Звуковые карты топ-класса: новые технологии, новые проблемы...

Денис Дубровский

Тестирование звуковых карт AVM Apex, Guillemot Maxi Sound Home Studio Pro 64 и Hanmesoft Sound Track 128 Ruby

Кому все это нужно?

Звуковые карты давно перестали быть предметом роскоши и стали такой же обязательной частью компьютера как и привод CD-ROM. Стоимость самых дешевых моделей уже упала так низко, что просто диву даешься. Например, какая-нибудь ESS 1868 стоит в Москве ниже 20 долларов, так что играть со звуковым сопровождением теперь могут все. Как правило, дешевые "карточки" имеют на борту простенький FM или Wave Table синтезатор и позволяют записывать и воспроизводить "живой" звук.

Среднему пользователю компьютера вполне достаточно таких незамысловатых звуковых устройств. Но вот музыкантам и людям, занимающимся озвучиванием компьютерной графики и видео качества звучания и функциональных возможностей дешевой мультимедийной техники явно не хватает. Специально для них выпускаются дорогие (300-700 долларов) модели звуковых карт, которые представляют из себя настоящие "студии в одной коробке". Как правило, такие карты очень качественно записывают звук и имеют встроенные синтезаторы, сравнимые по звуку с недорогими автономными устройствами. С их помощью можно уже вполне профессионально записать демонстрационную версию музыкального альбома или озвучить видеофильм. Естественно, любая дорогая карта может совершенно спокойно воспроизводить звуковое сопровождение игр или мультимедийных CD. Так что их частенько покупают и обычные пользователи, просто ценящие высокое качество звука.

Впервые карты, предназначенные специально для любителей качественного звука и музыкантов появились на нашем рынке около четырех лет назад. Это были всем известные Gravis Ultrasound Max, Turtle Beach Tropez и Sound Blaster AWE 32. Помимо неплохого качества записи "живого" звука эти карты обладали еще одним достоинством - на них были установлены wave table синтезаторы/семплеры, то есть устройства синтеза звука, у которых помимо основной постоянной памяти (ROM) была возможность установки дополнительной оперативной памяти (RAM) и создания собственных звуков на основе обычных wav-файлов. Эти продукты сразу привлекли внимание небогатых музыкантов - ведь стоимость самых дешевых профессиональных семплеров стабильно держится на уровне около 1000 долларов, а к семплеру надо еще покупать компакт-диски со звуками, каждый из которых стоит от 50 до 200 долларов. Далеко не все музыканты способны позволить себе такие дорогие "игрушки", поэтому появление дешевых мультимедийных семплеров вызвало огромный резонанс, особенно, в нашей стране. Появились даже настоящие кланы приверженцев того или иного устройства.

Конечно, первые модели карт с установленными семплерами были далеки от совершенства. Во-первых, на них хронически не хватало оперативной памяти, а во-вторых, звучание было, мягко говоря, не самым выдающимся. Самым лучшим мультимедийным семплером первого поколения был Turtle Beach Tropez, но его 12 Мб явно не хватало для серьезной работы над музыкой. Кроме этого, у него были заметны фазовые расхождения правого и левого каналов, в результате чего возникали проблемы с панорамированием семплов. Да и шумы, более низкие, чем у других звуковых карт, но все-таки не дотягивающие до профессиональных стандартов портили звук. Но именно для него вышло множество отличных звуковых библиотек, и ни Sound Blaster AWE 32 ни Gravis Ultrasound не могли составить Tropez и его поздней модификации Tropez Plus серьезной конкуренции.

Мультимедийные карты с семплерами нового поколения - Turtle Beach Pinnacle, AVM Apex, TerraTec EWS 64 и др. - во-первых имеют гораздо больший максимальный объем оперативной памяти (в среднем, расширяемый до 48-64 Мб), а во-вторых звучат на порядок лучше. Кроме этого, все они имеют S/P DIF цифровой интерфейс (либо встроенный, либо на дочерней плате), что позволяет использовать их вместе со внешними преобразователями (например, с минидисковой декой) и получать звук близкий к профессиональным устройствам.

Архитектура синтезаторов/семплеров звуковых карт на базе Dream и Kurzweil MA-1

Помимо DSP EMU 10K1, который установлен на Sound Blaster Live, и который фирма Creative Labs продавать никому не собирается, на сегодняшний день есть всего два перспективных чипа, на базе которых реализованы синтезаторы/семплеры мультимедийных карт второго поколения. Первый - это DSP Dream, установленный на TerraTec, MaxiSound и Sound Track. Этот чип представляет собой довольно производительный процессор (50 MIPS), на базе которого программно реализуется как семплер, так и система многоканальной записи (о ней читайте ниже). Надо сказать, что у звуковых карт на базе Dream вообще отсутствует ROM, то есть они представляют из себя чистые семплеры. Вы можете установить оперативную память и загружать туда банки инструментов или создавать собственные звуки из wav-файлов. Второй чип - это Kurzweil MA-1, установленный на Pinnacle и Apex. MA-1 представляет из себя традиционный синтезатор/семплер с поканальным процессором эффектов и 2 Мб ROM и расширяемой до 48-64 Мб RAM. Пока ничего другого более серьезного никто не придумал.

Для того, чтобы создавать собственные звуки при помощи специальных программ пэтч-редакторов нужно обязательно четко представлять себе структуру синтеза звука. Без этих знаний вы обречены вслепую крутить многочисленные виртуальные регуляторы на экране. Сейчас мы вкратце познакомимся с семплерами на базе Dream и MA-1.

Посмотрите на рис.1. На нем представлена схема синтеза звука одного голоса семплера на базе DSP Dream. На самом деле таких голосов может быть до 32, то есть вы можете использовать в аранжировках до 32 различных инструментов (пэтчей) одновременно (об ограничениях читайте ниже).

Итак, "сердцем" любого семплера является генератор, который под воздействием поступающих в него MIDI сообщений от клавиатуры или программы секвенсера воспроизводит семплы, находящиеся в оперативной памяти с разной высотой и уровнем громкости. У семплеров на базе Dream cигнал от генератора проходит через резонансный фильтр (отключаемый), усилитель и через ЦАП поступает на выход звуковой карты. В качестве источника звука может выступать не только семпл (wav-файл), но и так называемый "мультисемпл" - несколько семплов, имеющих свою область действия (в мультисемпле может быть до 64 семплов). Например, вы можете загрузить в оперативную память пять разных wav-файлов и составить их в мультисемпл, указав, что каждый из них действует только в пределах одной октавы. Кроме области действия для каждого семпла в мультисемпле можно указывать и положение в стереопанораме.

Все перечисленные устройства могут модулироваться (управляться) сигналами от других устройств. Семплер на базе DSP Dream для каждого инструмента позволяет иметь 6 модуляторов: три генератора огибающей (Envelope), два генератора низкой частоты (LFO - Low Frequency Oscillator) и "Клавишную таблицу" - устройство, которое позволяет управлять параметрами звука в зависимости от поступающих MIDI-сообшений. Все связи фиксированы, то есть вы не можете при помощи LFO 2 управлять высотой воспроизведения семпла в генераторе (см. рис.1). Эту функцию может выполнять только LFO1.

Такая структура синтеза достаточно эффективна, несмотря на свою простоту и закрывает 99 % всех потребностей музыкантов и саунд-дизайнеров. С помощью семплера на базе Dream с легкостью создаются самые сложные звуки, состоящие из множества семплов. А наличие резонансного фильтра, LFO и генераторов огибающей позволяет создавать специальные синтезаторные эффекты, типа различных "завываний" или постепенного нарастания громкости звука.

Архитектура Kurzweil MA-1 куда более "наворочена". Посмотрите на рис.2. Цепочка основных устройств, в которых "рождается" звук очень похожа на те, что есть у Dream: генератор, два фильтра и усилитель. Однако, в каждом инструменте (пэтче) можно использовать до 32 таких "цепочек" - слоев (layers). Причем, генератор каждого слоя может воспроизводить как одиночный семпл, так и мультисемпл, который в терминологии Kurzweil называется "клавишной картой" (keymap).

Естественно, все устройства каждого слоя могут модулироваться. Причем выбор модуляторов очень богат - целых 32 варианта. Это могут быть как LFO и генераторы огибающей, так и различные MIDI-сообщения, то есть вы можете управлять звуком, например, при помощи колеса модуляции или слайдеров на MIDI-клавиатуре. В отличие от Dream, у MA-1 вы можете произвольно задавать связи между модуляторами, а также использовать несколько однотипных устройств одновременно, то есть, если вам потребуется семь LFO, то вы их получите.

В общем, у Kurzweil MA-1, возможностей больше, чем у иных профессиональных семплеров. Звуки могут создаваться любые - здесь вы ничем не ограничены. Но есть у семплеров на базе MA-1 и оборотная сторона - крайняя сложность управления.

Все перечисленные устройства для обоих типов семплеров становятся доступны после того, как вы проинсталлируете специальные программы - пэтч-редакторы. Однако, большинство этих программ проходят сейчас стадию бета-тестирования, поэтому пока не всегда можно воспользоваться всеми возможностями семплеров второго поколения.

Особенности звуковых карт на базе DSP Dream

Если Pinnacle и Apex представляют из себя звуковые карты классической архитектуры, то есть имеют раздельные аудиотракт и тракт синтезатора, то карты на базе DSP Dream устроены гораздо хитрее. Процессор условно разбит на 64 обрабатывающих блока, каждый из которых может выполнять любую из трех программ: записи/воспроизведения звука, обработки звука или семплера. То есть вы можете совершенно произвольно варьировать возможности системы. Если вам требуется только семплер, то вы можете отключить аудиодорожки и процессор эффектов и получить 64 голоса полифонии. Если же вам требуется только запись "живого" звука, то можно полностью выключить семплер и процессор эффектов и аппаратно микшировать 64 аудио дорожки при наличии программ, поддерживающих карты на базе Dream (пока их число невелико, но в будущем оно обязательно должно возрасти). Со всеми остальными приложениями (Cakewalk, Cubase VST, Samplitude Studio, SAW Plus 32 и др.) вы можете аппаратно микшировать и обрабатывать только 8 аудиодорожек (программно - сколько угодно). На выходах и входах Dream установлены качественные 20-битные преобразователи.

Процессор эффектов тоже активно использует ресурсы Dream. Эквалайзер на линейном выходе требует 8 блоков, поканальный ревербератор - 13 блоков, хорус - 3, а эффект "эхо" (delay) - 2. То есть вам придется зарезервировать под процессор не менее 26 блоков, если вы хотите обрабатывать им аудио или MIDI дорожки.

Помимо всех перечисленных возможностей, карты на базе Dream аппаратно поддерживают трехмерное (surround) звучание и имеют для этого соответствующие выходы для подключения фронтальных и задних пар громкоговорителей. Естественно, вы можете осуществлять и соответствующее микширование, то есть для любой дорожки устанавливать уровень для фронтальных и задних каналов. Для работы surround эффекта требуется 1 обрабатывающий блок DSP.

На всех существующих ныне картах на базе Dream дополнительно установлены кодеки Crystal или ESS, которые имеют 16-битные преобразователи на отдельных входе и выходе и FM синтезатор. Единственное их назначение - обеспечивать совместимость с играми под DOS.

Sound Track 128 Ruby

Эта ISA карта фирмы Hanmesoft (www.hanmesoft.ko.kr) на базе DSP Dream поставляется в двух вариантах: с цифровым SPDIF интерфейсом на дочерней плате (цена - около 370 дол.) и без него (цена - около 270 дол.). В комплект поставки не входят модули SIMM, поэтому их надо приобретать отдельно. Лучше это сделать сразу при покупке карты, так как без них вы не сможете воспользоваться возможностями семплера. Минимальный размер памяти - 4 Мб, но лучше поставить сразу 16 или 64 Мб (32 Мб модули почему-то с этой картой не работают) - в этом случае вы сразу получаете возможность использовать хорошо звучащие GS или XG банки инструментов, которые будут загружаться на старте системы. В 4 Мб RAM вы сможете загрузить только GM набор, который звучит, в общем, не самым лучшим образом.

Sound Track 128 - это карта, которая ориентирована именно на музыкантов. В комплект поставки, помимо GM, GS и XG банков инструментов входят более 100 специализированных банков, которые рассортированы по соответствующим категориям (басы, ударные, синтезаторы и т.д.). Кроме достаточно большого количества звуков для семплера в комплект поставки входит секвенсер Media Runner, который позволяет записывать 8 аудиодорожек параллельно MIDI. На сайте фирмы можно скачать пэтч-редактор, который в отличие от других вполне работоспособен. Однако пока есть ограничение на размер загружаемого в память семпла - он не может быть больше 512 Кб стерео или 256 Кб моно.

В целом, карта произвела достаточно благоприятное впечатление. Установка прошла очень быстро, как и положено нормальному PnP устройству. При инсталляции в файл autoexec.bat записывается строка с командой запуска утилиты загрузки операционной системы Dream и GM набора инструментов (если на карте установлена оперативная память). Процесс инициализации и загрузки занимает несколько секунд. Если установлено больше 4 Мб памяти, то с помощью специальной программы можно указать другой банк для автоматической загрузки.

После перезагрузки компьютера, в разделе Мультимедиа Панели управления появляются восемь драйверов аудио стереопар DSP Dream и драйвер кодека Crystal. При многоканальной записи и микшировании звука эти драйверы нужно указывать в качестве устройства вывода звука дорожек для аппаратного микширования и обработки. Однако, в программе микшера текущей версии программного обеспечения есть ошибка: пока что невозможно раздельно выставить уровень каждого из восьми звуковых стереоканалов Dream (хотя такая возможность теоретически есть). То есть уровень выставляется глобально и точно также глобально работают эффекты, которые устанавливаются в посыл/возврат (реверберация, хорус, эхо). Поканально пока что работает только алгоритм сдвига высоты тона.

Надо сказать, что при запуске компьютера автоматически включается алгоритм трехмерного звучания для кодека Crystal, который заставляет карту довольно основательно шипеть. Но после отключения этого алгоритма шумы сильно уменьшаются. Причем, эта операция никак не сказывается на трехмерном воспроизведении через Dream. А если при помощи селектора входов (есть и такая программа) отключить и линейные аналоговые входы Dream и включить цифровые, то в акустических системах или наушниках наступает вообще мертвая тишина (именно "мертвая", а не какая-нибудь другая...). При этом вы совершенно спокойно можете воспроизводить звук как через аналоговые, так и через цифровые выходы.

Банки инструментов, которые входят в комплект поставки звучат довольно неровно. Среди них есть и вполне приличные и откровенно слабые. Однако, Sound Track 128 читает любые банки в формате .94b - универсальном формате для карт на базе Dream. То есть вы совершенно спокойно можете позаимствовать, например 4 Мб GS банк от карты TerraTec EWS 64, который звучит неотличимо от стандартного набора Sound Canvas (мы проверяли - все отлично работает и качество звука очень хорошее). Кроме этого, в скором времени должны появится компакт-диски с библиотеками звуков в этом формате.

Карта записывает звук с аналоговых входов довольно хорошо. Единственный недостаток такой записи - ощутимые шумы, которые присутствуют в аудиотракте (но которые заметно меньше, чем, например, у Tropez Plus). При записи с цифровых входов копию совершенно невозможно отличить от оригинала, как и положено в таком случае.

Достоинства: Хорошее качество звука; реально работающее 3D позиционирование при подключении 4 колонок; расширяемость оперативной памяти семплера до 64 Мб; потенциально богатые функциональные возможности аудиомикширования.

Недостатки: Пока далеко не все функции работают так, как заявлено в руководстве пользователя; не очень выразительные звуки некоторых банков инструментов, входящих в комплект поставки; отсутствие разъема Wave Blaster для установки дочерней карты.

MaxiSound Home Studio Pro 64

Home Studio Pro 64 - это флагман серии звуковых карт MaxiSound французской фирмы Guillemot (www.guillemot.com). Эта карта в первую очередь отличается наличием SPDIF цифровых входов выходов, которые полностью снимают вопрос о качестве звучания при наличии хороших внешних преобразователей. На сегодняшний день это самое дешевое устройство с полноценным коаксиальным цифровым интерфейсом на борту. На дочерней плате цифрового интерфейса присутствуют и отдельные стерео входы и выходы DSP Dream, выполненные на разъемах RCA, на которых установлены 18-битные преобразователи. Дело все в том, что входы/выходы на основной плате общие и для Dream и для кодека ESS, поэтому они несколько зашумлены и их лучше всего использовать для подключения двух пар акустических систем и источника звука, который не планируется качественно записывать. А высококачественную оцифровку и воспроизведение осуществлять через прямые выходы сигнального процессора. Кстати говоря, в комплект поставки карты входит и MIDI переходник, совмещенный со шнуром для подключения клавиатуры. Это экономит вам 20-40 долларов. Не бог весть какие деньги, но все равно приятно...

Как и все остальные карты на базе DSP Dream, MaxiSound - это семплер, у которого 4 Мб оперативной памяти установлено прямо на плате. Память расширяется до 8 или 20 Мб одним 72-pin модулем SIMM. Такое решение разработчиков платы выглядит довольно удивительно - ведь Dream позволяет адресовать до 64 Мб памяти. Но зато на карте есть разъем Wave Blaster - то есть вы совершенно спокойно можете установить Yamaha DB50 XG и наслаждаться качественным звуком синтезатора, а оперативную память использовать для загрузки дополнительных звуков.

Инсталляция карты не вызывает никаких проблем и после ее завершения в разделе Мультимедиа Панели управления появляются восемь драйверов стереопар Dream для аппаратного микширования и драйвер кодека ESS, который используется для поддержки совместимости со стандартами Sound Blaster и Ad Lib.

На старте системы в память автоматически загружается GM банк инструментов. Звучит он сравнимо с GM банками Tropez или Sound Blaster AWE 64, то есть ничего выдающегося в нем нет. В комплект поставки входят еще несколько специализированных банков, которые, впрочем ни для чего кроме воспроизведения прилагающихся .mid файлов не подходят. Но так как MaxiSound - это семплер, который читает файлы в универсальном формате .94b, то проблема со звуками вполне разрешима - надо, правда, изрядно покопаться в Интернете. А если у кого-нибудь из ваших приятелей есть TerraTec EWS 64, то перепишите у них 32-мегабитный GS набор инструментов - он звучит уже довольно прилично...

В отличие от Sound Track 128 Ruby, в комплект поставки MaxiSound включен пэтч-редактор Maxi Instrument Editor. Правда пока он работает крайне плохо и фирме придется довольно основательно потрудиться, чтобы реализовать все возможности Dream. Пока в память нельзя загружать wav-файлы, размером больше чем 256 Кб моно и непонятно, снимет ли фирма Guillemot это ограничение.

Карта записывает и воспроизводит "живой" звук очень хорошо (через прямые входы и выходы Dream). Копию и оригинал практически невозможно отличить друг от друга. А наличие цифрового интерфейса полностью снимает все вопросы о качестве звука. Многоканальное аппаратное микширование и обработку аудиодорожек можно осуществлять только при помощи секвенсера Quartz Audio Master LE. Все работает совершенно нормально, но все-таки хочется аппаратно микшировать восемь каналов с обработкой и из любых других программ.

Достоинства: отличное качество записи и воспроизведения звука; наличие цифрового интерфейса; пэтч-редактор в комплекте поставки; реально работающее 3D позиционирование при подключении 4 колонок

Недостатки: слабое звучание банков инструментов, входящих в комплект поставки; недоделанное программное обеспечение; небольшой по нынешним временам максимальный объем оперативной памяти

Apex

Эту карту производства фирмы AVM Technology (www.avmtechnology.com) нельзя назвать новинкой - она появилась в продаже достаточно давно. Правда после этого она на несколько месяцев исчезла с нашего рынка. И вот - новое рождение, приуроченное к выходу первой версии программы AVM Sample Studio, которая открывает доступ ко всем возможностям синтезатора/семплера MA-1. Без этой программы карта теряет всяческий смысл - стоит дорого, а единственное ее достоинство заключается в наличии отличного семплера на борту.

В общем, Apex - это удешевленный вариант Pinnacle фирмы Turtle Beach (Apex стоит около 300 дол. без цифрового интерфейса и около 400 с ним; Pinnacle в тех же конфигурациях почти на 200 дол. дороже). У этой карты на аудио входах и выходах стоят 16 битные преобразователи (у Pinnacle - 20 битные), 20-битный ЦАП установлен только на отдельном выходе MA-1. Решение, в общем, довольно логичное: как уже говорилось, самый главный козырь Apex - это синтезатор/семплер от Kurzweil и разработчики сделали все возможное, чтобы его звучание было очень хорошим (надо сказать, что это им удалось). Оперативная память может быть расширена до 64 Мб (у Pinnacle - до 48 Мб) стандартными 72-pin FPM модулями SIMM.

Карта устанавливается в компьютер без проблем, как и положено нормальному PnP устройству (чего, кстати, нельзя сказать о Pinnacle, который даже на "мамы" от Iwill и Asustec не всегда желает устанавливаться в режиме PnP). Качество записи и воспроизведения "живого" звука - совершенно нормальное, с низким уровнем шумов. GM набор инструментов в ROM, как и у Pinnacle звучит средне. В общем, карта как карта.

Самое интересное начинается при загрузке в оперативную память дополнительных звуков. AVM Sample Studio читает формат PBF (Pinnacle Bank File), так что с ним можно использовать, например, библиотеку Age of Pinnacle производства фирмы "Мультимедиа клуб". Кроме этого, по адресу www.kagi.com вы можете скачать загрузчик/редактор пэтчей Everest, который работает и с Pinnacle и с Apex и позволяет загружать в их память не только банки в формате PBF, но и пэтчи в профессиональном формате синтезатора Kurzweil 2000 - KRZ - и редактировать их.

Порадовало и наличие на сайте AVM Technology панелей управления эффектами для программ Cubase VST и Cakewalk Pro Audio. То есть вы можете совершенно спокойно полноценно управлять всеми параметрами процессора эффектов MA-1 из любимых программ (чего, кстати, пока нельзя сказать о Pinnacle).

Достоинства: сравнительно невысокая цена для своего класса, отличное звучание семплера с дополнительными библиотеками звуков, низкий уровень шумов на выходе синтезатора MA-1, большой максимально возможный объем оперативной памяти

Недостатки: относительно высокий уровень шумов в аудиотракте (кодек Analog Devices 1815/6)

Заключение

Странная ситуация на рынке звуковых карт, когда уже есть достаточное количество великолепного "железа", но под него еще нет соответствующего программного обеспечения, похоже, будет продолжаться еще довольно долго. На самом деле, производители очень некрасиво ведут себя по отношению к пользователям, заставляя рисковать своими деньгами - ведь нет никакой гарантии, что в конечном варианте выбранный продукт будет лучше конкурирующих устройств и, вообще, будет работать так, как заявлено производителем. Как известно, у нового оборудования частенько обнаруживаются недоделки и просто ошибки, а до тех пор, пока не будет написано программное обеспечение об этих ошибках узнать нельзя.