Позиционный звук

Подробности

Родительская категория: Аудиоустройства

Категория: Объемный звук

Позиционирование звука является общей технологией для всех 3D-звуковых плат и включает в себя настройку определенных параметров, таких как реверберация и отражение звука, выравнивание (баланс) и указание на “расположение” источника звука. Все эти компоненты создают иллюзию звуков, раздающихся впереди, справа, слева от пользователя или даже за его спиной. Наиболее важным элементом позиционного звука является функция преобразования HRTF (Head Related Transfer Function), определяющая изменение восприятия звука в зависимости от формы уха и угла поворота головы слушателя. Параметры этой функции определяют условия, при которых “реалистичный” звук может восприниматься совершенно иначе при повороте головы слушателя в ту или иную сторону. Использование акустических систем с несколькими колонками, “окружающими” пользователя со всех сторон, а также сложные звуковые алгоритмы, дополняющие воспроизводимый звук управляемой реверберацией, позволяют сделать синтезированный компьютером звук еще более реалистичным.

Разработанный компанией Creative Labs стандарт Environmental Audio Extensions (EAX) де-факто стал стандартом объемного звука, когда в середине 2000 года компания Aureal и разработанный ею стандарт A3D прекратили свое существование. В настоящее время существуют следующие версии этого стандарта. 

• EAX 1.0
• EAX 2.0
• EAX Advanced HD (также известный как EAX 3.0)
• EAX 4.0 Advanced HD
• EAX 5.0 Advanced HD

Стандарт EAX 1.0 содержит 26 стандартных наборов параметров, позволяющих имитировать звуковые эффекты, характерные для различных сред. При этом можно задавать такие параметры, как громкость, реверберация, время задержки и затухание. В стандарте EAX 2.0 были добавлены так называемые окклюзии, благодаря чему стала возможной такая имитация звука, будто он слышен из другой комнаты, и обструкции, благодаря чему появилась возможность такой имитации звука, будто прямые звуковые волны преграждены объектом, а слышны только отраженные звуки.

Стандарты EAX 1.0 и EAX 2.0 поддерживаются семействами звуковых плат Sound Blaster и Audigy производства компании Creative, а после того как компания Creative сделала данные стандарты открытыми, они поддерживаются не только в звуковых адаптерах других компаний, но и в интегрированных звуковых решениях.

Стандарт EAX Advanced HD, впервые представленный в звуковых платах семейства Sound Blaster Audigy, обеспечил поддержку нескольких сред, т.е. для каждого звукового сигнала (от одного до четырех) теперь можно задавать свои, отличные пространственные эффекты. Кроме того, появились поддержка пространственного морфинга, панорамирования и отражений, что обеспечивает полное виртуальное погружение игрока в мир игры. При переходе звука от одной среды к другой, к нему применяется специальная пространственная фильтрация. Версия EAX Advanced HD, поддерживаемая звуковой платой Audigy 2, обеспечивает преобразование звука DirectX 3D (Direct3D) в звук формата 6.1. Стандарт EAX Advanced HD поддерживает до 32 каналов аппаратного ускорения Direct 3D.

Стандарт EAX 4.0 Advanced HD, представленный в картах семейства Sound Blaster Audigy 2 ZS, добавляет такие звуковые эффекты, как смещение частоты, автоматическая компенсация усиления, хор, искажение, свист, кольцевая модуляция и др. Кроме того, он поддерживает специальный фильтр для удаления дефектов звука, фильтрацию HRTF, количество звуковых каналов от 2 до 7.1, а также до 64 каналов аппаратного ускорения Direct 3D.

После выхода звукового процессора Creative X-Fi Xtreme Fidelity семейство Sound Blaster обзавелось поддержкой стандарта EAX 5.0 Advanced HD. Этот стандарт обеспечивает поддержку еще в два раза большего количества голосов, большую детализацию звукового сопровождения в играх (при этом влияние на общее быстродействие системы оказывается минимальным), а также значительно упрощает разработку интерактивного музыкального сопровождения для игр. Стандарт EAX 5.0 Advanced HD поддерживает усиление басов для каждого из 128 каналов, благодаря чему звуковое сопровождение игр приобретает “кинематографическое” качество. Функция Environment FlexiFX позволяет разработчикам использовать до четырех эффектов одновременно для каждого из 128 голосов.

Основной альтернативой EAX является разработанная компанией Sensaura технология позиционирования объемного звука 3DPA. Многие звуковые платы от сторонних компаний поддерживают как Sensaura 3DPA, так и EAX 1.0/2.0. Ниже перечислены функции, характерные для технологии Sensaura 3DPA.

• Digital Ear. Фильтры HRTF.
• Virtual Ear. Индивидуальная настройка параметров Digital Ear.
• MacroFX. Повышение реалистичности звучания близко расположенных источников, например жужжания мухи.
• ZoomFX. Повышение реалистичности звучания объектов разных размеров, например поезда и мотоцикла.
• EnvironmentFX. Поддержка различных сред звучания с настройкой параметров.
• XTC и MultiDrive. Устранение искажений при использовании большого количества динамиков, вплоть до систем 7.1.
• Headphone Theater. Имитация звука 5.1 при прослушивании через наушники.
• GameCODA. Разработанный компанией Sensaura набор технологий, который значительно упрощает создание звукового сопровождения высокого качества для игр на платформах PC, PlayStation 2, Xbox и Nintendo Game Cube.

Примечание!
Некоторые звуковые платы, использующие технологию Sensaura 3DPDA, могут поддерживать не все перечисленные выше функции; кроме того, поддержка определенных функций может быть добавлена с помощью обновления драйвера. Подробные сведения вы наверняка найдете на сайте компании-производителя материнской платы.

 

 

Обработка трехмерного звука

Подробности

Родительская категория: Аудиоустройства

Категория: Объемный звук

Вторым по важности фактором качественного звучания являются различные способы реализации обработки трехмерного звука в аудиоадаптерах. Существуют следующие основные методы обработки звука: 

• централизованная обработка (для обработки трехмерного звука используется центральный процессор, что приводит к снижению общего быстродействия системы);
• обработка звуковой платой (которая называется также 3D-ускорением).

Обработка трехмерного звука в звуковых адаптерах происходит с использованием либо центрального процессора системы, либо мощного цифрового обработчика сигналов (DSP), выполняющего обработку непосредственно в звуковой плате. Звуковые платы, осуществляющие централизованную обработку трехмерного звука, могут стать основной причиной снижения частоты смены кадров (числа анимированных кадров трехмерной игры, выводимых на экран за каждую секунду) при использовании функции трехмерного звука. В звуковых платах со встроенным аудиопроцессором частота смены кадров при включении или отключении трехмерного звука почти не изменяется. 3D-ускорение поддерживается многими современными микросхемами, которые поставляются основными производителями звуковых плат и наборов микросхем, но количество поддерживаемых трехмерных звуковых потоков варьируется в зависимости от используемой микросхемы и может иногда ограничиваться изза проблем с программными драйверами. Windows Vista поддерживает только централизованную обработку.

Как показывает практика, средняя частота смены кадров реалистичной компьютерной игры должна быть не меньше 30 кадр/с. При использовании быстродействующего процессора с частотой 1 ГГц и выше и какой-либо современной 3D-звуковой платы такая частота достигается довольно легко. Но любители компьютерных игр, использующие более медленный процессор и плату с централизованной обработкой трехмерного звука, обнаружат, что частота смены кадров будет ниже 30 кадр/с. Чтобы увидеть, как влияет обработка трехмерного звука на скорость компьютерных игр, воспользуйтесь функцией отслеживания частоты кадров, встроенной в большинство игр, или обратитесь к источникам, проводящим обзоры игрового аппаратного обеспечения, например www.anandtech.com. Частота смены кадров связана непосредственно с коэффициентом использования процессора; повышение ресурсных требований к процессору приведет к снижению частоты смены кадров. Технологии трехмерного звука и трехмерного видеоизображения представляют наибольший интерес, прежде всего, для разработчиков компьютерных игр. Однако использование трехмерных технологий в коммерческой среде также не за горами.

 

Проблемы, связанные с поддержкой DirectX

Подробности

Родительская категория: Аудиоустройства

Категория: Объемный звук

Последняя версия DirectX 9.0c, используемая в Windows XP, предназначена для повышения эффективности всех звуковых плат, имеющих 3D-поддержку. В предыдущих версиях DirectX такая поддержка осуществлялась с помощью модуля DirectSound3D, эффективность которого была ограничена. Например, для того чтобы определить, поддерживаются ли ускорение DirectSound3D и централизованная обработка трехмерного звука, реализованная на аппаратной основе, разработчики игр были вынуждены выполнять полное тестирование звуковой платы. Начиная с версии DirectX 5.0 модуль DirectSound3D поддерживает устройства 3D-ускорения сторонних производителей. DirectX 9с отличается от предыдущей версии улучшенным качеством трехмерного звучания и повышенной эффективностью. Загрузить этот интерфейс можно по адресу:

www.microsoft.com/windows/directx 

Вопросы поддержки аудио в Windows Vista и DirectX 10

В систему Windows Vista включена новая, десятая, версия DirectX. Применение в системе аппаратной обработки звука процессорами типа Audigy создает при использовании DirectX 10 определенные проблемы. В этой версии компонент обработки звука DirectSound более не поддерживает аппаратное ускорение, поскольку этот уровень абстракции устройств был удален. В результате звуковые адаптеры, оснащенные собственными процессорами, теряют возможность создавать пространственный и объемный звук. Централизованная поддержка аудио, использующая мощности центрального процессора и драйверы, позволяет получать объемные и пространственные эффекты, как в предыдущих версиях DirectX.

Новая универсальная аудиоархитектура (UAA), используемая в Windows Vista, больше не работает в режиме ядра во избежание общего сбоя системы при ошибке аудиодрайвера. Несмотря на то что такая схема обеспечивает большую устойчивость системы (что было одной из главных задач Windows Vista), она сводит на нет ускорение обработки звука. В результате игры, не предназначенные для использования архитектуры UAA, способны воспроизводить только обычный стереозвук (без каких-либо пространственных эффектов). В любом случае поддержка объемного звука не предусмотрена.

Возникает вопрос, как обеспечить воспроизведение высококачественного звука в Windows Vista. Многие довольно свежие игры, такие как BattleField 2142, Dooom3, Quake 4, Prey и другие, поддерживают новый стандарт OpenAL. Все новые адаптеры серии Creative X-Fi поддерживают этот стандарт. Подробнее об этом стандарте, а также о совместимых с ним играх можно узнать на сайте www.openal.org.

Для поддержки старых игр, появившихся до выхода в свет стандарта OpenAL, компания Creative создала проект Alchemy, который позволяет адаптерам серии X-Fi, работающим под управлением Windows Vista, поддерживать 3D-ускорение звука и реализовывать пространственное звучание в множестве игр. Для использования этого приложения установите, в первую очередь, самый свежий драйвер для карты X-Fi, после чего можете установить игру. Подробнее о проекте Alchemy узнайте по адресу:

http://connect.creativelabs.com/alchemy/default.aspx

Если в системе установлен какой-либо более старый адаптер типа SoundBlaster Live! или Audigy/2/4, переключитесь на использование централизованной обработки звука. Современные системы содержат поддержку объемного звука 5.1 и 7.1. Это самая дешевая альтернатива, реализующая совместимость игр с Windows Vista и DirectX 10. Можете заменить свою карту картой Creative X-Fi, однако учтите, проект Alchemy поддерживает далеко не все игры.