo de la adaptor la statia stereo sau la boxe.
Daca adaptorul are atât un conector de iesire cât si unul pentru difuzoare/ casti, cel pentru difuzoare/casti furnizeaza un semnal amplificat, care poate alimenta castile sau boxele. Majoritatea adaptoarelor pot furniza pentru boxe un semnal cu o putere de cel mult 4 wati. Semnalele pe care adaptorul le transmite prin conectorul de iesire sunt amplificate. Conectorul de iesire asigura în general o reproducere mai buna a sunetului, deoarece se bazeaza pe un amplificator extern incorporat în statia stereo sau boxe, care este mult mai puternic decât micul amplificator de pe adaptorul audio.
d) Conectorul de intrare pentru microfon sau semnal mono. Conectorul pentru intrare de semnal mono este folosit la conectarea unui microfon cu care se poate înregistra pe disc vocea sau alte sunete. Acest jac de microfon înregistreaza mono, nu stereo, si deci nu e potrivit pentru înregistrari muzicale de foarte buna calitate. Multe adaptoare audio folosesc pentru îmbunatatirea calitatii înregistrarilor caracteristica Automatic Gain Control (AGC - controlul automat al amplificarii), care ajusteaza nivelul de înregistrare din mers.
e) Conectorul pentru joystick. Este un conector D cu 15 pini, la care se poate atasa orice joystick standard sau controller de joc. Daca se achizitioneaza un adaptor Y optional, portul joystick poate accepta uneori doua dispozitive. Multe calculatoare au un port de joystick, ca parte a unui circuit multi-I/O de pe placa de baza sau de pe o placa adaptoare.
f) Conectorul MIDI. Adaptoarele audio folosesc portul de joystick si drept conector MIDI. Doi dintre pinii conectorului sunt desemnati sa transporte semnale la si de la un dispozitiv MIDI, de exemplu o claviatura electronica. De cele mai multe ori, va trebui cumparat separat un conector MIDI de la producatorul adaptorului audio, conector ce se cupleaza la portul de joystick si care contine doua conectoare DIN cu 5 pini, utilizate de dispozitivele MIDI, plus un conector pentru joystick. Deoarece dispozitivul MIDl si joystick-ul folosesc pentru semnale pini separati, ele se pot conecta în acelasi timp.
g) Conectorul intern de tip pin. Majoritatea adaptoarelor audio dispun de un conector intern de tip pin, care se poate folosi pentru a conecta direct la adaptor o unitate interna de CD-ROM, prin intermediul unui cablu panglica. Aceasta conexiune permite canalizarea semnalelor audio de la CD-ROM direct în adaptorul audio, astfel încât sa redea sunetul prin intermediul boxelor calculatorului. Acest conector nu transporta date de la CD-ROM spre magistrala de sistem, ci furnizeaza unitatii de CD-ROM un acces audio direct la boxe.
Unele adaptoare audio au o rotita pentru controlul volumului, lânga jacurile de intrare/iesire, dar placile de sunet sofistica nu o au. Acest control este de obicei redundant, atâta timp cât sistemul de operare sau soft-ul livrat cu adaptorul furnizeaza o combinatie de taste sau un cursor vizual care pot fi folosite la reglarea volumului.
Multe adaptoare folosesc procesoare de semnal digital (DSP) pentru a elibera procesorul sistemului de activitati complexe, cum ar fi filtrarea zgomotului din înregistrari sau din comprimarea audio. Circuitul DSP permite unui adaptor audio sa fie un dispozitiv multifunctional.
La fel ca pentru multe dintre componentele PC-ului, un driver asigura o legatura vitala între un adaptor audio si aplicatia sau sistemul de operare care îl foloseste. Sistemele de operare ca Windows 9x, 2000 si Windows NT contin o biblioteca mare de drivere pentru majoritatea adaptoarelor audio de pe piata. De cele mai multe ori, aceste drivere sunt scrise de producatorul adaptorului audio si sunt doar distribuite de Microsoft. S-ar putea ca driverele livrate împreuna cu adaptorul sunt mai recente decât cele incluse în sistemul de operare. Cel mai bun loc în care pot fi gasite cele mai recente drivere pentru o componenta hard este situl Web al producatorului sau alt serviciu online.
Boxele
Prezentarile reusite, aplicatiile media si lucrul cu fisiere MIDI necesita boxe stereo externe cu fidelitate foarte buna.
Placile de sunet asigura putin sau deloc amplificarea necesara pentru a comanda boxele externe. Desi unele placi de sunet au mici amplificatoare de 4 wati, acestea nu sunt suficient de puternice pentru a comanda boxe de calitate. De asemenea, boxele conventionale asezate lânga display pot genera interferente magnetice, cauzând distorsionarea culorilor si a obiectelor de pe ecran sau alterarea datelor înregistrate pe dischete sau pe alte medii magnetice.
Pentru a rezolva aceste probleme, boxele pentru calculator trebuie sa fie mici, eficiente si cu surse proprii de alimentare. De asemenea, ele trebuie sa dispuna de ecranare magnetica, fie sub forma straturilor izolatoare adaugate în carcasa boxei, fie sub forma unei compensari electronice a distorsiunii magnetice.
Calitatea sunetului depinde de calitatea boxelor. Un adaptor audio de 16 biti poate furniza boxelor un sunet mai bun, dar chiar si un adaptor de 8 biti suna bine prin intermediul unei boxe bune. Pentru a evalua calitatea boxelor exista trei criterii de baza:
Raspunsul în frecventa reprezinta masura gamei de sunete de frecventa înalta si de frecventa joasa pe care o boxa le poate reproduce. Gama ideala este de la 20 Hz la 20 KHz, gama pe care o poate auzi omul. O boxa exceptionala poate acoperi o gama cuprinsa între 30 Hz si 23.000 Hz, iar modelele mai slabe pot acoperi numai o gama cuprinsa între 100 Hz si 20.000 Hz. Raspunsul în frecventa este cea mai înselatoare specificatie, deoarece boxe care redau aceeasi gama de sunete pot suna complet diferit.
Distorsiunea armonica totala (THD) reprezinta expresia distorsiunii sonore sau a zgomotului generat prin amplificarea semnalului. Mai simplu, distorsiunea reprezinta diferenta dintre sunetul trimis catre boxa si sunetul pe care îl auzim. Distorsiunea totala se masoara procentual. Un nivel acceptabil de distorsiune este mai mic de 0,1 procente. Pentru unele echipamente de înregistrare cu calitate CD, standardul obisnuit este 0,05 procente. Unele boxe au o distorsiune totala de 10 procente sau mai mult. Castile au de cele mai multe ori o distorsiune de aproape 2 procente sau mai mica.
Numarul de wati reprezinta amplificarea pentru comanda boxelor. Multe adaptoare audio au amplificatoare incorporate, care furnizeaza pâna la opt wati pe fiecare canal (majoritatea furnizeaza 4 wati). Totusi, aceasta putere nu este suficienta pentru a asigura un sunet de calitate, de aceea multe boxe au amplificatoare interne. Prin actionarea unui comutator sau apasarea unui buton, aceste boxe vor amplifica semnalele pe care le primesc de la adaptorul audio.
Pentru alimentarea amplificatoarelor din ele, boxele pentru PC folosesc fie baterii fie prin intermediul unui adaptor, direct la curent alternativ.
La majoritatea boxelor exista de asemenea un control de volum, desi unele folosesc un singur control pentru ambele boxe. Multe boxe pentru calculator dispun si de un comutator pentru reglarea dinamica a basilor (DBB). Acest buton asigura basi mai puternici si sunete înalte mai clare, indiferent de volum. Alte boxe au comutatoare pentru reglarea basilor si a sunetelor înalte sau un egalizator cu trei benzi pentru controlul frecventelor joase, medii si înalte. Daca ne bazam pe puterea adaptorului audio si nu pe cea a amplificatorului incorporat în boxe, controalele de volum si de reglare a basilor nu au nici un efect.
Un minijac stereo de 1/8 inci conecteaza mufa de iesire a adaptorului audio la una dintre boxe. Boxa împarte apoi semnalul si îl transmite, pe un cablu separat, la a doua boxa (numita de multe ori "boxa satelit").
Unele adaptoare audio sunt livrate împreuna cu un microfon, dar rnajoritatea nu. Microfonul este necesar pentru înregistrarea vocilor într-un fisier WAV. Alegerea unui microfon este destul de simpla. Pentru a fi conectat la calculator, microfonul trebuie sa aiba un minijac de 1/8 inci care sa se conecteze la intrarea de microfon sau de sunet a adaptorului audio. Majoritatea microfoanelor au un comutator de pornire/oprire.
Ca si boxele, microfoanele sunt evaluate prin gama de frecvente. Totusi, aceasta nu reprezinta un criteriu foarte important la cumparare, deoarece vocea omului are o gama limitata. Daca se înregistreaza numai voci, se poate alege un microfon care acopera o gama limitata de frecvente. Capacitatile de înregistrare ale unui microfon bun se extind la frecvente în afara gamei în care se încadreaza vocea.
Daca se înregistreaza muzica este necesara alegerea unui microfon scump, de foarte buna calitate, dar care poate da rezultate mediocre daca adaptorul audio nu este suficient de bun.
Daca înregistrarile se fac într-un loc zgomotos, este necesara utilizarea unui microfon unidirectional, care împiedica înregistrarea sunetelor nedorite. Un
microfon omnidirectional este cel mai bun pentru înregistrarea conversatiilor în grup.
|
