Окружающий звук: большие маневры

Сергей Асмаков

Звуковой «купи-продай»

«Пламенные сердца» трехмерного звука

Раскинем карты

Подведем итоги

 

Технологии QSound

Environmental Audio eXtensions (EAX)

Технологии Sensaura

Что такое HRTF и СС

 

Полтора года назад в статье «Быль и сказки о 3D-звуке» (КомпьютерПресс № 11’99) мы довольно подробно рассматривали как само понятие позиционируемого трехмерного звука, так и наиболее распространенные технологии — и перспективные, и уже воплощенные на тот момент в серийных изделиях. Так что, если вам встретятся незнакомые термины и понятия, обратитесь к вышеупомянутой публикации; мы же бросим взгляд на сегодняшнее состояние рынка 3D-звука.

Звуковой «купи-продай»

Сейчас уже вряд ли кто-нибудь удивится, обнаружив на новой и отнюдь не самой дорогой звуковой карте два стереовыхода. Появление первых звуковых карт, обеспечивающих поддержку технологий окружающего звука (surround sound), хотя и не произвело такого эффекта, как выпуск первых 3D-акселераторов, однако стало заметным событием в компьютерной индустрии. Очевидно, что сегодня поставщики технологий и производители аппаратного обеспечения относятся к этому сегменту компьютерной индустрии весьма серьезно.

Около двух с половиной лет назад в сфере компьютерного звука произошел значительный прорыв, позволивший вывести звуковое сопровождение игр и мультимедиа-приложений на качественно новый уровень. Началось серийное производство изделий, использующих технологии интерактивного трехмерного позиционируемого звука. Так появилась возможность не просто воспроизводить заранее записанное «объемное» звуковое сопровождение (как это было в случае с довольно давно появившимся «киношным» окружающим звуком), а формировать его в зависимости от действий пользователя. Как только стало ясно, что «процесс пошел», оказавшиеся на гребне новой волны производители начали жесткую борьбу за покупателей, изо всех сил продвигая свои стандарты и технологии — как правило, несовместимые с продукцией конкурентов. Структура данного сегмента рынка резко изменилась, вызвав, с одной стороны, интенсивное развитие технологий в условиях конкурентной борьбы, а с другой — определенную нестабильность ситуации. Рынок довольно быстро перешел в стадию «естественного отбора», ознаменованную различными катаклизмами в виде слияний, поглощений и т.п.

Начало было положено корпорацией S3 (в настоящее время — SONICblue), поглотившей компанию Diamond. Хотя торговая марка Monster Sound была сохранена, новые модели звуковых карт этой серии существенно отличаются от своих предшественников.

Затем проблемы начались у одного из законодателей мод того времени — компании Aureal. Неудачная маркетинговая политика в начале 2000 года привела к финансовым затруднениям. Положение стремительно ухудшалось с каждой неделей, и вскоре стало ясно, что дело идет к банкротству. Тем временем руководство Aureal еще более усугубило ситуацию, обвинив компанию Creative в незаконном использовании своих запатентованных технологий. В качестве компенсации Aureal требовала ни много ни мало — снять с производства все звуковые карты серии SB Live!.

В июле интерес к приобретению «тонущей» Aureal проявила компания Guillemot, предложившая за нее 8 млн. долл. Фирма Creative, не желая упускать столь удачный случай навсегда разделаться со своим главным конкурентом на рынке трехмерного звука, предложила 11 млн. долл. Ставки постепенно повышались, и в конце концов этот аукцион выиграла Creative (что, впрочем, вряд ли стало для кого-либо большой неожиданностью). 21 сентября было официально объявлено о покупке Aureal, за которую Creative в итоге выложила 28 млн. долл. и пакет собственных акций на сумму около 4,3 млн. долл. В настоящее время Web-сайты http://www.a3d.com/ и http://www.aureal.com/ не функционируют, а производители звуковых карт прекратили выпуск моделей, базирующихся на чипах семейства Vortex. Фактически уход Aureal означает завершение развития технологий A3D.

Уже давно ничего нового не слышно и о компании EAR, разрабатывавшей программный звуковой процессор (audio engine) IAS, совместимый с API A3D и EAX и обеспечивающий одинаковое звучание 3D независимо от используемой звуковой карты. Последние пресс-релизы с упоминанием этого продукта датированы 1999 годом, и, судя по всему, данный проект так и не получил дальнейшего развития.

Теперь самое время перейти к рассмотрению технологических новинок. Начнем с основы любой современной звуковой карты — специализированных процессоров, поскольку именно возможности этого компонента оказывают решающее влияние на возможности конечного продукта.

В начало В начало

«Пламенные сердца» трехмерного звука

Как ни удивительно, но компания Creative продолжает производство чипа EMU10K1 (им оснащаются карты семейства SB Live!), лишний раз доказывая, что это поистине выдающееся творение инженеров E-MU и через пять лет после своего рождения вполне конкурентоспособно (стоит отметить, что на этом же чипе производится профессиональная звуковая карта E-MU APS).

Весьма многообещающим является чип SoundFusion (Cirrus Logic Crystal 4630), построенный по архитектуре SLIMD и обладающий, по данным производителя, вычислительной мощностью в 420 млн. операций в секунду. Аппаратно поддерживаются API DirectSound и DirectSound3D, позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритму HRTF. Предусмотрена совместимость с EAX 1.0. Имеются wavetable-синтезатор с поддержкой звуковых банков формата DLS, 10-полосный эквалайзер, система эхоподавления (для приложений компьютерной телефонии), цифровой вход и выход S/PDIF (последний поддерживает вывод как стереофонического (PCM), так и многоканального звукового потока в формате Dolby Digital (АС-3)). Чип выполнен в планарном корпусе со 128 выводами.

Корпорация C-Media производит чипы серии CMI-8738/PCI (исполнение в планарном корпусе со 128 выводами), которые можно использовать и для изготовления звуковых карт, и для интегрированной звуковой подсистемы на материнских платах. Они обеспечивают обмен данными по шине PCI 2.1, аппаратно поддерживают эмуляцию SB Pro для DOS-приложений, wavetable-синтез и имеют встроенный модемный интерфейс PCtel HSP56 (1789). Аппаратно поддерживаются API DirectSound3D и A3D 1.0, позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритму HRTF. Программно (на уровне драйвера) поддерживается EAX. Предусмотрена поддержка двух-, четырех- или шеститочечной акустической системы, имеются MIDI-интерфейс, гейм-порт, цифровой вход и выход S/PDIF (44,1 и 48 кГц, 24 бит).

В арсенале компании ESS Technology, известной отечественным пользователям в основном благодаря недорогим звуковым картам, сейчас два семейства звуковых чипов с поддержкой трехмерного звука — Canyon3D и Allegro. В ноябре прошлого года была представлена коммерческая версия второй эволюции чипа Canyon3D — Canyon3D-2 (ES-1992). В нем предусмотрены пара аналоговых стереовыходов, а также возможность вывода цифрового потока в форматах Dolby Digital и THX через цифровой выход S/PDIF. Canyon3D-2 оптимизирован для работы с драйверами DirectX 8, аппаратно поддерживает API DirectSound и DirectSound3D, технологии Sensaura (MultiDrive, ZoomFX, MacroFX и EnvironmentalFX), а также совместим с I3DL2, A3D 1.0, EAX 1.0 и 2.0. Имеется встроенный 10-полосный эквалайзер.

Представители семейства Allegro включают в себя чипы ES-1988 (для мобильных систем) и ES-1989 (для звуковых карт начального уровня, базирующихся на шине PCI). Оба чипа имеют высококачественный встроенный кодек AC’97, а также могут при помощи AC Link задействовать внешний кодек AC’97 для работы с четырехточечными акустическими системами.

Североамериканская компания ForteMedia выпускает чип FM801-AS, предназначенный как для настольных, так и для мобильных систем. Конструктивно выполненный в компактном планарном корпусе со 100 выводами, FM801-AS обеспечивает обмен данными по шине PCI 2.2, на аппаратном уровне поддерживает API DirectSound и DirectSound3D, программно совместим с EAX 1.0 и A3D 1.0. Плюс поддержка многоканального звука, встроенный кодек AC’97 и интерфейс AC-Link. Имеются цифровые интерфейсы EEPROM, I2S и S/PDIF, гейм-порт и MIDI-интерфейс. Предусмотрена совместимость с DOS-приложениями (SB Pro).

В результате сотрудничества компаний QSound и Philips появился чип ThunderBird Avenger (Philips SAA7785). Он на аппаратном уровне поддерживает API I3D Level 2.0, DirectSound (до 256 потоков) и DirectSound3D (до 96 потоков); позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритму QSound3DInteractive. Предусмотрена совместимость с A3D и EAX 1.0/2.0. Имеются цифровой вход и выход S/PDIF, а также возможность вывода многоканального звукового потока через интерфейсы USB и IEEE-1394. Для улучшения звучания стереозвука через многоканальные акустические системы используется технология QSound Multi-Speaker System.

На этом мы закончим краткий обзор чипов и перейдем непосредственно к звуковым картам с поддержкой трехмерного позиционируемого звука, выпускаемым в настоящее время.

В начало В начало

Раскинем карты

Коротко о раскладе на рынке технологий трехмерного звука и достижениях его основных участников.

Aztech Labs не порадовала нас новыми моделями и продолжает выпуск звуковых карт Aztech PCI 288-Q3DII (на базе чипа Trident 4DWave-NX) и Aztech PCI 64-Q3D (на базе Trident 4DWave-DX). Судя по всему, разработка и выпуск новых моделей звуковых карт не входят в ближайшие планы Aztech.

Creative Labs продолжает работать над серией SB Live!. Производится новая линейка звуковых карт со встроенным декодером многоканального звука Dolby Digital — SB Live! 5.1. В нее входят четыре модели: SB Live! DE 5.1, SB Live! MP3+ 5.1, SB Live! X-Gamer 5.1 и флагман серии — SB Live! Platinum 5.1. Последняя выделяется наличием в комплекте поставки блока Live!Drive, устанавливаемого в 5-дюймовый отсек. Была выпущена и модель для компьютеров Macintosh, оснащенных шиной PCI, — SB Live! for Macintosh. И все эти модели базируются на одном и том же чипе — EMU10K1.

Для тех, кто хочет расширить возможности своей SB Live!, выпускаются дополнительные устройства: уже упоминавшиеся блоки Live!Drive I и Live!Drive II, а также плата Optical Digital I/O 2 Card с коаксиальными и оптическими цифровыми входами и выходами S/PDIF.

Diamond утратила независимость, став частью империи SONICblue (в недавнем прошлом — S3), что повлекло переориентацию на комплектующие производства ESS1. Выпуск звуковых карт MX-200 и MX-300 серии Monster Sound, базировавшихся на чипах Vortex, был прекращен, а на смену им пришла принципиально новая MX-400 на базе ESS Canyon3D. В ряду более дешевых карт Diamond появилась модель Sonic Impact s-100 на ESS Allegro.

Genius выпускает недорогие карты SoundMaker Live и SoundMaker Live 5.1/DVD, базирующиеся на чипе ForteMedia 801-AS. Обе модели обеспечивают поддержку API DirectSound, DirectMusic, DirectSound3D и A3D 1.0; позиционирование звуковых потоков осуществляется по технологии Q3D Interactive. С картами поставляется программный wavetable-синтезатор, поддерживающий стандарт XG. Базовая модель SoundMaker Live оснащена четырехканальным кодеком АС’97 и двумя аналоговыми стереовыходами, что позволяет подключать двух- или четырехточечные акустические системы. Старшая модель — SoundMaker Live 5.1/DVD — снабжена многоканальным выходом, позволяющим подключать акустичестические системы, имеющие до шести громкоговорителей, а в состав прилагаемого к ней программного обеспечения входят программы PowerDVD Pro6 и Medi@Show.

В августе прошлого года один из крупнейших производителей мультимедиа-компонентов — французская компания Guillemot — объявила о выпуске новой недорогой звуковой карты Maxi Sound Muse (Muse расшифровывается как Multimedia Sound Entertainment) на базе чипа С-Media CMI-8738. Карта оборудована парой стереовыходов для подключения двух- или четырехточечной акустической системы и поддерживает API DirectSound3D, EAX 1.0, A3D 1.0; позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритму HRTF. В комплект поставки входит программный синтезатор, поддерживающий стандарты General MIDI и XG.

В модельном ряду Guillemot представлена и более старая карта — Maxi Sound Fortissimo XL на базе чипа Yamaha YMF744. Она оснащена цифровым оптическим выходом S/PDIF и парой аналоговых стереовыходов, позволяющих подключать двух- или четырехточечные акустические системы. Предусмотрены аппаратная поддержка API DirectSound3D и DirectMusic, а также совместимость с EAX и A3D 1.0. Позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритмам Sensaura 3D Positional Audio, поддерживаются технологии MultiDrive, ZoomFX и MacroFX. Следует отметить наличие встроенного синтезатора с 64-голосой полифонией, поддерживающего стандарты General MIDI, GS и XG и снабженного 2 Мбайт ROM-памяти.

Немецкая компания Terratec производит довольно широкий спектр звуковых карт, в том числе и для профессионального применения. Флагманом «бытовой серии» (то есть изделий, предназначенных для массового домашнего пользователя) на данный момент является модель SoundSystem 512i, поддерживающая API DirectSound3D, A3D 1.0 и EAX 1.0. Плата снабжена парой аналоговых стереовыходов, линейным и микрофонным входами. Имеется цифровой оптический выход S/PDIF. Более старая модель — DMX X-Fire — обеспечивает поддержку API DirectSound3D, A3D 1.0, EAX 1.0 и 2.0. Пара аналоговых стереовыходов позволяет подключать головные телефоны, а также двух- или четырехточечную акустическую систему. Есть и цифровой оптический выход S/PDIF, обеспечивающий вывод стереофонического PCM (32, 44,1 или 48 кГц) либо многоканального звукового потока в формате Dolby Digital (АС-3). На плате имеется внутренний разъем цифрового входа S/PDIF для подключения цифрового выхода приводов CD-ROM/DVD-ROM. Встроенный wavetable-синтезатор позволяет работать с загружаемыми звуковыми банками формата DLS. Для получения оптимального качества звука независимо от конфигурации акустических систем используется технология Sensaura Multidrive; кроме того, поддерживаются MacroFX и EnviromentFX. Имеется 10-полосный эквалайзер.

Известная в прошлом своими профессиональными звуковыми картами компания Turtle Beach после слияния с Voyetra переключилась на выпуск более массовых изделий на чипах Vortex 2. Прекращение деятельности компании Aureal заставило Turtle Beach искать нового поставщика звуковых процессоров: последняя по времени выпуска модель Santa Cruz построена на процессоре Cirrus Logic SoundFusion. Она имеет весьма примечательную «оснастку»: здесь установлены три 18-битных АЦП и три 20-битных ЦАП, что позволяет осуществлять одновременную запись до четырех и высококачественное воспроизведение до шести звуковых каналов. Плата оснащена парой стереовыходов, линейным и микрофонным входами; кроме того, предусмотрено оригинальное гнездо VersaJack, которое можно использовать как аналоговый линейный вход или выход, как выход для подключения наушников или как цифровой выход (текущий режим устанавливается программно). Такое решение позволяет использовать головные телефоны, а также двух-, четырех- или шеститочечные акустические системы. Аппаратно поддерживается API DirectSound3D (32 потока аппаратно и еще 16 — программно). Позиционирование звуковых потоков осуществляется по алгоритму Sensaura HRTF 3D. Предусмотрена совместимость с A3D 1.0, EAX 1.0/2.0, IA3D, MacroFX, MultiDrive, Virtual Ear. Имеется 10-полосный эквалайзер. Wavetable-синтезатор позволяет использовать загружаемые банки формата DLS и аппаратно обеспечивает 64-голосную полифонию (до 1024 голосов программно). Предусмотрен стандартный 26-контактный разъем для установки дочерней карты-синтезатора.

В начало В начало

Подведем итоги

Несмотря на большое разнообразие имеющихся на рынке изделий, довольно четко прослеживаются несколько тенденций. Во-первых, после ухода Aureal прекратилось развитие технологии A3D. И хотя многие производители включают в свои изделия поддержку первой версии этого API, вряд ли это будет способствовать увеличению количества использующих его приложений. Во-вторых, налицо всеобщая «кинофикация» — многие из рассмотренных в этом обзоре звуковых карт обеспечивают декодирование и вывод многоканального звука формата Dolby Digital (AC-3), что, несомненно, является следствием повышенного интереса к домашнему кинотеатру. В-третьих, нужно отметить появление даже на недорогих изделиях цифровых входов и выходов S/PDIF, что может быть связано с увеличивающимся количеством бытовой цифровой аудиотехники (в частности, мини-дисков).

Один из крупнейших игроков на данном сегменте рынка — компания Creative — сумела значительно упрочить свои позиции. На данный момент она является, пожалуй, единственным производителем, предлагающим полный спектр решений собственного изготовления: технология (EAX) — чип (EMU10K1) — звуковая карта (SB Live!). Нынешний успех Creative нельзя назвать случайным: если учитывать усилия компании по продвижению своих продуктов, то он вполне закономерен. Открытость и простота (с точки зрения разработки приложений) технологии EAX способствовали ее широкому использованию разработчиками различных мультимедиа-приложений, главным образом игровых (напомню, что именно сложность реализации стала камнем преткновения на пути массового внедрения A3D2). И конечно, следует отметить великолепную техническую поддержку Creative — регулярный выпуск новых версий драйверов и разнообразного программного обеспечения. Немаловажно и то, что карты серии SB Live!, отличающиеся универсальностью, могут быть использованы для очень широкого спектра задач — от поддержки игровых приложений и DVD до создания музыки на ПК. И хотя сегодня появилось довольно много интересных моделей звуковых карт, использующих альтернативные технологии (например, QSound и Sensaura), вряд ли они смогут в обозримом будущем на равных конкурировать с продукцией «большого брата».

КомпьютерПресс 4'2001