Как называется карта для вывода и восприятия звуков компьютером

Обновлено: 21.11.2024

Аффилиации редактора и рецензентов указаны последними в их профилях исследования Loop и могут не отражать их ситуацию на момент проверки.

ОРИГИНАЛЬНАЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ статья

1 Изучение языка и культуры, Токийский сельскохозяйственно-технологический университет, Токио, Япония
2 Институт культурных и лингвистических исследований Университета Кейо, Токио, Япония.
3 Наука о движении человека, Токийский университет сельского хозяйства и технологии, Токио, Япония

Растущее количество литературы показывает, что одна модальность восприятия может быть систематически связана с ощущением в другой. Однако кросс-модальная связь между языковыми звуками и движениями (т. е. звуковой символизм движения) является крайне малоизученной областью исследований. На этом фоне в данной статье исследуются кросс-модальные соответствия между категориями согласных, с одной стороны, и различными профилями ускорения стимулов движения, с другой. В двух проведенных нами экспериментах мы механически манипулировали профилями ускорения стимулов, сохраняя траектории постоянными, тем самым отличая влияние профилей ускорения от влияния форм траекторий движения. Результаты показывают, что разные профили ускорения могут быть связаны с разными типами согласных; в частности, движения с ускорением и замедлением, как правило, связаны с классом звуков, называемых помехами, тогда как движения без значительного ускорения, как правило, связаны с классом звуков, называемых сонорантами. Более того, текущие эксперименты показывают, что такого рода кросс-модальное соответствие возникает даже тогда, когда стимулы не предъявляются визуально, а именно, когда руки участников пассивно двигались манипуландом. В заключение, настоящее исследование добавляет дополнительные доказательства, демонстрирующие, что информация, основанная на телесных действиях, т. е. проприоцепция как вполне реальный кандидат, может привести к звуковым символическим паттернам.

Введение

Недавно мы стали свидетелями огромного роста интереса к исследованиям кросс-модального восприятия, в которых ощущения в одной модальности систематически связаны с ощущениями в другой (например, Spence, 2011). Частные случаи такого кросс-модального восприятия с участием лингвистических звуков широко изучались в рамках общей рубрики «звуковой символизм», в которой некоторые лингвистические звуки связаны с определенными значениями и образами, такими как размер, форма, цвет, твердость и вес. (Jesperson, 1922; Sapir, 1929; Hinton et al., 1994; Nuckolls, 1999; Berlin, 2006; Akita, 2015; Dingemanse et al., 2015; Lockwood and Dingemanse, 2015).

Само существование звукового символизма бросает вызов представлению о произвольности языковых знаков (де Соссюр, 1916) — произвольных связях между звуками и значениями, — которое было принято в качестве одного из фундаментальных принципов современных лингвистических теорий в 20 веке. . Произвольный характер языковых знаков долгое время считался важнейшим свойством человеческого языка, отличающим его от коммуникативных систем других животных (Hockett, 1959). Однако тезис о произвольности больше не является принципом, который считается верным без исключений в той степени, в какой несколько звуковых символических паттернов повсеместно соблюдаются в разных языках. Более того, звуковые символические ассоциации могут воплощать воплощенную мотивацию в человеческих языках, что является одним из фундаментальных принципов когнитивной лингвистики (Лакофф и Джонсон, 1980, 1999; Лакофф, 1987). То есть наш телесный опыт может влиять на языковые структуры человеческих языков и формировать их. Звуковые символические паттерны конкретизируют воплощенные мотивы, потому что в большинстве звуковых символических паттернов то, как мы говорим и воспринимаем звуки, иконически сопоставляется со значением этих звуков (Perniss and Vigliocco, 2014). Таким образом, среди лингвистов, особенно когнитивных лингвистов, наблюдается рост интереса к изучению звуковой символики (например, Akita, 2009).

Одним из хорошо изученных случаев звуковой символики является звуковая символика, связанная с размером. Пионерское исследование Сепира (Sapir, 1929) продемонстрировало, например, что гласная высокого переднего ряда [i] имеет тенденцию восприниматься как меньшая, чем гласная нижнего заднего ряда [a]. Было показано, что связанная с размером звуковая символика сохраняется для носителей английского (Sapir, 1929; Ohala, 1994; Thompson and Estes, 2011), японского, китайского и корейского (Shinohara and Kawahara, 2016), а также кантонского и русского языков (Shih). и др., 2019). Из этого постоянно растущего числа исследований можно с уверенностью заключить, что звуковая символика, связанная с размером, является общим свойством человеческих языков.

Еще один широко изученный случай звуковой символики — это звуковая символика, связанная с формой. Хорошо известным примером является случай, рассмотренный Кёлером (1929).Köhler (1947) утверждал, что одноразовое слово takete, вероятно, связано с угловатой/остроконечной формой, тогда как одноразовое слово maluma имеет тенденцию ассоциироваться с округлой/закругленной формой. форму (рис. 1А). Совсем недавно Рамачандран и Хаббард (2001) продемонстрировали, что у большинства людей круглая форма ассоциируется с одноразовым словом bouba, а угловатая форма ассоциируется с kiki (рис. 1B). Большое количество последующих исследований показало, что эти виды ассоциаций формы и звука прочно сохраняются у носителей многих разных языков (Ирвин и Ньюланд, 1940; Холланд и Вертхаймер, 1964; Ким, 1977; Линдауэр, 1990; Берлин, 2006). ; Альнер и Златев, 2010; Нильсен и Рендалл, 2011, 2013; Кавахара и Шинохара, 2012, 2015; Бремнер и др., 2013; Хайни и др., 2014; Нобиле, 2015; Блази и др., 2016; Стили и Gawne, 2017 и др.) 1 . Более того, было показано, что звуковые символические паттерны сохраняются у младенцев (Ozturk et al., 2012), малышей (Maurer et al., 2006) и даже новорожденных (Peña et al., 2011). Таким образом, можно с уверенностью заключить, что люди могут ассоциировать определенные свойства восприятия с определенными языковыми звуками.

Рис. 1. (A) Фигуры Келера: малума (слева) и такете (справа); (B) Фигуры Рамачандрана и Хаббарда: bouba (слева) и kiki (справа).

Размер и форма — две основные темы исследования звуковой символики (Сидху и Пексман, 2017, 2019). В дополнение к размеру и форме, есть и другие параметры восприятия, которые, как было показано, участвуют в звуковых символических ассоциациях, включая, помимо прочего, твердость, вес, яркость и даже личностные характеристики (Uemura, 1965; Kawahara et al. ., 2018; Сидху и Пексман, 2019; Уно и др., 2020). Однако в большинстве предыдущих исследований звуковой символики основное внимание уделялось исключительно пяти чувствам (зрительному, слуховому, осязательному, обонятельному и вкусовому) с упором на визуальные свойства, такие как размер и форма. Хотя нет никаких сомнений в том, что предыдущие исследования звукового символизма дали важные сведения о когнитивных способностях человека, некоторые вопросы остаются недостаточно изученными. Насколько нам известно, только в нескольких экспериментальных исследованиях изучались звуковые символические ассоциации с динамическими движениями (Cuskley, 2013; Koppensteiner et al., 2016; Shinohara et al., 2016).

Движение — новая тема в исследованиях звуковой символики. Несколько предыдущих исследований, в которых изучались звуково-символические ассоциации с динамическими стимулами движения, в основном были сосредоточены на визуальном восприятии. Например, Каскли (2013) использовал стимулы прыгающего мяча, чтобы показать, что повторение, озвучивание и качество гласных звуково-символически связаны с визуальным восприятием скорости движения. Совсем недавно Koppensteiner et al. (2016) продемонстрировали, что визуальное восприятие динамических жестов и согласных звуков может иметь те же звуково-символические ассоциации, что и в случае статических круглых и угловатых форм. Шинохара и др. (2016) также использовали визуальные стимулы динамических жестов, отслеживая круглые и угловатые формы, чтобы продемонстрировать, что шумные согласные, как правило, связаны с угловыми движениями, в то время как сонорные согласные, как правило, связаны с круглыми движениями. Все эти исследования продемонстрировали, что динамические движения могут иметь звуково-символические эффекты, показывая, что определенные кинематические характеристики движущихся объектов, такие как траектория, амплитуда и скорость, могут быть отображены на определенные типы звуков. Однако свойства движения, воспринимаемые другими модальностями, помимо зрения, особенно проприоцептивное восприятие (т. е. восприятие стимулов, связанных с положением тела, позой, равновесием или движением), в значительной степени недостаточно изучены. Настоящее исследование устраняет эти пробелы в литературе, исследуя, как визуальные и проприоцептивные стимулы могут быть символически отображены на лингвистических звуках. В частности, наше экспериментальное исследование касается вопроса о том, могут ли различные типы профилей ускорения систематически ассоциироваться с определенными наборами звуков. Настоящее исследование отвечает на этот вопрос положительно, тем самым расширяя круг известных случаев кроссмодальных соответствий. Мы утверждаем, что это важный вывод не только потому, что эта тема никогда ранее не рассматривалась, но и потому, что звуковые символические ассоциации, связанные с движением, могли сыграть важную роль в происхождении и эволюции человеческих языков (Larsson, 2015). ), а также может играть нетривиальную роль в овладении языком (Imai and Kita, 2014). Кроме того, поскольку проприоцепция обеспечивает внутренние представления о движениях собственного тела, включая артикуляционные жесты рта и языка, наша текущая задача по изучению символизма движения и звука в проприоцептивном восприятии может облегчить достижение более глубокого понимания того, как наши телесные опыт влияет и формирует лингвистические структуры человеческих языков (Lakoff and Johnson, 1980, 1999; Lakoff, 1987).

Есть три причины для исследования возможной звуковой символической природы динамических движений. Во-первых, предполагалось, что звуковая символика, связанная с динамическим движением, играет ключевую роль в происхождении и эволюции человеческих языков. Ларссон (2015) утверждал, что «производство и восприятие звука, особенно случайного звука передвижения и звука использования инструментов (TUS), также способствовали эволюции языка» и что «[s]с тех пор, как человеческий мозг умело извлекает информацию об объектах и событиях из звуков, которые они производят, TUS и мимикрия TUS, возможно, выполняли иконическую функцию». Ларссон (2015) также предположил, что эта идея подтверждается преобладанием звуковой символики во многих существующих языках. На самом деле люди могут связать не только TUS, но и звуки, производимые нашими телесными движениями, с лингвистическими звуками. Например, Margiotoudi and Pulvermüller (2020) предоставили экспериментальные доказательства того, что основанные на действиях сопоставления формы и звука (например, формы фигур, нарисованные ручкой, и звуки, издаваемые движением пера) коррелируют с ассоциациями в символизме формы и звука. Они утверждали, что звуковое символическое знание, связывающее звуки речи и абстрактные формы, может возникать в результате трехстороннего взаимодействия между действием, зрительной и слуховой информацией, имманентной действующему опыту, наряду с акустическим сходством между звуками речи и действия, а также визуальным сходством между визуально воспринимаемыми действиями. и классические звуковые символические формы. Они предположили, что сопоставления формы и звука, основанные на действиях, можно легко изучить, наблюдая за собой или другим человеком, действующим или иным образом создающим такие формы. Однако, в отличие от фигур, нарисованных пером, форма телесного движения не всегда остается физическим, видимым объектом. Между тем собственные телесные движения легче кодируются как зрением, так и проприоцепцией, то есть такими кинематическими свойствами, как положение, скорость и изменение скорости. Такая кинематическая информация может быть более заметной, чем информация, состоящая только из форм траектории движения. Таким образом, основываясь на выводах Margiotoudi и Pulvermüller (2020), настоящее исследование дополнительно исследует влияние моделей ускорения движения, уделяя особое внимание проприоцептивному восприятию собственного движения тела. Сохраняя формы траекторий движения постоянными, мы проверяем, могут ли ускорение и замедление, т. е. изменения скорости, преобладать над абстрактными формами движения. Таким образом, наше исследование является первой попыткой включить сенсомоторную область динамических телесных движений, т. е. проприоцептивное восприятие, в изучение звукового символизма, тем самым придавая определенное доверие к предположению Ларссона об эволюции языка с кинематической точки зрения символизма движения и звука.

Во-вторых, наше исследование направлено, хотя и косвенно, на вклад в исследования, изучающие возможную роль звукового символизма в процессах овладения языком. Ряд исследований показал, что звукосимволические слова, в том числе миметические/ономатопоэтические слова, могут способствовать изучению языка (Imai et al., 2008, 2015; Kantartzis, 2011; Kantartzis et al., 2011; Imai and Kita, 2014; Asano). и др., 2015). Эти исследования, как правило, основывались на сложных стимулах действия, которые были звуково-символически сопоставлены с определенными миметическими словами, например, кролик двигался определенным образом. Эти стимулы, однако, не позволяют нам точно определить, какие аспекты движения вызвали рассматриваемые звуково-символические паттерны. Таким образом, исследование звуковой символики движения с использованием механически контролируемых стимулов может дополнить результаты этих предыдущих исследований влияния звуковой символики на овладение языком.

В-третьих, изучение звуковой символики, связанной с динамическим движением и проприоцептивным восприятием собственных телесных движений, может дать информацию, которая может быть полезна в других научных областях, таких как спорт, физиотерапия и реабилитация. Например, мы можем иметь дело с механизмом, с помощью которого визуальные и проприоцептивные представления о движениях тела могут передаваться в устной форме между спортсменами и тренерами (Ямаути и др., 2016, 2019). Кроме того, исследование звуковой символики с особым вниманием к движениям и кинематическим свойствам может иметь значение для сектора науки о продуктах питания, который исследует связи между лингвистическими звуками и ощущениями от употребления пищи, включая восприятие текстуры и вкуса пищи, а также ощущение вкуса пищи. физическая активность укусов (Zampini and Spence, 2004; Dijksterhuis et al., 2007; Gallace et al., 2011; Spence, 2015; Sakamoto and Watanabe, 2016; Winter et al., 2019).

Помня об этих общих проблемах, настоящее исследование фокусируется на ассоциациях между динамическими движениями и лингвистическими звуками в качестве своей эмпирической области.Были проведены два эксперимента, чтобы выяснить, можно ли идентифицировать звуковые символические ассоциации с определенными типами движений двумя разными модальностями: зрением и проприоцепцией. Мы использовали механически управляемые стимулы движения, основанные на вычислительном алгоритме, чтобы определить ключевые кинематические элементы, которые могут вызывать звуково-символические ассоциации.

В настоящем исследовании изучается, как визуальное и проприоцептивное восприятие динамических движений связаны с согласными звуками. Основываясь на предыдущих выводах (Koppensteiner et al., 2016; Shinohara et al., 2016), мы прогнозируем, что такая динамическая ассоциация согласных движения появится в обеих модальностях. Лингвистическое различие, которое нас в первую очередь интересует, - это различие между шумными звуками (согласными, которые связаны со значительным повышением внутриротового давления воздуха, включая взрывные, аффрикаты и фрикативные звуки, такие как /p/, /t/, /k/, /b). /, / d /, / g /, / s / и / z /) и сонорные (согласные, которые связаны с небольшим повышением внутриротового давления воздуха, включая носовые, жидкости и скольжение, такие как / m /, / n /, /r/, /l/, /j/ и /w/). Мы проверили, связаны ли эти две звуковые категории с определенными моделями кинематических свойств, точнее, с двумя типами ускорения. Одним из них является движение с явным ускорением и замедлением (далее АСС). Другой — движение без ощутимого ускорения или замедления (далее — CNST). Наша гипотеза такова:

Гипотеза. Препятствующие звуки с большей вероятностью связаны с движениями ППК, тогда как сонорные звуки чаще связаны с движениями CNST.

Эта гипотеза была основана на выводах, полученных в ходе предыдущих исследований, в которых изучались связи между динамическими движениями и языковыми звуками. В работе Келера (Köhler, 1929, 1947), а также в связанных с ней последующих исследованиях изучались статические визуальные формы, показывая, что препятствия, как правило, связаны со статистическими угловатыми формами, тогда как соноранты, как правило, связаны с круглыми формами. Более того, Koppensteiner et al. (2016) и Shinohara et al. (2016) продемонстрировали, что динамические движения с угловатыми траекториями (например, фигура такете), как правило, связаны с препятствиями, тогда как динамические движения с плавными траекториями (например, фигура малума) обычно ассоциируются с сонорными звуками.

В этих предыдущих исследованиях различались два типа движений: один движется по угловой траектории, а другой — по круговой траектории (Koppensteiner et al., 2016; Shinohara et al., 2016). Однако они не отличали формы траекторий от различий профилей ускорения. Как показано на рисунке 2, две траектории, использованные Shinohara et al. (2016) имели разные профили ускорения. Траектория, прослеживающая фигуру maluma, имела более или менее постоянную скорость без ощутимого ускорения, в то время как траектория, прослеживающая фигуру takete, демонстрировала явное ускорение и замедление.

Рисунок 2. Траектории (A) и профили ускорения (B) движений maluma и takete. Ось x в (B) показывает нормализованную временную динамику каждого движения в процентах. Цифры были адаптированы из Shinohara et al. (2016 г.) с небольшими изменениями.

Именно также устройство вывода звука, звуковая плата или звуковая карта. Звуковая карта — это плата расширения или микросхема для воспроизведения звука на компьютере, который можно услышать через динамики или наушники. Хотя компьютеру не нужна звуковая карта, она есть на каждой машине либо в слоте расширения (показан ниже), либо встроена в материнскую плату (на плате).

Подключение звуковой карты

На рисунке показан пример аудиопортов или аудиоразъемов звуковой карты на задней панели компьютера, соответствующих цветов и символов разъемов. В этом примере пять аудиоразъемов используются с устройствами, в которых используется мини-штекер 3,5 мм.

Цифровой выход (белый или желтый; слова: «Цифровой» или «Цифровой выход») — используется с объемным звуком или громкоговорителями. (синий; стрелка указывает на волны) – подключение внешних источников звука (например, магнитофона, проигрывателя или проигрывателя компакт-дисков).
Микрофон или Mic (розовый) — разъем для микрофона или наушников. (зеленый; стрелка указывает на волны) — основное звуковое соединение для ваших динамиков или наушников. Эта звуковая карта также имеет второй (черный) и третий (оранжевый) разъемы аудиовыхода. (без изображения) — используется с некоторыми высококачественными звуковыми картами для цифровых видеокамер и других устройств. или джойстик (15-контактный разъем желтого цвета) — использовался с более ранними звуковыми картами для подключения MIDI-клавиатуры или джойстика.

Обычно кабели, подключаемые к устройствам, также имеют цветовую маркировку, которая совпадает или близка к цветам, к которым подключаются кабели.Например, конец кабеля динамиков может иметь зеленую полосу или быть полностью зеленым.

Использование звуковой карты компьютера

Ниже перечислены все области компьютера, в которых может использоваться звуковая карта.

Аудио компакт-диски и прослушивание музыки.
Смотрите фильмы.
Аудио- и видеоконференции.
Создание и воспроизведение MIDI.
Образовательное программное обеспечение.
Бизнес-презентации.
Запись диктантов. .

История звуковой карты

Первой звуковой картой считается Gooch Synthetic Woodwind, используемая терминалами PLATO. Он был изобретен Шервином Гучем в 1972 году и представлял собой синтезатор, способный к синтезу музыки с четырьмя голосами.

Компьютер Apple II мог использовать подключаемые звуковые карты. Apple Music Synthesizer — первая подключаемая звуковая карта, использовавшаяся в Apple II и разработанная компанией ALF Products Inc. в 1978 году.

AdLib была одной из первых компаний, производивших звуковые карты для IBM PC. AdLib разработала карту музыкального синтезатора в 1987 году на основе звукового чипа Yamaha YM3812.

Если вы хотите улучшить звук своего ПК или создать его с нуля, вы, вероятно, задаетесь вопросом, нужна ли вам звуковая карта. К счастью для вас, эпоха, когда это было необходимой покупкой для ПК, давно прошла, но все еще есть ситуации, когда вы можете подумать о его покупке. Давайте быстро рассмотрим их.

Примечание редактора. Эта статья была обновлена 23 ноября 2021 года. В нее были внесены изменения в формулировку и добавлено меню содержания.

Что делает звуковая карта?

Звуковая карта — это компьютерный компонент, преобразующий цифровые аудиосигналы в аналоговые и аналоговые аудиосигналы в цифровые. Технически звуковая карта является необязательным компонентом, но необходимым, если вы хотите слушать звук с вашего ПК через проводные наушники или динамики (как внешний ЦАП) или подключить микрофон с аналоговым выходом. Эти компоненты предназначены для специализированной работы по преобразованию сигналов в качественный звук, задача, для которой ЦП компьютера не предназначен.

Аудиоинтерфейсы также решают эти проблемы и фактически заменили звуковые карты. Некоторые люди даже будут обращаться к ним, используя ту же терминологию. Звуковые карты отличаются тем, что устанавливаются внутри самого корпуса компьютера, а не подключаются как внешняя периферия. Обычно они подключаются к материнской плате через слот для карт PCI или PCIe. Используя эти соединения, карта может соединяться со всеми контактами питания и другими контактами для подключения к материнской плате: вы можете просто вставить карту в слот и привинтить заднюю панель на место.

Как правило, большинство компьютеров справятся с работой звуковой карты с помощью базовой интегральной схемы на материнской плате. Ноутбуки не будут содержать отдельную звуковую карту, так как пространство в большом почете. Но ваш надежный настольный ПК может издавать трескучий звук или испытывать трудности с поддержкой нужных вам музыкальных стандартов. Когда звук на вашем компьютере заметно хуже, чем, скажем, на вашем телефоне — вы хотите приобрести звуковую карту. Почти никому это не понадобится, но все же есть обстоятельства, когда вам это понадобится.

Когда следует покупать звуковую карту?

Хотя большинство звуковых карт по умолчанию вполне подходят для повседневного использования, все же есть несколько случаев, когда вам нужно или нужно будет обновить их.

Стоит ли покупать звуковую карту, если ваша музыка звучит плохо?

Шум компонентов и отсутствие экранирования вокруг материнской платы почти всегда являются причиной плохого звука ПК. Звуковая карта обходит эту проблему, защищая внутренние компоненты и создавая расстояние от самых шумных частей вашего ПК. Даже дрянная звуковая карта обычно предлагает небольшое улучшение по сравнению с шумной схемой вашей материнской платы, в том и только в том случае, если вы можете отчетливо услышать проблему со стандартной настройкой. Однако в девяти случаях из десяти звуковая карта — это не то, что вам нужно для улучшения звука.

Улучшит ли новая звуковая карта качество звука без потерь?

Некоторые сверхдешевые компьютеры просто не имеют аудиовыхода. Хотя в настоящее время это чрезвычайно редко, время от времени нет возможности слушать музыку с компьютера или вы ограничены дерьмовым Bluetooth.В этом случае вам понадобится либо звуковая карта, либо внешний ЦАП и усилитель.

Если вы коллекционируете аудиофайлы в формате FLAC или без потерь, даже некоторые высококачественные аудиочипы на материнских платах не будут поддерживать воспроизведение с исходной частотой дискретизации или битовой глубиной вашей коллекции. В этом случае вам понадобится звуковая карта, чтобы обеспечить оптимальное качество звука.

Нужно ли приобретать звуковую карту, если вам нужно больше портов?

Тем из вас, у кого плохой рабочий стол со студийными мониторами, микрофонами и наушниками, может потребоваться больше входов и выходов, чем в настоящее время предоставляет ваш ПК. В этом случае звуковые карты часто позволяют добавить оптический выход, объемный звук и многое другое.

Если вы являетесь музыкальным продюсером или планируете записывать видео на свой компьютер, мы рекомендуем приобрести высококачественную звуковую карту или аудиоинтерфейс в соответствии с вашими потребностями.

Звуковая карта позволяет компьютеру создавать и записывать настоящий высококачественный звук. См. другие изображения компьютерного оборудования.

До изобретения звуковой карты ПК мог издавать только один звук — гудок. Хотя компьютер мог изменить частоту и продолжительность звукового сигнала, он не мог изменить громкость или создать другие звуки.

Сначала звуковой сигнал действовал в основном как сигнал или предупреждение. Позже разработчики создали музыку для самых ранних компьютерных игр, используя гудки разной высоты и длины. Эта музыка не была особенно реалистичной — вы можете услышать образцы некоторых из этих саундтреков в Crossfire Designs.

К счастью, звуковые возможности компьютеров значительно расширились в 1980-х годах, когда несколько производителей представили дополнительные карты, предназначенные для управления звуком. Теперь компьютер со звуковой картой может делать гораздо больше, чем просто подавать звуковой сигнал. Он может воспроизводить 3-D звук для игр или воспроизводить объемный звук для DVD. Он также может захватывать и записывать звук с внешних источников.

В этой статье вы узнаете, как звуковая карта позволяет компьютеру создавать и записывать настоящий высококачественный звук.

Аналоговый и цифровой

Звуки и компьютерные данные принципиально разные. Звуки аналоговые — они состоят из волн, проходящих через материю. Люди слышат звуки, когда эти волны физически вибрируют их барабанные перепонки. Однако компьютеры общаются в цифровом виде, используя электрические импульсы, которые представляют 0 и 1 с. Как и графическая карта, звуковая карта преобразует цифровую информацию компьютера в аналоговую информацию внешнего мира.

Звук состоит из волн, проходящих через среду, например воздух или воду.

Самая простая звуковая карта представляет собой печатную плату, на которой используются четыре компонента для преобразования аналоговой и цифровой информации:

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП)
Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)
Интерфейс ISA или PCI для подключения карты к материнской плате
Входные и выходные разъемы для микрофона и динамиков.

Вместо отдельных АЦП и ЦАП в некоторых звуковых картах используется чип кодера/декодера, также называемый кодеком, который выполняет обе функции.

В следующем разделе мы рассмотрим аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования, которые происходят на звуковой карте.

Одним из новейших достижений в технологии звуковых карт является , или Xtreme Fidelity, от производителя SoundBlaster Creative. Особенности:

"Активная модальная архитектура", которая дает людям различные варианты звука для игр, отдыха или создания музыки.
Цифровой сигнальный процессор (DSP) с 51 миллионом транзисторов
Несколько обработчиков, каждый из которых выполняет определенные звуковые операции.
24-битный Crystallizer, устраняющий некоторые потери качества звука, характерные для 16-битной записи компакт-дисков.

ExtremeTech предлагает обширную статью с подробным описанием возможностей .

Представьте, что вы используете компьютер для записи собственного разговора. Во-первых, вы говорите в микрофон, который вы подключили к звуковой карте. АЦП преобразует аналоговые волны вашего голоса в цифровые данные, понятные компьютеру. Для этого он сэмплирует или оцифровывает звук, проводя точные измерения волны через частые промежутки времени.

Количество измерений в секунду, называемое частотой дискретизации, измеряется в кГц. Чем выше частота дискретизации карты, тем точнее реконструированная волна.

Если бы вы воспроизвели запись через динамики, ЦАП выполнил бы те же основные действия в обратном порядке. Благодаря точным измерениям и высокой частоте дискретизации восстановленный аналоговый сигнал может быть почти идентичен исходной звуковой волне.

Однако даже высокая частота дискретизации приводит к некоторому снижению качества звука. Физический процесс перемещения звука по проводам также может вызывать искажения.Производители используют два показателя для описания снижения качества звука:

Общее гармоническое искажение (THD), выраженное в процентах.
Отношение сигнал/шум (SNR), измеряется в децибелах.

И для THD, и для SNR меньшие значения указывают на лучшее качество. Некоторые карты также поддерживают цифровой ввод, что позволяет людям хранить цифровые записи без преобразования их в аналоговый формат.

Далее мы рассмотрим другие компоненты, обычно встречающиеся на звуковых картах, и то, что они делают.

Компьютеры и звуковые карты могут использовать несколько методов для создания звуков. Одним из них является синтез с частотной модуляцией (FM), при котором компьютер накладывает несколько звуковых волн, чтобы создать волны более сложной формы. Другим является синтез волновой таблицы, в котором используются сэмплы реальных инструментов для воспроизведения музыкальных звуков. Синтез волновой таблицы часто использует несколько сэмплов одного и того же инструмента, играемых с разной высотой звука, чтобы обеспечить более реалистичное звучание. В целом, синтез волновой таблицы обеспечивает более точное воспроизведение звука, чем синтез FM.

Другие компоненты звуковой карты

В дополнение к основным компонентам, необходимым для обработки звука, многие звуковые карты включают в себя дополнительное оборудование или входные/выходные разъемы, в том числе:

Цифровой сигнальный процессор (DSP). Подобно графическому процессору (GPU), DSP представляет собой специализированный микропроцессор. Он снимает часть нагрузки с процессора компьютера, выполняя вычисления для аналогового и цифрового преобразования. DSP могут обрабатывать несколько звуков или каналов одновременно. Звуковые карты, не имеющие собственного DSP, используют для обработки ЦП. Память: Как и графическая карта, звуковая карта может использовать собственную память для более быстрой обработки данных. Входные и выходные соединения: большинство звуковых карт имеют, как минимум, соединения для микрофона и динамиков. Некоторые включают в себя так много входных и выходных соединений, что у них есть коммутационная коробка, которая часто монтируется в один из отсеков для дисков, чтобы разместить их. Эти соединения включают:

Подключение нескольких динамиков для трехмерного и объемного звука.
Цифровой интерфейс Sony/Philips (S/PDIF), протокол передачи файлов для аудиоданных. Он использует коаксиальные или оптические соединения для ввода и вывода звуковой карты.
Цифровой интерфейс музыкальных инструментов (MIDI), используемый для подключения синтезаторов или других электронных инструментов к их компьютерам.
Подключения FireWire и USB, которые подключают цифровые аудио- или видеомагнитофоны к звуковой карте.

Дизайнеры игр используют трехмерный звук для создания динамичного динамичного звука, который меняется в зависимости от положения игрока в игре. Помимо использования звука с разных направлений, эта технология позволяет реалистично воспроизводить звук, проходящий вокруг или сквозь препятствия. Объемный звук также использует звук с нескольких направлений, но звук не меняется в зависимости от действий слушателя. Объемный звук часто используется в системах домашнего кинотеатра.

Как и графическая карта, звуковая карта использует программное обеспечение, помогающее ей взаимодействовать с приложениями и остальной частью компьютера. Это программное обеспечение включает драйверы карты, которые позволяют карте обмениваться данными с операционной системой. Он также включает в себя интерфейсы прикладных программ (API), которые представляют собой наборы правил или стандартов, упрощающих взаимодействие программного обеспечения с картой. К наиболее распространенным API относятся:

Майкрософт: DirectSound
Креатив: расширения для звуков окружающей среды (EAX) и Open AL
Сенсаура: MacroFX
QSound Labs: QSo
Далее мы рассмотрим встроенную материнскую плату и варианты внешнего управления звуком.

Звуковая карта — это компонент расширения, используемый в компьютерах для приема и отправки звука. Звуковые карты настраиваются и используются с помощью программного приложения и драйвера устройства. Устройством ввода, подключенным для приема аудиоданных, обычно является микрофон, а устройством, используемым для вывода аудиоданных, обычно являются динамики или наушники.

Звуковая карта преобразует входящие цифровые аудиоданные в аналоговый звук, чтобы их могли воспроизводить динамики.В обратном случае звуковая карта может преобразовывать аналоговые аудиоданные с микрофона в цифровые данные, которые можно хранить на компьютере и изменять с помощью аудиопрограмм.

Звуковые карты также называются аудиоадаптерами.

Techopedia рассказывает о звуковой карте

Когда-то компьютеры изначально могли издавать звуковые сигналы только в узком диапазоне частот. Эти звуковые сигналы использовались в основном как предупредительные сигналы.

Развитие мультимедиа создало потребность в высококачественном звуке как для профессионального использования, так и для развлечения. AdLib была новаторской звуковой картой, созданной для удовлетворения этой потребности. AdLib сделал возможным программируемое аудио с 9-голосным режимом и перкуссионным режимом, который можно было использовать с программным обеспечением для композиции AdLibs.

Выпуск звуковых карт Sound Blaster от Creative Labs расширил возможности звуковых карт, позволив записывать и воспроизводить цифровой звук. По этой причине Sound Blaster считается пионером цифровых звуковых карт. Эта расширенная функциональность привела к эволюции мультимедиа в компьютерах и программных приложениях, в результате чего Sound Blaster стала доминирующим производителем звуковых карт.

Звуковые карты продолжали развиваться как с точки зрения аппаратного, так и программного обеспечения. Современные звуковые карты могут выводить трехмерный звук и объемный звук все более высокого качества. Компьютерные игры и другие приложения разрабатываются, чтобы в полной мере использовать новые возможности звуковых карт.

Использование звуковых карт настолько широко распространено, что большинство производителей материнских плат предлагают встроенные звуковые карты для компьютеров. Опытные пользователи, однако, обычно предпочитают использовать карты расширения, выбранные для удовлетворения их конкретных потребностей, а не стандартные встроенные карты.

Читайте также: