Zvuková karta
Zvuková karta patrí medzi základné vstupno-výstupné zariadenie ktoré zabezpečuje vstup a výstup audio signálov z a do počítača pod kontrolou riadiaceho programu. Typickým použitím zvukovej karty je zabezpečenie zvukového sprievodu pre multimediálne aplikácie v počítači napr. komponovanie hudby, editovanie videa alebo audia a zábava – hlavne počítačové hry. Väčšina dnešných počítačov má už zabudovanú zvukovú kartu, no niektoré ešte vyžadujú prídavnú externú rozširujúcu kartu ktorú najčastejšie pripájame do PCI slotu.
Integrovaná: postačí pre bežné účely
Externé: pre špeciálne účely (napr. Skladanie hudby)
Záznam analógového zvuku
Analógový signál sa skladá z vĺn (kmitov) nerovnakého tlaku, ktorý je vytváraný vo vzduchu hlasivkami, hudobnými nástrojmi... .Tento analógový signál je potrebné previesť na digitálny. Prevod sa vykonáva pomocou vzorkovania (samplingu), kedy je v určitom časovom intervale zistený aktuálny stav signálu (digitálna vzorka) .Čím kratšií je záznamový interval, tým vyššia je vzorkovacia frekvencia a tým je záznam kvalitnejší. Kvalitu záznamovej vzorky možno ovplyvniť počtom použitých bitov. Zavádza sa pojem záznamové hĺbka - je to počet bitov na vzorku.
Vzorkovacie frekvencie:
| Kvalita | Vzorkovacia frekvencia | Počet bitov na vzorok | Počet vzorkov | Dĺžka digitálneho záznamu |
| mobil | 11 050 Hz | 8 | 1-mono | 11 kB/s |
| rádio | 22 050 Hz | 8 | 1-mono | 22 kB/s |
| CD | 44 100 Hz | 16 | 2-stereo | 172 kB/s |
Ľudské ucho vníma zvuky od frekvencií 16 Hz do 20 KHz.U nižších vzorkovacích frekvencií budú vo výslednom zázname chýbať vyššie frekvencie, čo sa pri prehrávaní prejaví ako strata výšiek.Veľká kvalita zvuku vedie k vzniku veľkých súborov - preto sa používajú stratovej kompresie - podstatne neovplyvní kvalitu.
Záznam digitálneho zvuku
Záznam je prevádzaný zo zdroja, ktorý už poskytuje digitálny signál (napr. Elektronické varhany, ..). V tomto prípade nevykonávame vzorkovanie, ale zaznamenávame jednotlivé bajty zaslanej digitálnym rozhraním.Tieto bajty obsahujú informácie:
nástroj, ktorý tón hrá
výška tónu
dĺžka tónu
dynamika úderu na kláves
Pre prehranie týchto záznamov je nevyhnutné, aby zvuková karta bola schopná podľa týchto informácií vytvárať jednotlivé tóny.K tomu sa používajú syntetizátory.
Prvky zvukovej karty
Zvuková karta sa skladá z troch častí:
Digitálna časť
Zdroj zvuku (syntetizátor)
Rozhranie MIDI
Záznam je prevádzaný zo zdroja, ktorý už poskytuje digitálny signál (napr. Elektronické varhany, ..). V tomto prípade nevykonávame vzorkovanie, ale zaznamenávame jednotlivé bajty zaslanej digitálnym rozhraním.Tieto bajty obsahujú informácie:
nástroj, ktorý tón hrá
výška tónu
dĺžka tónu
dynamika úderu na kláves
Pre prehranie týchto záznamov je nevyhnutné, aby zvuková karta bola schopná podľa týchto informácií vytvárať jednotlivé tóny.K tomu sa používajú syntetizátory.
Prvky zvukovej karty
Zvuková karta sa skladá z troch častí:
Digitálna časť
Zdroj zvuku (syntetizátor)
Rozhranie MIDI
Digitálna časť (prevodník A/D-D/A)
Digitalizuje analógový zvuk pri nahrávaní a pre počúvanie ho vracia do analógovej podoby.Nemá, ako jediná komponenta zvukovej karty vôbec nič spoločného s MIDI.
Zdroj zvukov (syntetizátor)
Reprodukuje nahrané zvuky, podľa pokynov programu vyrába umelé tóny a zvuky.Zvukové karty sa líšia najviac vo kvalite syntetizátora:
Pracujú na základe frekvenčnej modulácie (FM) - táto metóda vychádza z toho, že každé vlnenie sa dá zostaviť zložením niekoľkých sínusových signálov.Jednoduchšie realizácie sa zvukom reálnych nástrojov len priblíži.
Pracujú na základe Wavetable v ROM alebo RAM pamäte sú nahraté digitálne snímky každého tónu hudobných nástrojov.Potrebujeme chcete reprodukovať určitý tón nejakého nástroja, prepočíta procesor na zvukovej karte digitálny snímku na požadovanú výšku a dĺžku tónu.
Rozhranie MIDI (midi)
Je to hardvérové rozhranie pre elektronické hudobné nástroje.Z hľadiska operačného systému je MIDI predstavované kanály, na ktoré sú pripojené jednotlivé hudobné nástroje.
Konektory zvukovej karty
Line-In: slúži na vstup zvuku z externých zariadení
Mic-In: konektor mikrofónu
Line-out: výstup k aktívnym reproduktorom alebo stereofónnemu zosilňovaču - jeho použitím sa vyhnete väčšinou zlému zosilňovaču na zvukovej karte
Speaker Out: pre pripojenie slúchadiel alebo pasívnych reproduktorov, pretože je na ňom k dispozícii 4 až 8 watov výkonu, dodávaného zosilňovačom zvukovej karty
Joystick / MIDI: pre joystick s skytnúť doplňujúce normu MIDI
Audiokonektor: pre pripojenie mechaniky CD
Digitalizuje analógový zvuk pri nahrávaní a pre počúvanie ho vracia do analógovej podoby.Nemá, ako jediná komponenta zvukovej karty vôbec nič spoločného s MIDI.
Zdroj zvukov (syntetizátor)
Reprodukuje nahrané zvuky, podľa pokynov programu vyrába umelé tóny a zvuky.Zvukové karty sa líšia najviac vo kvalite syntetizátora:
Pracujú na základe frekvenčnej modulácie (FM) - táto metóda vychádza z toho, že každé vlnenie sa dá zostaviť zložením niekoľkých sínusových signálov.Jednoduchšie realizácie sa zvukom reálnych nástrojov len priblíži.
Pracujú na základe Wavetable v ROM alebo RAM pamäte sú nahraté digitálne snímky každého tónu hudobných nástrojov.Potrebujeme chcete reprodukovať určitý tón nejakého nástroja, prepočíta procesor na zvukovej karte digitálny snímku na požadovanú výšku a dĺžku tónu.
Rozhranie MIDI (midi)
Je to hardvérové rozhranie pre elektronické hudobné nástroje.Z hľadiska operačného systému je MIDI predstavované kanály, na ktoré sú pripojené jednotlivé hudobné nástroje.
Konektory zvukovej karty
Line-In: slúži na vstup zvuku z externých zariadení
Mic-In: konektor mikrofónu
Line-out: výstup k aktívnym reproduktorom alebo stereofónnemu zosilňovaču - jeho použitím sa vyhnete väčšinou zlému zosilňovaču na zvukovej karte
Speaker Out: pre pripojenie slúchadiel alebo pasívnych reproduktorov, pretože je na ňom k dispozícii 4 až 8 watov výkonu, dodávaného zosilňovačom zvukovej karty
Joystick / MIDI: pre joystick s skytnúť doplňujúce normu MIDI
Audiokonektor: pre pripojenie mechaniky CD
Je potrebné nainštalovať ovládače, s ovládačom sa nainštaluje celá kolekcia zvukových zariadení, ktoré potrebujú samostatné systémové zdroje - spotrebuje sa niekoľko kanálov DMA a IRQ.
API
Zvukové karty majú vlastné rozhranie 3D API (Application Programmable Interface), ktoré vytvára podporu pre zvukové prostredie.
Zvukové karty majú vlastné rozhranie 3D API (Application Programmable Interface), ktoré vytvára podporu pre zvukové prostredie.
Rozhraní je niekoľko:
1.Direct Sound 3D: je základným rozhraním, od ktorého sú ostatné odvodené - vie ho každá karta
2.EAX (Enviromental Audio Extensions): od firmy Creative Labs
Zvukové efekty: priestorový efekt, tlmenie zvuku pri prechode cez prekážku, dozvuky a oneskorenie podľa prostredia
3.A3D (Aureal 3D): počíta s geometriou miestnosti, vysoká náročnosť na čip zvukovej karty
4.SENSAURA (Sensaura Interactive Positioning): emulácia rôznych akustických prostredí, zvuky typické pre rôzne objekty (auto...)
1.Direct Sound 3D: je základným rozhraním, od ktorého sú ostatné odvodené - vie ho každá karta
2.EAX (Enviromental Audio Extensions): od firmy Creative Labs
Zvukové efekty: priestorový efekt, tlmenie zvuku pri prechode cez prekážku, dozvuky a oneskorenie podľa prostredia
3.A3D (Aureal 3D): počíta s geometriou miestnosti, vysoká náročnosť na čip zvukovej karty
4.SENSAURA (Sensaura Interactive Positioning): emulácia rôznych akustických prostredí, zvuky typické pre rôzne objekty (auto...)
Priestorový zvuk
1.Dolby Surround: prvá priestorová technológia, 3 kanály pravý, ľavý, zadný
2.Dolby surround ProLogic: pridanie stredového kanálu pre hlas, prichádzajúce spredu
3.Dolby Digital: je to stratové kódovanie zvukových dát, šesť kanálový (5.1 = 5 nezávislých kanálov s plným frekvenčným rozsahom 20 až 20 000 Hz plus 6. kanál pre efekty s nízkou frekvenciou, hlboké basy - subwoofer)
4.DTS: je to tiež stratová kompresia, ale používa 4x vyšší dátový tok ako Dolby Digital - kvalitnejší
Nové tituly DVD podporujú formáty 3 a 4.
Systémy 6.1 a 7.1 majú navyše zadné stredové kanály (reproduktory umiestnené za poslucháčom)
1.Dolby Surround: prvá priestorová technológia, 3 kanály pravý, ľavý, zadný
2.Dolby surround ProLogic: pridanie stredového kanálu pre hlas, prichádzajúce spredu
3.Dolby Digital: je to stratové kódovanie zvukových dát, šesť kanálový (5.1 = 5 nezávislých kanálov s plným frekvenčným rozsahom 20 až 20 000 Hz plus 6. kanál pre efekty s nízkou frekvenciou, hlboké basy - subwoofer)
4.DTS: je to tiež stratová kompresia, ale používa 4x vyšší dátový tok ako Dolby Digital - kvalitnejší
Nové tituly DVD podporujú formáty 3 a 4.
Systémy 6.1 a 7.1 majú navyše zadné stredové kanály (reproduktory umiestnené za poslucháčom)
Reproduktory
Najsledovanejším parametrom je výkon, najvhodnejší drevotrieskový materiál .
Umiestnenie reproduktorov:
Ľavý a pravý predný reproduktor by mal stáť čo najďalej od postranných stien a vo výške hlavy.Predný center v rovnakej výške ako ľavý a pravý, nie pred nimi. Ľavý a pravý zadný satelit (surround) umiestniť za miesto, kde budete sedieť, natočiť na sediacou osobu.Subwoofer umiestniť na miesto, kde budú najlepšie počuť bassy.
Najsledovanejším parametrom je výkon, najvhodnejší drevotrieskový materiál .
Umiestnenie reproduktorov:
Ľavý a pravý predný reproduktor by mal stáť čo najďalej od postranných stien a vo výške hlavy.Predný center v rovnakej výške ako ľavý a pravý, nie pred nimi. Ľavý a pravý zadný satelit (surround) umiestniť za miesto, kde budete sedieť, natočiť na sediacou osobu.Subwoofer umiestniť na miesto, kde budú najlepšie počuť bassy.
Obraz a zvuk v jednom súbore - multimediálne súbory
Kontajner jedná sa o akýsi balíček alebo schránku, kde je v jednom súbore obraz a zvuk. Navyše môže byť zvukových stôp viac, môžu byť pribalené aj titulky, fonty, obrázky a ďalší obsah. Kontajnere sú napr MKV , AVI , OGM alebo napr. MP4. Splitter (demultiplexer) má na starosti rozobrať kontajner na jednotlivé zložky. Je to delič multimediálnych súborov. Kodek (kodér dekodér) - dostane od splitu komprimované dáta, a premení ich na zvuk, či obraz, ktorý odošle na grafickú alebo zvukovú kartu. Kodek vie video komprimovať (kodér) a dekomprimovať (dekodér). Pri prehrávaní videa nie je potrebné nič komprimovať, preto stačí dekodér. Kodeky sa delia mnohými spôsobmi, napr. na bezstratové a stratové. Rozsah kompresie ukazuje dátový tok (bitrate) použitý vo výslednom súbore.Kodeky môžu byť napísané pre 32-bitové alebo 64-bitové operačné systémy.
Audio kodeky
bezstratové:
Free Lossless Audio Codec (FLAC)
Windows Media Audio 9 Series Professional Lossless
Apple Lossless
Free Lossless Audio Codec (FLAC)
Windows Media Audio 9 Series Professional Lossless
Apple Lossless
stratové:
Všeobecné (stredný až vysoký dátový tok)
LAME (MPEG audio layer-3 kodek)
FAAC (AAC kodek)
Windows Media Audio 9 Series
Všeobecné (stredný až vysoký dátový tok)
LAME (MPEG audio layer-3 kodek)
FAAC (AAC kodek)
Windows Media Audio 9 Series
Hlasové (nízky dátový tok, optimalizované pre reč):
Windows Media Audio 9 Series Voice