Urządzenia techniki komputerowej Identyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera Karta dźwiękowa

Cel zajęć W toku lekcji nauczysz się: parametrów i funkcji procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych standardu MIDI i syntezy dźwięku podstawowe parametrów: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku rozróżniać złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź ogólne cele prezentacji – możesz je potem rozbić na szczegóły na slajdzie agendy.

Agenda Parametry i funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych Standard MIDI i synteza dźwięku Podstawowe parametry: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku Złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź zagadnienia, które zostaną omówione w trakcie lekcji, w kolejności w której będą omawiane.

Przypomnienie Karta dźwiękowa (PCI) Wprowadź informacje dotyczące wcześniej opanowanej wiedzy, jeżeli chcesz coś przypomnieć

Agenda Parametry i funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych Standard MIDI i synteza dźwięku Podstawowe parametry: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku Złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź zagadnienia, które zostaną omówione w trakcie lekcji, w kolejności w której będą omawiane.

Parametry i funkcje procesorów i przetworników Pierwsze karty dźwiękowe dla komputerów PC były produkowane przez firmy AdLib, Roland i Creative Labs Największe uznanie zyskała karta firmy Creative Labs - Sound Blaster, która została wyposażona w gniazdo mikrofonu, wyjście stereo i port MIDI – narodzenie się standardu zgodnego z Sound Blaster Pro samodzielnej karta dźwiękowa instalowanej na złączu PCI (wcześniej ISA),

Parametry i funkcje procesorów i przetworników przetwornik analogowo-cyfrowy A/C, przetwornik cyfrowo-analogowy C/A zestaw generatorów FM (generuje dźwięk wykorzystując modulacje częstotliwości tabela próbek dźwiękowych - WaveTable) wbudowany wzmacniacz sygnału wejście i wyjście sygnału zewnętrznego (line-in i line-out) złącze MIDI mikser sygnałów z różnych źródeł dźwięku regulacje poziomu niskich i wysokich tonów

Parametry i funkcje procesorów i przetworników karta dźwiękowa pozwala na odtwarzanie oraz nagrywanie dźwięku. ważnym elementem karty dźwiękowej jest procesor sygnałowy DSP (ang. Digital Signal Processor).

Parametry i funkcje procesorów i przetworników karta dźwiękowa – schemat działania

Parametry i funkcje procesorów i przetworników Przetwornik analogowo-cyfrowy A/C zmienia sygnał analogowy pochodzący np. z mikrofonu lub magnetofonu na postać cyfrową jako ciąg zer i jedynek, który może zostać wpisany do pliku WAV dokładność (jakość) zapisu dźwięku na dysku zależna jest od częstotliwości próbkowania, która powinna być dwukrotnie wyższa, niż najwyższa częstotliwość sygnału analogowego

Parametry i funkcje procesorów i przetworników Zasada działania przetwornika A/C

Parametry i funkcje procesorów i przetworników Przetwornik cyfrowo-analogowy C/A zamienia sygnał cyfrowy w postaci ciągu zer i jedynek na postać analogową, w celu dostarczenia ich przez złącze line-out do głośników. Syntetyzator MIDI nie odtwarza on dźwięków zapisanych w plikach typu WAV, lecz sam je wytwarza w oparciu o posiadane w pamięci, lub załadowane z dysku próbki dźwięki te nie zawsze są podobne do oryginalnych instrumentów, ale za to pliki, w których zapisane są utwory z postaci MIDI zajmują bardzo mało miejsca

Parametry i funkcje procesorów i przetworników Procesor sygnałowy DSP (ang. Digital Signal Processor). działanie polega na uzyskiwaniu efektów dźwiękowych, np. echa, pogłosu. zapamiętuje on próbkę dźwięku i po zadanym odstępie czasu wysyła do przetwornika C/A. otrzymujemy dwa sygnały analogowe o tym samym brzmieniu przesunięte w czasie.

Agenda Parametry i funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych Standard MIDI i synteza dźwięku Podstawowe parametry: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku Złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź zagadnienia, które zostaną omówione w trakcie lekcji, w kolejności w której będą omawiane.

Standard MIDI i synteza dźwięku MIDI (Musical Instrument Digital Interface) jest systemem (interfejs, software i zestaw komend) służącym do przekazywania informacji pomiędzy elektronicznymi instrumentami muzycznymi. MIDI umożliwia komputerom, syntezatorom, kartom dźwiękowym i podobnym urządzeniom kontrolować się nawzajem oraz wymieniać informacje między sobą.

Standard MIDI i synteza dźwięku MIDI (ang. Musical Instruments Digital Interface) Standard komunikacji cyfrowych urządzeń dźwiękowych Zatwierdzony w roku 1983 (wersja 1.0) Opracowany przez firmy Roland, Sequential Circuits, Oberheim.

Standard MIDI i synteza dźwięku Transmisja danych przez interfejs MIDI: dwukierunkowa szeregowa asynchroniczna cyfrowa Prędkość transmisji: 31,25 Kbit/s (±1%)

Standard MIDI i synteza dźwięku Wraz z rozwojem komputerów osobistych i technologii multimedialnych standard MIDI został zaadaptowany do komunikacji między komputerem a kartą dźwiękową. Pozwoliło to komponować muzykę oraz ją odtwarzać korzystając wyłącznie z komputera (przy użyciu odpowiedniego oprogramowania).

Standard MIDI i synteza dźwięku plik MIDI składa się z wielu ścieżek, każda ścieżka odpowiada brzmieniu jednego instrumentu, komunikaty MIDI nakazują odegranie dźwięku o określonej wysokości i czasie trwania, zmienić głośność danej ścieżki, zmienić tempo itd.

Standard MIDI i synteza dźwięku Karta dźwiękowa odtwarza takie pliki wykorzystując brzmienia swojego wewnętrznego syntezatora zamiast reprodukować nagrany wcześniej oryginał. Najczęściej spotykane metody syntezy Wavetable, FM.

Standard MIDI i synteza dźwięku Synteza WaveTable jedna z najnowszych metod syntezy dźwięku wykorzystuje zdygitalizowane i przetworzone w czasie rzeczywistym naturalne próbki dźwiękowe (sample), wielokrotnie odtwarzane w zależności od potrzebnej w danym momencie długości tonu Wykorzystuje ona także złożone algorytmy, umożliwiające przeliczanie oryginalnych wzorców fal odpowiednio do żądanej wysokości dźwięku.

Standard MIDI i synteza dźwięku Synteza WaveTable im bardziej wysokość i czas trwania tonu będzie odbiegać od pierwotnego wzorca, tym sztuczniej zabrzmi dźwięk imitowany przy użyciu tej metody. minusem tej metody jest konieczność przeznaczenia na dźwięki wzorcowe dużego obszaru pamięci. Standardowe karty WaveTable są wyposażone w tzw. sample-ROM o wielkości od 2 do 6 megabajtów. Zazwyczaj im większy rozmiar tej pamięci tym jakość dźwięków wzorcowych jest lepsza lub jest ich więcej. istnieją także karty dźwiękowe, w których zamiast pamięci ROM stosuje się pamięć RAM.

Standard MIDI i synteza dźwięku Synteza FM (Frequency Modulation) modulacja częstotliwościowa, opracowana w latach 60-tych na uniwersytecie w Stanford, syntezator generujący dźwięk metodą FM posiada kilka układów generujących podstawowe fale dźwiękowe (sinusoidalna, kwadratowa, piłokształtna i podobne), które nakładane są na siebie, uzyskiwane brzmienia raczej niezbyt podobne do oryginalnych instrumentów

Agenda Parametry i funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych Standard MIDI i synteza dźwięku Podstawowe parametry: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku Złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź zagadnienia, które zostaną omówione w trakcie lekcji, w kolejności w której będą omawiane.

Podstawowe parametry Do podstawowych parametrów karty należą: dokładność próbkowania (ilość bitów reprezentujący dźwięk (im więcej tym lepsza jakość dźwięku) liczba kanałów zakres częstotliwości akustycznych podczas zapisywania i odtwarzania rodzaj syntezatora rodzaj kompresji dźwięku stosunek do szumów w wytworzonym sygnale akustycznym

Podstawowe parametry Próbkowanie - cyfrowy zapis dźwięku opiera się na procedurze zwanej próbkowaniem. Próbkowanie, to nic innego, tylko odczytywanie poziomu sygnału akustycznego w danej chwili i zapisywanie jako liczby.

Podstawowe parametry Próbkowanie zapis jest tym lepszy, im dokładniejszy (częściej, więcej razy na sekundę) zostanie spróbkowany próbkowanie płyty CD odbywa się 44100 razy na sekundę gdy próbkowanie jest bardzo rzadkie, to może się okazać, że zapisany cyfrowo sygnał (linia brązowa) jest całkowicie inny od sygnału źródłowego (linia niebieska).

Podstawowe parametry Próbkowanie

Podstawowe parametry Rozdzielczość na jakość dźwięku wpływa rozdzielczośść wartość może równać się 8- lub 16-bitów. Co oznacza, że do opisu jednej próbki dźwięku może zostać użyta wartość z przedziału 0 do 255 (8 bit) lub 0 do 65535 (16 bitów). lepszy efekt uzyskamy stosując skalę 16-bitową.

Podstawowe parametry Liczba kanałów Ilość kanałów przekłada się na liczbę głośników, na które może zostać wyprowadzony dźwięk, Im większą ich ilość, tym większa możliwość uzyskania dźwięku przestrzennego

Agenda Parametry i funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych Standard MIDI i synteza dźwięku Podstawowe parametry: pamięć karty, dokładność próbkowania, liczba kanałów, parametry jakości dźwięku Złącza stosowane w kartach dźwiękowych Wprowadź zagadnienia, które zostaną omówione w trakcie lekcji, w kolejności w której będą omawiane.

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych LINE OUT - złącze służące do podłączenia głośników z własnymi wzmacniaczami micro-ATX

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych SPEAKER OUT – złącze służące do wyprowadzenia sześciokanałowego dźwięku przestrzennego. Zielone przesyła informacje o dwóch kanałach przednich, czarne o dwóch kanałach tylnych, pomarańczowe odpowiada za odtwarzanie kanału centralnego i kanału subwoofera. micro-ATX

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych LINE IN – służy do podłączenia magnetofonu lub zewnętrznego odtwarzacza CD, Sygnał z niego przechodzi przez przetwornik A/C i może zostać zapisany do pliku WAV, VOC lub RAW. micro-ATX

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych MIC IN – służy do podłączenia mikrofonu, wykorzystywanego do nagrywania głosu lub sterowania pracą programów micro-ATX

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych MIDI/JOYSTICK – 15-stykowe złącze służy do podłączenia Joysticka lub za pomocą kabla MIDI (ang. Musical Instrument Digital Interface) elektronicznych instrumentów muzycznych. micro-ATX

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych micro-ATX CD In - 4-stykowe złącze wejściowe sygnału fonii stereo z napędu CD, łączone kablem z wyjściem Audio napędu CD

Złącza stosowane w kartach dźwiękowych micro-ATX TAD - 4-stykowe złącze (ang. Telephone Answering Device), połączone kablem z takim samym złączem karty modemu, umożliwiające odbiór i nadawanie poprzez modem wiadomości głosowych.

Ćwiczenie Jeżeli chcesz przejść do ćwiczenia wykorzystaj ten slajd

Ćwiczenia do czego wykorzystywana jest karta dźwiękowa? Wymień podstawowe procesory i przetworniki stosowane w układach dźwiękowych czym różni się synteza WaveTable od syntezy FM ? jakie złączą są wykorzystywane w kartach dźwiękowych

Podsumowanie Po zakończeniu tej lekcji będziesz wiedział i umiał: jakie są parametry, funkcje procesorów i przetworników stosowanych w układach dźwiękowych czym charakteryzuje się standard MIDI i synteza dźwięków scharakteryzować podstawowe parametry kart dźwiękowych jakie występują złącza w kartach dźwiękowych wyjaśnić zasadę działania karty dźwiękowej Użyj slajdu, celem podsumowania zdobytych przez ucznia umiejętności

Pytania Daj możliwość zadania pytań dotyczących prezentacji.