Računalniški zvok

Zvoki in računalniški podatki se bistveno razlikujejo. Zvok je analogen – predstavlja ga potovanje valov skozi snov. Računalniki pa komunicirajo digitalno. Zvočna kartica preslikuje računalniške digitalne podatke v analogne signale zunanjega sveta. Tipična zvočna kartica je tiskano vezje z naslednjimi komponentami:

  • Analogno digitalni pretvornik (ADC) 
  • Digitalno analogni pretvornik (DAC)
  • Vmesnik za povezavo kartice z matično ploščo računalnika
  • Vhodno izhodne povezave za mikrofone in zvočnike

Predstavljajmo si, da uporabljamo računalnik za snemanje našega govora. Govorimo v mikrofon, ki smo ga priključili na zvočno kartico. ADC pretvori analogen signal našega glasu v digitalne podatke, ki jih računalnik lahko razume.

Če sedaj hočemo predvajati zapisani signal preko zvočnikov, bo DAC opravil obratno operacijo. Če so bile meritve dovolj natančne in z dovolj veliko frekvenco vzorčenja, bo rekonstruirani analogni zvočni signal praktično enak originalnemu zvočnemu signalu.

Namesto ločenih ADC in DAC pretvornikov imajo nekatere sodobne zvočne kartice enoten čip za kodiranje in dekodiranje, pravimo mu tudi CODEC (coder/decoder).


Zvočna kartica je notranja razširitvena kartica, ki omogoča vhod in izhod zvočnih signalov v in iz računalnika pod nadzorom računalniških programov. Izraz zvočna kartica se uporablja tudi za zunanje avdio vmesnike, ki se uporabljajo za profesionalne avdio aplikacije.

V nekaterih primerih so zvočne kartice že kar integrirane z matično ploščo računalnika. To je sicer cenejša, a običajno manj kvalitetna rešitev. Strojna oprema za obdelavo zvoka je prisotna tudi na sodobnih grafičnih karticah s priključkom HDMI za predvajanje zvoka skupaj z videom, ki uporablja ta priključek.



Zvočne kartice USB

Zvočne kartice USB so zunanje naprave, ki se priključijo na računalnik prek USB-ja. V studiih in na odru jih pogosto uporabljajo elektronski glasbeniki, vključno z glasbenimi izvajalci in DJ-ji. DJ-ji, ki uporabljajo programsko opremo DJ, običajno uporabljajo zvočne kartice, ki so integrirane v DJ krmilnike ali specializirane DJ zvočne kartice. Zvočne kartice DJ-jev imajo včasih vhodne signale s prednastavitvami fono, ki omogočajo priključitev gramofonov na računalnik za nadzor predvajanja glasbenih datotek s programsko opremo.

Zvočni vmesnik USB lahko opisuje tudi napravo, ki dovoljuje računalniku, ki ima zvočno kartico, vendar nima standardne vtičnice za zvok, ki jo je treba priključiti na zunanjo napravo, ki zahteva takšno vtičnico, prek vtičnice USB.


In katere karakteristike odločajo za izbor kvalitetne zvočne kartice:

Računalniški zvočniki

Računalniški zvočniki ali multimedijski zvočniki so zvočniki za uporabo z računalniki, čeprav so običajno primerni za druge avdio namene, npr. za MP3 predvajalnik. Večina takih zvočnikov ima notranji ojačevalnik in zato potrebujejo vir napajanja, ki je lahko prek omrežnega napajanja pogosto prek napajalnika, baterij ali USB vrat (ki lahko dobavljajo največ 2,5 W DC, 500 mA pri 5 V). Vhodni priključek za signal je pogosto 3,5-milimetrski vtič (običajno barvno-zelena na standard PC 99); Včasih se uporabljajo RCA konektorji, USB vrata pa lahko napajajo signal in napajanje (ki zahtevata dodatno vezje in sta primerna samo za uporabo z računalnikom). Brezžični Bluetooth zvočniki z baterijskim napajanjem sploh ne potrebujejo nobene povezave. Večina računalnikov ima vgrajene zvočnike z nizko močjo in kakovostjo; ko so priključeni zunanji zvočniki, onemogočijo vgrajene zvočnike.

Računalniški zvočniki se zelo razlikujejo po kakovosti in ceni. Računalniški zvočniki, včasih pakirani z računalniškimi sistemi, so majhni, plastični in imajo povprečno kakovost zvoka. Nekateri računalniški zvočniki imajo izenačevalne funkcije, kot so regulacije nizkih in visokih tonov.


Bolj izpopolnjeni računalniški zvočniki imajo lahko enoto za globokotonec, ki povečuje izhodne tone basa. Večji ohišje subwooferja običajno vsebuje ojačevalnike za subwoofer in levi in ​​desni zvočnik.

Nekateri računalniški zasloni imajo vgrajene osnovne zvočnike. Prenosni računalniki imajo vgrajene vgrajene zvočnike, ki so običajno majhni in imajo omejeno kakovost zvoka za ohranjanje prostora.

Namesto uporabe računalniškega zvočnika za boljši zvok lahko računalnik priključite na kateri koli zunanji zvočni sistem, običajno visoko zmogljivo visoko kakovostno nastavitev.

Uporaba računalniškega zvoka

Značilne uporabe zvočnih kartic ali funkcionalnosti zvočne kartice vključujejo zagotavljanje avdio komponente za večpredstavnostne aplikacije, kot so skladba glasbe, urejanje videa ali zvoka, predstavitev, izobraževanje in zabava (igre) in video projekcija. Zvočne kartice se uporabljajo tudi za računalniško podprto komunikacijo, kot so na primer govor preko IP in telekonference.

Načini računalniškega tvorjenja zvokov

Prvi domači računalnik, ki je omogočal predvajanje zvoka, je bil leta 1985 Commodore Amiga. Računalnikov zvočni čip so sestavljali štirije neodvisni 8.bitni digitalno analogni pretvorniki. Ti so omogočali kratke piske, s katerimi smo lahko predvajali kratke, vnaprej pripravljene posnetke. Amiga je tako bil predhodnik uvedbi zvočnih fontov in valovnih tabel (wavetables). Bil je tudi izhodišče za kasnejši razvoj sekvenčne glasbe.


Zvočni fonti

Pojem “SoundFont” govori o formatu datotek in o tehnologiji, ki premošča prepad med posneto in sintetično glasbo, seveda predvsem s pogledom na računalniško glasbo. Datoteke »SoundFont” vsebujejo eno ali več bank vzorčenih zvočnih zapisov, ki jih lahko ponovno uporabimo z različnimi višinami (pitch) in dinamičnimi nivoji. Kvaliteta je bila odvisna od kvalitete vzorčenja in od števila vzorcev, odbranih pri različnih višinah. Imamo lahko tudi vzorce, ki ustrezajo posameznim glasbenim instrumentom. Zvočni fonti so tesno povezani z napravami MIDI in so uporabljeni v različnih računalniških glasbenih sekvencerjih (sequencers).

Primer spletnega predvajalnika  datotek SoundFont


Sinteza z valovnimi tabelami (Wavetable synthesis)

To je tehnika, ki jo uporabljajo nekateri digitalni glasbeni sintetizatorji za tvorbo zvokov, ki delujejo naravno. Zvok posameznega glasbila (eno noto) vzorčimo in razporedimo v krožno zaporednje vzorcev oziroma valovnih tabel, vsak ima le eno valovno periodo. Skupino valovnih tabel s harmoniki, ki jih definira uporabnik, lahko tvorimo tudi matematično. Pri predvajanju uporabljamo te tabele za iskanje vzorcev, pri tem pa izhod ni statičen, pač pa prihaja do spreminjanja s časom in do mešnja valovnih tabel. Predvajanje lahko ustavimo, upočasnimo ali obrnemo nazaj.

Preprosto povedano bo sintetizator z valovno tabelo pomnil dva dela za glasbeni zvok. Vzorec začetnega dela (ko na primer kladivce klavirja udari na struno) in majhen segment trajnega dela zvoka glasbila. Ko tak zvok sprožimo, bomo slišali začetni del, kateremi takoj v zanki sledi trajni del. Zanka lahko traja neskončno ali ta signal počasi zamre. Ustvarimo lahko tudi posebne efekte z naključnim izbiranjem valovnih tabel.

Sekvenčna glasba

V svetu elektronske glasbe so sekvencerji (sequencers) najprej bili naprave, ki so pomnile in predvajale kontrolna zaporedja za elektronske glasbene instrumente. Daners od tem pojmujemo programe za snemanje, predvajanje in urejanje MIDI podatkov. V tem se taki programi razlikujejo od programov, ki snemajo zvočne zapise.

MIDI sekvencerji pomnijo in predvajajo tudi MIDI dogodke. Z izboljšanjem računalnikov po leti 1990 so sekvenčni programi prerasli v digitalne avdio delovne postaje (DAW, Digital Audio Workstation), ki sicer vključujejo sekvenčne značilnosti, zmorejo pa še precej več./p>

Standard MIDI opisuje posebno poglavje.

Nekateri sekvencerji premorejo tudi omejeno glasbeno notacijo ali so sposobni prikazovati klavirsko notacijo. /p>

Izraz „sequencer¨se sicer uporablja v glavnem za programe, imamo pa tudi aparaturne sintetizatorje in glasbene delovne postaje, ki imajo vgrajen MIDI sekvencer./p>


Vnaprej posneta in pretočna (streaming) glasba

V celoti gledano ima vnaprej posneta glasba marsikatero prednost pred sekvenčno. Vzamemo lahko poljubno število in vrsto instrumentov. CD kvaliteta snemanja glasbe in glasu je danes taka, da praktično ne ločimo takega posnetka od drugih virov glasbe.

Pretočno glasbo uporabljajo tudi v računalniških igricah, ki so ndvomno eno od tehnoloških vodil razvoja. V četrti generaciji računalniških video iger so uporabljali predvajanje zvočne sledi med igranjem. Tak pristop je imel tudi slabosti, vezane na optično naravo CD. Medtem, ko je igra predvajala glasbo, ni mogla dostopati do drugih podatkov na CD, saj ima pogon eno samo glavo. Tudi predvajanje v zanki (looping) je bilo problematično, saj se je po koncu posnetka morala glava vrniti na izhodišče. 

Peta generacija arkadnih iger je zato prinesla specializirane pretočne formate in zgoščene zvočne zapise. Seveda pa kvaliteta zapisov ni bila povsem na nivoju CD. Tako se danes v igrah pogosto uporablja kombinacija pretočne in sekvenčne glasbe.