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PC的音频系统 (1)
好风　2000-11-30 15:54:00

　　当你在组装自己梦寐以求的或购买心仪已久的PC时，有个很容易忽视的地方就是声卡。因为我们已经习惯了ISA接口的SoundBlaster系列，还没有想过有比它们更好的了。但是时代在前进，就象显卡到了AGP时代，现在的声卡也到了PCI的时代。也许你会问升级到PCI有什么好处呢？首先，这帮你摆脱了速度很慢的ISA总线对声卡的束缚。其次，凭借增加的带宽你可以同时聆听更多的声音。第三，也是对我们最有影响的，就是在PC上也可以实现真正的3D音响效果。也许你问应该选择什么样的新声卡，以及如何配置音箱。下面就具体地谈谈PC的音频系统：

　　一、声卡的规范：

　　现在，在流行的PC9x的规范里，微软和Cirrus Logic制定了声音部分的标准,以便那些硬件生产商有固定的生产、制造标准。下面是规范里一些具体的指标：

　　1、分贝（Decibel - dB）：

　　它是声音强度的取对数单位，表达式是取样声音和参照声音的比率的对数的10倍。通俗的讲，分贝表示声音的大小。

　　2、信噪比（Signal to Noise Ratio - S/N）：

　　声音信号和噪声的比率，通常采样的噪声有脉冲噪声和随机噪声。通俗的讲，它表示信号的纯净程度。

　　3、总和声失真（Total Harmonic Distortion - THD）：

　　该比率是在输入单一正弦信号波的情况下，输出端的和声能量和输入端的能量之比。通俗的讲，它表示信号被复原的精确度。

　　4、频响范围（Frequency Range）：

　　能够被再现的声音的频率范围。通俗的讲，它表示就中音和低音而言，能被再现的声音的范围。

　　也许你对上面的介绍有点迷惑，再来看看更简单的解释：

　　信噪比（S/N)表示音响设备输出的纯净程度，如果你玩游戏的话，从声卡传出的声音是真正的游戏声音和系统带来的电子噪声。信噪比越大，表示更小的噪音，更多的游戏音乐。

　　所以说，信噪比越大越好。有关信息表明，一个纯粹的数字音响设备的最大信噪比为96db，采样的声音为16位、48KHz，每位（bit）是6db的信号，所以16 x 6 = 96db。所以如果你看到有广告说某产品的信噪比大于96db，只有两个可能：A) 从line in到line out直接测试；B) 从CD的模拟输入到line out的直接测试。关于信噪比的另一个简单的说法就是：除非你有一套高级的放大器和扬声器系统，4db的信噪比差异你是不会感觉到的。

　　当声卡和扬声器在一起考虑时，总和声失真（THD）这个参数就出现了。其实现实生活中，THD较多出现于扬声器的范畴里。广义的说，该参数表示从输出端来看，输入端信号的失真程度。从定义上，我们也能猜出扬声器对它的影响要比声卡大得多。这是因为扬声器会受音箱大小、扬声器的原材料等因素所限制，而声卡的芯片一般而言因为其数字的特性和外界干扰对其影响很小而对THD的影响也小。如果扬声器不能精确地复原声音，失真就会发生，同样，如果声卡缺乏复原声音的能力，失真也会发生。就THD而言，越小越好。

　　就现代的声卡而言，频响范围这个参数几乎没什么意义。因为在PC9x的规范里，任何符合PC9x的声卡必须能提供20Hz 到 20KHz的频响范围，而这正是人类耳朵能听清的范围。所以，这个参数就和扬声器的质量联系在一起了。如果你的扬声器不能处理60HZ的低音，你就不能享受到那醉人的低音味道。

　　在声卡的说明单里除了上述的参数数字，其余要注意的包括API (应用语言界面，和声音软件和声卡的软件接口）越多越好。最基本的API是DirectSound 和 GM (General MIDI)。另外，现在还有新开发的API标准：

　　1、DirectSound 3D (DS3D) ：这是下面所有标准（除了 A3D2.0）的基础平台。是微软制定给音频程序开发者的，DS3D 是计算声音位置的基本3D声音算法。在将来的版本里 (高于DirectX7) ，要加入环绕音频流等其他的特性。

　　2、EAX (环境声音扩展，Environmental Audio Extensions)：由创新（creative）公司开发的标准，推出不久就成为3D音效算法领域的后起之秀。这种情景音效是为室内使用环境设计的，添入了更多的回响效果，用创新的话来说，就是能让游戏者身临其境。它的效果远远超过前阵子热门的那些3D音效，声音会从房内的每个角落发出，甚至能根据声学原理，随游戏者在游戏场景中的不同位置而产生出不同的回响等特效。这样你在游戏中进入一个房间时，从左边走到右边，各种音源的质感、音量大小也会变化，甚至可以说，如果你每次走过一个地方时的路线不同或情节进展不同，那么你听到的声音也是不同的。在新版本EAX2.0里，创新添加了声音的障碍和阻塞效果。EAX支持耳机，两扬声器和四扬声器系统。

　　3、 A3D ： Aureal公司得以迅速成名的产品。早期的A3D1.x版本只支持四扬声器系统和3D音效。在A3D2.0里, Aureal 采用模拟的房间几何结构，并抽取其中3D音效的数字模型，所以给用户更高层次的模拟现实效果。在新版本A3D 3.0里,将有支持现有硬件的更适合游戏和应用程序的A3D特色

　　4、Sensaura (交互定位系统，Sensaura Interactive Positioning)： Sensaura公司也是凭借MX400和 Guillemot Fortissimo这两种声卡而成名的。凭借该系统的Environmental FX (与EAX 兼容), MacroFX, ZoomFX, 和MulitDrive等效果，Sensaura 已超越了传统的3D 声音算法。通过他们的数字听觉技术（Digital Ear technology）, Sensaura 给用户以更好的听觉感受。支持耳机，两扬声器和四扬声器系统。

　　5、Qsound ： Qsound在音乐和家庭音响领域早有建树，他们通过和Real Networks的合作迅速占领在线（on-line）音乐。他们有自己开发的DirectSound 3D API，也和EAX兼容。支持耳机，两扬声器和四扬声器系统。

　　API里有这么多的选择，可能你觉得有点迷茫。其实，现在很多的声卡要么支持Aureal的A3D2.0，要么支持EAX (或与其兼容)。目前无论选择哪种标准，你的听觉感受不会有太大的差异。下面我们再说说声卡上的输入／输出连接口。

　　所有的现代声卡最少有两个连接口，Line in 和 Line out。其实，一般还要有信号放大后的扬声器输出口，有的还有微磁录音器（MiniDisc recorders）, ＤＡＴ（数字录音带）的同轴连接器等等。下面以四扬声器系统具体的来讲一下：如果你在说明书上看到它支持：

　　1、Four speaker support

　　2、Digital capability

　　3、Connectors for CD audio, video, auxiliary.

　　你就放心购买吧，因为它不仅适合目前的需要，还能支持以后的升级：比如添加支持便携式MP3播放器的子卡和更多的扬声器输出。

　　现在比较流行的游戏如：Unreal Tournament, Quake3: Arena, 和 Messiah 等非常消耗系统的资源。如果你的CPU不是很快，在想享受这些真实的声效之前要考虑它们对CPU资源的大量占用。而现代的声卡的功能很强，能替CPU负担相当部分的工作。即使是这样，CPU的消耗也是不可避免的，大约为1%~15%，而使用PCI的声卡能把范围降低到1% ~ 7%。

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