Программирование мультимедиа-систем - 19 стр.

                                   - 19 -


     Звук представляет собой колебания физической среды (обычно возду-
ха) частотой приблизительно 20 ÷ 20000 Гц, все современные системы об-
работки звука основаны на преобразовании этих колебаний в электриче-
ский сигнал, последующей его (аналоговой или цифровой) обработки и
вывода вновь в виде колебаний физической среды. Эффект стереофонии
достигается временной разницей колебаний, легко улавливаемой благодаря
наличию приблизительно 20-сантиметровой базы между приемниками ау-
                                              -4
диоинформации – ушами (разница порядка 7 × 10 сек).
     В самом начале своей истории компьютер фирмы IBM был оснащен
примитивным      динамиком,    позволявшем     (посредством    драйвера
SPEAKER.DRV) воспроизводить звуки (одновременно) одного тона без
регулировки уровня звука; именно в это время были разработаны основные
принципы преобразования звука для бытовых компьютеров.
     Первый шаг к более серьезной работе со звуком был сделан в 1987 г.,
когда фирма Creative Labs (www.creative.ru) разработала Creative Music
System (C/MS), представлявший собой 12-голосный стереомузыкальный
синтезатор, начавший распространяться в 1989 г. под маркой Game Blaster.
Огромный коммерческий успех этой карты привел в скором времени к по-
явлению других подобных карт, наиболее известной из которых является
карта AdLib; в основе их функционирования лежит методё известный как
нижеописанный ‘синтез путем частотной модуляции’ (FM Syntesis, см. ни-
же).
     Запись произвольного звука осуществляется путем прямой оцифровки
аналогового сигнала, представляющего собой электрическую копию зву-
кового давления (преобразователем является датчик звукового давления -
микрофон). Частота оцифровки (частота преобразования) называется час-
тотой выборки сигнала и по известной теореме Котельникова-Найквиста
должна быть не ниже удвоенного значения максимальной частоты преоб-
разуемого сигнала (например, если спецификация MPC Level 1 определяет
частоту преобразования 11 kГц, то верхний предел записываемой частоты
составляет около 5 kГц).
     Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму выполняет
аналого-цифровой преобразователь (АЦП), служащий для дискретизации
сигнала по времени (частота оцифровки) и квантования по уровню (собст-
венно цифровое представление сигнала). Обычно в АЦП применяется тех-
нология преобразования с импульсно-кодовой модуляцией (PCM, Pulse
Code Modulation). Временные промежутки между моментами преобразо-
вания сигнала называют интервалами выборки (Sampling Interval); эта ве-
личина обратно пропорциональна частоте выборки, или сэмплингом
(Sampling Rate). Амплитуда аналогового сигнала (Sample Value) при каж-
дом преобразовании делится (квантуется) по уровню и кодируется в соот-
ветствующий параллельный цифровой код (Digital Sample), время преобра-