МОНСТЕР САУНД

Спецвыпуск Xakep, номер #012, стр. 012-074-1

SpelinblimbeR (spelinblimber@chat.ru)

Волшебные звуки

Я думаю, что не стоит здесь долго говорить о том, зачем современному юзеру нужна звуковая карта... Скажу лишь, что в потребности этой можно выделить два основных направления - бытовое и профессиональное. С бытовым все ясно - mp3 послушать, насладиться предсмертными воплями монстров в Кваке, фильм какой посмотреть. А может быть, если уж совсем нет силы терпеть и жажда творчества переполняет и рвет крышу, - то и попытаться сваять что-нибудь простенькое в каком-нибудь звуковом редакторе (ничего стоящего на дешевых карточках не получится, предупреждаю сразу). Профессиональные карточки служат для разнообразной профдеятельности: написание музыки, создание звуковых эффектов, сведение композиций и т.д. Тут вроде все понятно... Перейдем непосредственно к волшебным звукам. Что есть звук? Звук является продуктом взаимодействия колебаний воздуха и твоего уха. Брр... Я хотел сказать, что звук представляет собой изменения в давлении воздуха - звуковые колебания, а колебания эти в свою очередь образуют волну. Достигнув твоего уха, колебания воспринимаются и обрабатываются твоим центральным процессором (ака головной мозг). Сами же колебания производятся динамиком - его поверхность то прогибается, то выравнивается, выгибается, снова прогибается и т.д. Для управления всеми этими выгибаниями и вгибаниями и нужны звуковые карты.

Теория

Один из аспектов компьютерного звука состоит в том, что все звуковые эффекты, которые на сегодняшний день способен воспроизводить компьютер, - музыка, вопли монстров в играх, человеческая речь - подразделяются на два больших класса. К первому относится оцифрованный звук, проигрываемый аудиоадаптером из готовых массивов данных (например, из mp3-файла на твоем винте), ко второму - синтезированный. Этот звук создается компьютером на лету на основе специальных инструкций и методов. Ясен пень, что для домашнего использования важнее качество реализации первого (почему - см. выше), а вот для студии звукозаписи, например, - второго. Если с простым проигрыванием сложностей обычно не возникает, то с синтезом все не так просто. Для создания мелодии звуковая карта должна получить что-то вроде программы - список нот, которые нужно проигрывать, их атрибутов (длительность, громкость и т.д.) и инструментов, на которых эти ноты собственно и должны исполняться. Затем, получив всю эту бодягу, специальный чип на звуковухе - синтезатор (о нем дальше в нашей программе, stay tuned) - воспроизводит нужные звуки в нужной последовательности. Делает он это через интерфейс под названием MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Синтез MIDI-музыки можно выполнять двумя способами: методом частотной модуляции (FM-синтез) и с использованием волновых таблиц (wavetable, он же WT-синтез). Эти методы имеют существенные отличия, посему рассмотрим их отдельно:

FM-синтез - первый метод генерации звука, применяемый в звуковых картах. В 1967 году композитор Джон Чаунинг додумался, что, управляя одновременно громкостью и частотой звукового колебания и накладывая несколько таких колебаний друг на друга, можно добиться довольно точной имитации различных инструментов. В 1983-м на основе этого изобретения был разработан первый FM-синтезатор: Yamaha DX-7. Достоинства метода: синтезатор не требует заранее заготовленных сэмплов, а соответственно, и памяти для них, синтезатор выдает достаточно большое количество разнообразных звуков. Недостатки метода: низкое качество получаемого звука, крайне грубая имитация звучания реальных музыкальных инструментов.