Звуковая карта DMX от Terratec


 

Если посмотреть на рынок звуковых карт, то можно заметить, что основные баталии разворачиваются вокруг продуктов Creative и Aureal. Однако это вовсе не означает, что эти две компании конкурируют исключительно друг с другом. На самом деле есть и другие игроки на рынке 3D звука. Например, компании Sensaura и QSound. Мы уже писали о технологиях этих компаний и тестировали плату Aztech 368DSP, поддерживающую решения от Qsound. Зато про продукты, реализующие алгоритмы Sensaura мы не писали. Особый интерес к разработкам Sensaura возник в связи с тем, что компания S3 анонсировала новую звуковую карту Monster Sound MX400 на базе чипа Canyon3D. Сама марка MX400 уже способствует повышенному вниманию со стороны потенциальных пользователей, благодаря успешным продажам MX300. Однако, как я уже упомянул, на MX400 используется DSP Canyon3D и к технологиям Aureal имеет очень далекое отношение. Чип Canyon3D поддерживает технологии Sensaura на аппаратном уровне, в отличие от широко имеющихся в продаже карт на чипах Yamaha. Кроме того, Canyon3D — это современный продукт, который появился совсем недавно, примерно пол года назад. Карт MX400 пока нет в продаже, зато карты на этом DSP предлагают два других производителя: Terratec и Formosa. К нам в лабораторию попала карта DMX от Terratec, ее мы и подвергнем исследованию. Сразу замечу, что рассматривать карту DMX мы будем, прежде всего, с точки зрения обычного пользователя, а не профессионального композитора или аудиофила. Кроме того, читая статью держите в уме тот факт, что практически вся информация может быть экстраполирована на карту MX400. Прежде чем перейти к рассмотрению непосредственно DMX, поговорим кратко о 3D звуке, тем более, что это стало маленькой традицией.

3D звук

О самом понятии 3D звук мы уже не раз говорили. Тем не менее, эта тема вызывает не меньше споров в конференциях, чем тема 3D графики. Поэтому, на мой взгляд, никогда не будет лишним поговорить о сути технологии еще раз.

Большинство людей имеют два уха. Это не является секретом. Оба уха обычно тесно взаимодействуют с нашим мозгом. У некоторых людей это взаимодействие происходит несколько лучше или гораздо лучше, чем у других. В этом случае про таких людей говорят, что у них хороший или музыкальный слух. Если говорить простыми словами, то слух — это результат взаимодействия нашего мозга с информацией, которую воспринимают наши уши. Такой тандем позволяет нам различать звуки и иногда определять положение в пространстве источников этих звуков, т.е. определять с некоторой точностью место, откуда исходят звуки. Мы не случайно говорим о том, что нельзя гарантировать правильное определение звуков и местоположение их источников в пространстве. Объяснение этому явлению каждый может найти для себя сам, проведя простой тест. Закройте глаза, закройте ладонью одно ухо, медленно начинайте поворачиваться по кругу и ждите, когда зазвонит ваш телефон. Если вы дождетесь телефонного звонка — никто не говорил, что тест будет легкий — то попробуйте определить, где находится телефон. Вряд ли вы с первого раза правильно определите его местоположение. Теперь вы понимаете, почему при разговоре о 3D звуке много внимания уделяется особенностям восприятия каждого конкретного человека.

На основе подобных тестов разработчики звуковых технологий пришли к выводу, что слушателя можно вводить в заблуждение при определении точного местоположения источника звука при прослушивании через две или более колонок, а еще лучше через наушники. В результате этого мы создаем себе устойчивое представление об акустике окружающего нас мира, а с помощью мощных вычислительных процессоров источники отдельных звуков и музыка могут частично свободным образом располагаться в пространстве вокруг слушателя в режиме реального времени.

Два основных инструмента, которые применяют разработчики для создания 3D звука — это сдвиг по фазе и изменение частоты звукового сигнала в режиме реального времени. При этом используются мощные алгоритмы кодирования и преобразования звука, которые позволяют управлять звуком и слышать нам этот звук так, как это задумал режиссер. Слыша звук, мы определяем расположение источников звука в пространстве в зависимости от того, в какой акустической среде мы находимся и на каком расстоянии от источников звука. При этом прохождение звуковых волн сквозь препятствия, их поглощение объектами или отражение звуковых волн играют очень важную роль, и этим эффектам уделяется особое внимание. Например, очень важно знать, насколько сильно изменяется частота звука, если этот звук отразился от объекта, прежде чем достиг наших ушей. Все эти нюансы должны приниматься во внимание при моделировании 3D звука.

Заметим, что под термином "3D звук" мы имеем в виду только такую акустическую модель, когда источники звука позиционируются в виртуальном пространстве, и имеется интерактивное взаимодействие слушателя и источников звука. Например, при перемещении слушателя в виртуальном пространстве или при каких-либо действиях слушателя акустическая модель должна адекватно реагировать на эти события. Все остальные техники создания объемного звучания типа Q-Surround или многоканального звука типа Dolby Digital лишь расширяют стерео-базу и позиционируют источники звука в пространстве относительно слушателя, но не позволяют оценить слушателю расстояние до источников звука, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Итак, настоящая система воспроизведения 3D звука осуществляет две вещи: первое — позиционирование источников звука в виртуальном пространстве и второе — взаимодействие слушателя с источниками звука.

Как было отмечено ранее, правильное восприятие 3D звука позволяет сделать виртуальный мир частично реальным. Наше зрение является еще одной очень важной частью, позволяющей нам воспринимать окружающую среду. Зрительное восприятие позволяет нам правильно идентифицировать звук, даже если частота звука очень низкая, например фраза "Эй, танки слева!" помогает нам понять, что тот тихий, едва различимый рокот где-то на пределе слышимости означает приближение колонны бронетехники. Если мы не видим объект, издающий звук или не знаем, что именно издает звук, нам бывает очень сложно идентифицировать источник звука. Например, если мы слышим какие звуки из-за стены, но не знаем, что ребенок тренируется в сольфеджио, мы можем решить, что кто-то издевается над кошкой.

Пока нет совершенных во всех отношениях систем создания и воспроизведения 3D звука, также как нет идеальных систем создания и визуализации 3D графики. Тем не менее, уже сейчас у нас есть возможность слышать 3D звук, по крайней мере, на базовом уровне. Необходимые для создания 3D звука алгоритмы давно известны и отработаны, созданы звуковые движки и выбраны интерфейсы, приняты стандарты, осталось создать оптимальную по цене и производительности аппаратную часть (или воспользоваться возможностями CPU), отточить до совершенства алгоритмы и звуковые движки и обеспечить тонкую настройку всей системы под конкретного слушателя.

Компания Sensaura более 10 лет занимается созданием звуковых технологий. Ранее Sensaura носила имя CRL (Central Research Lab) и была подразделением концерна EMI. В легендарной студии Abbey Road оттачивались технологии создания 3D звука. Все разработки Sensaura ориентированы на работу через стандартный интерфейс DirectSound3D и его расширения. Часть технологий Sensaura уже применяется на практике, другие разработки мы скоро увидим в действии.

Технология Sensaura для воспроизведения 3D звука носит общее название 3D Positional Audio (3DPA) и включает в себя целый ряд решений, представляющих собой набор специализированных алгоритмов и звуковых движков:

  • MacroFX — позволяет воспроизводить звук от источников, расположенных на расстоянии до 1 м от слушателя (в т.н. ближнем поле, near field)
  • MultiDrive — технология воспроизведения 3D звука через четыре и более акустических колонок
  • EnvironmentFX — движок реверберации, через него реализована поддержка EAX 1.0/2.0 и I3DL2
  • ZoomFX — позволяет использовать такой параметр источника звука, как размер
  • Digital Ear — позволяет формировать библиотеки HRTF под конкретного слушателя

Более подробно о технологиях Sensaura вы можете узнать в специальном материале.

Производители звуковых чипов лицензируют разработки Sensaura и воплощают их в жизнь. При этом технологии Sensaura могут работать и за счет CPU, т.е. при использовании так называемых HSP (host-based signal processing) алгоритмов. Первый DSP чип, в котором на аппаратном уровне реализована поддержка технологий Sensaura сделала компания ESS Tech. Этот чип называется Canyon3D, а первую карту на базе этого DSP сделала компания Terratec. Об этой карте, которая получила футуристическое имя DMX мы и поговорим сегодня.

Комплект поставки


В черной стильной коробке находится следующее:

  1. Звуковая карта DMX
  2. Дочерняя карта с цифровыми интерфейсами (с их помощью можно подключится к внешнему DAC или ресиверу, DAT магнитофонам, MD плеерам и т.д.)
  3. Шлейф для подключения дочерней карты
  4. Кабель для подключения по цифровому интерфейсу CD/DVD ROM
  5. Шнур-переходник mini-jack/2RCA (с его помощью можно подключится к внешнему стерео усилителю)
  6. Компакт-диск с драйверами и программным обеспечением
  7. Руководство пользователя на английском и немецком языках
  8. Немного рекламы

Руководство пользователя заслуживает самой высшей оценки. Написано оно очень подробно и с изрядной долей юмора. Кроме описания самой карты и программного обеспечения в руководстве есть много полезной информации. Разумеется, мы приведем самые интересные данные из руководства к карте DMX в данной статье.

Описание DMX

  • DSP Canyon3D (ES1970) имеет корпус типа TQFP, 100 pin
  • Мощность DSP: 500 MIPS,
  • Canyon3D работает с аудио данными при частоте дискретизации до 48 КГц и точностью 8/16 бит
  • На карте установлен чип AD1893 "SamplePort" от Analog Devices (подробнеее о нем ниже)
  • На карте установлено два двухканальных стерео кодека:
    • Внешний 18-битный AC'97 v.2.1 кодек от SigmaTel — STAC9704Т
      • 48 pin корпус TQFP
      • Динамический диапазон: 95 дБ
      • Соотношение сигнал/шум > 95 dB
      • Частота дискретизации: 48 kHz, full duplex
    • Внешний 16 битный DAC от Burr-Brown — PCM1725
      • 14 pin корпус
      • Динамический диапазон: 95 дБ
      • 8-ми кратный цифровой фильтр
      • Соотношение сигнал/шум: 97 dB
      • Частота дискретизации: от 16 kHz до 96 kHz
  • Воспроизведение звука через наушники, 2 или 4 активные колонки

Карта имеет следующие разъемы:

  • Внешние: два буферизованных линейных стерео выхода, к обоим допустимо подключение наушников (для этого есть возможность задействовать предусилитель), микрофонный и линейный входы — все типа mini-jack; MPU-401 MIDI/Game Port
  • Внутренние: Wavetable Xtension (Header), MPC3: CD1, CD2, AUX, TAD, Digital Xtension (для подключения дочерней карты), Radio Xtension (для подключения FM тюнера), все внешние разъемы типа mini-jack продублированы в виде внутренних штырьковых разъемов.

На дочерней плате есть:

  • внутренний разъем CD S/PDIF IN и разъем для подключения к карте DMX
  • Внешние разъемы: цифровые входы/выходы S/PDIF типа RCA и цифровые входы/выходы S/PDIF типа TOSLINK

Кроме того:

  • Поддерживаются интерфейсы: DirectSound, DirectSound3D, A3D 1.0, EAX 1.0/2.0 и I3DL2 (через EnviornmentFX)
  • Поддерживается технология Sensaura 3DPA
  • 32 потока DS3D на аппаратном уровне
  • 64-голосовая аппаратная полифония
  • Управление энергопитанием PCI через APM 1.2 и ACPI 1.0
  • Минимальные системные требования: PentiumMMX 166 MHz, 16 MB RAM, Win95
  • Гарантия производителя: 2 года

Обратите внимание, что на карте установлено два двухканальных стерео кодека от разных производителей.

Почему Terratec не установил один четырехканальный кодек или не поставил в качестве второго кодек STAC9721от SigmaTel, который как раз и рассчитан на работу в качестве дополнительного ЦАП — совершенно непонятно. Нормальные герои всегда идут в обход. Следствием такого оригинального решения стало то, что с моей акустикой Cambridge SoundWorks FPS1000 через тыловые колонки в играх не было практически ничего слышно. Вместо звука на тылах были слышны лишь отдельные эффекты, причем с очень низким уровнем громкости и все это на фоне потрескиваний и тихого гула , похожего на белый шум. Что явилось причиной такого эффекта мне трудно судить. Возможно, виной является усилитель в FPS1000, возможно некачественный выходной буфер, а может и сам кодек от Burr-Brown. Оба кодека конвертируют цифровой сигнал в аналоговый и при этом оба обеспечивают на выходе одинаковый импеданс. Специалисты из Terratec склоняются к мнению, что во всем виноваты колонки FPS1000 и именно мой экземпляр. Возможно, вот только карты типа MX300, SQ2500 и серии Live! работают с этими колонками без проблем и я прекрасно слышу звук на тылах в играх. Так или иначе, но тылы на карте DMX при подключении FPS1000 (причем не важно, какую пару колонок подключать к тыловому выходу) не звучали. Пришлось найти в срочном порядке еще одну пару колонок, которыми оказались старые добрые Genius SP-330, которые и были подключены в качестве тыловых. Осталось лишь сравнять уровни громкости и расставить соответствующим образом колонки. После этой операции звук в играх стал четырехканальным и полноценным.

Карта DMX имеет темно-коричневый цвет текстолита и позолоченную планку крепления, что выглядит довольно стильно. На самой карте можно найти подробно расписанные обозначения всех разъемов, надпись "Think!" и изображение груши. Дочерняя плата с цифровыми интерфейсами имеет тоже темно-коричневый цвет текстолита и подключается к DMX с помощью специального шлейфа.

При внимательном рассмотрении карты были обнаружены исправления ошибок в разводке с помощью внешних проводов и дополнительной микросхемы на подставке. Все это навело меня на мысль, что карта DMX, которая попала к нам в руки (и которую обозревали западные сайты) является семплом. Чтобы получить однозначный ответ на этот вопрос, мы списались со службой технической поддержки Terratec и буквально после двух недель и повторного письма мы получили ряд ответов. Наша карта DMX является не семплом, а нормальной серийной картой. Отмечу, что после того, как переписка завязалась, я получал ответы на все вопросы практически на следующий день. В общем и целом я остался доволен службой поддержки Terratec. Тем не менее, я недоумеваю, почему карта за $200 имеет ошибки в разводке и плохо отлаженные драйверы, о которых мы еще поговорим.

Расскажем кратко о том, что такое SamplePort AD1893 от Analog Devices, т.е. что это за дополнительный чип на карте DMX. Известно, что существуют различные стандарты частоты дискретизации цифрового звука. Например, в CD Audio используется частота дискретизации 44.1 КГц, а в DAT устройствах обычно используется частота дискретизации 48 КГц (бывает и 44.1 кГц). Чтобы система работала со звуковыми данными с различной частотой дискретизации, например микшировала их, необходимо преобразовывать эти частоты, приводя их к единой величине. SamplePort является ASRC (Asynchronous Sample Rate Converter, асинхронный преобразователь частоты дискретизации). Он позволяет конвертировать частоту дискретизации цифрового сигнала на входе, изолируя джиттер (jitter) входного сигнала от данных на выходе. Иначе говоря, SamplePort позволяет легко связать звуковой DSP (в нашем случае это Canyon3D) с цифровым интерфейсом. SamplePort работает с данными с частотой дискретизации от 8 до 96 КГц с точностью 24 бита. В чипе SamplePort встроен FIFO буфер и имеется полифазный фильтр. На практике работа SamplePort выглядит так: например, мы хотим записать звук с СD Audio, имеющий частоту дискретизации 44.1 КГц, смикшированный со звуковым файлом типа wav (частота дискретизации 11 кГц) на DAT, на вход которого нужно подать сигнал с частотой 48 КГц. Тогда SamplePort конвертирует CD Audio и wav данные до частоты 48 КГц, передает в Canyon3D, где происходит микширование, после чего данные вновь через SamplePort передаются на цифровой трансмиттер и записываются на DAT кассету с частотой 48 КГц. При этом, по идее, не должно наблюдаться искажений цифрового сигнала после конвертирования и микширования, т.к. SamplePort имеет встроенные фильтры и подавитель джиттера. К слову, имеется возможность защитить ваши оригинальные записи от возможности копирования в цифре за счет использования специального встраиваемого ID по стандарту SCMS. В итоге, вы можете напеть песенку, добавить звуковое сопровождение, записать все это на DAT кассету или мини-диск и отослать на любимую FM радиостанцию. Если вы защитите свою демо запись от копирования в цифре, вы будете уверены, что ваша собственность не будет растиражирована без вашего на то разрешения (на самом деле, кому надо, легко обойдет эту защиту, но, как говорится, если верить — помогает).

Замечу, что в DSP чипе EMU10K1 также имеется встроенный аналог SamplePort, который конвертирует частоту дискретизации всех входящие цифровых данных в 48 КГц, после чего данные передаются на обработку DSP. Именно за эту возможность и критикуют EMU10K1, т.к. без конвертации частоты дискретизации обойтись нельзя, но бывает очень нужно. Минус в том, что нельзя получить на выходе данные бит в бит, как у сигнала на входе, а кроме того, есть предположение, что данные подвергаются обработке фильтрами типа noise shaping и dithering для улучшения звучания. Пока тесты нами не проводились и это лишь предположение.

Если у вас есть внешний DAC, ресивер с декодером AC-3 или ProLogic, MD player, DAT recorder или что-то еще с цифровым интерфейсом, то вам понравится наличие на дочерней карте оптических и коаксиальных S/PDIF входов/выходов. Эти цифровые входы/выходы принимают/передают данные с частотой дискретизации 32, 44.1 и 48 кГц. О том, насколько хорошо реализованы цифровые интерфейсы и как они работают, вы сможете узнать из отдельной статьи.

Установка драйверов и ПО


Установка карты в компьютер прошла без затруднений. Windows обнаружила новое аппаратное обеспечение и предложила указать путь к драйверам. Тем не менее, для корректной установки драйверов нужно использовать программу Setup. Если этого не сделать, а воспользоваться прямыми указаниями на inf файлы, то возникают проблемы. Также мы установили и обновление драйверов.

Хотя сама процедура установки драйверов и панели управления прошла просто, пользоваться Control Panel оказалось нетривиально. Порой часть опций оказывались недоступными, либо включение части из них не давала ожидаемого эффекта. Так, переключение на 4 колонки не всегда срабатывало, а задействовать линейный вход удалось только при повторной установке драйверов.

    

Наблюдался и такой интересный эффект, как отключение уровня громкости WaveOut без участия пользователя. В общем, драйверы произвели впечатление незаконченности.

Но это были только цветочки. Ягодки начались тогда, когда запустив CD Audio я попытался запустить игру, наивно полагая, что как любая современная PCI звуковая карта DMX от Terratec не удивится моему желанию. Угу. Вот что мне ответила DMX на это:

Аналогично я не смог запустить mp3 плеер параллельно с игрой. Да, карта стоит $200 и не может одновременно воспроизводить несколько потоков waveout. Обидно. Самое интересное, что эта проблема была обнаружена еще в августе 1999, сегодня февраль, а ситуация не изменилась. Видимо в Terratec всерьез считают, что так как их DMX ориентирована на полупрофессиональное использование, то потребности одновременного воспроизведения нескольких waveout потоков ни у кого не возникнет. Я сочувствую счастливым владельцам компьютеров от Vobis, которые комплектуются картами DMX, чем Terratec очень гордится. Остается надеяться, что в драйверах для MX400 эта проблема успешно решена.

Кроме самих драйверов был установлен набор управляющего программного обеспечения, демо программы и оригинальный универсальный проигрыватель.

На компакт-диске из поставки DMX записано довольно большой набор shareware программного обеспечения для работы со звуком. Даже если пользователь не занимается обработкой или созданием звука, такая забота со стороны производителя похвальна.

Проверка в работе и тесты

Тестовая система:

  • Intel Celeron 300A o/c 450 MHz
  • Chaintech 6BTM (i440BX)
  • RAM 256 Mb PC100 от SEC, CAS2
  • Chaintech Desperado RI41 (RIVA TNT2, 32 Mb) drv. Ref. 3.56
  • HDD Fujitsu 6.5 Gb UDMA33
  • DVD ROM Hitachi GD2000
  • Sound Cards: Diamond MX300 (drv. 2048b14), Creative SB Live! Player 1024 (Liveware 3.0), Aztech PCI 368DSP (drv. 1.25), Terratec DMX (drv. 4.05.00.0802)
  • Speakers: Cambridge Sound Works FPS1000 (4.1), Genius SP-330
  • Headphones: Sennheiser HD590
  • Windows98+DX7

Начнем с проверки воспроизведения MIDI. Карта DMX поддерживает на аппаратном уровне 64 голосовую полифонию. И это все. Поддержки DLS1 нет, т.е. загрузить звуковые банки возможности нет. Остается ждать поддержки DLS2, которая обещана после выхода Windows2000 и WDM драйверов. Либо воспользоваться программным синтезатором, например от Yamaha.

Если вас расстроило положение дел с MIDI, то в качестве маленькой компенсации вот полезная информация из руководства к DMX:

При воспроизведении звука от аналоговых источников, например от FM тюнера или CD Audio работает только один ЦАП STAC9704, но звук воспроизводится через четыре колонки (если они все подключены). В этом случае стерео сигнал, предназначенный для фронтальных колонок просто дублируется на тыловых, благодаря особенности данного кодека от SigmaTel. При этом звучание через 4 колонки вполне приличное.

Нет никакой возможности наложения эффектов реверберации при проигрывании аналогового (например, CD Audio) или цифрового (например, mp3) звука.

Предусмотрена возможность подключения CD/DVD ROM через цифровой интерфейс, благодаря наличию на дочерней карте CD-S/PDIF входа. Многим такая опция придется по душе.

Начали мы тесты с того, что измерили АЧХ карты с использованием теста Sound Analyser, для чего линейный выход и вход были соединены петлей. Каждое измерение проводилось по пять раз и в итоге был выбран наилучший результат.

Как видно, график АЧХ у карты DMX практически идеальная прямая. Так как при размыкании петли сигнал пропадал, значит тест Analyser измерил именно параметры аналогового тракта. Хотя, чтобы не возникало споров вокруг графиков, звуковые карты лучше всего тестировать субъективно, опираясь только на собственный слух. Кстати, на мою просьбу прокомментировать полученный график специалисты из Terratec заявили, что так и должно быть, что у них на аппаратуре от Rohde & Schwarz получается такой же результат.

Был запущен тестовый пакет Minerva 1.08, который подтвердил аппаратную поддержку 32 потоков DS3D. Тест на субъективное восприятие микширования различных источников звука нареканий не вызвал.

Тестовый пакет ZD AudioWinbench99 продемонстрировал очень высокий процент загрузки CPU при микшировании потоков DS3D, что довольно странно. Вот результаты теста на загрузку CPU для частоты дискретизации 44.1 КГц с точностью 16 бит:

 MX300SB Live! Player368DSPDMX
Static: Voice 82.413.225.079.51
Static: Voice 162.533.495.0116.1
Static: Voice 322.675.116.0429.3
Streaming: Voice 82.593.45.019.73
Streaming: Voice 162.593.525.0816.4
Streaming: Voice 322.715.115.9929

Отмечу, что мы использовали самые свежие драйверы, которые есть на сайте Terratec. На драйверах, идущих в комплекте с картой DMX, процент загрузки CPU был еще выше. При этом тест на загрузку CPU при использовании DirectSound потоков с частотой 44.1 КГц и точности 16 продемонстрировал более ожидаемые результаты:

 MX300SB Live! Player368DSPDMX
Static: Voice 80.8860.6891.271.94
Static: Voice 160.9380.8161.322.58
Static: Voice 321.040.7371.673.85
Streaming: Voice 80.8250.7021.371.94
Streaming: Voice 160.9370.7021.362.55
Streaming: Voice 321.090.5542.023.86

Замечу, что тест объявил о том, что DMX вообще не поддерживает на аппаратном уровне потоки DirectSound. В общем, результаты синтетического теста явно не адекватны в случае с DMX, особенно, если принять во внимание результаты тестов в реальных приложениях, которые мы приведем чуть ниже.

Тесты из состава ZD Audio WB'99 на субъективное восприятие звучания были пройдены успешно. Звук позиционировался хорошо. Никаких замечаний у нас не возникло.

Вместе с картой DMX поставляются несколько демо программ, в которых можно оценить работу EnvironmentFX, MacroFX и MultiDrive.

Отметим демо Donuts, в которой очень хорошо слышно, как работает MacroFX.

Чтобы оценить уровень загрузки CPU в реальных приложениях мы воспользовались игрой Heretic II, которая поддерживает интерфейсы A3D 2.0 и DS3D+EAX 1.0.

Мы использовали демо ntdemo и игру Heretic II с патчем 1.4 (с более старшими патчами демо не работает).

Замечу, что с помощью этого теста мы оценивали только загрузку CPU, а не качество реализации поддержки EAX 1.0 или A3D 2.0. На самом деле EAX 1.0 в игре Heretic II работает некорректно, т.е. реверберация есть, но пресеты включаются/выключаются невпопад и очень часто уровень громкости реверберации очень низок. Тем не менее, в качестве теста на загрузку CPU эта игра и демо вполне применимы.

Сначала мы запустили игру с использованием режима Software Rendering в разрешении 320х240 при 16 bpp, т.е. когда расчет всей графики возложен на CPU системы и вот какие результаты получились:

 Без звука368DSP EAX 1.0SB Live! Player 1024 EAX 1.0MX300 A3D 2.0DMX EAX 1.0
Software Rendering 320x240@16bpp39.8 fps37.5 fps37.5 fps32.6 fps34.9 fps

Теперь включим аппаратное ускорение для вывода графики через API OpenGL и посмотрим, как изменяться цифры:

 Без звука368DSP EAX 1.0SB Live! Player 1024 EAX 1.0MX300 A3D 2.0DMX EAX 1.0
OGL 640x480@16bpp82.1 fps74.6 fps73.8 fps63.3 fps70.9 fps
OGL 1024x768@16bpp58.8 fps58.1 fps58.1 fps56.9 fps57.3 fps

Итак, все звуковые карты, которые использовались при тестировании в той или иной степени загружают CPU системы. Это известный факт. Сильнее всех загружает CPU воспроизведение звука с использованием A3D 2.0. В разрешении 640x480 производительность видеокарт ограничивается возможностями CPU, тут разница в степени загрузки CPU при воспроизведении звука заметна на глаз и составляет от 5% до 15%. Зато в разрешении 1024х768 ограничивающим фактором производительности в графике является сама графическая карта и разница в значения fps при использовании разных звуковых карт становится минимальной, в пределах 2%-3%. Мораль: играйте в игры в высоких разрешения и с использованием современных графических ускорителей :=).

Мы также послушали работу EnvironmentFX, MacroFX, и MultiDrive в следующих играх: Half Life, Unreal, Unreal Tournament, Baldur's Gate, Need For Speed4 HS и TestDrive 6.

Каждый слушатель воспринимает звук по своему. Всегда нужно помнить об этом факте. То, что не понравилось нам, может понравиться вам. И наоборот. Что-то мы не услышали, а вы можете услышать. Кроме того, чтобы оценить качество 3D звука в игре, нужно поиграть довольно продолжительное время, погрузиться в атмосферу игры. Для проверки работоспособности специальных алгоритмов 3D звука вполне достаточно демо программ, а вот оценить общее качество создаваемого конкретной картой 3D звука можно только за довольно длительное время игры.

Карта DMX поддерживает на программном уровне A3D 1.0, т.е. это работает за счет перевода вызовов A3D 1.0 в вызовы функций из DS3D. Эту работы выполняет библиотека от Sensaura под именем audio3d.dll. Мы проверили поддержку A3D 1.0 в игре Thief и убедились в ее работоспособности на должном уровне.

Что интересно, при запуске игры Heretic II автоконфигуратор звука включал поддержку A3D 2.0, правда в игре половина эффектов не было слышно и ранних отраженных звуков тоже, как в принципе и должно быть ввиду поддержки картой только A3D 1.0.

Реверберация через EnviornmentFX (EAX 1.0) нам понравилась. По качеству она не уступает звучанию при использовании SB Live!. Вообще, у меня есть стойкое подозрение, что Creative лицензировала по крайней мере часть технологий Sensaura, но просто не афиширует этого.

Звучание через EAX 2.0 и I3DL2 нам проверить не удалось. Дело в том, что игр с поддержкой EAX 2.0 или I3DL2 у нас нет под рукой, а единственная демо EAX 2.0 запускается только на картах SB Live!. Тем не менее, можно уверенно прогнозировать, что все будет в порядке, тем более, что EAX 2.0 отличается от EAX 1.0 лишь наличием большего числа параметров управления (размер помещений, тип поверхностей), а также расчетом окклюзий и обструкций при воспроизведении реверберации.

Тем не менее, в текущих драйверах для DMX поддержки EAX2.0/I3DL2 вообще может не быть, а вот в драйверах для MX400 эта поддержка заявлена.

Работа MacroFX производит благоприятное впечатление. По сути это выглядит так: если источник звука находится в ближнем поле (near field), то громкость звука повышается. В результате создается полноценное ощущение того, что источник звука находится действительно рядом с вашей головой. Будь то пролетающая ракета, жужжащая муха или осколки бочки, разлетающиеся за вашей спиной. Замечу, что для полноценной работы MacroFX необходимо иметь запас по уровню громкости. Если вы играете в игры при максимальной громкости вашей акустики, то вы не услышите MacroFX. Можно только предположить, насколько реально будет воспроизводиться звук от источников в near field, если разработчики игр будут тратить силы на специальную оптимизацию под алгоритм MacroFX. В существующих играх MacroFX работает, но очень шаблонно.

В наушниках звучание в играх понравилось. На наш взгляд звук в наушниках лучше, чем при воспроизведении через Live!, но несколько уступает по ощущениям от звучания, воспроизводимого картами на Vortex2. Ситуация может измениться, если появится возможность загрузки HRTF под конкретного слушателя. К сожалению, технология Digital Ear, которая как раз будет обеспечивать такую возможность, пока только анонсирована. К слову, аналогичную возможность нам обещает Aureal после выхода A3D 3.0.

Звук при воспроизведении через 2 колонки нас не впечатлил. Нельзя сказать, что он был плохой, но ничего особенного. Это не сильная сторона DMX.

Зато звучание при воспроизведении через 4.1 акустику, т.е. при использовании MultiDrive произвело очень хорошее впечатление. Если акустика расставлена правильно, т.е. по углам воображаемого прямоугольника вокруг вас, то фильтры HRTF работают корректно. Вы попадаете в зону sweet spot, т.е. зону наилучшего восприятия звука. Использование HRTF фильтров на всех четырех звуковых каналах в паре с алгоритмами TCC позволяет довольно хорошо воспроизводить источники звука в вертикальной плоскости (т.н. elevations) и при движении источника звука по оси фронт/тыл. Неудобством является необходимость довольно точной расстановки колонок. Так что если у вас нет возможности соответствующим образом установить тыловые колонки, то MultiDrive не произведет на вас ожидаемого эффекта.

Тут уместно сделать небольшое отступление. Некоторые истинные любители звука предпочитают подключать свои звуковые карты к внешним DAC. При этом, они не имеют возможности слушать многоканальный звук, т.к. внешние ресиверы понимают только форматы типа AC-3 или DTS. При этом бытует мнение, что панацеей может служить кодирование (программное или аппаратное) 3D звука в играх в многоканальный формат звука, который понимает бытовой ресивер с декодером, например, AC-3 (Dolby Digital). Говорят, что технологических препятствий нет. На самом деле нет никакого смысла пытаться переводить в AC-3 динамично формируемый звук в играх. Представьте, вы выстрелили из ружья в игре, DSP вашей звуковой карты с использованием специальных алгоритмов рассчитал основной звук, ранние отражения и реверберации. Теперь все это нужно закодировать в AC-3, передать по крутому 3-х метровому кабелю из стекловолокна до вашего ресивера с AC-3 декодером, который декодирует данные и воспроизведет через крутые колонки шестиканальный звук. Представили?

Как вы думаете, успеет ли CPU или аппаратный кодер перевести звук в формат AC-3, а декодер в ресивере все это декодировать за то время, как вы нажали на спусковой крючок и ожидаете услышать звук выстрела и его последствия? Мы еще не учитываем время на передачу цифрового потока. Надеюсь, вы понимаете, что пока такого рода решения просто бессмысленны. Получается, что AC-3 мы не услышим в играх? Нет, услышим. Только в формате AC-3 будет кодироваться звуковое сопровождение к игре, например фоновая музыка, сопровождение к заставкам и видео роликам. Дело в том, что AC-3 и другие многоканальные звуковые форматы рассчитаны на то, что все каналы создаются заранее звукорежиссером. Они не рассчитаны на динамическое позиционирование истоников звука с учетом различных спецэффектов. Говоря простым языком, эти форматы не рассчитаны на 3D звук. Так что AC-3 в играх будет, но несколько в другом виде и без мультимедиа акустики мы все равно не обойдемся. Кстати, в A3D 3.0 есть поддержка декодирования Dolby Digital.

Выводы

По своей цене DMX прямой конкурент SB Live! Platinum, по возможностям — тоже. Фактически DMX — это полупрофессиональный инструмент. Если у вас есть потребность в использовании цифровых интерфейсов, то DMX может оказаться удачной находкой. Ведь в отличие от SB Live! Platinum у DMX есть оба типа цифровых входов/выходов S/PDIF.

Нельзя не отметить, что Terratec все-таки перемудрили с дизайном карты и совершенно мало внимания уделили качеству драйверов. Ну зачем спрашивается нужно было использовать сразу два кодека да еще от разных производителей? Про драйверы это вообще отдельная песня, таких драйверов не должно быть у современной звуковой карты с PCI интерфейсом. Тем не менее, несмотря на некоторые сложности с установкой драйверов и использованием карты в играх, DMX представляет собой вполне универсальное решение, стоящее свои $200. Если же вам не нужны цифровые интерфейсы в таком количестве, а нужна хорошая игровая карта, то DMX не для вас, как по цене, так и по работоспособности. Возможно, карта MX400 от S3/Diamond окажется более походящим решением.

На основании опыта использования DMX можно составить предварительную картину о том, что из себя будет представлять карта MX400. Во-первых, MX400 будет иметь только коаксиальный цифровой выход S/PDIF. Во-вторых, на борту MX400 не будет установлен SamplePort. Отсутствие цифровых интерфейсов и обслуживающей их элементной базы положительным образом сказывается на снижении цены. Кроме того, врядли S3 будет заниматься проработкой звуковых трактов, как это сделано в DMX от Terratec. Все-таки карты рассчитаны на совершенно разные секторы рынка. Terratec всегда занималась про- и полупрофессиональными продуктами, подобно Turtle Beach, а это всегда сказывается на конечной цене продукта. Предполагается, что в розницу MX400 будет стоить менее $90. Сравните это с ценой почти в $200 за DMX.. Такая стоимость карты MX400 сразу переводит ее в другую ценовую нишу и в другой сектор рынка, нежели DMX.

Кроме того на карте MX400 используется один четырехканальный кодек, что должно обеспечить отсутствие проблем с воспроизведением четырехканального звука. Также ожидается (если верить информации в сети), что драйверы для MX400 полностью отлажены и работоспособны, т.е. возможно, что не будет проблем с их установкой и микшированием нескольких WaveOut потоков. Возможно, что в драйверах для MX400 будет включена поддержка DLS1, что также было бы плюсом, однако, судя по всему, S3 решила эту проблему проще. Они не стали писать собственный программный движок, а просто укомплектовали свою карту MX400 программным синтезатором S-YXG50 от Yamaha. Что, на самом деле, обеспечивает высокое качество воспроизведения MIDI и избавляет от головной боли программистов и пользователей.

Если принять во внимание, что в играх карта DMX произвела очень хорошее впечатление, то можно прогнозировать, что MX400 ждет если не успех, то популярность. Не стоит ожидать, что MX400 станет супер-популярной звуковой картой. Максимум, чего можно ожидать, это уверенное вхождение в группу лидеров продаж, но не более. Ситуация может измениться только при условии, что мы в ближайшем времени услышим в действии технологии Digital Ear и ZoomFX и результат произведет на нас очень положительное впечатление, а также, если стоимость MX400 опустится ниже уровня в $50.

До появления MX400 в массовой продаже осталось совсем немного, так что скоро мы сможем проверить все наши предположения на практике.

Карта DMX предоставлена компанией "Мультимедиа Клуб"

 

Дополнительно

Звуковая карта DMX от Terratec

Звуковая карта DMX от Terratec

 

Если посмотреть на рынок звуковых карт, то можно заметить, что основные баталии разворачиваются вокруг продуктов Creative и Aureal. Однако это вовсе не означает, что эти две компании конкурируют исключительно друг с другом. На самом деле есть и другие игроки на рынке 3D звука. Например, компании Sensaura и QSound. Мы уже писали о технологиях этих компаний и тестировали плату Aztech 368DSP, поддерживающую решения от Qsound. Зато про продукты, реализующие алгоритмы Sensaura мы не писали. Особый интерес к разработкам Sensaura возник в связи с тем, что компания S3 анонсировала новую звуковую карту Monster Sound MX400 на базе чипа Canyon3D. Сама марка MX400 уже способствует повышенному вниманию со стороны потенциальных пользователей, благодаря успешным продажам MX300. Однако, как я уже упомянул, на MX400 используется DSP Canyon3D и к технологиям Aureal имеет очень далекое отношение. Чип Canyon3D поддерживает технологии Sensaura на аппаратном уровне, в отличие от широко имеющихся в продаже карт на чипах Yamaha. Кроме того, Canyon3D — это современный продукт, который появился совсем недавно, примерно пол года назад. Карт MX400 пока нет в продаже, зато карты на этом DSP предлагают два других производителя: Terratec и Formosa. К нам в лабораторию попала карта DMX от Terratec, ее мы и подвергнем исследованию. Сразу замечу, что рассматривать карту DMX мы будем, прежде всего, с точки зрения обычного пользователя, а не профессионального композитора или аудиофила. Кроме того, читая статью держите в уме тот факт, что практически вся информация может быть экстраполирована на карту MX400. Прежде чем перейти к рассмотрению непосредственно DMX, поговорим кратко о 3D звуке, тем более, что это стало маленькой традицией.

3D звук

О самом понятии 3D звук мы уже не раз говорили. Тем не менее, эта тема вызывает не меньше споров в конференциях, чем тема 3D графики. Поэтому, на мой взгляд, никогда не будет лишним поговорить о сути технологии еще раз.

Большинство людей имеют два уха. Это не является секретом. Оба уха обычно тесно взаимодействуют с нашим мозгом. У некоторых людей это взаимодействие происходит несколько лучше или гораздо лучше, чем у других. В этом случае про таких людей говорят, что у них хороший или музыкальный слух. Если говорить простыми словами, то слух — это результат взаимодействия нашего мозга с информацией, которую воспринимают наши уши. Такой тандем позволяет нам различать звуки и иногда определять положение в пространстве источников этих звуков, т.е. определять с некоторой точностью место, откуда исходят звуки. Мы не случайно говорим о том, что нельзя гарантировать правильное определение звуков и местоположение их источников в пространстве. Объяснение этому явлению каждый может найти для себя сам, проведя простой тест. Закройте глаза, закройте ладонью одно ухо, медленно начинайте поворачиваться по кругу и ждите, когда зазвонит ваш телефон. Если вы дождетесь телефонного звонка — никто не говорил, что тест будет легкий — то попробуйте определить, где находится телефон. Вряд ли вы с первого раза правильно определите его местоположение. Теперь вы понимаете, почему при разговоре о 3D звуке много внимания уделяется особенностям восприятия каждого конкретного человека.

На основе подобных тестов разработчики звуковых технологий пришли к выводу, что слушателя можно вводить в заблуждение при определении точного местоположения источника звука при прослушивании через две или более колонок, а еще лучше через наушники. В результате этого мы создаем себе устойчивое представление об акустике окружающего нас мира, а с помощью мощных вычислительных процессоров источники отдельных звуков и музыка могут частично свободным образом располагаться в пространстве вокруг слушателя в режиме реального времени.

Два основных инструмента, которые применяют разработчики для создания 3D звука — это сдвиг по фазе и изменение частоты звукового сигнала в режиме реального времени. При этом используются мощные алгоритмы кодирования и преобразования звука, которые позволяют управлять звуком и слышать нам этот звук так, как это задумал режиссер. Слыша звук, мы определяем расположение источников звука в пространстве в зависимости от того, в какой акустической среде мы находимся и на каком расстоянии от источников звука. При этом прохождение звуковых волн сквозь препятствия, их поглощение объектами или отражение звуковых волн играют очень важную роль, и этим эффектам уделяется особое внимание. Например, очень важно знать, насколько сильно изменяется частота звука, если этот звук отразился от объекта, прежде чем достиг наших ушей. Все эти нюансы должны приниматься во внимание при моделировании 3D звука.

Заметим, что под термином "3D звук" мы имеем в виду только такую акустическую модель, когда источники звука позиционируются в виртуальном пространстве, и имеется интерактивное взаимодействие слушателя и источников звука. Например, при перемещении слушателя в виртуальном пространстве или при каких-либо действиях слушателя акустическая модель должна адекватно реагировать на эти события. Все остальные техники создания объемного звучания типа Q-Surround или многоканального звука типа Dolby Digital лишь расширяют стерео-базу и позиционируют источники звука в пространстве относительно слушателя, но не позволяют оценить слушателю расстояние до источников звука, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Итак, настоящая система воспроизведения 3D звука осуществляет две вещи: первое — позиционирование источников звука в виртуальном пространстве и второе — взаимодействие слушателя с источниками звука.

Как было отмечено ранее, правильное восприятие 3D звука позволяет сделать виртуальный мир частично реальным. Наше зрение является еще одной очень важной частью, позволяющей нам воспринимать окружающую среду. Зрительное восприятие позволяет нам правильно идентифицировать звук, даже если частота звука очень низкая, например фраза "Эй, танки слева!" помогает нам понять, что тот тихий, едва различимый рокот где-то на пределе слышимости означает приближение колонны бронетехники. Если мы не видим объект, издающий звук или не знаем, что именно издает звук, нам бывает очень сложно идентифицировать источник звука. Например, если мы слышим какие звуки из-за стены, но не знаем, что ребенок тренируется в сольфеджио, мы можем решить, что кто-то издевается над кошкой.

Пока нет совершенных во всех отношениях систем создания и воспроизведения 3D звука, также как нет идеальных систем создания и визуализации 3D графики. Тем не менее, уже сейчас у нас есть возможность слышать 3D звук, по крайней мере, на базовом уровне. Необходимые для создания 3D звука алгоритмы давно известны и отработаны, созданы звуковые движки и выбраны интерфейсы, приняты стандарты, осталось создать оптимальную по цене и производительности аппаратную часть (или воспользоваться возможностями CPU), отточить до совершенства алгоритмы и звуковые движки и обеспечить тонкую настройку всей системы под конкретного слушателя.

Компания Sensaura более 10 лет занимается созданием звуковых технологий. Ранее Sensaura носила имя CRL (Central Research Lab) и была подразделением концерна EMI. В легендарной студии Abbey Road оттачивались технологии создания 3D звука. Все разработки Sensaura ориентированы на работу через стандартный интерфейс DirectSound3D и его расширения. Часть технологий Sensaura уже применяется на практике, другие разработки мы скоро увидим в действии.

Технология Sensaura для воспроизведения 3D звука носит общее название 3D Positional Audio (3DPA) и включает в себя целый ряд решений, представляющих собой набор специализированных алгоритмов и звуковых движков:

  • MacroFX — позволяет воспроизводить звук от источников, расположенных на расстоянии до 1 м от слушателя (в т.н. ближнем поле, near field)
  • MultiDrive — технология воспроизведения 3D звука через четыре и более акустических колонок
  • EnvironmentFX — движок реверберации, через него реализована поддержка EAX 1.0/2.0 и I3DL2
  • ZoomFX — позволяет использовать такой параметр источника звука, как размер
  • Digital Ear — позволяет формировать библиотеки HRTF под конкретного слушателя

Более подробно о технологиях Sensaura вы можете узнать в специальном материале.

Производители звуковых чипов лицензируют разработки Sensaura и воплощают их в жизнь. При этом технологии Sensaura могут работать и за счет CPU, т.е. при использовании так называемых HSP (host-based signal processing) алгоритмов. Первый DSP чип, в котором на аппаратном уровне реализована поддержка технологий Sensaura сделала компания ESS Tech. Этот чип называется Canyon3D, а первую карту на базе этого DSP сделала компания Terratec. Об этой карте, которая получила футуристическое имя DMX мы и поговорим сегодня.

Комплект поставки


В черной стильной коробке находится следующее:

  1. Звуковая карта DMX
  2. Дочерняя карта с цифровыми интерфейсами (с их помощью можно подключится к внешнему DAC или ресиверу, DAT магнитофонам, MD плеерам и т.д.)
  3. Шлейф для подключения дочерней карты
  4. Кабель для подключения по цифровому интерфейсу CD/DVD ROM
  5. Шнур-переходник mini-jack/2RCA (с его помощью можно подключится к внешнему стерео усилителю)
  6. Компакт-диск с драйверами и программным обеспечением
  7. Руководство пользователя на английском и немецком языках
  8. Немного рекламы

Руководство пользователя заслуживает самой высшей оценки. Написано оно очень подробно и с изрядной долей юмора. Кроме описания самой карты и программного обеспечения в руководстве есть много полезной информации. Разумеется, мы приведем самые интересные данные из руководства к карте DMX в данной статье.

Описание DMX

  • DSP Canyon3D (ES1970) имеет корпус типа TQFP, 100 pin
  • Мощность DSP: 500 MIPS,
  • Canyon3D работает с аудио данными при частоте дискретизации до 48 КГц и точностью 8/16 бит
  • На карте установлен чип AD1893 "SamplePort" от Analog Devices (подробнеее о нем ниже)
  • На карте установлено два двухканальных стерео кодека:
    • Внешний 18-битный AC'97 v.2.1 кодек от SigmaTel — STAC9704Т
      • 48 pin корпус TQFP
      • Динамический диапазон: 95 дБ
      • Соотношение сигнал/шум > 95 dB
      • Частота дискретизации: 48 kHz, full duplex
    • Внешний 16 битный DAC от Burr-Brown — PCM1725
      • 14 pin корпус
      • Динамический диапазон: 95 дБ
      • 8-ми кратный цифровой фильтр
      • Соотношение сигнал/шум: 97 dB
      • Частота дискретизации: от 16 kHz до 96 kHz
  • Воспроизведение звука через наушники, 2 или 4 активные колонки

Карта имеет следующие разъемы:

  • Внешние: два буферизованных линейных стерео выхода, к обоим допустимо подключение наушников (для этого есть возможность задействовать предусилитель), микрофонный и линейный входы — все типа mini-jack; MPU-401 MIDI/Game Port
  • Внутренние: Wavetable Xtension (Header), MPC3: CD1, CD2, AUX, TAD, Digital Xtension (для подключения дочерней карты), Radio Xtension (для подключения FM тюнера), все внешние разъемы типа mini-jack продублированы в виде внутренних штырьковых разъемов.

На дочерней плате есть:

  • внутренний разъем CD S/PDIF IN и разъем для подключения к карте DMX
  • Внешние разъемы: цифровые входы/выходы S/PDIF типа RCA и цифровые входы/выходы S/PDIF типа TOSLINK

Кроме того:

  • Поддерживаются интерфейсы: DirectSound, DirectSound3D, A3D 1.0, EAX 1.0/2.0 и I3DL2 (через EnviornmentFX)
  • Поддерживается технология Sensaura 3DPA
  • 32 потока DS3D на аппаратном уровне
  • 64-голосовая аппаратная полифония
  • Управление энергопитанием PCI через APM 1.2 и ACPI 1.0
  • Минимальные системные требования: PentiumMMX 166 MHz, 16 MB RAM, Win95
  • Гарантия производителя: 2 года

Обратите внимание, что на карте установлено два двухканальных стерео кодека от разных производителей.

Почему Terratec не установил один четырехканальный кодек или не поставил в качестве второго кодек STAC9721от SigmaTel, который как раз и рассчитан на работу в качестве дополнительного ЦАП — совершенно непонятно. Нормальные герои всегда идут в обход. Следствием такого оригинального решения стало то, что с моей акустикой Cambridge SoundWorks FPS1000 через тыловые колонки в играх не было практически ничего слышно. Вместо звука на тылах были слышны лишь отдельные эффекты, причем с очень низким уровнем громкости и все это на фоне потрескиваний и тихого гула , похожего на белый шум. Что явилось причиной такого эффекта мне трудно судить. Возможно, виной является усилитель в FPS1000, возможно некачественный выходной буфер, а может и сам кодек от Burr-Brown. Оба кодека конвертируют цифровой сигнал в аналоговый и при этом оба обеспечивают на выходе одинаковый импеданс. Специалисты из Terratec склоняются к мнению, что во всем виноваты колонки FPS1000 и именно мой экземпляр. Возможно, вот только карты типа MX300, SQ2500 и серии Live! работают с этими колонками без проблем и я прекрасно слышу звук на тылах в играх. Так или иначе, но тылы на карте DMX при подключении FPS1000 (причем не важно, какую пару колонок подключать к тыловому выходу) не звучали. Пришлось найти в срочном порядке еще одну пару колонок, которыми оказались старые добрые Genius SP-330, которые и были подключены в качестве тыловых. Осталось лишь сравнять уровни громкости и расставить соответствующим образом колонки. После этой операции звук в играх стал четырехканальным и полноценным.

Карта DMX имеет темно-коричневый цвет текстолита и позолоченную планку крепления, что выглядит довольно стильно. На самой карте можно найти подробно расписанные обозначения всех разъемов, надпись "Think!" и изображение груши. Дочерняя плата с цифровыми интерфейсами имеет тоже темно-коричневый цвет текстолита и подключается к DMX с помощью специального шлейфа.

При внимательном рассмотрении карты были обнаружены исправления ошибок в разводке с помощью внешних проводов и дополнительной микросхемы на подставке. Все это навело меня на мысль, что карта DMX, которая попала к нам в руки (и которую обозревали западные сайты) является семплом. Чтобы получить однозначный ответ на этот вопрос, мы списались со службой технической поддержки Terratec и буквально после двух недель и повторного письма мы получили ряд ответов. Наша карта DMX является не семплом, а нормальной серийной картой. Отмечу, что после того, как переписка завязалась, я получал ответы на все вопросы практически на следующий день. В общем и целом я остался доволен службой поддержки Terratec. Тем не менее, я недоумеваю, почему карта за $200 имеет ошибки в разводке и плохо отлаженные драйверы, о которых мы еще поговорим.

Расскажем кратко о том, что такое SamplePort AD1893 от Analog Devices, т.е. что это за дополнительный чип на карте DMX. Известно, что существуют различные стандарты частоты дискретизации цифрового звука. Например, в CD Audio используется частота дискретизации 44.1 КГц, а в DAT устройствах обычно используется частота дискретизации 48 КГц (бывает и 44.1 кГц). Чтобы система работала со звуковыми данными с различной частотой дискретизации, например микшировала их, необходимо преобразовывать эти частоты, приводя их к единой величине. SamplePort является ASRC (Asynchronous Sample Rate Converter, асинхронный преобразователь частоты дискретизации). Он позволяет конвертировать частоту дискретизации цифрового сигнала на входе, изолируя джиттер (jitter) входного сигнала от данных на выходе. Иначе говоря, SamplePort позволяет легко связать звуковой DSP (в нашем случае это Canyon3D) с цифровым интерфейсом. SamplePort работает с данными с частотой дискретизации от 8 до 96 КГц с точностью 24 бита. В чипе SamplePort встроен FIFO буфер и имеется полифазный фильтр. На практике работа SamplePort выглядит так: например, мы хотим записать звук с СD Audio, имеющий частоту дискретизации 44.1 КГц, смикшированный со звуковым файлом типа wav (частота дискретизации 11 кГц) на DAT, на вход которого нужно подать сигнал с частотой 48 КГц. Тогда SamplePort конвертирует CD Audio и wav данные до частоты 48 КГц, передает в Canyon3D, где происходит микширование, после чего данные вновь через SamplePort передаются на цифровой трансмиттер и записываются на DAT кассету с частотой 48 КГц. При этом, по идее, не должно наблюдаться искажений цифрового сигнала после конвертирования и микширования, т.к. SamplePort имеет встроенные фильтры и подавитель джиттера. К слову, имеется возможность защитить ваши оригинальные записи от возможности копирования в цифре за счет использования специального встраиваемого ID по стандарту SCMS. В итоге, вы можете напеть песенку, добавить звуковое сопровождение, записать все это на DAT кассету или мини-диск и отослать на любимую FM радиостанцию. Если вы защитите свою демо запись от копирования в цифре, вы будете уверены, что ваша собственность не будет растиражирована без вашего на то разрешения (на самом деле, кому надо, легко обойдет эту защиту, но, как говорится, если верить — помогает).

Замечу, что в DSP чипе EMU10K1 также имеется встроенный аналог SamplePort, который конвертирует частоту дискретизации всех входящие цифровых данных в 48 КГц, после чего данные передаются на обработку DSP. Именно за эту возможность и критикуют EMU10K1, т.к. без конвертации частоты дискретизации обойтись нельзя, но бывает очень нужно. Минус в том, что нельзя получить на выходе данные бит в бит, как у сигнала на входе, а кроме того, есть предположение, что данные подвергаются обработке фильтрами типа noise shaping и dithering для улучшения звучания. Пока тесты нами не проводились и это лишь предположение.

Если у вас есть внешний DAC, ресивер с декодером AC-3 или ProLogic, MD player, DAT recorder или что-то еще с цифровым интерфейсом, то вам понравится наличие на дочерней карте оптических и коаксиальных S/PDIF входов/выходов. Эти цифровые входы/выходы принимают/передают данные с частотой дискретизации 32, 44.1 и 48 кГц. О том, насколько хорошо реализованы цифровые интерфейсы и как они работают, вы сможете узнать из отдельной статьи.

Установка драйверов и ПО


Установка карты в компьютер прошла без затруднений. Windows обнаружила новое аппаратное обеспечение и предложила указать путь к драйверам. Тем не менее, для корректной установки драйверов нужно использовать программу Setup. Если этого не сделать, а воспользоваться прямыми указаниями на inf файлы, то возникают проблемы. Также мы установили и обновление драйверов.

Хотя сама процедура установки драйверов и панели управления прошла просто, пользоваться Control Panel оказалось нетривиально. Порой часть опций оказывались недоступными, либо включение части из них не давала ожидаемого эффекта. Так, переключение на 4 колонки не всегда срабатывало, а задействовать линейный вход удалось только при повторной установке драйверов.

    

Наблюдался и такой интересный эффект, как отключение уровня громкости WaveOut без участия пользователя. В общем, драйверы произвели впечатление незаконченности.

Но это были только цветочки. Ягодки начались тогда, когда запустив CD Audio я попытался запустить игру, наивно полагая, что как любая современная PCI звуковая карта DMX от Terratec не удивится моему желанию. Угу. Вот что мне ответила DMX на это:

Аналогично я не смог запустить mp3 плеер параллельно с игрой. Да, карта стоит $200 и не может одновременно воспроизводить несколько потоков waveout. Обидно. Самое интересное, что эта проблема была обнаружена еще в августе 1999, сегодня февраль, а ситуация не изменилась. Видимо в Terratec всерьез считают, что так как их DMX ориентирована на полупрофессиональное использование, то потребности одновременного воспроизведения нескольких waveout потоков ни у кого не возникнет. Я сочувствую счастливым владельцам компьютеров от Vobis, которые комплектуются картами DMX, чем Terratec очень гордится. Остается надеяться, что в драйверах для MX400 эта проблема успешно решена.

Кроме самих драйверов был установлен набор управляющего программного обеспечения, демо программы и оригинальный универсальный проигрыватель.

На компакт-диске из поставки DMX записано довольно большой набор shareware программного обеспечения для работы со звуком. Даже если пользователь не занимается обработкой или созданием звука, такая забота со стороны производителя похвальна.

Проверка в работе и тесты

Тестовая система:

  • Intel Celeron 300A o/c 450 MHz
  • Chaintech 6BTM (i440BX)
  • RAM 256 Mb PC100 от SEC, CAS2
  • Chaintech Desperado RI41 (RIVA TNT2, 32 Mb) drv. Ref. 3.56
  • HDD Fujitsu 6.5 Gb UDMA33
  • DVD ROM Hitachi GD2000
  • Sound Cards: Diamond MX300 (drv. 2048b14), Creative SB Live! Player 1024 (Liveware 3.0), Aztech PCI 368DSP (drv. 1.25), Terratec DMX (drv. 4.05.00.0802)
  • Speakers: Cambridge Sound Works FPS1000 (4.1), Genius SP-330
  • Headphones: Sennheiser HD590
  • Windows98+DX7

Начнем с проверки воспроизведения MIDI. Карта DMX поддерживает на аппаратном уровне 64 голосовую полифонию. И это все. Поддержки DLS1 нет, т.е. загрузить звуковые банки возможности нет. Остается ждать поддержки DLS2, которая обещана после выхода Windows2000 и WDM драйверов. Либо воспользоваться программным синтезатором, например от Yamaha.

Если вас расстроило положение дел с MIDI, то в качестве маленькой компенсации вот полезная информация из руководства к DMX:

При воспроизведении звука от аналоговых источников, например от FM тюнера или CD Audio работает только один ЦАП STAC9704, но звук воспроизводится через четыре колонки (если они все подключены). В этом случае стерео сигнал, предназначенный для фронтальных колонок просто дублируется на тыловых, благодаря особенности данного кодека от SigmaTel. При этом звучание через 4 колонки вполне приличное.

Нет никакой возможности наложения эффектов реверберации при проигрывании аналогового (например, CD Audio) или цифрового (например, mp3) звука.

Предусмотрена возможность подключения CD/DVD ROM через цифровой интерфейс, благодаря наличию на дочерней карте CD-S/PDIF входа. Многим такая опция придется по душе.

Начали мы тесты с того, что измерили АЧХ карты с использованием теста Sound Analyser, для чего линейный выход и вход были соединены петлей. Каждое измерение проводилось по пять раз и в итоге был выбран наилучший результат.

Как видно, график АЧХ у карты DMX практически идеальная прямая. Так как при размыкании петли сигнал пропадал, значит тест Analyser измерил именно параметры аналогового тракта. Хотя, чтобы не возникало споров вокруг графиков, звуковые карты лучше всего тестировать субъективно, опираясь только на собственный слух. Кстати, на мою просьбу прокомментировать полученный график специалисты из Terratec заявили, что так и должно быть, что у них на аппаратуре от Rohde & Schwarz получается такой же результат.

Был запущен тестовый пакет Minerva 1.08, который подтвердил аппаратную поддержку 32 потоков DS3D. Тест на субъективное восприятие микширования различных источников звука нареканий не вызвал.

Тестовый пакет ZD AudioWinbench99 продемонстрировал очень высокий процент загрузки CPU при микшировании потоков DS3D, что довольно странно. Вот результаты теста на загрузку CPU для частоты дискретизации 44.1 КГц с точностью 16 бит:

 MX300SB Live! Player368DSPDMX
Static: Voice 82.413.225.079.51
Static: Voice 162.533.495.0116.1
Static: Voice 322.675.116.0429.3
Streaming: Voice 82.593.45.019.73
Streaming: Voice 162.593.525.0816.4
Streaming: Voice 322.715.115.9929

Отмечу, что мы использовали самые свежие драйверы, которые есть на сайте Terratec. На драйверах, идущих в комплекте с картой DMX, процент загрузки CPU был еще выше. При этом тест на загрузку CPU при использовании DirectSound потоков с частотой 44.1 КГц и точности 16 продемонстрировал более ожидаемые результаты:

 MX300SB Live! Player368DSPDMX
Static: Voice 80.8860.6891.271.94
Static: Voice 160.9380.8161.322.58
Static: Voice 321.040.7371.673.85
Streaming: Voice 80.8250.7021.371.94
Streaming: Voice 160.9370.7021.362.55
Streaming: Voice 321.090.5542.023.86

Замечу, что тест объявил о том, что DMX вообще не поддерживает на аппаратном уровне потоки DirectSound. В общем, результаты синтетического теста явно не адекватны в случае с DMX, особенно, если принять во внимание результаты тестов в реальных приложениях, которые мы приведем чуть ниже.

Тесты из состава ZD Audio WB'99 на субъективное восприятие звучания были пройдены успешно. Звук позиционировался хорошо. Никаких замечаний у нас не возникло.

Вместе с картой DMX поставляются несколько демо программ, в которых можно оценить работу EnvironmentFX, MacroFX и MultiDrive.

Отметим демо Donuts, в которой очень хорошо слышно, как работает MacroFX.

Чтобы оценить уровень загрузки CPU в реальных приложениях мы воспользовались игрой Heretic II, которая поддерживает интерфейсы A3D 2.0 и DS3D+EAX 1.0.

Мы использовали демо ntdemo и игру Heretic II с патчем 1.4 (с более старшими патчами демо не работает).

Замечу, что с помощью этого теста мы оценивали только загрузку CPU, а не качество реализации поддержки EAX 1.0 или A3D 2.0. На самом деле EAX 1.0 в игре Heretic II работает некорректно, т.е. реверберация есть, но пресеты включаются/выключаются невпопад и очень часто уровень громкости реверберации очень низок. Тем не менее, в качестве теста на загрузку CPU эта игра и демо вполне применимы.

Сначала мы запустили игру с использованием режима Software Rendering в разрешении 320х240 при 16 bpp, т.е. когда расчет всей графики возложен на CPU системы и вот какие результаты получились:

 Без звука368DSP EAX 1.0SB Live! Player 1024 EAX 1.0MX300 A3D 2.0DMX EAX 1.0
Software Rendering 320x240@16bpp39.8 fps37.5 fps37.5 fps32.6 fps34.9 fps

Теперь включим аппаратное ускорение для вывода графики через API OpenGL и посмотрим, как изменяться цифры:

 Без звука368DSP EAX 1.0SB Live! Player 1024 EAX 1.0MX300 A3D 2.0DMX EAX 1.0
OGL 640x480@16bpp82.1 fps74.6 fps73.8 fps63.3 fps70.9 fps
OGL 1024x768@16bpp58.8 fps58.1 fps58.1 fps56.9 fps57.3 fps

Итак, все звуковые карты, которые использовались при тестировании в той или иной степени загружают CPU системы. Это известный факт. Сильнее всех загружает CPU воспроизведение звука с использованием A3D 2.0. В разрешении 640x480 производительность видеокарт ограничивается возможностями CPU, тут разница в степени загрузки CPU при воспроизведении звука заметна на глаз и составляет от 5% до 15%. Зато в разрешении 1024х768 ограничивающим фактором производительности в графике является сама графическая карта и разница в значения fps при использовании разных звуковых карт становится минимальной, в пределах 2%-3%. Мораль: играйте в игры в высоких разрешения и с использованием современных графических ускорителей :=).

Мы также послушали работу EnvironmentFX, MacroFX, и MultiDrive в следующих играх: Half Life, Unreal, Unreal Tournament, Baldur's Gate, Need For Speed4 HS и TestDrive 6.

Каждый слушатель воспринимает звук по своему. Всегда нужно помнить об этом факте. То, что не понравилось нам, может понравиться вам. И наоборот. Что-то мы не услышали, а вы можете услышать. Кроме того, чтобы оценить качество 3D звука в игре, нужно поиграть довольно продолжительное время, погрузиться в атмосферу игры. Для проверки работоспособности специальных алгоритмов 3D звука вполне достаточно демо программ, а вот оценить общее качество создаваемого конкретной картой 3D звука можно только за довольно длительное время игры.

Карта DMX поддерживает на программном уровне A3D 1.0, т.е. это работает за счет перевода вызовов A3D 1.0 в вызовы функций из DS3D. Эту работы выполняет библиотека от Sensaura под именем audio3d.dll. Мы проверили поддержку A3D 1.0 в игре Thief и убедились в ее работоспособности на должном уровне.

Что интересно, при запуске игры Heretic II автоконфигуратор звука включал поддержку A3D 2.0, правда в игре половина эффектов не было слышно и ранних отраженных звуков тоже, как в принципе и должно быть ввиду поддержки картой только A3D 1.0.

Реверберация через EnviornmentFX (EAX 1.0) нам понравилась. По качеству она не уступает звучанию при использовании SB Live!. Вообще, у меня есть стойкое подозрение, что Creative лицензировала по крайней мере часть технологий Sensaura, но просто не афиширует этого.

Звучание через EAX 2.0 и I3DL2 нам проверить не удалось. Дело в том, что игр с поддержкой EAX 2.0 или I3DL2 у нас нет под рукой, а единственная демо EAX 2.0 запускается только на картах SB Live!. Тем не менее, можно уверенно прогнозировать, что все будет в порядке, тем более, что EAX 2.0 отличается от EAX 1.0 лишь наличием большего числа параметров управления (размер помещений, тип поверхностей), а также расчетом окклюзий и обструкций при воспроизведении реверберации.

Тем не менее, в текущих драйверах для DMX поддержки EAX2.0/I3DL2 вообще может не быть, а вот в драйверах для MX400 эта поддержка заявлена.

Работа MacroFX производит благоприятное впечатление. По сути это выглядит так: если источник звука находится в ближнем поле (near field), то громкость звука повышается. В результате создается полноценное ощущение того, что источник звука находится действительно рядом с вашей головой. Будь то пролетающая ракета, жужжащая муха или осколки бочки, разлетающиеся за вашей спиной. Замечу, что для полноценной работы MacroFX необходимо иметь запас по уровню громкости. Если вы играете в игры при максимальной громкости вашей акустики, то вы не услышите MacroFX. Можно только предположить, насколько реально будет воспроизводиться звук от источников в near field, если разработчики игр будут тратить силы на специальную оптимизацию под алгоритм MacroFX. В существующих играх MacroFX работает, но очень шаблонно.

В наушниках звучание в играх понравилось. На наш взгляд звук в наушниках лучше, чем при воспроизведении через Live!, но несколько уступает по ощущениям от звучания, воспроизводимого картами на Vortex2. Ситуация может измениться, если появится возможность загрузки HRTF под конкретного слушателя. К сожалению, технология Digital Ear, которая как раз будет обеспечивать такую возможность, пока только анонсирована. К слову, аналогичную возможность нам обещает Aureal после выхода A3D 3.0.

Звук при воспроизведении через 2 колонки нас не впечатлил. Нельзя сказать, что он был плохой, но ничего особенного. Это не сильная сторона DMX.

Зато звучание при воспроизведении через 4.1 акустику, т.е. при использовании MultiDrive произвело очень хорошее впечатление. Если акустика расставлена правильно, т.е. по углам воображаемого прямоугольника вокруг вас, то фильтры HRTF работают корректно. Вы попадаете в зону sweet spot, т.е. зону наилучшего восприятия звука. Использование HRTF фильтров на всех четырех звуковых каналах в паре с алгоритмами TCC позволяет довольно хорошо воспроизводить источники звука в вертикальной плоскости (т.н. elevations) и при движении источника звука по оси фронт/тыл. Неудобством является необходимость довольно точной расстановки колонок. Так что если у вас нет возможности соответствующим образом установить тыловые колонки, то MultiDrive не произведет на вас ожидаемого эффекта.

Тут уместно сделать небольшое отступление. Некоторые истинные любители звука предпочитают подключать свои звуковые карты к внешним DAC. При этом, они не имеют возможности слушать многоканальный звук, т.к. внешние ресиверы понимают только форматы типа AC-3 или DTS. При этом бытует мнение, что панацеей может служить кодирование (программное или аппаратное) 3D звука в играх в многоканальный формат звука, который понимает бытовой ресивер с декодером, например, AC-3 (Dolby Digital). Говорят, что технологических препятствий нет. На самом деле нет никакого смысла пытаться переводить в AC-3 динамично формируемый звук в играх. Представьте, вы выстрелили из ружья в игре, DSP вашей звуковой карты с использованием специальных алгоритмов рассчитал основной звук, ранние отражения и реверберации. Теперь все это нужно закодировать в AC-3, передать по крутому 3-х метровому кабелю из стекловолокна до вашего ресивера с AC-3 декодером, который декодирует данные и воспроизведет через крутые колонки шестиканальный звук. Представили?

Как вы думаете, успеет ли CPU или аппаратный кодер перевести звук в формат AC-3, а декодер в ресивере все это декодировать за то время, как вы нажали на спусковой крючок и ожидаете услышать звук выстрела и его последствия? Мы еще не учитываем время на передачу цифрового потока. Надеюсь, вы понимаете, что пока такого рода решения просто бессмысленны. Получается, что AC-3 мы не услышим в играх? Нет, услышим. Только в формате AC-3 будет кодироваться звуковое сопровождение к игре, например фоновая музыка, сопровождение к заставкам и видео роликам. Дело в том, что AC-3 и другие многоканальные звуковые форматы рассчитаны на то, что все каналы создаются заранее звукорежиссером. Они не рассчитаны на динамическое позиционирование истоников звука с учетом различных спецэффектов. Говоря простым языком, эти форматы не рассчитаны на 3D звук. Так что AC-3 в играх будет, но несколько в другом виде и без мультимедиа акустики мы все равно не обойдемся. Кстати, в A3D 3.0 есть поддержка декодирования Dolby Digital.

Выводы

По своей цене DMX прямой конкурент SB Live! Platinum, по возможностям — тоже. Фактически DMX — это полупрофессиональный инструмент. Если у вас есть потребность в использовании цифровых интерфейсов, то DMX может оказаться удачной находкой. Ведь в отличие от SB Live! Platinum у DMX есть оба типа цифровых входов/выходов S/PDIF.

Нельзя не отметить, что Terratec все-таки перемудрили с дизайном карты и совершенно мало внимания уделили качеству драйверов. Ну зачем спрашивается нужно было использовать сразу два кодека да еще от разных производителей? Про драйверы это вообще отдельная песня, таких драйверов не должно быть у современной звуковой карты с PCI интерфейсом. Тем не менее, несмотря на некоторые сложности с установкой драйверов и использованием карты в играх, DMX представляет собой вполне универсальное решение, стоящее свои $200. Если же вам не нужны цифровые интерфейсы в таком количестве, а нужна хорошая игровая карта, то DMX не для вас, как по цене, так и по работоспособности. Возможно, карта MX400 от S3/Diamond окажется более походящим решением.

На основании опыта использования DMX можно составить предварительную картину о том, что из себя будет представлять карта MX400. Во-первых, MX400 будет иметь только коаксиальный цифровой выход S/PDIF. Во-вторых, на борту MX400 не будет установлен SamplePort. Отсутствие цифровых интерфейсов и обслуживающей их элементной базы положительным образом сказывается на снижении цены. Кроме того, врядли S3 будет заниматься проработкой звуковых трактов, как это сделано в DMX от Terratec. Все-таки карты рассчитаны на совершенно разные секторы рынка. Terratec всегда занималась про- и полупрофессиональными продуктами, подобно Turtle Beach, а это всегда сказывается на конечной цене продукта. Предполагается, что в розницу MX400 будет стоить менее $90. Сравните это с ценой почти в $200 за DMX.. Такая стоимость карты MX400 сразу переводит ее в другую ценовую нишу и в другой сектор рынка, нежели DMX.

Кроме того на карте MX400 используется один четырехканальный кодек, что должно обеспечить отсутствие проблем с воспроизведением четырехканального звука. Также ожидается (если верить информации в сети), что драйверы для MX400 полностью отлажены и работоспособны, т.е. возможно, что не будет проблем с их установкой и микшированием нескольких WaveOut потоков. Возможно, что в драйверах для MX400 будет включена поддержка DLS1, что также было бы плюсом, однако, судя по всему, S3 решила эту проблему проще. Они не стали писать собственный программный движок, а просто укомплектовали свою карту MX400 программным синтезатором S-YXG50 от Yamaha. Что, на самом деле, обеспечивает высокое качество воспроизведения MIDI и избавляет от головной боли программистов и пользователей.

Если принять во внимание, что в играх карта DMX произвела очень хорошее впечатление, то можно прогнозировать, что MX400 ждет если не успех, то популярность. Не стоит ожидать, что MX400 станет супер-популярной звуковой картой. Максимум, чего можно ожидать, это уверенное вхождение в группу лидеров продаж, но не более. Ситуация может измениться только при условии, что мы в ближайшем времени услышим в действии технологии Digital Ear и ZoomFX и результат произведет на нас очень положительное впечатление, а также, если стоимость MX400 опустится ниже уровня в $50.

До появления MX400 в массовой продаже осталось совсем немного, так что скоро мы сможем проверить все наши предположения на практике.

Карта DMX предоставлена компанией "Мультимедиа Клуб"