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发表于 2006-9-14
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流行家用声卡的种类与技术5 N/ A6 d5 x* y# R
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8 [" i# ]' U* k6 \& Q# _" \" P 目前流行的声卡品种繁多，令人目不暇接，不过若是以其所采用的音效芯片来分类的话，种类就有限了。在决定声卡性能的诸因素之中，音效芯片所占的位置是举足轻重的；因此要想全面了解声卡，首先就要了解不同声卡所采用的不同音效芯片。6 t7 z3 N. ^) f& n @
; F# @& i" V! Z" c' A! e: G- I% m 主流音效芯片简评8 f* r' ^! v( G* _! W1 z
7 Z* G# @9 J) ^5 F( G: x& C' u* E2 Z Creative系列音效芯片! C4 [6 O5 ?8 T6 V& v& l
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Creative 137X系列(ES-137X)
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简介：Creative早期的PCI声卡使用的都是ES-137X系列的芯片，其中ES-1370主要应用于Sound Blaster PCI64和Sound Blaster PCI128声卡；ES-1373是前者的简化版，主要应用于主板集成。
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2 m1 i% V( `$ ^6 I4 p' X 评论：这一系列音效芯片本身的信噪比较高，在录制WAV音频时可以得到比较满意的音质，不过由于这款芯片所采用的技术比较简单，因此合成后的MIDI乐曲整体效果不是很好。在三维音效方面，该芯片可以实现硬件加速DS3D、软件模拟A3D 1.0和EAX，可以模拟支持4音箱输出，在四声道模式下可以获得较好的三维定位效果。% i; e* L v' u, M3 o2 V3 x9 W5 d
& `5 e7 n: e* B$ I EMU10K1+ [$ v. V6 _. s2 A
: f+ K5 Q5 i' ?+ d. n8 U 简介：EMU10K1是性能强劲的音效处理芯片，它集成了超过200万的晶体管，拥有超过1000个MIPS的处理能力，而且这款音效芯片本身就是一块可编程的DSP，这就意味着它可以通过软件来改进功能、增强处理能力，因此生命力强劲。- \% P$ Q0 Z9 ] z0 ~, h
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评论：EMU10K1由于率先采用了8点内插运算功能，所以音质极佳，达到了DSP数据转换的高峰，经它处理转换后的音频信号，听起来很逼真，而且EMU10K1更是凭借自己强大的运算能力，足以轻松应付各种复杂的三维音效处理；不过美中不足的一点是MIDI的合成能力，虽然运用了先进的SOUNDFONT技术，可以添加各种风格的音色库，但由于算法较简单，整体效果还是无法与YAMAHA、ROLAND等专业软波表媲美。' S$ D5 I: }& x' Q; r
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ESS系列音效芯片9 `9 W; W0 @, o: _
) S1 ^7 ~5 ]: J0 p! |* A" a ESS MAESTRO-2(1968)
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简介：ESS MAESTRO-2(1968)系列是ESS公司生产的第二代PCI音效芯片，在性能上比前一代产品有了较大的提升。首先，该芯片采用了32位线程处理技术，大大降低了声卡放音时CPU的占用率；其次，它采用了数据缓存技术，通过把数据存储在系统内存中，从而使PCI总线数据传输速度得到更有力的发挥；同时ESS MAESTRO-2(1968)芯片还支持两路立体声音频输出，可以为用户营造一种模拟的环绕效果。另外在三维音效方面，它采用了Sensaura新一代的技术，在音质效果上显得更加逼真。
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0 i1 X# b" }6 m$ r 评论：总的来看，ESS MAESTRO-2(1968)音效芯片在许多方面的功能在同价位芯片中都是比较优秀的，拥有的良好音质和较低的CPU占用率，值得普通用户选择。
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ESS Canyon3D3 |$ `; q' m- o# I5 Q. n; {
0 U7 ]9 y4 {- h+ S 简介：ESS Canyon3D是ESS公司的新力作，处理能力为500MIPS。Canyon3D拥有两个可以编程的处理单元，其中包括一个64通道流水线的波形处理单元以及一个音频信号处理单元，可以加速超过32个DirectSound3D音频流。Canyon3D最为吸引人的地方在于其对3D音频的支持。它与ESS MAESTRO-2最大的区别，在于真正支持四声道输出，而且与其它的多声道声卡有所不同，它提供了一个可独立控制的低音炮输出接口，同时它还利用Sensaura的MultiDrive技术处理三维音效，以获得包括DS3D、A3D 1.0和EAX在内的多种主流API，在四声道模式下能够提供真正的HRTF回放效果。在立体声模式下，Canyon3D通过三维处理技术加宽的信号频率，可以使用户获得虚拟的环绕声。- v# N- P. ], Q/ P! _2 U; Y
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评论：ESS Canyon3D音效芯片的CPU占用率很低，而且继承了ESS系列产品兼容性较好的优点，不过美中不足的地方是，它的MIDI合成效果却仍然没有多少改进，连基本的回馈与和声特效也不能表达出来，这一点令人遗憾。8 k8 `, S$ C" u- c- _1 `
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Aureal系列音效芯片
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& B& v" f" i. p3 [8 v6 @; h Vortex AU8820
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简介：Vortex AU8820拥有48个硬件音频流通道，并具有输出SPDIF的能力，而且Vortex AU8820同时也提供了对DS3D的支持。
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评论：在音质方面，Vortex AU8820的表现令人十分满意，基本上都可以达到其所标称的信噪比。在MIDI合成方面，Vortex AU8820芯片提供了兼容DLS的波表合成引擎，硬件复音达32个，另外还可以用软件合成32个复音，但合成后的音质效果一般。在兼容性上，Vortex AU8820的表现还算不错，不过它对CPU的占用率极高。+ p6 j' }/ l! `3 Y- k) a6 O- g
7 }( c8 A4 t+ Q1 A4 L) u" {& D Vortex2 AU8830$ U6 `( F- w1 |3 d" o' q4 Z9 Q; K( Z
' w4 ]: K8 U# a1 ]1 k 简介：Vortex2 AU8830包含了三百万个晶体管，其硬件处理能力为600MIPS，折算为DSP的话，大约为1200到1800MIPS。Vortex2 AU8830拥有96个硬件音频通道，并可同时渲染76个3D音源。Vortex2 AU8830芯片的内部分为很多个处理单元，通过内部的数流总线(VDB)传送音频流。作为可编程的双总线结构，VDB可以传送多达183个音频流。Vortex AU8830有两个32位复音处理单元，共有64个硬件复音。另外加上256个软件复音，总共可以支持320个复音。3 {: b! E/ I. S, R2 J+ w# x! z
* x5 P6 J- h+ r; x; f2 u+ v7 r3 \5 W 评论：Vortex2 AU8830是Aureal公司所推出的第二款音效芯片，同时也是其绝版的经典之作(此后Aureal便被Creative收购了)，可惜Vortex2 AU8830并不是一块DSP，因此主要功能和性能都已固化，无法通过软件升级，这也正是此款芯片的最大不足之处。
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声卡流行技术$ |8 o P# u, p4 S" V
3 }4 A* X# n& }3 u: v 波表合成技术
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波表合成技术，就是指将各种真实乐器所能发出的所有声音录制下来，存储为一个波表文件，在播放时根据MIDI文件所记录的乐曲信息从波表中找出对应的声音信息，进行加工合成后再播放出来。最早出现的波表合成技术都是软波表技术，需要占用较多的系统资源，但发展到了PCI声卡时代之后，硬波表合成技术开始出现。由于PCI总线的传输带宽可达133Mbps，因此可以利用系统主内存代替价格昂贵的专用声音存储器，从而解决了以前ISA声卡中的最大矛盾——音色库存储空间与硬件成本的冲突。与此同时，PCI声卡还采用了一种叫做DLS的技术，靠声卡自己的音频处理芯片对调入内存的音色库进行合成，从而大大降低了CPU的占用率；除此之外，这种音色库还可以随时更新，并利用DLS音色编辑软件进行修改，这是传统波表所无法比拟的。% d1 H( z' y; ?' T+ p R
, a2 {9 B7 [( Y& `) z! \7 ]; ~ 3D音频技术
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3D音频技术是现阶段主流声卡不可或缺的组成部分，对于支持3D音效技术的声卡来说，其声音处理的算法是非常重要的，它往往决定了此款产品的定位和音频效果的好坏。目前不少的音频技术公司和声卡厂商开发出了各种各样的算法和技术，他们一般都有自己专门的编程接口(API)。6 _/ w: g7 A/ T6 D$ P
0 j1 H- ^: c, R0 i, B5 } Aureal 3D(A3D)
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A3D是由Aureal公司开发的一种突破性的互动3D音效技术。A3D是一套基于HRTF算法的3D音效定位技术，基本原理是根据人的头部对不同方位的声音加以频率校正，在虚拟的三维空间中模拟出多个音源，再利用这些音源之间的位置变换，声音强弱来实现音效定位。A3D 1.0技术包含“环绕”和“互动”两部分内容，允许两只普通的音箱或一对耳机，在环绕着听者的三维空间中精确地定位声源。A3D 2.0音效技术支持更多的3D声源、更高的采样率和更大的HRTF过滤器，此外更具有独创的声波追踪技术，其中包括实时声学反射、回音和阻塞渲染。A3D 2.0的声波追踪技术可以分析一个空间的三维几何性状，实时跟踪声波在环境中受到的反射和吸收，这就意味着我们从中可以聆听到更为逼真的音响效果。
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/ W9 T. z1 V8 |5 l. ]5 b DirectSound3D(DS3D)8 N3 A/ L+ F" Z, {2 Q
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DirectSound3D也就是人们常说的DS3D技术，它是由Microsoft开发的。DS3D具有强大的扩展能力，同时它还具有多达32个音频文件的指令工具，并且还可以在DS3D API的基础上进行改进和扩充，提供更加丰富的功能，如EAX就是其中一个著名的扩展API。DS3D的作用就在于帮助开发者定义声音在3D空间中的定位和声响，而这一切又是靠与DS3D兼容的声卡用各种算法来实现的。由于Microsoft具有举足轻重的地位，因此DS3D推出后就得到了广泛的应用。, D7 M$ ~. H$ a. b3 E0 \* S3 ], }
$ j7 e7 _8 m8 ]. e' x' d @1 j EAX
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EAX(环境音效扩展集)是由创新公司开发的，本质上是依附于Direct Sound3D的扩展API，因此要支持EAX就必须支持Direct Sound3D。EAX 1.0的作用很简单，只是为游戏加入3D混响效果，而且用起来很简单，但实时3D混响效果的实现却并不简单，因此除了声卡的处理能力要强之外，还必须有好的算法；EAX 2.0则加入了“声波穿越障碍物”和“声波的衍射现象”等高级环境音效；EAX 3.0在继承前两代产品特性的同时，提还供了更为强大且简单易用的开发工具，包括可以为每一个单独音源做早反射和混响的控制、局限反射群、改进了的距离模型、允许在环境之间动态平滑切换等，并公开了环境的全部参数，使开发和创建特别音效更为容易和直观。$ d2 G2 e# V; k+ _' V' m+ Y
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