板載音效卡

板載音效卡主要是指集成在電腦主機板上的音效卡,相對於獨立音效卡而存在。主要負責電腦聲音處理。板載音效卡一般有軟音效卡和硬音效卡之分。這裡的軟硬之分,指的是板載音效卡是否具有音效卡主處理晶片之分,一般軟音效卡沒有主處理晶片,只有一個解碼晶片,通過CPU的運算來代替音效卡主處理晶片的作用。而板載硬音效卡帶有主處理晶片,很多音效處理工作就不再需要CPU參與了。

板載音效卡分類

集成音效卡

因為板載軟音效卡沒有音效卡主處理晶片,處理音頻數據的時候會占用CPU資源,CPU主頻不高的情況下會影響到使用性能。CPU主頻早已用GHz來進行計算,對系統性能的影響也微乎其微了,幾乎可以忽略。“音質”問題也是板載軟音效卡的一大弊病,比較突出的就是信噪比低。

AC'97

AC'97的全稱是Audio CODEC'97,這是一個由英特爾、雅瑪哈等多家廠商聯合研發並制定的一個音頻電路系統標準。它並不是一個實實在在的音效卡種類,只是一個標準。目前最新的版本已經達到了2.3。現在市場上能看到的音效卡大部分的CODEC都是符合AC'97標準。廠商也習慣用符合CODEC的標準來衡量音效卡,因此很多的主機板產品,不管採用的何種音效卡晶片或音效卡類型,都稱為AC'97音效卡。

根據通俗的分類,AC'97音效卡被分為硬音效卡和軟音效卡兩種,其中AC'97硬音效卡,首先大部分獨立音效卡都是硬音效卡;而集成在主機板上的音效卡也有硬音效卡:這些音效卡除了包含有Audio Codec晶片之外,還在主機板上集成了Digital Control晶片,即把晶片及輔助電路都集成到主機板上。這些音效卡晶片提供了獨立的數字音頻處理單元和ADC與DAC的轉換系統,最終輸出模擬的聲音信號。這種硬音效卡和普通獨立音效卡區別不大,更像是一種全部集成在主機板上的獨立音效卡,而由於集成度的提高,CPU的負荷減輕,音質也有所提高,不過相應的成本也有所增加,2010年後已很少被主機板廠商採用。

AC'97軟音效卡則僅在主機板上集成Audio Codec,而Digital Control這部分則由CPU完全取代,節約了不少成本。根據AC'97標準的規定,不同Audio Codec97晶片之間的引腳兼容,原則上可以互相替換。也就是說,AC'97軟音效卡只是一片基於AC'97標準的CODEC晶片,不含數字音頻處理單元,因此電腦在播放音頻信息時,除了D/A和A/D轉換以外所有的處理工作都要交給CPU來完成。可以這樣說,AC’97軟音效卡只是簡化了硬體,而設計思路仍是貫徹AC'97的規格標準的音效卡。也有部分消費者就認為:軟音效卡就是沒有Digital Control晶片,而是採用軟體模擬,所以就存在兩個問題:首先其CPU占用率肯定較高,容易產生爆音,其次音質也不可以和普通的獨立音效卡相提並論。

其實隨著CPU主頻的不斷提高,音頻數據處理量卻並沒有增加多少,所謂的CPU占用率的問題早已被忽略不計。而關於音質方面,雖然還難以和高檔的獨立音效卡相比較,但是隨著SoundMAX 3.0驅動的不斷升級和改進,使AC'97軟音效卡擁有硬體級的數據處理轉換能力和最高94dB信噪比的專業音質回放能力,增加的Sensaura為3D定位音效,與XG兼容的Sondius-XG的MIDI軟波表,以及最新的音效演算法SPX,將AC'97軟音效卡提升至一個前所未有的高度,徹底改變了消費者心目中音質不佳的形象。

也就是說,除非你的耳朵特別挑剔、或者你是搞音樂專業的,一般主機板集成的音效卡就夠人們用了。

HDAudio

HD Audio是High Definition Audio(高保真音頻)的縮寫,原稱Azalia,是Intel與杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音頻規範。主要是Intel 915/925系列晶片組的ICH6系列南橋晶片所採用。

HD Audio的制定是為了取代AC’97音頻規範,與AC’97有許多共通之處,某種程度上可以說是AC’97的增強版,但並不能向下兼容AC’97標準。它在AC’97的基礎上提供了全新的連線匯流排,支持更高品質的音頻以及更多的功能。與AC’97音頻解決方案相類似,HD Audio同樣是一種軟硬混合的音頻規範,集成在ICH6晶片中(除去Codec部分)。與現行的AC’97相比,HD Audio具有數據傳輸頻寬大、音頻回放精度高、支持多聲道陣列麥克風音頻輸入、CPU的占用率更低和底層驅動程式可以通用等特點。

特別有意思的是HD Audio有一個非常人性化的設計,HD Audio支持設備感知和接口定義功能,即所有輸入輸出接口可以自動感應設備接入並給出提示,而且每個接口的功能可以隨意設定。該功能不僅能自行判斷哪個連線埠有設備插入,還能為接口定義功能。例如用戶將MIC插入音頻輸出接口,HD Audio便能探測到該接口有設備連線,並且能自動偵測設備類型,將該接口定義為MIC輸入接口,改變原接口屬性。由此看來,用戶連線音箱、耳機和MIC就像連線USB設備一樣簡單,在控制臺上點幾下滑鼠即可完成接口的切換,即便是複雜的多聲道音箱,菜鳥級用戶也能做到“即插即用”。

優缺點

因為板載軟音效卡沒有音效卡主處理晶片,在處理音頻數據的時候會占用部分CPU資源,在CPU主頻不太高的情況下會略微影響到系統性能。目前CPU主頻早已用GHz來進行計算,而音頻數據處理量卻增加的並不多,相對於以前的CPU而言,CPU資源占用旅已經大大降低,對系統性能的影響也微乎其微了,幾乎可以忽略。

“音質”問題也是板載軟音效卡的一大弊病,比較突出的就是信噪比較低,其實這個問題並不是因為板載軟音效卡對音頻處理有缺陷造成的,主要是因為主機板製造廠商設計板載音效卡時的布線不合理,以及用料做工等方面,過於節約成本造成的。

而對於板載的硬音效卡,則基本不存在以上兩個問題,其性能基本能接近並達到一般獨立音效卡,完全可以滿足普通家庭用戶的需要。

集成音效卡最大的優勢就是性價比,而且隨著音效卡驅動程式的不斷完善,主機板廠商的設計能力的提高,以及板載音效卡晶片性能的提高和價格的下降,板載音效卡越來越得到用戶的認可。

板載音效卡的劣勢卻正是獨立音效卡的優勢,而獨立音效卡的劣勢又正是板載音效卡的優勢。獨立音效卡從幾十元到幾千元有著各種不同的檔次,從性能上講集成音效卡完全不輸給中低端的獨立音效卡,在性價比上集成音效卡又占盡優勢。在中低端市場,在追求性價的用戶中,集成音效卡是不錯的選擇。

主要廠商

Advance Logic:Advance Logic 是一家老資格的音頻晶片設計製造商,主攻低端市場,遠在ISA世代,就有一款著名的ALS007的音頻控制晶片,到了PCI時代,Advance Logic仍舊主攻低端市場,ALS4000便是一款比較著名的晶片,ALS4000功能簡單,音質也一般,但價格確很便宜。隨著競爭的加劇,Advance Logic在低端市場的份額也遭到AC'97軟卡的侵蝕,Advance Logic並沒有放棄音效卡市場,轉而主攻Codec市場,著名的ALC系列Codec就是他們的傑作,Advance Logic扮演了一個很出色的角色,極大的推動了AC'97軟卡的音質提升。

傲銳Aureal:在ISA時代,Aureal這個名字並不為人所知,但到了PCI時代,Aureal的名字迅速隨著帝盟S90這款音效卡傳播開來,S90這款音效卡獲得遊戲玩家的廣泛讚揚,Aureal也名聲大振。S90就是採用的傲銳公司的Vortex AU8820的音頻控制晶片。支持A3D 1.0,就是這款S90讓很多人接受了3D音效這個概念,雖然最後的果子是創新摘走了,但栽樹的是A3D,A3D帶來了逼真的3D音效仿真。隨後傲銳發布Vortex-2 AU8830音頻控制晶片,支持A3D 2.0,帝盟發布基於這款晶片的MX300音效卡,用於和創新Live!系列爭奪市場,後來傲銳和帝盟結束了合作關係,不久傲銳被對手創新收購,A3D和傲銳成為歷史。

Ensoniq:1997年,Ensoniq可謂出盡風頭,Ensoniq是最早開發出 PCI 音頻控制晶片的廠商之一,ES1370晶片被眾多廠家採用,創新也是Ensoniq的客戶之一,ES1370支持32個硬體複音,通過相應的軟波表擴充到64複音,支持2-8M音色庫。硬體支持Direct Sound、Direct Sound 3D,以及軟體模擬A3D 1.0和EAX,成為當時中檔PCI音效卡的首選晶片,由於創新需要一個中檔次的晶片擴充產品線,Ensoniq不久便被創新收購。Ensoniq發展出的PCI音頻控制晶片一共有三款——ES1370、ES1371、ES1373,音質好,功能少,信噪比出眾是Ensoniq系列最大的特點。但是他們也有個顯著的缺點,不支持多音頻流,好在隨著WDM驅動的推出,這些都算不上缺點了。在創新完成收購後,創新也推出了CT5507、CT2518、CT5880等晶片,著名的中低端音效卡PCI128就採用了CT-5880晶片。

E-mu:E-mu是一家實力強勁的音頻控制晶片設計商,主要從事音頻晶片開發以及合成技術研究,後被創新收購,經典的創新AWE64系列就採用了E-mu的Emu8000晶片,其出色的波表合成能力讓聽過的人都印象深刻,E-mu的音頻控制晶片主要面向高端市場,講究性能、品質以及功能,開發實力少有對手,是創新最強有力的技術支持。Emu8000有一個衍生版本——Emu8008,是Emu8000的PCI版本,創新曾經推出過一款AWE64的PCI版本,就是採用的Emu8008,但是市場上非常少見。

好在E-mu及時開發出了跨時代的Emu10k1,讓創新公司成功推出了SoundBlaster Live!系列。Emu10k1諸多嶄新的特徵,是一顆可程式的DSP晶片,即時是幾年後的今天,也不會覺得這款晶片太落伍,事實上,基於這款晶片的Live!能夠勝任大部分遊戲的需求。2001年,Emu再度開發出比Emu10k1更強的晶片,也就是Audigy系列採用的音頻控制晶片,這款晶片繼承了Emu10k1的所有優點,改善了MIDI等方面的不足,並將運算能力提升4倍,足夠滿足所有遊戲的需求。2002年,創新推出Audigy2。

ESS:在ISA時代,ESS是創新最大的競爭對手,產品線豐富,性價比優秀,當年的ESS688/1868等都是非常優秀的晶片,良好的兼容性以及低廉的價格受到眾多板卡商的青睞,市場占有率極大,是中低端市場的絕對首選。進入PCI時代後,ESS也積極擴展,前後推出了ESS Maestro-I、ESS Maestro-II、ESS Canyon3D等晶片,ESS的兼容性歷來口碑甚佳,ESS Maestro-II更是獲得了帝盟的青睞,著名的S70音效卡就是基於這款晶片,這款晶片有一個簡化的版本SOLO-I,主要交給主機板商集成用,很少作為獨立的音效卡晶片使用。Canyon3D是ESS最強的晶片,又被稱作Maestro-2e,也是ESS第一款支持多聲道的晶片,著名的帝盟MX400音效卡正是採用了此款晶片,這款晶片運算能力強大。2001年,ESS 再度發布Canyon3D-2,但是這個時候創新已經壟斷市場了,Canyon3D-2沒有得到應有的名氣和市場,ESS也逐漸在音效卡市場消失,這個創新最老的競爭對手,終於也扛不住壓力退出競爭了,但ESS這家公司還存在,主要擴展消費類電子市場。

驊訊C-Media:台灣驊訊也是一家擁有廣泛影響力的廠家,他們推出的CMI-8338/8738晶片曾經深深的影響了低端市場,CMI系列追求性價比,集成了Codec,降低了成本,還節約了PCB的製造和設計費用,因此這幾款晶片往往出現在超低價的獨立音效卡或者主機板上,即便在低廉的價格上,CMI系列還提供了24bit/44.1kHz或48kHz的S/PDIF輸入輸出的功能,這點做得甚至比某些高端晶片還好。在很多人眼裡,CMI是一組非常不值得一提的晶片,事實上並非如此,8338/8738在最基本的功能——輸入輸出方面做得很好,但是市場上很少有一款像樣的8338/8738音效卡,但這並不表示8338/8738音質就一定不行,雖然他們的運算能力確實很弱。

相關資料

板載音效-數模轉換器

音效卡 最重要的功能就是將數位化的音樂信號轉化為模擬類信號,完成這一功能的部件稱為DAC(Digital-Analog Converter:數字-模擬轉換器,簡稱數模轉換器),DAC的品質決定了整個音效卡的音質輸出品質,如果音效卡是數字輸出的話,那末級的DAC決定音質。

大多數音效卡使用了符合AC97的Codec(數位訊號編碼解碼器,DAC和ADC的結合體),由於AC97的標準定義了輸入輸出的採樣頻率都是48kHz這一個頻率,所以如果Codec接收到其他採樣頻率的音頻流,便會經過SRC(Sample Rate Converter:採樣頻率轉換器),將頻率轉換到統一的48kHz,在這個轉換過程中,音頻流中的數據便會由於轉換算法而損失一部分細節,造成音質的損失,所以AC97除了播放48kHz的音頻流音質還不錯以外,播放其它採樣頻率的音頻流都不能得到很好的回放音質。當然,如果在Codec以後做修正電路可以提高一些音質,這就因廠商而異了。

板載音效-聲道數

音效卡所支持的聲道數是衡量音效卡檔次的重要指標之一,從單聲道到最新的環繞立體聲,下面一一詳細介紹:

1.單聲道

單聲道是比較原始的聲音複製形式,早期的音效卡採用的比較普遍。當通過兩個揚聲器回放單聲道信息的時候,我們可以明顯感覺到聲音是從兩個音箱中間傳遞到我們耳朵里的。這種缺乏位置感的錄製方式用現在的眼光看自然是很落後的,但在音效卡剛剛起步時,已經是非常先進的技術了。

2.立體聲

單聲道缺乏對聲音的位置定位,而立體聲技術則徹底改變了這一狀況。聲音在錄製過程中被分配到兩個獨立的聲道,從而達到了很好的聲音定位效果。這種技術在音樂欣賞中顯得尤為有用,聽眾可以清晰地分辨出各種樂器來自的方向,從而使音樂更富想像力,更加接近於臨場感受。立體聲技術廣泛運用於自Sound Blaster Pro以後的大量音效卡,成為了影響深遠的一個音頻標準。時至今日,立體聲依然是許多產品遵循的技術標準。

3.準立體聲

準立體聲音效卡的基本概念就是:在錄製聲音的時候採用單聲道,而放音有時是立體聲,有時是單聲道。採用這種技術的音效卡也曾在市面上流行過一段時間,但現在已經銷聲匿跡了。

4.四聲道環繞

人們的欲望是無止境的,立體聲雖然滿足了人們對左右聲道位置感體驗的要求,但是隨著技術的進一步發展,大家逐漸發現雙聲道已經越來越不能滿足我們的需求。由於PCI音效卡的出現帶來了許多新的技術,其中發展最為神速的當數三維音效。三維音效的主旨是為人們帶來一個虛擬的聲音環境,通過特殊的HRTF技術營造一個趨於真實的聲場,從而獲得更好的遊戲聽覺效果和聲場定位。而要達到好的效果,僅僅依靠兩個音箱是遠遠不夠的,所以立體聲技術在三維音效面前就顯得捉襟見肘了,但四聲道環繞音頻技術則很好的解決了這一問題。

四聲道環繞規定了4個發音點:前左、前右,後左、後右,聽眾則被包圍在這中間。同時還建議增加一個低音音箱,以加強對低頻信號的回放處理(這也就是如今4.1聲道音箱系統廣泛流行的原因)。就整體效果而言,四聲道系統可以為聽眾帶來來自多個不同方向的聲音環繞,可以獲得身臨各種不同環境的聽覺感受,給用戶以全新的體驗。如今四聲道技術已經廣泛融入於各類中高檔音效卡的設計中,成為未來發展的主流趨勢。

5.5.1聲道

5.1聲道已廣泛運用於各類傳統影院和家庭影院中,一些比較知名的聲音錄製壓縮格式,譬如杜比AC-3(Dolby Digital)、DTS等都是以5.1聲音系統為技術藍本的,其中“.1”聲道,則是一個專門設計的超低音聲道,這一聲道可以產生頻響範圍20~120Hz的超低音。其實5.1聲音系統來源於4.1環繞,不同之處在於它增加了一個中置單元。這箇中置單元負責傳送低於80Hz的聲音信號,在欣賞影片時有利於加強人聲,把對話集中在整個聲場的中部,以增加整體效果。相信每一個真正體驗過Dolby AC-3音效的朋友都會為5.1聲道所折服。

千萬不要以為5.1已經是環繞立體聲的頂峰了,更強大的7.1系統已經出現了。它在5.1的基礎上又增加了中左和中右兩個發音點,以求達到更加完美的境界。以前由於成本比較高,沒有廣泛普及,現在7.1聲道的音效卡也比較多了。

板載音效-音效

EAX:環境音效擴展,Environmental Audio Extensions,EAX 是由創新和微軟聯合提供,作為DirectSound3D 擴展的一套開放性的API;它是創新通過獨家的EMU10K1 數位訊號處理器嵌入到SB-LIVE中,來體現出來的;由於EAX目前必須依賴於DirectSound3D,所以基本上是用於遊戲之中。在正常情況下,遊戲程式師都是用DirectSound 3D來使硬體與軟體相互溝通,EAX將提供新的指令給設計人員,允許實時生成一些不同環境回聲之類的特殊效果(如三面有牆房間的回聲不同於完全封閉房間的回聲),換言之,EAX是一種擴展集合,加強了DirectSound 3D的功能。

A3D:是Aureal Semiconductor開發的一種突破性的新的互動3D定位音效技術,使用這一技術的應用程式(通常是遊戲)可以根據用戶的輸入而決定音效的變化,產生圍繞聽者的3維空間中精確的定位音效,帶來真實的聽覺體驗,而且可以只用兩隻普通的音箱或一對耳機在實現,而通過四聲道,就能很好的去體現出它的定位效果。

H3D:其實和A3D有著差不多的功效,但是由於A3D的技術是給Aureal Semiconductor註冊的,所以廠家就只能用H3D來命名,Zoltrix速捷時的AP 6400夜鶯,用的是C-Media CMI8738/C3DX的晶片,不要小看這個晶片,因為它本身可以支持上面所說的H3D技術、可支持四聲道、它本身還帶有MODEM的功能。

Sensaura/Q3D:CRL和QSound是主要出售和開發HRTF算法的公司,自己並不推出指令集。CRL開發的HRTF算法叫做Sensaura,支持包括A3D 1.0和EAX、DS3D在內的大部分主流3D音頻API。並且此技術已經廣泛運用於ESS、YAMAHA和CMI的音效卡晶片上,從而成為了影響比較大的一種技術,從實際試聽效果來看也的確不錯。而QSound開發的Q3D可以提供一個與EAX相仿的環境模擬功能,但效果還比較單一,與Sensaura大而全的性能指標相比稍遜一籌。QSound還提供三種其它的音效技術,分別是QXpander、QMSS和2D-to-3D remap。其中QXpander是一種立體聲擴展技術;QMSS是用於4喇叭模式的多音箱環繞技術,可以把立體聲擴展到4通道輸出,但並不加入混響效果。2D-to-3D remap則是為DirectSound3D的遊戲而設,可以把立體聲的數據映射到一個可變寬度的3D空間中去,這個技術支持使用Q3D技術的音效卡。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們