Skip to main content

Computer Audio Basics - Digital lyd og standarder

Audio File Formats - MP3, AAC, WAV, FLAC (Kan 2024)

Audio File Formats - MP3, AAC, WAV, FLAC (Kan 2024)
Anonim

Computer lyd er en av de mest oversett aspekter ved en datamaskin kjøp. Med liten informasjon fra produsentene har brukerne vanskelig å finne ut nøyaktig hva det er de får. I denne artikkelen ser vi på det grunnleggende om digital lyd og spesifikasjonene kan være oppført. I tillegg vil vi se på noen av standardene som brukes til å beskrive komponentene.

Digital lyd

All lyd som er innspilt eller spilt gjennom et datasystem er digital, men all lyd som spilles av et høyttalersystem er analog. Forskjellen mellom disse to skjermbildene spiller en viktig rolle for å bestemme lydprosessors evne.

Analog lyd bruker en variabel skala av informasjon for å prøve å best gjenskape de opprinnelige lydbølgene fra kilden. Dette kan gi et svært nøyaktig innspill, men disse opptakene bryter ned mellom tilkoblinger og generasjoner av opptak. Digital opptak tar prøver av lydbølgene og registrerer det som en serie biter (de og nullene) som best tilnærmer bølgemønsteret. Dette betyr at kvaliteten på det digitale opptaket vil variere basert på bitene og prøvene som brukes til opptaket, men kvaliteten tapet er mye lavere mellom utstyr og opptak generasjoner.

Biter og prøver

Når du ser på lydprosessorer og til og med digitale opptak, vil vilkårene for biter og KHz ofte komme opp. Disse to begrepene refererer til samplingsfrekvensen og lyddefinisjonen som et digitalt opptak kan ha. Det er tre primære standarder for kommersiell digital lyd: 16-bits 44KHz for CD-lyd, 16-bits 96KHz for DVD og 24-biters 192KHz for DVD-Audio og noen Blu-ray.

Bitdybden refererer til antall biter som brukes i opptaket for å bestemme amplitude av lydbølgen ved hver prøve. Dermed vil en 16-bits bithastighet tillate en rekkevidde på 65 536 nivåer, mens en 24 bit gir 16,7 millioner. Prøvefrekvensen bestemmer antall poeng langs lydbølgen som samples over en periode på ett sekund. Jo større antall prøver, desto nærmere blir den digitale representasjonen til den analoge lydbølgen.

Det er viktig å merke seg at prøvefrekvensen er forskjellig fra bitrate. Bitrate refererer til den totale mengden data som behandles i filen per sekund. Dette er i hovedsak antall bitene multiplisert med prøvefrekvensen, og deretter konvertert til byte på per kanalbasis. Matematisk er det (biter * utvalgshastighet * kanaler) / 8 . Så, CD-lyd som er stereo eller to kanaler ville være:

(16 bits * 44000 per sekund * 2) / 8 = 192000 bps per kanal eller 192 kbps bitrate

Med denne generelle forståelsen, hva skal man se etter når man undersøker spesifikasjonene for en lydprosessor? Generelt er det best å lete etter en i stand til 16-biters 96 kHz prøvefrekvenser. Dette er lydnivået som brukes til 5.1 surround-lydkanaler på DVD- og Blu-ray-filmer. For de som leter etter den beste lyddefinisjonen, tilbyr de nye 24-biters 192KHz-løsningene større lydkvalitet.

Signal til støyforhold

Et annet aspekt av lydkomponenter som brukere kommer over, er et signal-til-støyforhold (SNR). Dette er et tall representert ved desibel (dB) for å beskrive forholdet mellom et lydsignal i forhold til støynivåene som genereres av lydkomponenten. Jo høyere signal-til-støyforholdet er, desto bedre er lydkvaliteten. Den gjennomsnittlige personen kan generelt ikke skille denne støyen hvis SNR er større enn 90dB.

Standarder

Det er en rekke forskjellige standarder når det gjelder lyd. Opprinnelig var det AC'97 lydstandard utviklet av Intel som et middel for standardisert støtte for 16-bits 96KHz lydsupport for seks kanaler som er nødvendige for DVD 5.1 lyd lydsupport. Siden da har det vært nye fremskritt i lyd takket være HD-videoformater som Blu-ray. For å støtte disse ble en ny Intel HDA-standard utviklet. Dette utvider lydstøtten for opptil åtte kanaler med 30-bits 192KHz som er nødvendig for 7.1 lydstøtte. Nå er dette standarden for Intel-basert maskinvare, men de fleste AMD-maskinvare som er merket som 7.1 lydsupport, kan også oppnå de samme nivåene.

En annen eldre standard som kan refereres til, er 16-bits Sound Blaster-kompatibel. Sound Blaster er et merke av lydkort laget av Creative Labs. Sound Blaster 16 var et av de første store lydkortene for å støtte 16-biters 44KHz samplingsfrekvens for CD-Audio kvalitetsdator lyd. Denne standarden er under den nyere standarden og er sjelden referert lenger.

EAX eller Environmental Audio Extensions er en annen standard som ble utviklet av Creative Labs. I stedet for et bestemt format for lyd, er det et sett med programvareutvidelser som endrer lyd for å gjenskape effektene av bestemte miljøer. For eksempel kan lyden som spilles på en datamaskin være utformet for å høres ut som om den ble spilt i en hule med mange ekkoer. Støtte for dette kan eksistere i enten programvare eller maskinvare. Hvis det gjøres i maskinvare, bruker den færre sykluser fra CPU.

Situasjonen med EAX ble mer komplisert med Windows-operativsystemer siden Vista. I hovedsak flyttet Microsoft mye av lydstøtten fra maskinvaren til programvare siden for å få et høyere sikkerhetsnivå på systemet. Dette betyr at mange spill som håndterte EAX-lyd i maskinvare, ble håndtert av programvarelagene i stedet. Mye av dette har blitt håndtert av programvareoppdateringer til driverne og spillene, men det er noen eldre spill som ikke vil kunne bruke EAX-effektene lenger.I hovedsak er alt blitt flyttet til OpenAL-standarder som gjør EAX bare veldig viktig for eldre spill.

Til slutt kan noen produkter bære THX-logoen. Dette er i hovedsak en sertifisering at THX Laboratories føler at produktet oppfyller eller overgår minimums spesifikasjonene. Bare husk at et THX-sertifisert produkt ikke nødvendigvis har bedre ytelse eller lydkvalitet enn en som ikke gjør det. Produsentene må betale THX labs for sertifiseringsprosessen.