Âm thanh và tiêu chuẩn kỹ thuật số khi nói đến phát lại âm thanh trên PC
Âm thanh máy tính là một trong những khía cạnh bị bỏ qua nhiều nhất khi mua máy tính. Với rất ít thông tin từ các nhà sản xuất, người dùng có một thời gian khó khăn để tìm ra chính xác những gì họ đang nhận được. Trong phần đầu tiên của loạt bài này, chúng tôi xem xét các khái niệm cơ bản về âm thanh kỹ thuật số và thông số kỹ thuật có thể được liệt kê. Ngoài ra, chúng tôi sẽ xem xét một vài tiêu chuẩn được sử dụng để mô tả các thành phần.
Âm thanh kỹ thuật số
Tất cả âm thanh được ghi lại hoặc phát qua hệ thống máy tính đều là kỹ thuật số, nhưng tất cả âm thanh được phát ra từ hệ thống loa đều tương tự. Sự khác biệt giữa hai dạng ghi này đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng của bộ xử lý âm thanh.
Âm thanh analog sử dụng một quy mô thông tin thay đổi để thử và tái tạo tốt nhất các sóng âm thanh gốc từ nguồn. Điều này có thể tạo ra một bản ghi âm rất chính xác, nhưng những bản ghi âm này bị suy giảm giữa các kết nối và các thế hệ ghi âm. Ghi âm kỹ thuật số lấy mẫu của các sóng âm thanh và ghi lại nó dưới dạng một chuỗi các bit (số và số không) gần đúng nhất với mẫu sóng. Điều này có nghĩa rằng chất lượng của việc ghi âm kỹ thuật số sẽ thay đổi dựa trên các bit và mẫu được sử dụng để ghi âm, nhưng chất lượng bị mất thấp hơn nhiều giữa thiết bị và thế hệ ghi.
Bit và mẫu
Khi nhìn vào bộ xử lý âm thanh và thậm chí cả bản ghi kỹ thuật số, các điều khoản của bit và KHz thường sẽ xuất hiện. Hai thuật ngữ này đề cập đến tốc độ mẫu và định nghĩa âm thanh mà bản ghi âm kỹ thuật số có thể có. Có ba tiêu chuẩn chính được sử dụng cho âm thanh kỹ thuật số thương mại: 16-bit 44KHz cho CD Audio, 16-bit 96KHz cho DVD và 24-bit 192KHz cho DVD-Audio và một số Blu-ray.
Độ sâu bit đề cập đến số bit được sử dụng trong bản ghi để xác định biên độ của sóng âm tại mỗi mẫu. Do đó, tốc độ bit 16 bit sẽ cho phép phạm vi 65.536 trong khi 24 bit cho phép 16,7 triệu. Tỷ lệ mẫu xác định số điểm dọc theo sóng âm thanh được lấy mẫu trong khoảng thời gian một giây. Số lượng mẫu càng lớn, đại diện kỹ thuật số càng gần với sóng âm tương tự.
Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là tốc độ lấy mẫu khác với tốc độ bit. Tốc độ bit đề cập đến tổng lượng dữ liệu được xử lý trong tệp mỗi giây. Về cơ bản, số bit được nhân với tỷ lệ mẫu sau đó được chuyển thành byte trên cơ sở mỗi kênh. Về mặt toán học, đó là (bit * tỷ lệ mẫu * kênh) / 8 . Vì vậy, CD-audio là stereo hoặc hai kênh sẽ là:
(16 bit * 44000 mỗi giây * 2) / 8 = 192000 bps mỗi kênh hoặc tốc độ bit 192kbps
Với sự hiểu biết chung này, những gì chính xác nên tìm kiếm khi kiểm tra các thông số kỹ thuật cho một bộ xử lý âm thanh? Nói chung, tốt nhất là tìm một loại có khả năng ở tốc độ mẫu 96KHz 16 bit. Đây là mức âm thanh được sử dụng cho các kênh âm thanh vòm 5.1 trên phim DVD và Blu-ray. Đối với những người tìm kiếm định nghĩa âm thanh tốt nhất, các giải pháp 192KHz 24 bit mới cung cấp chất lượng âm thanh tốt hơn.
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
Một khía cạnh khác của thành phần âm thanh mà người dùng sẽ gặp phải là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) . Đây là một số được biểu thị bằng decibel (dB) để mô tả tỷ số của tín hiệu âm thanh so với mức độ tiếng ồn do thành phần âm thanh tạo ra. Tỷ lệ Signal-To-Noise càng cao thì chất lượng âm thanh càng tốt. Người trung bình thường không thể phân biệt tiếng ồn này nếu SNR lớn hơn 90dB.
Tiêu chuẩn
Có nhiều tiêu chuẩn khác nhau khi nói đến âm thanh. Ban đầu, đã có chuẩn âm thanh AC'97 được Intel phát triển như một phương tiện hỗ trợ chuẩn hóa cho hỗ trợ âm thanh 16KHz 16 bit cho sáu kênh cần thiết cho hỗ trợ âm thanh âm thanh DVD 5.1. Kể từ đó, đã có những tiến bộ mới trong âm thanh nhờ các định dạng video độ nét cao như Blu-ray. Để hỗ trợ các tiêu chuẩn này, một tiêu chuẩn Intel HDA mới đã được phát triển. Điều này mở rộng hỗ trợ âm thanh cho tối đa tám kênh của 192KHz 30 bit cần thiết cho hỗ trợ âm thanh 7.1. Bây giờ, đây là tiêu chuẩn cho phần cứng dựa trên Intel nhưng hầu hết phần cứng AMD được gắn nhãn là hỗ trợ âm thanh 7.1 cũng có thể đạt được các mức tương tự này.
Một tiêu chuẩn cũ hơn có thể được gọi là 16-bit Sound Blaster tương thích. Sound Blaster là một thương hiệu của thẻ âm thanh được tạo ra bởi Creative Labs. Sound Blaster 16 là một trong những card âm thanh lớn đầu tiên hỗ trợ tỷ lệ lấy mẫu 44KHz 16 bit cho âm thanh máy tính chất lượng CD-Audio. Tiêu chuẩn này thấp hơn tiêu chuẩn mới hơn và hiếm khi được tham chiếu nữa.
EAX hoặc Phần mở rộng âm thanh môi trường là một tiêu chuẩn khác được phát triển bởi Creative Labs. Thay vì một định dạng cụ thể cho âm thanh, nó là một bộ phần mở rộng phần mềm sửa đổi âm thanh để nhân rộng các hiệu ứng của môi trường cụ thể. Ví dụ: âm thanh được phát trên máy tính có thể được thiết kế để phát ra âm thanh như thể nó đang được phát trong một hang động có nhiều tiếng vang. Hỗ trợ cho điều này có thể tồn tại trong phần mềm hoặc phần cứng. Nếu kết xuất bằng phần cứng, nó sẽ sử dụng ít chu kỳ hơn từ CPU.
Tình hình với EAX trở nên phức tạp hơn với hệ điều hành Windows kể từ Vista . Về cơ bản, Microsoft đã chuyển phần lớn hỗ trợ âm thanh từ phần cứng sang phần mềm để có mức bảo mật cao hơn trên hệ thống. Điều này có nghĩa là nhiều trò chơi xử lý âm thanh EAX trong phần cứng hiện đang được các lớp phần mềm xử lý thay thế. Phần lớn điều này đã được xử lý bởi các bản vá lỗi phần mềm cho các trình điều khiển và trò chơi nhưng có một số trò chơi cũ hơn sẽ không thể sử dụng các hiệu ứng EAX nữa. Về cơ bản, mọi thứ đã được chuyển sang tiêu chuẩn OpenAL làm cho EAX chỉ thực sự quan trọng đối với các trò chơi cũ.
Cuối cùng, một số sản phẩm có thể mang logo THX . Điều này chủ yếu là một chứng nhận rằng THX Laboratories cảm thấy rằng sản phẩm đáp ứng hoặc vượt quá các thông số kỹ thuật tối thiểu của chúng. Chỉ cần nhớ rằng một sản phẩm được chứng nhận THX sẽ không nhất thiết phải có chất lượng âm thanh hoặc hiệu suất tốt hơn so với sản phẩm không có. Các nhà sản xuất phải trả các phòng thí nghiệm THX cho quá trình chứng nhận.
Bây giờ chúng ta có những điều cơ bản của âm thanh kỹ thuật số xuống, đó là thời gian để nhìn vào âm thanh vòm và máy tính .