ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องเสียงคอมพิวเตอร์ - มาตรฐานและระบบเสียงดิจิตอล

เสียงและมาตรฐานแบบดิจิตอลเมื่อพูดถึงการเล่นเสียงบนเครื่องพีซี

คอมพิวเตอร์เสียงเป็นหนึ่งในแง่มุมที่มองข้ามมากที่สุดของการซื้อคอมพิวเตอร์ ด้วยข้อมูลเล็กน้อยจากผู้ผลิตผู้ใช้มีเวลาที่ยากลำบากในการหาสิ่งที่พวกเขากำลังได้รับ ในส่วนแรกของบทความชุดนี้เราจะดูข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับระบบเสียงดิจิตอลและข้อมูลจำเพาะอาจปรากฏในรายการ นอกจากนี้เราจะดูสองมาตรฐานที่ใช้ในการอธิบายส่วนประกอบ

เสียงดิจิตอล

เสียงทั้งหมดที่บันทึกหรือเล่นผ่านระบบคอมพิวเตอร์เป็นแบบดิจิทัล แต่เสียงทั้งหมดที่เล่นออกมาจากระบบลำโพงเป็นอนาล็อก ความแตกต่างระหว่างรูปแบบการบันทึกทั้งสองรูปแบบนี้มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสามารถของโปรเซสเซอร์เสียง

เสียงอนาล็อก จะใช้ข้อมูลขนาดต่างๆเพื่อให้สามารถสร้างคลื่นเสียงต้นฉบับจากแหล่งข้อมูลได้ดีที่สุด การบันทึกนี้สามารถทำให้เกิดการบันทึกที่แม่นยำมาก แต่การบันทึกเหล่านี้จะลดลงระหว่างการเชื่อมต่อและการบันทึกภาพหลายชั่วอายุ การบันทึกแบบดิจิตอลใช้ตัวอย่างคลื่นเสียงและบันทึกเป็นชุดของบิต (คนและศูนย์) ที่ใกล้เคียงที่สุดกับรูปแบบคลื่น ซึ่งหมายความว่าคุณภาพของการบันทึกแบบดิจิตอลจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับบิตและตัวอย่างที่ใช้สำหรับการบันทึก แต่การสูญเสียคุณภาพจะต่ำกว่าระหว่างอุปกรณ์และรุ่นของการบันทึก

บิตและตัวอย่าง

เมื่อมองไปที่โปรเซสเซอร์เสียงและแม้แต่การบันทึกแบบดิจิตอลเงื่อนไขของบิตและ KHz มักจะเกิดขึ้น คำสองคำนี้หมายถึงอัตราตัวอย่างและคำจำกัดความเสียงที่สามารถบันทึกแบบดิจิตอลได้ มีสามมาตรฐานหลักที่ใช้สำหรับระบบเสียงดิจิทัลเชิงพาณิชย์: 16 บิต 44KHz สำหรับ CD Audio, 16KB 96KHz สำหรับ DVD และ 24Kbit 192KHz สำหรับ DVD-Audio และ Blu-ray บางส่วน

ความลึกของบิต หมายถึงจำนวนบิตที่ใช้ในการบันทึกเพื่อกำหนดความกว้างของคลื่นเสียงที่แต่ละตัวอย่าง ดังนั้นบิตเรตบิต 16 บิตจะอนุญาตให้ใช้งานได้ในระดับ 65,536 ระดับในขณะที่ 24 บิตสามารถใช้งานได้ 16.7 ล้านคน อัตราตัวอย่างจะกำหนดจำนวนจุดตามคลื่นเสียงที่สุ่มตัวอย่างเป็นเวลาหนึ่งวินาที ยิ่งจำนวนตัวอย่างมากขึ้นการแสดงแบบดิจิตอลจะใกล้เคียงกับคลื่นเสียงอนาล็อกเท่านั้น

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบที่นี่ว่าอัตราตัวอย่างจะแตกต่างจากบิตเรต บิตเรต หมายถึงจำนวนข้อมูลโดยรวมที่ประมวลผลในไฟล์ต่อวินาที นี่เป็นตัวเลขบิตคูณด้วยอัตราตัวอย่างที่แปลงเป็นไบต์ตามแต่ละแชแนล ทางคณิตศาสตร์นั่นคือ (bits * sample rate * channels) / 8 ดังนั้นเสียงซีดีซึ่งเป็นสเตอริโอหรือสองช่องจะเป็น:

(16 บิต * 44000 ต่อวินาที * 2) / 8 = 192000 bps ต่อ channel หรือ 192 kbps บิตเรต

ด้วยความเข้าใจทั่วไปนี้สิ่งที่ควรมองหาเมื่อตรวจสอบข้อกำหนดสำหรับตัวประมวลผลเสียง? โดยทั่วไปแล้วควรเลือกหนึ่งในตัวอย่างที่มีความสามารถในอัตราตัวอย่างตัวอย่าง 96KHz 16 บิต นี่คือระดับเสียงที่ใช้สำหรับช่องสัญญาณเสียงรอบทิศทาง 5.1 ในดีวีดีและภาพยนตร์ Blu-ray สำหรับผู้ที่ต้องการความละเอียดเสียงที่ดีที่สุดโซลูชัน 24 บิต 192KHz ใหม่จะให้คุณภาพเสียงที่ดียิ่งขึ้น

อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียง

อีกแง่มุมของส่วนประกอบเสียงที่ผู้ใช้จะพบคือ สัญญาณต่อเสียงรบกวนอัตราส่วน (SNR) นี่คือตัวเลขที่แสดงโดย decibels (dB) เพื่ออธิบายอัตราส่วนของสัญญาณเสียงเมื่อเทียบกับระดับเสียงที่เกิดจากส่วนประกอบเสียง ยิ่งอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนดีเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น คนทั่วไปโดยทั่วไปไม่สามารถแยกความแตกต่างของสัญญาณรบกวนนี้ได้หากค่า SNR มากกว่า 90 dB

มาตรฐาน

มีความหลากหลายของมาตรฐานที่แตกต่างกันเมื่อพูดถึงเสียง ในขั้นต้นมีมาตรฐานเสียง AC'97 ที่พัฒนาขึ้นโดย Intel เป็นวิธีการสนับสนุนมาตรฐานสำหรับการสนับสนุนระบบเสียง 16 บิต 96KHz สำหรับช่องสัญญาณ 6 ช่องที่จำเป็นสำหรับการสนับสนุนเสียงแบบ DVD 5.1 ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมามีความก้าวหน้าทางด้านเสียงด้วยรูปแบบวิดีโอความละเอียดสูงเช่น Blu-ray เพื่อรองรับมาตรฐานเหล่านี้ได้มีการพัฒนามาตรฐานใหม่ของ Intel HDA การขยายเสียงสนับสนุนช่องสัญญาณเสียง 8 แชนแนลขนาด 192-bit 192KHz จำนวน 30 ช่องที่จำเป็นสำหรับการรองรับเสียง 7.1 ตอนนี้เป็นมาตรฐานสำหรับฮาร์ดแวร์ที่ใช้ Intel แต่ฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่ของเอเอ็มดีซึ่งมีชื่อว่า 7.1 audio support สามารถบรรลุระดับเดียวกันนี้ด้วย

อีกมาตรฐานเก่าที่อาจเรียกได้คือ 16-bit Sound Blaster compatible Sound Blaster คือตราการ์ดเสียงที่สร้างขึ้นโดย Creative Labs Sound Blaster 16 เป็นการ์ดเสียงตัวแรก ๆ ที่รองรับอัตราการสุ่มตัวอย่าง 16 บิต 44KHz สำหรับเสียงคอมพิวเตอร์คุณภาพ CD-Audio มาตรฐานนี้ต่ำกว่ามาตรฐานใหม่และไม่ค่อยมีการอ้างอิงอีกต่อไป

การขยายเสียง EAX หรือ Environmental Audio Extensions เป็นมาตรฐานอื่นที่ได้รับการพัฒนาโดย Creative Labs แทนรูปแบบเฉพาะสำหรับเสียงเป็นชุดของส่วนขยายซอฟต์แวร์ที่ปรับเปลี่ยนเสียงเพื่อทำซ้ำผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่นเสียงที่เล่นบนคอมพิวเตอร์อาจได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เสียงเหมือนว่ากำลังเล่นอยู่ในถ้ำที่มีเสียงก้องมากมาย การสนับสนุนนี้อาจมีอยู่ในซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์ หากแสดงผลในฮาร์ดแวร์จะใช้รอบน้อยลงจาก CPU

สถานการณ์กับ EAX มีความซับซ้อนมากขึ้นกับระบบปฏิบัติการ Windows ตั้งแต่ Vista โดยพื้นฐานแล้วไมโครซอฟต์ได้เปลี่ยนการสนับสนุนด้านเสียงจากฮาร์ดแวร์ไปยังฝั่งซอฟต์แวร์เพื่อให้ระบบรักษาความปลอดภัยในระดับที่สูงขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีหลายเกมที่จัดการเสียง EAX ในฮาร์ดแวร์ขณะนี้ถูกจัดการโดยเลเยอร์ซอฟต์แวร์แทน เรื่องนี้ได้รับการจัดการโดยซอฟต์แวร์แพทช์กับไดรเวอร์และเกม แต่มีบางเกมเก่าที่จะไม่สามารถใช้ผลกระทบ EAX อีกต่อไป ทุกอย่างถูกย้ายไปสู่มาตรฐาน OpenAL ทำให้ EAX มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเกมแบบเดิม

สุดท้ายผลิตภัณฑ์บางชิ้นอาจมี โลโก้ THX นี่เป็นการรับรองว่า THX Laboratories รู้สึกว่าผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำหรือต่ำกว่า โปรดจำไว้ว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรอง THX จะไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพหรือคุณภาพเสียงดีกว่าผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้รับการรับรอง ผู้ผลิตต้องจ่ายห้องปฏิบัติการ THX สำหรับกระบวนการรับรอง

ขณะนี้เรามีพื้นฐานของระบบเสียงดิจิตอลลงแล้วก็ถึงเวลาแล้วที่จะดู Surround Sound และพีซี