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聲卡可以做些什麼事兒?
兩年來,隨著節奏坦克、華碩兩大生力軍的加入,以及部分消費者需求的復蘇,聲卡市場比前兩年有了不小的氣色。不過,由於前兩年的沈寂,以及大家對於板載聲卡的『不計較』,很多人也許對聲卡並沒有太深入的了解。而從今日起,我們將針對聲卡的有關的常識性內容,做一個連載。當然啦,都是網絡收集來的一些最簡單的東西,大蝦們可以略過了......
注:部分資料較老,但作為基礎知識,我們做的改動的地方較少。另外,文中圖片僅為排版所用,與內容無必然聯系,請大家諒解。
聲卡能做些什麼事?
在一般人的印象中,聲卡在計算機系統內所扮演的角色大概就是播放MP3、CD音樂了,相信這也是大家最常使用到的功能,然而,一片聲卡真的就只能做到這些嗎?答案當然是否定的,試著想想,在日常生活中有哪些會用到聲音的活動,例如與人溝通等等。
其實,以目前的計算機軟、硬件的技術,絕大部分會用到聲音的活動都已經能夠以計算機完成,比如說娛樂、溝通、工作,說明白些,除了播放MP3或CD音樂,聲卡能擔任的工作還包含了MIDI音樂制作與播放,各類的計算機游戲音效、唱唱卡拉OK、在計算機上看DVD、Net Meeting、網絡電話、語音輸入與辨識、錄音,甚至不久的未來有可能會出現的聲控計算機,這些都必須透過聲卡的功能去完成。
當然啦,這其中還是有些工作必須仰賴聲卡的規格纔能提供完整的效果,這也是為什麼使用者在選擇聲卡之前需要概略的了解聲卡的原因了。
一般的聲卡規格是什麼?
采購產品的第一件工作就是了解產品的規格,看看是否符合需求,聲卡自然也不例外,不過由於目前在臺灣本地的聲卡所使用的芯片大多為同一顆,且大多數廠商都使用所謂的公版,只有少數的產品是由生產廠商自行布線設計,所以在規格上都是大同小異,不過,話雖如此,還是稍微介紹一下聲卡的基本規格。
兼容性
在此部分大多會說明所支持的3D定位音效、環境音效、MIDI規格等等,原則上是越多越好,這纔能保證不會碰到沒法子用的問題 (驅動程序問題除外)。基本上,在定位音效上至少要支持A3D及D3D,特別是D3D,這是Microsoft制定的,不支持它,豈不自找死路?至於環境音效就是Creative的EAX了,能支持的版本也是越高越好,這樣纔不會有些效果聽不到。不過,除非您就是直接用這些效果的制定廠商的聲卡產品,要不然肯定有些東西是聽不到的。
注:這是比較老的說法了,由於Microsoft更換操作系統,使Creative在這方面音效喪失了一定的優勢。但不可否認的是,Creative在音效方面仍是目前做的比較好的長衫之一。
軟硬件規格
包括了采樣頻率、音質分辨率、信噪比 (S/N ratio)、最大同時發聲數、軟件音源器、是否全雙工、游戲杆支持、接口種類及數量 (包括內接部分)等。這些規格中的部分筆者會在以下的篇幅中進行解說,而游戲杆支持則包含了一般游戲杆及數字游戲杆的區別,接口種類則必須特別注意數字輸出/輸入所支持的采樣頻率,至少要有44.1及48KHz纔足以應付多聲道聲卡數字輸出的需求。
系統支持
在目前多種操作系統並存的況下,產品的驅動程序支持的操作系統也就顯得相當重要,看清楚產品的驅動程序是否支持您所使用的操作系統,若是不支持就會相當的麻煩,有良心的廠商會提供各種管道協助使用者解決,利字當頭的廠商,恐怕根本不理您的哭訴呢!
只要您使用的操作系統是Microsoft的Windows系列,大致不會有不支持的情況,不過可能會有驅動程序與操作系統無法支持的情況,這種情形以Windows XP 64bit與Windows NT最為嚴重,這是緣於這種操作系統本來就不是設計用來當作娛樂用的,所以對於多聲道的支持自然有缺陷,這是連驅動程序都無法彌補的,還要看Microsoft的誠意了。 而Windows XP 64bit這個最新的操作系統纔推出一陣子,廠商驅動程序的支持仍然還不完全完善,或許過一陣子便可以解決這方面的問題。
Windows XP/2000則是目前較為成熟的操作系統,產品的驅動程序的支持也最完整。而Linux的使用者則必須到特定的網站下載不同音效芯片的驅動程序,纔能獲得解決,至於BeOS以其出色的多媒體功能而聞名,它在多媒體制作、編輯、播放方面都得心應手,因此吸引了不少多媒體愛好者加入到BeOS陣營。
注:目前Windows系統已經發展至Vista和windows7,各大聲卡廠商緊隨其後,正在開發不同的驅動。雖然還有不完美的地方,但多數已經可以正常使用。但部分老卡,只能是望而興嘆了。
附贈程序
在所有的聲卡產品中都會附贈一些音效相關的應用程序,有些則是共享程序或試用版程序,不過這些程序多半是羊毛出在羊身上,越是精彩的程序,可能您的花費就越多了。
什麼是采樣頻率?
當將聲音儲存至計算機中,必須經過一個錄音轉換的過程,轉換些什麼呢?就是把聲音這種模擬信號轉成計算機可以辨識的數字信號,在轉換過程中將聲波的波形以微分方式切開成許多單位,再把每個切開的聲波以一個數值來代表該單位的一個量,以此方式完成采樣的工作,而在單位時間內切開的數量便是所謂的采樣頻率,說明白些,就是模擬轉數字時每秒對聲波采樣的數量,像是CD音樂的標准采樣頻率為44.1KHz,這也是目前聲卡與計算機作業間最常用的采樣頻率。
另外,在單位時間內采樣的數量越多就會越接近原始的模擬信號,在將數字信號還原成模擬信號時也就越能接近真實的原始聲音;相對的越高的采樣率,資料的大小就越大,反之則越小,當然也就越不真實了。數字數據量的大小與聲道數、采樣率、音質分辨率有著密不可分的關系。
前面提到CD音樂的采樣率為44.1KHz,而在計算機上的DVD音效則為48KHz (經聲卡轉換) ,一般的電臺FM廣播為32KHz,其它的音效則因不同的應用有不同的采樣率,像是以Net Meeting之類的應用就不要使用高的采樣率,否則在傳遞這些聲音數據時會是一件十分痛苦的事。
在一般的聲卡上,采樣頻率至少要能提供22.05KHz、32KHz、44.1KHz以及48KHz,如果能夠提供更多的選擇會更好,不過目前的一般聲卡最高的采樣率都是在48KHz,若需要更高的采樣率的話,就必須選擇較為專業的錄音卡了。
注:現在的高階聲卡已經可以支持到192KHz的高采樣率,而我們熟悉的藍光的音頻采樣率正是192KHz。而中端聲卡中,有的可以支持到192KHz,有的則是支持到96KHz。
什麼是音質分辨率?
聲波在轉為數字的過程中不是只有采樣率會影響原始聲音的完整性,另一個亦具有舉足輕重的參數─音質分辨率,也是相當的重要,一般來說音質分辨率就是大家常說的bit數,目前一般的聲卡最高為16bit的音質分辨率。
注:現在的聲卡都可以支持16bit了,而高端的可以支持到24bit。
什麼是音質分辨率呢?前面曾說明采樣頻率,它是針對每秒鍾所采樣的數量,而音質分辨率則是對於聲波的『振幅』進行切割,形成類似階梯的度量單位。如果說采樣頻率是對聲波水平進行的X軸切割,那麼音質分辨率則是對Y軸的切割,切割的數量是以最大振幅切成2的n次方計算,n就是bit數,如果是8bit,那麼在振幅方面的采樣就有256階,若是16bit,則振幅的計量單位便會成為65536階,越多的階數就越能精確描述每個采樣的振幅高度。如此,也就越接近原始聲波的『能量』,在還原的過程序也就越接近原始的聲音了。
整個聲波的數字化采樣的精准性不是單由采樣頻率或音質分辨率就能決定的,它必須是二者同時配合纔能達到最佳的效果。
什麼是信噪(S/N)比?
在音頻的產品中最常見到的一個規格名字,這通常是用來度量聲音信號的質量,它是在音頻線路中某一個參考點的播放信號的功率與沒有信號時既有的噪音功率的比值,單位是dB。
例如某個CODEC的信噪比為85dB,這就代表了輸出的信號功率比噪音的功率大85dB,而信噪比的數值越高就代表噪音越小。根據AC'97的規范,信噪比至少要在85dB以上,當然是越高越好。
不過若是高過了頭,恐怕您就得要小心了。目前一般的聲卡其標示的信噪比應在85-95dB之間,過高的值基本上是不可信的。
什麼是CODEC?
CODEC是由二個英文字的部分所組成的,它是COder與DECoder組合而成的縮寫字,由這二個字直接翻譯意思是編碼器及解碼器,而運用在聲卡上就是指可將模擬信號轉成數字信號,及將數字信號還原成模擬信號的組件。早期CODEC是內建在音效芯片之中,而近來因AC'97規范的信號質量要求,CODEC便從音效芯片中獨立出來,如此在音質上便不會受到音效芯片中線路乾擾的影響。
聲卡的聲音質量與CODEC有相當密切的關系,不過目前應用在多聲道聲卡上的CODEC大概就屬Sigmatel及Wolfson這二家的產品最普遍,所以在質量上也就沒有強烈的區別,反而是聲卡設計布線的差異成為聲卡質量的依據了。
CODEC最主要的工作有二個,第一個就是將由外界錄進來的聲波,從模擬轉成為數字的信號交由計算機系統處理,不論是從Mic In或是Line In錄進來的模擬信號都必須經過這個程序,纔能夠讓計算機看得懂這些數據。
另一個則是反向的流程工作,也就是將儲存在計算機中的數字音訊數據,透過CODEC還原成模擬的聲音,由Line Out或是多聲道聲卡的各聲道輸出口 (不含S/PDIF) 送出信號。由此可知CODEC在聲卡的組件之所扮演的角色是相當的關鍵,沒有CODEC就無法轉換信號的類型,重要性可不下於音效芯片。
聲卡的功率放大問題
自從多媒體音箱大行其道以來,這個問題似乎就很少引起人們的注意了,因為目前的多媒體音箱都屬於主動式的,也就是內建有信號擴大線路,不必由聲卡先將信號放大再送出來,只要將還原成為模擬型態的信號送至音箱,由音箱內建的信號擴大線路去放大信號再送至喇叭播出,如此就完成整個信號播送的工作。
不過在多媒體音箱盛行之前,大部分的音箱都還是屬於被動式的,也就是音箱中只有喇叭單體,並沒有任何信號擴大線路。所以在采用這種音箱時,所有的音訊信號都必須由聲卡放大之後再送到音箱的喇叭播放,如果聲卡沒有功率放大的線路,所有信號在沒有放大的情況下送至音箱,如此所得到的結果多半是根本聽不到聲音,或者是聲音很小。所以,在當時功率放大的線路在聲卡上也是一個頗為重要的單元,不過現在則已經很少見到聲卡上還保有功率放大線路的產品了。
萬一您使用的聲卡正是屬於具有功率放大線路的產品,那麼請注意一下以下的說明,以便提高播放的音質。請查看聲卡的使用手冊或是聲卡PCB板上的印刷說明,您應可以發現有Jumper可供您調整信號是否要經過放大,原則上標示Line Out的設定是屬於不放大信號,這種設定適合連接主動式的音箱,而Speaker Out設定則是將信號經過放大,這種設定則適合連接被動式的音箱。
而如果您設定成為Speaker Out而且是連接主動式音箱時,您所聽到的聲音極可能含有很大的雜音,聲音質量難以忍受,這不是因為聲卡質量不好,而是信號經聲卡功率放大線路放大一次後,進入主動式音箱又經過信號放大線路再放大一次,在原始信號中的雜音也同時被放大二次,所以聲音質量就十分糟糕,而只要將Jumper設定改為Line Out便可以解決這個問題了。