أساسيات الصوت الكمبيوتر - المعايير والصوت الرقمي

الصوت الرقمي والمقاييس عندما يتعلق الأمر بتشغيل الصوت على جهاز الكمبيوتر

يعد الكمبيوتر الصوتي أحد أكثر الجوانب التي يتم تجاهلها عند شراء الكمبيوتر. مع القليل من المعلومات من الشركات المصنعة ، يواجه المستخدمون صعوبة في معرفة ما يحصلون عليه بالضبط. في الجزء الأول من سلسلة المقالات هذه ، ننظر إلى أساسيات الصوت الرقمي وقد يتم سرد المواصفات. بالإضافة إلى ذلك ، سننظر في اثنين من المعايير التي تستخدم لوصف المكونات.

صوت رقمي

كل الصوت الذي يتم تسجيله أو تشغيله من خلال نظام الكمبيوتر رقمي ، ولكن كل الصوت الذي يتم تشغيله خارج نظام السماعات هو تناظري. يلعب الفرق بين هذين الشكلين من التسجيلات دورًا مهمًا في تحديد قدرة معالجات الصوت.

يستخدم الصوت التناظري مقياسًا متغيرًا من المعلومات لمحاولة إعادة إنتاج الموجات الصوتية الأصلية بشكل أفضل من المصدر. هذا يمكن أن ينتج تسجيل دقيق جدا ، لكن هذه التسجيلات تتحلل بين اتصالات وأجيال التسجيلات. يأخذ التسجيل الرقمي عينات من الموجات الصوتية ويسجّلها كسلسلة من البتات (تلك والأصفار) التي تقارب نمط الموجة بشكل أفضل. وهذا يعني أن جودة التسجيل الرقمي ستختلف بناءً على البتات والعينات المستخدمة للتسجيل ، ولكن فقدان الجودة أقل بكثير بين المعدات وتسجيل الأجيال.

بت والعينات

عند النظر إلى المعالجات الصوتية وحتى التسجيلات الرقمية ، فإن شروط البتات و KHz ستظهر غالبًا. يشير هذان المصطلحان إلى معدل العينة والتعريف السمعي الذي يمكن أن يحتوي عليه التسجيل الرقمي. هناك ثلاثة معايير أساسية تستخدم للصوت الرقمي التجاري: 16 بتة 44 كيلوهرتز للصوت المضغوط ، و 16 بت 96 كيلو هرتز لقرص الفيديو الرقمي ، و 192 كيلوبايت 192 كيلوهرتز لـ DVD-Audio وبعض أقراص Blu-ray.

يشير عمق البت إلى عدد البتات المستخدمة في التسجيل لتحديد اتساع الموجة الصوتية في كل عينة. وبالتالي ، فإن معدل بت 16 بت يسمح بنطاق من 65،536 في حين يسمح 24 بت لـ16،7 مليون. يحدد معدل العينة عدد النقاط على طول الموجة الصوتية التي يتم أخذ عينات منها خلال فترة ثانية واحدة. كلما زاد عدد العينات ، كلما كان التمثيل الرقمي أقرب إلى الموجة الصوتية التناظرية.

من المهم ملاحظة أن معدل العينة يختلف عن معدل البت. يشير معدل البت إلى إجمالي كمية البيانات التي تتم معالجتها في الملف في الثانية الواحدة. وهذا هو أساسًا ، أعداد البتات مضروبة في معدل العينة ثم يتم تحويلها إلى بايت على أساس كل قناة. رياضيا ، وهذا هو (بتات * معدل عينة * قنوات) / 8 . لذا ، سيكون CD-audio الذي هو ستيريو أو قناتين:

(16 بت * 44000 بالثانية * 2) / 8 = 192000 نقطة في الثانية لكل قناة أو 192 كيلوبت في الثانية من معدل البت

مع هذا الفهم العام ، ما الذي يجب أن نبحث عنه بالضبط عند فحص مواصفات معالج الصوت؟ بشكل عام ، من الأفضل البحث عن واحد قادر على معدلات عينة 96-بت 96 كيلو هرتز. هذا هو مستوى الصوت المستخدم لقنوات الصوت المحيطي 5.1 على أفلام DVD و Blu-ray. لأولئك الذين يبحثون عن أفضل تعريف صوتي ، توفر حلول 192 كيلو هرتز الجديدة ذات 24 بت جودة صوتية أعلى.

إشارة إلى نسبة الضوضاء

جانب آخر من مكونات الصوت التي سيواجهها المستخدمون هو نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) . وهو رقم يمثله الديسيبل (dB) لوصف نسبة الإشارة السمعية مقارنة بمستويات الضوضاء الناتجة عن المكون السمعي. كلما ارتفعت نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، كانت جودة الصوت أفضل. لا يستطيع الشخص العادي عمومًا التمييز بين هذا التشويش إذا كان معدل الضوضاء فوق البنفسجية أكبر من 90 ديسيبل.

المعايير

هناك مجموعة متنوعة من المعايير المختلفة عندما يتعلق الأمر بالصوت. في الأصل ، كان هناك معيار الصوت AC'97 الذي طورته إنتل كوسيلة للدعم الموحد لدعم الصوت بتوافق 96 كيلو هرتز لستة قنوات ضرورية لدعم صوت الصوت 5.1 DVD. منذ ذلك الحين ، حدثت تطورات جديدة في الصوت بفضل تنسيقات الفيديو عالية الوضوح مثل Blu-ray. من أجل دعم ذلك ، تم تطوير معيار جديد لـ HDA من Intel. يعمل ذلك على توسيع دعم الصوت لما يصل إلى ثماني قنوات من 192 كيلو بتة 192 كيلوهرتز اللازمة لدعم الصوت 7.1. الآن ، هذا هو المعيار الخاص بالأجهزة المستندة إلى Intel ، ولكن يمكن أيضًا لمعظم أجهزة AMD التي تم تصنيفها كـ دعم صوت 7.1 تحقيق نفس هذه المستويات.

معيار آخر الأقدم التي قد تتم الإشارة إليها هو 16 بت متوافق مع "مكبر الصوت". Sound Blaster هي العلامة التجارية لبطاقات الصوت التي تم إنشاؤها بواسطة Creative Labs. كان Sound Blaster 16 أحد بطاقات الصوت الرئيسية الأولى لدعم معدل أخذ العينات 44 كيلو هرتز 16 بت لـ صوت جهاز الكمبيوتر جودة الصوت المضغوطة. هذه المواصفة القياسية أقل من المعيار الأحدث ونادراً ما يشار إليها الآن.

EAX أو امتدادات الصوت البيئية هي معيار آخر تم تطويره بواسطة Creative Labs. بدلاً من تنسيق معين للصوت ، فهي عبارة عن مجموعة من إضافات البرامج التي تقوم بتعديل الصوت لتكرار تأثيرات بيئات محددة. على سبيل المثال ، يمكن تصميم الصوت الذي يتم تشغيله على الكمبيوتر ليبدو كما لو كان يتم تشغيله في كهف يحتوي على الكثير من الصدى. يمكن أن يوجد دعم لهذا في أي برنامج أو جهاز. إذا تم تقديمه في الأجهزة ، فإنه يستخدم دورات أقل من وحدة المعالجة المركزية.

أصبح الوضع مع EAX أكثر تعقيدًا مع أنظمة تشغيل Windows منذ Vista . أساسا ، تحولت مايكروسوفت الكثير من دعم الصوت من الأجهزة إلى جانب البرمجيات من أجل الحصول على مستوى أعلى من الأمن على النظام. هذا يعني أن العديد من الألعاب التي تم التعامل معها EAX الصوت في الأجهزة يتم الآن معالجة بواسطة طبقات البرامج بدلاً من ذلك. وقد تم التعامل مع الكثير من هذا من قبل بقع البرامج إلى السائقين والألعاب ولكن هناك بعض الألعاب القديمة التي لن تكون قادرة على استخدام آثار EAX بعد الآن. بشكل أساسي ، تم نقل كل شيء إلى معايير OpenAL مما يجعل EAX مهمًا فقط للألعاب القديمة.

أخيرًا ، قد تحمل بعض المنتجات شعار THX . هذا هو في الأساس شهادة أن THX Laboratories تشعر أن المنتج يلبي أو يتجاوز الحد الأدنى من المواصفات. تذكر فقط أن المنتج المعتمد THX لن يكون بالضرورة أفضل أداء أو جودة صوت من تلك التي لا. يجب على الشركات المصنعة دفع مختبرات THX لعملية التصديق.

والآن بعد أن أصبح لدينا أساسيات الصوت الرقمي ، فقد حان الوقت للبحث في الصوت المحيطي والكمبيوتر الشخصي .