Теория звука и акустики понятным языком. Как выбрать звуковую карту для компьютера и вообще – зачем она нужна? Песнь черной дыры

Разбираемся, стоит ли покупать дискретные или внешние звуковые карты. Для Mac и Win-платформ.

Мы часто пишем о качественном звуке. В портативной обертке, а вот настольные интерфейсы обходим стороной. Почему?

Стационарная домашняя акустика - предмет жутких холиваров . Особенно в случаях использования компьютеров в качестве источника звука.

Большинство пользователей каких-либо ПК считают дискретную или внешнюю аудиокарту залогом качественного звука . Всему виной “добросовестный ” маркетинг , упорно убеждающий нас в необходимости приобретения дополнительного девайса.

Что используется в ПК для вывода аудиопотока

Встроенный звук современных материнских плат и ноутбуков заметно превосходит возможности слухового анализа среднего психически здорового, технически грамотного слушателя. Платформа роли не играет.

Некоторые материнские платы имеют достаточно качественный интегрированный звук . При этом в их основе лежат те же средства, что и в бюджетных платах. Улучшение достигается за счет отделения звуковой части от прочих элементов, использования более качественной элементной базы.


И всё же в большинстве плат используется один и тот же кодек от Realtek. Настольные компьютеры Apple- не исключение. По-крайней мере, приличная часть из них оснащена Realtek A8xx .

Этот кодек (набор логики, заключенный в микросхему) и его модификации характерны практически для всех материнских плат, разработанных под процессоры Intel. Маркетологи называют его Intel HD Audio .

Замеры качества аудиотракта Realtek

Реализация аудиоинтерфейсов в значительной мере зависит от производителя материнской платы. Качественные экземпляры показывают очень хорошие цифры. Например, тест RMAA для звукового тракта Gigabyte G33M-DS2R :

Неравномерность АЧХ (от 40 Гц до 15 кГц), дБ: +0.01, -0.09
Уровень шума, дБ (А): -92.5
Динамический диапазон, дБ (А): 91.8
Гармонические искажения, %: 0.0022
Интермодуляционные искажения + шум, %: 0.012
Взаимопроникновение каналов, дБ: -91.9
Интермодуляции на 10 кГц, %: 0.0075

Все полученные цифры заслуживают оценок «Очень хорошо» и «Отлично». Не всякая внешняя карта может показать такие результаты.

Результаты сравнительных тестов

К сожалению, время и оборудование не позволяют провести собственное сравнительное тестирование различных встроенных и внешних решений.

Поэтому возьмём то, что уже сделано за нас. На просторах сети, например, можно найти данные о двойном внутреннем ресемплинге наиболее популярных дискретных карт серии Creative X-Fi . Поскольку они касаются схемотехники - оставим проверку на ваши плечи.

А вот материалы, опубликованные одним крупным хардварным проектом позволяют разобраться во многом. В проведенном тестировании нескольких систем от встроенного кодека за 2 доллара до аудиофильского решения за 2000 получились очень интересные результаты.

Выяснилось, что Realtek ALC889 показывает не самую ровную АЧХ, и дает приличную разницу тона - 1,4 дБ при 100 Гц. Правда, на деле эта цифра не является критичной.


А в некоторых реализациях (то есть моделях материнских плат) и вовсе отсутствует - смотрите рисунок выше. Ее можно заметить только при прослушивании одной частоты. В музыкальной композиции, после правильной настройки эквалайзера даже заядлый аудиофил не сможет найти отличие между дискретной картой и встроенным решением.

Мнение экспертов

Во всех наших слепых тестах мы не смогли выявить отличия между 44,1 и 176,4 кГц или 16- и 24-битными записями. Исходя из нашего опыта, соотношение 16 бит/44,1 кГц обеспечивает лучшее качество звучания, которое вы сможете прочувствовать. Форматы выше просто зря съедают место и деньги.

Понижение дискретизации трека с 176,4 кГц до 44,1 кГц с помощью высококачественного ресемплера предотвращает потерю детализации. Если в ваши руки попала такая запись - смените частоту на 44,1 кГц и наслаждайтесь.

Основное преимущество формата 24 бит перед 16 бит заключается в большем динамическом диапазоне (144 дБ против 98), но оно практически не имеет значения. Многие современные треки ведут битву за громкость, в которой динамический диапазон искусственно сокращается еще в стадии производства ДО 8-10 бит.

Моя карта плохо звучит. Что делать?

Все это очень убедительно. За время работы с железом я успел протестировать массу устройств - настольных и портативных. Не смотря на это, в качестве домашнего плеера я использую компьютер со встроенным чипом Realtek.

А если звук обладает артефактами и проблемами? Следуйте инструкции :

1) Отключаем все эффекты в панели управления, ставим на зеленую дырку “линейный выход” в режиме “2 канала (стерео)”.

2) В микшере ОС отключаем все лишние входы, ползунки громкости - на максимум. Регулировки выполнять только регулятором на АС/усилителе.

3) Устанавливаем правильный проигрыватель. Для Windows - foobar2000.

4) В нем выставляем “Kernel Streaming Output” (нужно скачать дополнительный плагин), 24 бита, программный ресемплинг (через PPHS или SSRC) в 48 кГц. Для вывода используем WASAPI Output. Регулятор громкости в отключаем.

Все остальное - работа вашей аудиосистемы (колонок или наушников). Ведь звуковая карта, прежде всего - ЦАП.

Что в итоге?

Реальность такова, что в общем случае дискретная карта не даёт существенного выигрыша в качестве воспроизведения музыки (это как минимум). Ее преимущества - только в удобстве, функциональности, и, быть может, стабильности .

Почему все издания все же рекомендуют дорогие решения? Простая психология – люди считают, что для изменения качества работы компьютерной системы необходимо купить что-то продвинутое, дорогое . На деле - ко всему нужно прилагать голову. И результат может оказаться удивительным.

Если говорить об объективных параметрах, которыми можно охарактеризовать качество, то конечно нет. Запись на винил или кассету всегда подразумевает внесение дополнительных искажений и шума. Но дело в том, что такие искажения и шум субъективно не портят впечатление от музыки, а часто даже наоборот. Наш слух и система анализа звуков работают достаточно сложно, то, что является важным для нашего восприятия, и то, что можно оценить как качество с технической стороны - это немного разные вещи.

MP3 - это вообще отдельная тема, это однозначное ухудшение качества с целью уменьшение размера файла. Кодирование MP3 подразумевает удаление более тихих гармоник и размывание фронтов, что означает потерю детализации, "замыливание" звука.

Идеальный вариант с точки зрения качества и честной передачи всего происходящего - это цифровая запись без сжатия, причем качество CD - 16 бит, 44100 Гц - это уже давно не предел, можно увеличивать как битность - 24, 32 бит, так и частоту - 48000, 82200, 96000, 192000 Гц. Битность влияет на динамический диапазон, а частота сэмплирования - на частотный. При том, что человеческое ухо слышит в лучшем случае до 20000 Гц и по теореме Найквиста должно вполне хватать частоты дискретизации 44100 Гц, но реально для достаточно точной передачи сложных коротких звуков, таких например, как звуки барабанов, лучше иметь частоту побольше. Динамический диапазон лучше тоже иметь побольше, чтобы без искажений можно было записать более тихие звуки. Хотя реально, чем больше увеличиваются эти два параметра, тем меньше можно заметить изменений.

При этом оценить все прелести качественного цифрового звука получится, если у вас есть хорошая звуковая карта. То что встроено в большинство PC вообще ужасно, в маках со встроенными картами получше, но лучше иметь что-то внешнее. Ну и вопрос конечно в том, где вы возьмете эти цифровые записи с качеством выше CD:) Хотя и самый отстойный MP3 на хорошей звуковой карте будет звучать заметно лучше.

Возвращаясь к аналоговым штукам - тут можно сказать, что люди продолжают ими пользоваться не потому, что они реально качественнее и точнее, а потому, что качественная и точная запись без искажений обычно не является желаемым результатом. Цифровые искажения, которые могут возникать от плохих алгоритмов обработки звука, низкой битности или частоты дискретизации, цифрового клиппирования - они конечно звучат намного противнее аналоговых, но их можно избежать. И окажется, что реально качественная и точная за цифровая запись звучит слишком стерильно, не хватает насыщенности. А если, например, записать барабаны на ленту - эта насыщенность появляется, и сохраняется, даже если потом эту запись оцифровать. И винил тоже звучит прикольнее, даже если на него записали треки сделанные целиком на компьютере. Ну и конечно в это все вкладываются внешние атрибуты и ассоциации, то, как все это выглядит, эмоции людей, которые этим занимаются. Вполне можно понять желание держать в руках пластинку, послушать кассету на старом магнитофоне, а не запись с компа, или понять тех, кто сейчас пользуется многодорожечными ленточными магнитофонами на студиях, хотя это намного сложнее и затратнее. Но в этом есть свой определенный fun.

Звуки относятся к разделу фонетики. Изучение звуков включено в любую школьную программу по русскому языку. Ознакомление со звуками и их основными характеристиками происходит в младших классах. Более детальное изучение звуков со сложными примерами и нюансами проходит в средних и старших классах. На этой странице даются только основные знания по звукам русского языка в сжатом виде. Если вам нужно изучить устройство речевого аппарата, тональность звуков, артикуляцию, акустические составляющие и другие аспекты, выходящие за рамки современной школьной программы, обратитесь к специализированным пособиям и учебникам по фонетике.

Что такое звук?

Звук, как слово и предложение, является основной единицей языка. Однако звук не выражает какого-либо значения, но отражает звучание слова. Благодаря этому мы отличаем слова друг от друга. Слова различаются количеством звуков (порт - спорт, ворона - воронка) , набором звуков (лимон - лиман, кошка - мышка) , последовательностью звуков (нос - сон, куст - стук) вплоть до полного несовпадения звуков (лодка - катер, лес - парк) .

Какие звуки бывают?

В русском языке звуки делятся на гласные и согласные . В русском языке 33 буквы и 42 звука: 6 гласных звуков, 36 согласных звуков, 2 буквы (ь, ъ) не обозначают звука. Несоответствие в количестве букв и звуков (не считая Ь и Ъ) вызвано тем, что на 10 гласных букв приходится 6 звуков, на 21 согласную букву — 36 звуков (если учитывать все комбинации согласных звуков глухие/звонкие, мягкие/твёрдые). На письме звук указывается в квадратных скобках.
Не бывает звуков: [е], [ё], [ю], [я], [ь], [ъ], [ж’], [ш’], [ц’], [й], [ч], [щ].

Схема 1. Буквы и звуки русского языка.

Как произносятся звуки?

Звуки мы произносим при выдыхании (только в случае междометия «а-а-а», выражающем страх, звук произносится при вдыхании.). Разделение звуков на гласные и согласные связано с тем, как человек произносит их. Гласные звуки произносятся голосом за счет выдыхаемого воздуха, проходящего через напряженные голосовые связки и свободно выходящего через рот. Согласные звуки состоят из шума или сочетания голоса и шума за счет того, что выдыхаемый воздух встречает на своем пути преграду в виде смычки или зубов. Гласные звуки произносятся звонко, согласные звуки - приглушенно. Гласные звуки человек способен петь голосом (выдыхаемым воздухом), повышая или понижая тембр. Согласные звуки петь не получится, они произносятся одинаково приглушенно. Твёрдый и мягкий знаки не обозначают звуков. Их невозможно произнести как самостоятельный звук. При произнесении слова они оказывают влияние на стоящий перед ними согласный, делают мягким или твёрдым.

Транскрипция слова

Транскрипция слова - запись звуков в слове, то есть фактически запись того, как слово правильно произносится. Звуки заключаются в квадратные скобки. Сравните: а - буква, [а] - звук. Мягкость согласных обозначается апострофом: п - буква, [п] - твёрдый звук, [п’] - мягкий звук. Звонкие и глухие согласные на письме никак не обозначаются. Транскрипция слова записывается в квадратных скобках. Примеры: дверь → [дв’эр’], колючка → [кал’уч’ка]. Иногда в транскрипции указывают ударение - апострофом перед гласным ударным звуком.

Нет чёткого сопоставления букв и звуков. В русском языке много случаев подмены гласных звуков в зависимости от места ударения слова, подмены согласных или выпадения согласных звуков в определённых сочетаниях. При составлении транскрипции слова учитывают правила фонетики .

Цветовая схема

В фонетическом разборе слова иногда рисуют цветовые схемы: буквы разрисовывают разными цветами в зависимости от того, какой звук они означают. Цвета отражают фонетические характеристики звуков и помогают наглядно увидеть, как слово произносится и из каких звуков оно состоит.

Красным фоном помечаются все гласные буквы (ударные и безударные). Зелёно-красным помечаются йотированные гласные: зелёный цвет означает мягкий согласный звук [й‘], красный цвет означает следующий за ним гласный. Согласные буквы, имеющие твёрдые звуки, окрашиваются синим цветом. Согласные буквы, имеющие мягкие звуки, окрашиваются зелёным цветом. Мягкий и твёрдый знаки окрашивают серым цветом или не окрашивают вовсе.

Обозначения:
— гласная, — йотированная, — твёрдая согласная, — мягкая согласная, — мягкая или твёрдая согласная.

Примечание. Сине-зелёный цвет в схемах при фонетических разборах не используется, так как согласный звук не может быть одновременно мягким и твёрдым. Сине-зелёный цвет в таблице выше использован лишь для демонстрации того, что звук может быть либо мягким, либо твёрдым.