Мультимедиа устройства

Мультимедиа - область компьютерной технологии, связанная с использованием информации, имеющей различное физическое представление (текст, графика, рисунок, звук, анимация, видео и т. п.) и/или существующей на различных носителях (магнитные и оптические диски, аудио- и видеоленты и т. д.).

Мультимедиа (multimedia - многосредовость) средства - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию.

Звуковая плата

Звуковая плата (также называемая как звуковая карта, музыкальная плата) (англ. sound card) - позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Звуковые платы (sound blaster) используются для создания, записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: музыки, речи, шумовых эффектов. В режиме создания звука плата действует как музыкальный инструмент. Звук, создаваемый с помощью звуковой платы, называют "синтезированным".

В режиме записи звука плата производит оцифровку звуковых сигналов для последующей их записи в память компьютера.

В режиме воспроизведения звука плата работает аналогично цифровому аудиоплейеру, преобразуя считанные из памяти цифровые сигналы в аналоговые звуковые.

Функционально плата содержит несколько модулей:

• модуль для записи и воспроизведения звука;
• модуль синтезатора звука;
• модуль интерфейсов.

Модуль записи и воспроизведения звука использует для оцифровки звука аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а для обратного преобразования - цифро-аналоговые преобразователи. На качество звука и в том и в другом случае существенно влияет разрядность преобразователей.

При оцифровке аналоговый звуковой сигнал в АЦП измеряется через строго определенные последовательные интервалы времени (интервалы дискретизации), измеренные значения его амплитуды квантуются по уровню (заменяются близлежащими дискретными значениями сигнала) и идентифицируются соответствующими двоичными кодами. Разрешающая способность АЦП равна наименьшему изменению аналогового сигнала, приводящему к изменению цифрового кода, то есть определяется разрядностью преобразователя, так как чем больше разрядность кода, тем больше разных дискретных значений сигнала и, соответственно, меньшие интервалы амплитуды аналогового сигнала можно отобразить этим кодом.

Таким образом, качество оцифровки, а соответственно, и последующего звучания оцифрованной аудиоинформации, при прочих равных условиях, зависит от разрядности преобразования и частоты дискретизации:

• разрядность преобразования определяет динамический диапазон сигнала;
• частота дискретизации - верхнюю границу диапазона частот звукового сигнала.

Оцифрованный сигнал (его двоичный код) записывается в память машины. При воспроизведении оцифрованного звука в ЦАП двоичные коды заменяются соответствующими им дискретными значениями сигнала для последующего их усиления и воспроизведения через акустическую систему.

Разрядность преобразователей (и соответственно, звуковых плат) бывает разная - наиболее распространены 8- и 16-разрядные. Образно выражаясь, 8-разрядные платы обеспечивают качество звучания, характерное для средненьких кассетных магнитофонов, а 16-разрядные - для аудиосистем на компакт-дисках.

Модуль синтезатора звука. Для синтеза звукового сигнала используется два основных метода:

• синтез с помощью частотной модуляции, или FM -синтез;
• синтез с использованием таблицы волн ( Wave Table ), или табличный WT -синтез.

FM-синтез звука осуществляется с использованием специальных генераторов сигналов, называемых операторами. В операторе можно выделить два базовых элемента: фазовый модулятор и генератор огибающей. Фазовый модулятор определяет частоту (высоту) тона, а генератор огибающей - его амплитуду (громкость). Амплитуда сигнала у разных музыкальных инструментов различна. В общем случае, для воспроизведения голоса одного инструмента достаточно двух операторов:

• первый генерирует колебания несущей частоты, то есть основной тон;
• второй - модулирующую частоту, то есть обертоны.

Современные звуковые платы способны воспроизводить несколько голосов. Звук, синтезированный FM -методом, имеет обычно некоторый "металлический" оттенок, то есть не похож на звук настоящего музыкального инструмента.

WT-синтез обеспечивает более качественное звучание. В основе этого синтеза лежат записанные заранее и хранящиеся в памяти образцы звучания музыкальных инструментов ( MIDI -файлы). Синтезаторы этого типа создают музыку путем манипулирования образцами звучания инструментов, "зашитыми" в ПЗУ платы или хранящимися на диске ПК. Выпускаются также табличные расширители, позволяющие увеличить массив используемых MIDI -файлов.

Модуль интерфейсов включает в себя интерфейс музыкальных инструментов, обычно MIDI (Musical Instrument Digital Interface) , и средства воспроизведения звука в соответствующем формате. Кроме того, в него могут входить интерфейсы одного или нескольких дисководов CD-ROM. Через этот модуль можно проигрывать CD-ROM, разговаривать через модем и воспроизводить свою собственную компьютерную музыку.

Интегрированная аудио подсистема

AC'97 (сокращенно от Audio Codec '97) - это стандарт для аудиокодеков, разработанный в лабораториях Intel (Intel Architecture Labs) в 1997году. Этот стандарт поддерживает частоту дискретизации 96 кГц при использовании 20-разрядного стерео разрешения и 48кГц при использовании 20-разрядного стерео для многоканальной записи и воспроизведения.

AC'97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC'97) (англ. digit controller) - отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком (AC'97). Аналоговый кодек - это небольшой чип (4х4 см, корпус TSOP, 48 выводов), который осуществляет пpеобpазования аналог >цифра и цифра>аналог в режиме пpогpаммной передачи или по DMA. Состоит из узла непосредственно выполняющего аналогово-цифpовые пpеобpазования - АЦП/ЦАП (междунаpодное обозначение - coder/decoder, codec ). От качества пpименяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифpовки и воспpоизведения звука.

HD Audio (сокращенно от High Definition Audio - звук высокого разрешения - является эволюционным продолжением спецификации AC?97 предложенным компанией Intel в 2004 г., обеспечивающей воспроизведение большего количества каналов с более высоким качеством звука. Аппаратные средства, основанные на HD Audio, поддерживают 192кГц/24-разрядное качество звучания в двухканальном и 96 кГц/24-разрядное в многоканальном режимах (до 8 каналов).

Форм-фактор кодеков и передачи информации между их элементами остался прежним. Изменилось только качество микросхем и подход к обработке звука.

Громкоговоритель

Громкоговоритель - устройство для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько излучающих головок и, при необходимости, акустическое оформление, электрические устройства (фильтры, трансформаторы, регуляторы и т.п.)

Головка громкоговорителя - пассивный электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической формы сигналов звуковой частоты в акустическую

Классификация

Виды громкоговорителей в зависимости от способа излучения звука

• Электродинамический громкоговоритель
• Электростатический громкоговоритель
• Конденсаторный громкоговоритель
• Электретный громкоговоритель
• Пьезоэлектрический громкоговоритель
• Электромагнитный громкоговоритель
• Ионофон
  

  
  

Громкоговорители на базе динамических головок специальных видов

• магнепланарных
• изодинамических
• ленточных
• ортодинамических
• излучателях Хейла

Функциональные виды громкоговорителей

• Акустическая система -громкоговоритель, предназначенный для использования в качестве функционального звена в бытовой радиоэлектронной аппаратуре, имеет высокие характеристики звуковоспроизведения;
  

  
  
• Абонентский громкоговоритель - громкоговоритель, предназначенный для воспроизведения передач низкочастотного канала сети проводного вещания; основная статья - Абонентская радиоточка
  

  
  
• Концертный громкоговоритель - имеет большую громкость в сочетании с высоким качеством звукопередачи
  

  
  
• Громкоговорители для систем оповещения и систем озвучивания помещений
  • Настенный громкоговоритель
  • Потолочный громкоговоритель
  • Панельный громкоговоритель
• Уличный громкоговоритель - имеет большую мощность, обычно, рупорное исполнение, в просторечии "колокол"
• Специальные громкоговорители для работы в экстремальных условиях - противоударные, противовзрывные, подводные, другие специальные виды громкоговорителей

Классификация по другим признакам

• Однополосный громкоговоритель - громкоговоритель, головки которого работают в одном и том же диапазоне частот
• Многополосный громкоговоритель - громкоговоритель, головки которого работают в двух или более разных диапазонах частот
• Диффузорный громкоговоритель
• Рупорный громкоговоритель - громкоговоритель, акустическим оформлением которого является жесткий рупор. Данный тип громкоговорителей применяется в случаях, когда не требуется высокое качество звука. Такой громкоговоритель состоит из рупорной электродинамической головки прямого излучения и рупора. Чаще всего применяется как наружное устройство для массового оповещения, для излучения сигналов тревоги, сеть таких громкоговорителей имеется в распоряжении управления ГО и ЧС России.
• Громкоговоритель непосредственного излучения