VODI KROZ PC TEHNOLOGIJU

ZVUNE KARTICE

Prevod sa engleskog: Dr Radomir Jankovi

2 Zvuk je relativno nova odlika PC raunara, jer ga niko zaista nije uzeo u obzir kada je PC prvi put konstruisan. Prvobitni IBM kompatibilni PC raunar projektovan je kao alat za poslovanje, a ne kao multimedijalna maina, tako da uopte ne iznenadjuje to to niko nije pomislio da ugradi namenski zvuni ip u njegovu arhitekturu. Kompjuteri su ipak smatrani mainama za raunanje; jedini potrebni zvuk bio je "bip" koji je sluio kao znak upozorenja. Nekoliko godina kasnije, firma Macintosh je ugradila zvune mogunosti koje su daleko prevazilazile "bipove" i "klikove", ali PC raunara sa integrisanim zvukom je i dalje malo. Zato PC raunari zahtevaju dalje dodavanje adaptera ili zvune kartice da bi se postigao zvuk odgovarajueg kvaliteta. Popularnost koju su multimedijske aplikacije stekle u poslednjih nekoliko godina ubrzala je razvoj zvune kartice, a sve vee nadmetanje medju proizvodjaima dovelo je do pojeftinjenja i vee sloenosti ovih uredjaja. Dananje kartice ne samo da daju sjajan zvuk raunarskim igrama i multimedijskim primenama ve, uz pomo odgovarajueg softvera, korisnici mogu i da komponuju, edituju i tampaju svoju sopstvenu muziku, kao i da naue da sviraju klavir, snimaju i edituju digitalni audio, i da sluaju muzike kompakt diskove.

Fizika zvukaZvuk nastaje pri sudaru dva ili vie predmeta koji pritom emituju energetski talas, a on, opet, izaziva promene pritiska vazduha koji te predmete okruuje. Te promene pritiska primaju nae bubne opne, a mozak ih pretvara u zvuk. Zvuni talasi se prostiru u svim pravcima od mesta nastanka, slino talasima koji nastaju kada se kamen baci u vodu. Kada se zvuk snima pomou mikrofona, usled promena vazdunog pritiska membrana mikrofona se pomera na slian nain kao i nae bubne opne. Ovi siuni pokreti se zatim pretvaraju u promene elektrinog napona. to je najbitnije, sve zvune kartice proizvode zvuk na ovaj nain, samo obrnutim redosledom.One stvaraju, to jest reprodukuju zvune talase. Promene napona se tada poveavaju, to izaziva vibriranje zvunika. Ove vibracije dovode do promena vazdunog pritiska, koje se dalje pretvaraju u zvuk. Ljudski mozak je veoma dobar procesor koji, kada je zvuk u pitanju, moe prilino dobro da odredi njegov poloaj i stanje pomou samo dva uva i mogunosti da okreemo glavu i telo. Izvor zvuka moe da bude motor automobila, usta, muziki instrument, zalupljena vrata, ili ak aa koja se lomi prilikom udara o vrata. Sam izvor emituje zvuk na mnotvo razliitih naina - najvei broj zvukova koji se proizvode u ustima prostiru se direktno od njih, dok motor emituje zvuk u skoro svim pravcima. Kada se zvuk jednom emituje, na scenu stupa okruenje. Prostor izmedju izvora zvuka i sluaoca u mnogome utie na zvuk, to zna svako ko je pokuao da se dovikuje po vetrovitom vremenu, ili da slua neto ispod vode. Stoga je ono to ujemo meavina direktnog i odbijenog zvuka. Odbijeni zvuk moe da dodje do naih uiju poto se odbije o zid ili neki drugi predmet, a materijal od koga su ove prepreke napravljene ap-

3 sorbuje odredjene frekvencije, samim tim umanjujui ukupnu jainu zvuka. Ovo "odbijanje prvog reda" ne samo da zvui drugaije od direktnog izvora, ve i dopire do sluaoca neto kasnije od njega. Odbijanja drugog reda i nadalje nastavfljaju ovaj efekat. Kvalitet i kanjenje odbijenog zvuka otkrivaju mnogo toga o okruenju i njegovoj veliini. Veina ljudi moe precizno da utvrdi odakle dolaze odbijanja prvog reda, a neki ak mogu da odrede i odbijanja drugog reda. Medjutim, kako sve vie odbijanja dopire do uva, mozak ima tendenciju da ih kombinuje u eho efekat konane refleksije poznat kao reverberacija. Pravilno korienje reverberacije je prvi korak ka simulaciji razliitih okruenja.

KomponenteSavremene zvune kartice za PC raunare sadre nekoliko hardverskih sistema u vezi sa proizvodjenjem i registrovanjem zvuka, od kojih dva glavna zvuna podsistema slue za digitalno registrovanje i reprodukovanje zvunih signala i sintezu muzike, zajedno sa jo nekim dodatnim elektronskim sklopovima za povezivanje. Podsistemi za reprodukovanje zvuka i sintezu muzike proizvode zvune talase na jedan od sledea dva naina: preko spoljanjeg FM sintetizator putanjem digitalizovanog ili uzorkovanog zvuka

Digitalna audio sekcija zvune kartice sastoji se od para 16-bitnih digitalno-analognih (DAC) i analogno digitalnih (ADC) konvertora i programabilnog generatora uestalosti uzimanja uzoraka. Raunar uitava uzorkovane podatke u ili iz konvertora. Generator uestalosti uzimanja uzoraka sinhronizuje konvertore, a njime upravlja PC raunar. Dok se to moe obavljati pri bilo kojoj frekvenciji iznad 5 kHz, obino se koristi deo od 44,1 kHz Najvei broj kartica koristi jedan ili vie kanala za direktni pristup memoriji (DMA - Direct Memory Access) za uitavanje i ispisivanje digitalnih audio podataka u i iz audio hardvera. Kartice bazirane na DMA koje obavljaju simultano snimanje i reprodukovanje (ili puni dupleksni rad) koriste dva kanala, poveavajui time sloenost instalacije i mogunost neslaganja DMA sa ostalim hardverom. Neke kartice takodje omoguavaju direktni digitalni izlaz pomou optike ili koaksijalne S/P DIF (Sony/Philips Digital Interchange Format) veze.

4 Osnovu generatora zvuka jedne kartice ini namenski digitalni signal procesor (DSP - Digital Signal Processor) koji reprodukuje eljene muzike note tako to multipleksira uitavanja iz razliitih delova tabela sa memorisanim tonovima, pri promenljivim brzinama, da bi se postigle odgovarajue duine tonova. Maksimalni broj nota koje se mogu reprodukovati zavisi od procesorske moi koju ima DSP, a naziva se "polifonija" kartice. Digitalni signal procesori koriste sloene algoritme da bi proizveli efekte kao to su reverberacija, hor i kanjenje. Reverberacija daje utisak da instrumenti sviraju u velikim koncertnim dvoranama. Efekat hora se koristi da bi dao utisak da mnogo instrumenata svira istovremeno, dok je to, u stvari, samo jedan instrument. Dodavanjem stereo zakanjenja gitarskoj deonici, na primer, moe da joj se "pojaa" struktura i da joj se d irok zvuni opseg.

Mogunost povezivanjaOd 1998.godine, kada je veoma uspena kartica Sound Blaster Live! firme Creative Technology uspostavila trend, mnoge zvune kartice su poveale mogunost povezivanja putem dodatne ulazno/izlazne kartice, koja staje na ploicu od 5,25 ina i povezana je sa glavnom karticom preko kratkog trakastog kabla. U svojoj prvobitnoj verziji ta kartica je, uz "prekidnu" ulazno/izlaznu, koristila i prikljunu karticu. Kod kasnijih verzija, prikljuna kartica je izbaena, i prekidna kartica je postala kompletno leite za jedinicu od 5,25 ina, a firma Creative Technology ju je nazvala Live!Drive.

Platinasta 5.1 verzija Creative kartice, koja se prvi put pojavila krajem 2000. godine, imala je sledee prikljunice i konektore: Analogno/digitalnu izlaznu prikljunicu : 6-kanalni ili komprimovani Dolby AC-3 SPDIF izlaz za povezivanje sa spoljnim digitalnim uredjajima ili digitalnim sistemima zvunika; podrava i centar i subvuferske analogne kanale za povezivanje sa 5.1 analognim sistemom zvunika. Ulaznu (Line In) prikljunicu: povezuje sa spoljanjim uredjajima kao to su kaseta, digitalna audio traka (DAT), ili uredjaj za reprodukciju sa mini-diska Prikljunicu za mikrofon: povezuje sa spoljanjim mikrofonom za ulaz/glasa

5 Izlaznu (Line Out) prikljunicu: povezuje zvunike sa elektrinim napajanjem, ili spoljanje pojaalo za zvuni izlaz; takodje podrava i slualice Pozadinsku (Rear Out) prikljunicu: povezuje zvunike sa elektrinim napajanjem, ili spoljanje pojaalo za zvuni izlaz: Konektor za upravljaku palicu/MIDI (digitalni interfejs muzikih intrumenata): povezuje sa upravljakom palicom ili MIDI uredjajem; moe se prilagoditi tako da povezuje sa oba uredjaja istovremeno Konektor CD/SPDIF: povezuje sa SPDIF (digitalnim audio) izlazom, gde ga ima, na jedinici CD-ROM-a ili DVD-ROM-a. Konektor AUX: povezuje sa unutranjim izvorima zvuka kao to su televizijski bira kanala, MPEG (Moving Pictures Expert Group - ekspertska grupa za film), ili druge sline kartice Konektor CD Audio: povezuje sa analogniom zvunim izlazom na CD-ROM-u ili DVDROM-u preko CD audio kabla Konektor za "telefonsku sekretaricu": obezbedjuje jednostruko povezivanje sa standardnog govornog modema i prenosi signale mikrofona do modema Digitalni ulazno/izlazni konektor za proirenje: povezuje sa digitalnom ulazno/izlaznom ili Live!Drive karticom

Prednja ploa Live!Drive IR (infrared - infracrvenog) uredjaja obezbedjuje sledee povezivanje: Ulazno/izlazne prikljunice RCA SPDIF: povezuju sa digitalnim audio uredjajima kao to su digitalna audio traka (DAT) i mini-disk rekorderi Prikljunica za slualice od 1/4 ina: povezuje sa parom slualica visokog kvaliteta; izlaz za zvunike je priguen Jaina zvuka slualica: kontrolie izlaznu jainu slualica Prikljunica Line In 2/Mic In 2 od 1/4 ina: povezuje sa dinamikim mikrofonom visokog kvaliteta ili audio uredjajem kao to je elektrina gitara, digitalna audio traka ili uredjaj za reprodukciju sa mini-diska Selektor Line In 2/Mic In 2: kontrolie izbor Line In2 ili Mic In2 i pojaanje mikrofona Ulazno/izlazni MIDI konektori: povezuju sa MIDI uredjajima putem kabla za prilagodjenje Mini DIN na Standardni DIN Infracrveni prijemnik: doputa kontrolisanje PC raunara pomou daljinskog upravljaa Pomone ulazne prikljunice RCA: povezuju sa elektronskim uredjajima, kao to su video rekorder (VCR), televizor ili CD plejer Optiki ulazno/izlazni SPDIF konektori: povezuju sa digitalnim audio uredjajima kao to su digitalna audio traka i uredjaj za snimanje na mini-diskove

Drugi proizvodjai zvunih kartica brzo su usvojili ideju o odvojenom ulazno/izlaznom prikljunom modulu. Bilo je mnogo varijacija na tu temu. Neki su bili smeteni u unutranjem leitu kao to je Live!Drive, dok su drugi bili spoljanje jedinice, od kojih su neke bile osmiljene tako da se ponaaju kao vorita univerzalnih serijske magistrala (USB) . Frekventna modulacija Prva iroko rasprostranjena tehnologija koriena kod zvunnih kartica je frekventna modulacija, ili FM, koju je ranih 70-ih godina razvio Dr Don auning sa Stenfordskog univerziteta. FM sintisajzeri proizvode zvuk tako to generiu isti sinusni talas, koji se zove nosilac, i

6 kombinuju ga sa drugim talasnim oblikom koji se zove modulator. Kada ova dva talasna oblika imaju pribline frekvencije nastaje sloeni talasni oblik. Ako se kontroliu i nosilac i modulator, mogue je proizvesti razliite boje tona ili instrumente. Svaki FM glas zahteva najmanje dva generatora signala, koji se obino nazivaju "operatori". Razliite primene FM sinteze imaju promenljivi stepen kontrole nad parametrima operatora. Razvijeniji FM sistemi mogu da koriste 4 ili 6 operatora po glasu, a ovi mogu da imaju podesive anvelope koje doputaju regulisanje brzina porasta i opadanja signala. Yamaha je prva kompanija koja je prouavala auningovu teoriju i u nju ulagala, to je dovelo do razvoja legendarnog sintetizatora DX7. U Yamahi su ubrzo uvideli da kombinovanje veeg broja nosilaca i modulatora omoguava stvaranje sloenijih boja tonova, ime je postignuto da instrumenti uverljivije zvue. Njihov hardver za sintetizatore OPL3 je de facto standard za kartice sa ra;unarskim igrama, i on koristi parametre koje preuzima od upravljakog softvera da bi upravljao kaskadnim FM oscilatorom koji stvara grubu slinost izmedju akustinih i elektronskih muzikih instrumenata. Iako su FM sistemi na prvim klavijaturama sintetizatora napravljeni u analognom domenu, novije realizacije FM sinteze su digitalne. Tehnike FM sinteze su veoma korisne za stvaranje novih, izraajnih vetakih zvukova. Medjutim, ako je cilj sintetikog sistema da iznova stvori zvuk nekog ve postojeeg insrtumenta, to obino moe da se uradi preciznije pomou digitalnih tehnika koje se zasnivaju na uzorku, kao to je sinteza Wave Table.

Sinteza WaveTableSinteza WaveTable ne koristi nosioce i modulatore za stvaranje zvuka, ve, zapravo, uzima uzorke pravih instrumenata. Uzorak je digitalna predstava talasnog oblika koji proizvodi neki instrument. Kartice zasnovane na standardnoj industrijskoj arhitekturi (ISA) obino memoriu uzorke u ROM-u, iako noviji PCI proizvodi koriste glavnu sistemsku RAM memoriju PC raunara, u grupama koje se uitavaju kada se startuje Windows, i teoretski se mogu modifikovati tako da daju nove zvuke. Dok jedna FM zvuna kartica ne zvui mnogo drugaije od druge, WaveTable kartice se znaajno razlikuju u kvalitetu. Nekoliko inilaca odredjuju kvalitet instrumenata: kvalitet originalnih snimaka frekvencija na kojoj su uzorci snimljeni broj uzoraka korien za stvaranje svakog instrumenta metodi kompresije korieni za memorisanje uzoraka

Najvei broj instrumenata se snima na 16 bita, pri frekvenciji od 44,1 KHz, ali mnogi proizvodjai komprimuju podatke tako da vie uzoraka, ili instrumenata, moe da se smesti u male koliine memorije. Time se, medjutim, ne postie mnogo, zato to kompresija esto dovodi do smanjenja dinamikog opsega ili kvaliteta. Kada se audio kaseta puta prebrzo ili presporo, njena visina zvuka se menja. To je sluaj i sa digitalnim zvukom. Kada se uzorak puta na vioj frekvenciji od originalne, dobija se vii

7 zvuk, to omoguava instrumentima da sviraju vie oktava. Ali, kada se odredjeni tonovi puste prebrzo, poinju da zvue slabo i gube na kvalitetu. To vai i u sluaju kada se uzorak pusti presporo: zvui tiho i neubedljivo. Da bi to prevazili, proizvodjai su podelili klavijaturu na nekoliko podruja i dodali joj uzorak relativno visokog zvuka instrumenta. to se vie podruja uzoraka snimi, to je reprodukcija uverljivija. U zavisnosti od toga kako se svira, svaki instrument proizvodi pomalo drugaije boje zvuka. Na primer, kada se klavir svira tiho, ne uju se udarci ekia o ice. Kada se svira glasnije, ovo ne samo da postaje primetnije, nego se i zvuk menja. Potrebno je snimiti mnogo uzoraka i varijacija za svaki instrument da bi sintetizator precizno dostigao njegov opseg zvuka. Vie uzoraka neizbeno zahteva i vie memorije. Tipina zvuna kartica moe da sadri do 700 uzoraka instrumenata u ROM-u od 4Mbajta. Da bi se precizno reprodukovao samo zvuk klavira, medjutim, bilo bi potrebno izmedju 6 i 10 Mbajta podataka. Zbog toga se sintetiki zvuk ne moe porediti sa pravim instrumentom. Da bi se postigao WaveTable zvuk ne mora uvek da se kupi nova zvuna kartica. Najvei broj 16-bitnih zvunih kartica ima karakteristini konektor koji moe da ih povee sa WaveTable prikljunom ploom. Kvalitet instrumenata koji takve kartice proizvode znaajno se razlikuje, i obino zavisi od toga koliko ROM-a ima kartica. Najvei broj kartica ima izmedju 1 i 4 Mbajta uzoraka i nudi irok spektar digitalnih efekata.

Standardi Pored toga to proizvode zvuk, zvune kartice se i dupliraju kao sprege za CD-ROM podravajui tri vlasnike sprege za uredjaje firmi Sony, Mitsumi i Panasonic, uz sve popularnije SCSI i IDE/EIDE standarde. One imaju i audio konektor za CD-audio izlaz. Glavni razlog za snabdevanje zvune kartice podrkom CD-a je to to ona omoguava da se PC raunar nadgradi za "multimedijsku" pogodnost dodavanjem samo jedne kartice za proirenje. Hadrverska konfiguracija zvune kartice AdLib bila je prvi znaajniji standard, ali su SoundBlaster kartice firme Creative Labs pokazale put za uspostavljanje toliko potrebnog standarda za digitalni zvuk na PC raunaru. Firma Creative Labs je zadrala vodjstvo proprativi svoj 8bitni proizvod 16-bitnom familijom AWE32 proizvoda kojima se lako rukuje, ispunivi time mnoge viegodinje elje korisnika. Prodavanje ovoga kao OEM (original equipment manufacturer - proizvodja originalne opreme) opreme za proizvodjae PC raunara doprinelo je padu cena i poboljanju specifikacija. Proizvod AWE64, koji je sadanji test performansi, izbaen je na trite krajem 1997. godine, i nudi polifoniju od 64 tona koje proizvodi samo jedan MIDI uredjaj, od kojih 32 kontrolie hardver, a 32 softver. Veina zvunih kartica koje se danas prodaju trebalo bi da podravaju standarde SoundBlaster i GeneralMIDI, i da imaju mogunost snimanja i reprodukovanja digitalnog zvuka na frekvenciji od 44,1 kHz stereo. To je rezolucija pri kojoj se snima CD-Audio, i zato se za zvune kartice obino kae da imaju zvuk "CD kvaliteta". Zvuna podloga filmova se prethodno snima i u potpunosti dopire do uiju bez obzira na to u kojem se bioskopu ili domu puta. Skoro jedina stvar o kojoj sistem Dolby brine je to koliko

8 su zadnji zvunici udaljeni od prednjih, a koliko od sluaoca. Sve preko toga je isti linearni prenos bez ikakvog uticaja sluaoca - ba kao i sluanje muzike. Ovo oigledno nije dobro za raunarske igre, gde je potrebno da se zvuk interaktivno menja sa radnjom na ekranu u realnom vremenu. Zato je, sada se ve ini davno, firma Creative Labs uvela svoj Sound Blaster mono audio standard za DOS igre na PC raunaru. Kako se standard razvijao, uverljivost se poveavala sa mogunostima sterea (SoundBlaster Pro), a kvalitet se poboljao sa poveanjem rezolucije CD-a (SoundBlaster 16). Kada biste ukljuili igru, birali biste zvunu opciju koja odgovara koja je odgovarala vaoj kartici. Microsoft je, medjutim, potpuno promenio pravila oko multimedijskih standarda svojim standardom DirectX za Windows 95. Ideja je u tome to je DirectX nudio mnotvo komandi, takodje poznatih kao API (Application Programming Interface - sprega za programiranje aplikacije), koje su radile stvari kao "stvori zvuk sa leve strane" ili "pomeri sferu napred". Raunarske igre bi tada prosto pozvale DirectX, a proizvodjai hardvera su morali da obezbede da njihove zvune i grafike kartice razumeju te pozive. Zvuni deo standarda DirectX 1 i 2 nazvan je DirectSound i nudio je osnovne zvune efekte pri pomeranju ulevo i udesno. to se tie ostalih DirectX komponenti, one su omoguile onima koji se bave razvojem softvera da podatke upisuju direktno na bilo koju zvunu karticu kompatibilnu sa DirectX koja ima viestruke zvune tokove, sluei se trodimenzionalnim zvunim efektima. Svaki zvuni kanal moe da se tretira posebno i podrava viestruke uestanosti uzorkovanja i mogunost dodavanja efekata zasnovanih na softveru. Sam DirectSound se ponaa kao maina za meanje zvukova, sluei se sistemskim RAM-om da zadri razliite zvune tokove nekoliko milisekundi, koliko moraju da ekaju pre nego to se izmeaju i poalju zvunoj kartici. U idealnim uslovima, Direct Sound moe da izmea i da izlaz zahtevanih zvukova za samo 20 milisekundi. DirectX 3 je uveo DirectSound3D (DS3D), koji je nudio niz komandi za smetanje zvuka bilo gde u trodimenzionalnom prostoru. Ovo je bilo poznato kao pozicioni audio, i zahtevalo je znatnu procesorsku mo. Naalost, morali smo da ekamo na DirectX 5 pre nego to je Microsoft dozvolio da se DS3D ubrza pomou posrednikog hardvera, umanjujui tako optereenost centralne procesorske jedinice glavnog sistema.. Sa DirectX 6 se pojavio i DirectMusic, koji je nudio svestraniji pristup komponovanju muzike za raunarske igre i druge primene. Pozicioni audio DS3D je jedna od karakteristika koje podrava poslednja generacija zvunih kartica PCI. Jednostavno reeno, pozicioni audio upravlja karakteristikama zvukova da bi stvorio utisak da oni dolaze iz nekog odredjenog pravca, kao na primer iz pozadine ili izdaleka nalevo. DirectSound3D daje onima koji se bave razvojem raunarskih igara skup API komandi koje mogu da koriste da bi postavili zvune elemente. ta vie, kao to je to sluaj sa veinom standarda DirectX, i DirectSound3D je skalabilan: ako neka primena trai pozicione efekte, a za njih nema hardverske podrke, tada DirectSound3D obezbedjuje potrebni softver, koji nudi traeni pozicioni efekat koristei centralnu procesorsku jedinicu za obradu. Iako je DS3D podravao pozicioni audio, on nije pruio mnogo podrke za dodavanje reverberacije, o individualnim refleksijama i da ne govorimo, da bi se podraavala razliita okruenja. Sreom, DS3D podrava proirenja za API, i za tu potrebu je ubrzo stvoreno nekoliko novih zvunih standarda koji su stekli iroku podrku onih koji se bave razvojem raunarskih igara. To su tehnologija A3D firme Aureal i Environmental Audio Extensions (EAX) firme Creative Technology.

9

A3DPrvobitno razvijena 1997. godine u saradnji sa NASA, za potrebe simulatora letenja, tehnologija A3D firme Aurel je dalje napredovala kroz nekoliko verzija. ASD1, poboljan u odnosu na DS3D tako to mu je obezbedjeno hardversko ubrzanje, predstavlja savreniji prostorni model koji omoguava simulaciju razliitih atmosferskih okruenja kao to su gusta magla ili podvodna sredina, i program za upravljanje resursima koji dozvoljava onima koji se bave razvojem zvunih kartica da iskoriste brojne trodimenzionalne zvune tokove kojima zvuna kartica moe da upravlja, i da kontroliu korienje zvunih algoritama Aureal 3D. Verzija A3D2 zapravo preuzima geometrijsku informaciju o prostoru, koja je smetena na grafikoj kartici, i koristi je da bi doarala realistina zvuna odbijanja i prepreke. Koristei tehnologiju zvanu WaveTracing, A3D2 ustvari rauna najvie do 60 odbijanja prvog reda, koja u realnom vremenu medjusobno deluju sa okruenjem, a onda grupie odbijanja viih redova u krajnju reverberaciju. ASD3 podie ovu tehnologiju na vii nivo dodajui joj nekoliko novih karakteristika: Volumetrijske Izvore Zvuka: Kada oni koji se bave razvojem zvunih kartica definiu neki zvuni fajl prema izvoru zvuka, taj izvor mora da ima svoje mesto da bi mogao da se prikae u odnosu na sluaoca. Ovo se obino radi preko take izvora, to jest take u kojoj se nalazi izvor. Medjutim, pojedini izvori nisu smeteni u samo jednoj taki; voda koja tee, vetar, klicanje gomile ljudi itd., e se, ustvari, razvui ili proiriti u vie razliitih oblasti. Da bi se ovi izvori preciznije oblikovali, ASD3 doputa da budu definisani kao volumetrijski izvori zvuka, i tako im bolje odredjuje poloaj. MP3 reprodukcija: Ranije su zvuni tokovi za trodimenzionalni zvuk morali da budu WAV fajlovi. Sada se mogu koristiti MP3 fajlovi, ime ne samo da im se smanjuje dodeljeni memorijski prostor, nego im se poveava i kvalitet. Reverberacija: Zbir svih odbijanja vieg reda. Geometrijska reberberacija firme Aureal e raditi uz pomo kartice Vortex2 (i noviijih verzija), i automatski e se prebacivati na EAX ili I3DL2 ako zvuna kartica nema odgovarajuu podrku za A3D. Reprodukcija zvuka: Dodata je automatska podrka za reprodukciju zvuka, ime je otklonjen sloen razvoj koji se normalno zahteva kod klijent-serverskih interaktivnih zabavnih primena koje koriste postojea zvuna reenja.

A3D2 je bio toliko raunski sloen sistem da je Aureal razvio procesor koji se bavio neophodnim obradom brojeva. A3D3 zahteva jo veu procesorsku mo da bi ubrzao nove komande, koja je obezbedjena u obliku dodatnog digitalnog signal procesora (DSP). injenica da su AD3 mnogi smatrali tehniki superiornijim standardom pokazala se kao ne mnogo bitna kada je, posle dve godine parnienja sa firmom Creative Technologies, Aureal bankrotirao u aprilu 2000. godine, a posle nekoliko meseci ga preuzeo njegov nekadanji konkurent.

10

EAXPrvi put predstavljen tritu sa zvunim karticama SoundBlasterLive! 1998. godine, Zvuna proirenja okoline (EAX - Environmental Audio Extensions) firme Creative Technology je u poetku bio jednostavan nain za dodavanje reverberacije na DS3D. Reverberacija - nalet odjeka koji nastaju kada se zvuni talasi odbijaju o zidove neke prostorije - pomae nam da odredimo okruenje. Na primer, pucnji iz pitolja u hangaru zvue dosta drugaije nego u kanalizacionoj cevi, ali DS3D ignorie tu injenicu. EAX 1.0 je projektovan tako da obezbedi onima koji se bave razvojem zvunih kartica mogunost da stvaraju uverljivi utisak prostora u zabavnim programima, i realistini oseaj udaljenosti izmedju igraa i zvunih zbivanja. Nain na koji je Creative ovo postigao bio je, u pogledu raunanja, znatno laki od onoga to je Aureal napravio sa A3D. Bilo je to, jednostavno, stvaranje unapred odredjenih efekata reverberacije za razliita okruenja sa razliitim karakteristikama odbijanja i reverberacije i razliitim oblikom i/ili veliinom prostorije. EAX 1.0 je obezbedjivao 26 takvih unapred postavljenih reverberacija kao otvoreni skup proirenja za DS3D firme Microsoft. API takodje doputa prilagodjavanje viih parametara reverberacije (vremena opadanja, priguivanja, nivoa), i automatsko upravljanje nivoa u odnosu na udaljenost. Izbaen na trite 1999. godine, EAX 2.0 omoguio je stvaranje zahtevnijih i uverljivijih okruenja pomou alata koji doputaju simulaciju efekata priguivanja usled postojanja pregrada izmedju okruenja (kao na primer zidova) i prepreka u njima (kao to je nametaj), uz mogunost da svaka prepreka i pregrada ima svoj posebni izvor zvuka. Uz to, EAX 2.0 takodje nudi i opte rano odbijanje - odjeke koji neposredno prethode prirodnoj reverberaciji i obezbedjuju bolje odredjivanje veliine prostorije i poloaja izvora zvuka - i podesivi model za absorpciju u vazduhu. 1999. godine je najavljen i EAX 3.0, koji je uveo mogunost metamorfoze okruenja i doputa onima koji se bave razvojem zvunih kartica da postave i kontroliu skup ranih odbijanja, kao i odbijanja jednog pucnja u efektima rikoeta, i u potpunosti koriste tehnologije kao to je HRTF za sintezu pozicionog zvuka na jednom paru zvunika. Krajem 2000. godine, nekoliko EAX efekata (funkcije koje su prethodno delile komponente DirectSound i DirectMusic) bilo je ugradjeno u DirectX Audio komponentu - najnovijeg izdanje programskog paketa API sprega firme Microsoft, DirectX 8.0. Nekoliko meseci kasnije, Creative je obelodanio API platformu za one koji se bave razvojem raunarskih igara elei da ugradi Dolby Digital sadraj u svoje igre. Ranije zvune kartice su doputale da Dolby Digital prodje direktno kroz karticu i bude dekodovan pomou spoljanjeg dekodera. Medjutim, kod verzije "5.1" svoje uspene zvune kartice SoundBlasterLive!, Creative je, po prvi put, podrao dekodovanje direktno kroz jedan od svojih audio proizvoda, to je kartici omoguilo daje izlaz za est odvojenih analognih kanala.

MIDIDigitalna sprega muzikih instrumenata, ili MIDI (Musical Instruments Digital Interface), na tritu je od ranih 80-ih. Razvijena je da bi obezbedila standardni nain povezivanja muzikih kontrolera, kao to su klavijature, sa generatorima zvuka, kao to su sintetizatori i ritam maine. Kao takva, prvobitno je projektovana da radi preko serijske veze i moe se posmatrati kao

11 veza ASCII RS-232 - to jest kao kombinacija standarda za prenos informacija i protokola elektrinog signala. Po pitanju elektronike, MIDI je poludupleksna 5MA strujna petlja koja prenosi 8-bitni serijski tok podataka brzinom od 31,25 kiloboda. Upotreba strujne petlje znai da dva uredjaja koja "komuniciraju" preko MIDI sprege mogu da se elektrino izoluju uz pomo optoizolatora, koji je vaan inilac za obezbedjivanje bezbednog i beumnog rada sistema koji obuhvata i zvuk i hardver zasnovan na raunaru. Poto optoizolatora i strujnih bafera nema na veini kartica, potreban je poseban kabl da bi se povezala zvuna kartica sa spoljanjim generatorom zvuka ili MIDI kontrolerom. Po pitanju informacija, MIDI je jezik pomou koga se opisuju muziki bitni dogadjaji u realnom vremenu. On komunicira preko16 kanala (isto kao to je mogue da sedam SCSI uredjaja bude lanano povezano), doputajui da se najvie 16 MIDI instrumenata svira pomou samo jedne sprege. Poto je najvei broj zvunih kartica vietonski, 16 instrumenata moe istovremeno da svira sa samo jednog uredjaja. Dodavanje druge MIDI sprege otvara jo 16 MIDI kanala. Neke MIDI sprege nude i do 16 izlaza, to omoguava pristup do 256 istovremeno. MIDI u stvari ne prenosi zvuk, ve samo veoma jednostavne poruke na koje prijemni uredjaj odgovara. Instrumenti su povezani preko standardnih 5-DIN prikljuaka. Kada se pritisne dirka, recimo, na klavijaturi, ona alje poruku "sviraj ton" niz MIDI kabl, dajui prijemniku instrukciju da proizvede taj ton. Ta poruka se sastoji od tri elementa: Statusnog bajta Broja tona Vrednosti brzine

Statusni bajt sadri informaciju o vrsti dogadjaja (u ovom sluaju poruka "sviraj ton"), i o tome na koji ga kanal (1-16) treba proslediti. Broj tona opisuje dirku koja je pritisnuta, na primer srednje C, a Vrednost brzine ukazuje na jainu kojom je to uinjeno. Prijemni uredjaj e proizvoditi taj ton dok ne primi poruku "prestani da svira" koja sadri isti podatak. U zavisnosti od toga kakav zvuk proizvode, sintetizatori e razliito reagovati na brzinu. Zvuk klavira e, na primer, postati glasniji ako se dirka jae pritisne. Kvalitet tona se takodje menja. Profesionalni sintetizatori esto proizvode dodatne boje tonova koje podraavaju zvuk ekia kako udaraju o ice.

12

Kontinualni kontroleri (CC - continuous controllers) koriste se za kontrolu podesivih parametara kao to su jaina zvunog signala, nivoi efekata i panoramiranje (odredjivanje poloaja zvuka u stereo polju). Mnogi MIDI uredjaji omoguavaju dodavanje unutranjih parametara kontinualnom kontroleru: moe ih se birati 128. Iz njih je udruenje MMA (MIDI Manufacturers Association - udruenje proizvodjaa MIDI sprega) razvilo specifikaciju za sintetizatore poznatu kao GeneralMIDI. Prva primena MIDI bilo je omoguivanje klavijaturistima da "slau" zvukove koje je proizvelo nekoliko sintetizatora. Danas se, medjutim, koristi uglavnom za utvrdjivanje redosleda operacija - iako su ga prihvatile i firme koje se bave pozorinom rasvetom kao uobiajeni nain upravljanja svetlosnim efektima i sistemima za projekciju. Uredjaj za zadavanje redosleda je, u sutini, digitalni uredjaj za snimanje traka koji snima i reprodukuje MIDI poruke, a ne zvune signale. Prvi uredjaji za zadavanje redosleda imali su veoma malo memorije, to je ograniavalo koliinu informacija koju su mogli da prime: veina je mogla da sadri samo jednu ili dve hiljade dogadjaja. Sa razvojem ovih uredjaja razvijale su se i MIDI inplementacije. Nezadovoljni samo mogunou proizvodnje tonova preko MIDI sprege, proizvodjai su razvili naine za kontrolu pojedinanih zvunih parametara i ugradjenih digitalnih efekata pomou kontinualnih kontrolera. Danas najvei broj uredjaja za zadavanje redosleda predstavaljaju primene zasnovane na PC raunaru, koje mogu lako da prilagode ove parametre pomou grafikih kliznih potenciometara. Veina ih ima proireni niz karakteristika za editovanje i fino podeavanje performansi, tako da nije neophodno biti profesionalni klavijaturista da bi se napravila dobra muzika. MIDI ne samo da je uticao na nain rada muziara i programera, ve je promenio i rad inenjera zvuka i rasvete. Automatizacija mikseta i opreme za rasvetu je uznapredovala, a firme koje se bave pozorinom rasvetom su iroko prihvatile MIDI kao uobiajeni nain upravljanja svetlosnim efektima i sistemima za projekciju zato to gotovo svaki elektronski uredjaj moe da se napravi tako da na neki nain odgovara MIDI sprezi. Kada se koristi sa uredjajem za zadavanje redosleda, svaka akcija sa pulta za snimanje moe da se snimi, edituje i sinhronizuje za muziku i film. Uz to, MIDI omoguava i tvorcima multimedije da na ekonomian nain sluaocu obezbede zvuk visokog kvaliteta. Trenutna alternativa je uzorkovanje muzike, ali bi, na oko 10 Mbajta u minutu, vrsti disk od 40 Gbajta uskoro postao neophodan. MIDI podaci zahtevaju samo njegov deo.

General MIDIU septembru 1991. godine, Udruenje proizvodjaa MIDI sprega (MMA) i Japanski komitet za MIDI standarde (JMSC - Japan MIDI Standards Commitee ) oznaili su poetak nove ere u MIDI tehnologiji time to su usvojili standard "General MIDI System Level 1", koji se naziva GM ili GM1. Ova specifikacija je projektovana tako da obezbedjuje najnii potrebni nivo kompatibilnosti performansi izmedju MIDI instrumenata, i prokrila je put MIDI spregama ka sve veim potroakim i multimedijskim tritima. Specifikacija postavlja nekoliko zahteva za uredjaje za proizvodjenje zvuka koji joj se podvrgavaju (klavijatura, zvuni modul, zvuna kartica, IC, softverski program ili neki drugi proizvod), ukljuujui sledee:

13 da najmanje 24 potpuno dinamiki dodeljena zvuka budu istovremeno dostupna i melodinim i udarakim zvukovima, ili da 16 dinamiki dodeljenih zvukova budu dostupni melodiji, a 8 udaraljkama da se podrava svih 16 MIDI kanala, od kojih svaki moe da svira promenljivi broj tonova (polifonija) ili drugi instrument (zvuk/umetak/boja tona) da se podrava najmanje 16 istovremenih a razliitih boja tonova koji sviraju razliite instrumente, kao i najmanje 128 unapred postavljenih instrumenata (brojevi MIDI programa) koji odgovaraju GM1 mapi za umetanje instrumenata, i 47 zvukova udaraljki koji odgovaraju GM1 mapi za udaraljke.

Kada se MIDI prvi put pojavio, doputao je muziarima da prave muzike aranmane koristei bilo koji MIDI instrument. Ali kada je trebalo pustiti te fajlove na drugim sintetizatorima, nije bilo sigurno da e isto da zvue jer su razliiti proizvodjai instrumenata mogli da pridrue instrumente razliitim brojevima programa: ono to je na prvom sintetizatoru bilo klavir, na drugom je moglo da bude truba. Moduli koji se podvrgavaju GeneralMIDI sada doputaju da se muzika proizvodi i reprodukuje bez obzira na proizvodjaa i proizvod.

DirectMusicUspostavljanje MIDI protokola 1982. godine, omoguilo je nezavisnim kompozitorima da efikasno upravljaju celim procesom snimanja iz kunih studija, i znaajno je doprinelo stvaranju "zvuka 80-ih" - od sekvencijalnih industrijskih mikseva do raskonih elektronskih albuma. Njegov doprinos je kvarila samo nedovoljna odredjenost boje tona koja se moe javiti kada se MIDI fajlovi reprodukuju preko sluajno odabranih zvunih kattica. Kako su 90-e prolazile, tehnologija uzorkovanja je postala iroko prihvaena i stvorila je dva razliita pravca koje su kompozitori sledili. Sa jedne strane, pruala je kompozitorima mogunost da prave vieslojne digitalne snimke akustinih i elektronskih instrumenata. Sa druge strane, pokrenula je neku vrstu kreativne kradje, gde su kompozitori "pozajmljivali" delove ve postojeih kompozicija da bi stvorili nove. Na PC raunaru je dostupno nekoliko formata koji podravaju tehnologiju uzorkovanja. Najei je talasni (WAV) format, koji omoguava digitalni prikaz zvuka sa irokim propusnim opsegom. Mana talasnog formata datoteke je to to nema standard kojim bi ekonomino obezbedio muzike performanse - i tu nastupa softver DirectMusic. Kombinujui MIDI, podrku za ubrzanje pomou hardvera i sintezu softvera, i integrisani sistem za dobavljanje namenskih uzoraka, DirectMusic na ekonomian nain obezbedjuje muzike performanse profesionalnog kvaliteta, reavajui sloena pitanja vremena pomou karakteristika kao to su baferovani, vremenski oznaeni dogadjaji i globalna vremenska referenca. Jedan od najjaih aspekata softvera DirectMusic je njegova potpuna implementacija - kao dela DirectX 6 - industrijski odobrenih specifikacija zvukova koji se mogu daljinski preuzeti (DLS - downloadable sounds). Ranije je bilo nemogue dobiti konzistentnu reprodukciju sa MIDI spregom i kvalitet performanse se menjao u zavisnosti od zvune kartice ili uredjaja za reprodukovanje. DLS omoguava onima koji se bave razvojem softvera da dodaju zvune uzorke na skup umetaka General MIDI (GM) wavetable sintetizatora, i to mogu primenjivati kako oni koji se bave razvojem raunarskih igara, tako i muziari. Time bi, na primer, bilo doputeno uvrtavanje u wavetable sintetizator digitalnog snimka tiranosaurusove rike, kome bi

14 bio pridruen odredjeni broj instrumenta. U carstvu muzike, to omoguava stvaranje namenskih zvukova koji se zasnivaju na pravim snimcima instrumenata.Uoptenije, DLS uzorak, u sutini, moe da sadri bilo koji zvuk, ukljuujui i izgovoreni dijalog. DLS kolekcije se zasnivaju na talasnim datotekama - koje mogu da sadre jedan ton, muziku frazu, zvuni efekat, dijalog, ili bilo ta drugo - i doputaju kompozitoru da precizno odredi eljene boje tonova. Kao rezultat, dobijaju se precizne definicije boje tona u partiturama - a to to korisnici uju je upravo ono to je kompozitor stvorio u svom studiju. Koristei DLS, talasne datoteke se mogu uvesti u kolekciju, i njima se moe manipulisati isto kao to MIDI kontroleri manipuliu svakim sintetizovanim izvorom zvuka. Kako DirectMusic ima mogunost kompresije talasnih datoteka u okviru DLS kolekcija, njihova upotreba je postala praktinija nego ikada ranije. Uz to, DirectMusic podrava i dva metoda sinteze: hardversku sintezu, gde zvuna kartica koristi MIDI dogadjaje da bi stvorila zvuk koji se uje kroz zvunike PC raunara, i softversku sintezu, gde sama centralna procesorska jedinica stvara talasni oblik zvuka. Softverski sintetizator DirectMusic se ponaa kao uredjaj za uzimanje uzoraka u okviru korisnikog PC raunara. Zahvaljujui softverskom sintetizatoru, veina korisnika e uti partiture koje su u celini stvorene u samoj centralnoj procesorskoj jedinici i reprodukovane tako da zvue kao snimak sa koncerta. Medjutim, u sluajevima gde zvune kartice pruaju mogunosti koje prevazilaze softverski sintetizator, Direct music se moe posluiti zvunom karticom. Na taj nain DirectMusic obezbedjuje najbolje u oba sluaja: izvanrednu tanost reprodukcije talasnog formata i kompaktnost, fleksibilnost i interaktivnost MIDI sprege. Integracija DirectSound i DirectMusic u DirectX Audio komponentu, koja je izvrena u okviru DirectX 8, prokrila je put za obradjivanje sintetizovanih muzikih fragmenata na isti nain kao i kod normalnih audio zapisa. Podrka standarda DLS2 (Downloadable Sounds Level2) omoguila je primenu efekata prvobitno osmiljenih za sintetizovanu (MIDI) muziku - kao to je reverberacija - na standardne zvune datoteke WAV formata. Pomou DirectX 8, korisnici mogu da sintetizuju zvuk, meaju ga sa normalnim audio zapisima, a onda obrade sjedinjeni zapis u obinoj trodimenzionalnoj audio sprezi. Audio Scripting je jo jedna karakteristika koju je uveo DirectX 8. Ovo daje kreatorima zvuka mnogo veu kontrolu - nezavisno od sloenosti kodovanja - nad obradom dodataka zvuku raunarskih igara i reakcijama zvuka na interaktivne ulazne podatke koji i sami zavise od preciznog upravljanja igrom.

Uzorkovanje i snimanjeKada zvuna kartica snima analogni zvuk, ona pretvara talasni oblik zvuka u digitalnu informaciju, a onda to u realnom vremenu kopira na vrsti disk. Ona, u sutini, koristi disk kao digitalni uredjaj za snimanje bez trake. Da bi ula ta je snimljeno, zvuna kartica preuzima informaciju sa vrstog diska, ponovo je pretvara u analognu, a onda je alje do zvunika, slualica ili konvencionalnog uredjaja za snimanje zvuka. Proces menjanja analognog u digitalno poznat je kao digitalizovanje ili uzorkovanje. Kod zvuka, analogni talasni oblik je "iseckan" u vie delova u sekundi. Na svakom delu je ampli-

15 tuda izmerena i zaokruena na najpribliniju postojeu vrednost. Naravno, to je vie delova u sekundi (brzina uzorkovanja) i preciznije vrednosti koje se dodeljuju amplitudi (dinamiki opseg), to je uverljivija predstava originala. Digitalni CD koristi frekvenciju uzorkovanja od 44,1 kHz i 16-bitni dinamiki opseg, to ini 44100 delova u sekundi, od kojih svaki opisuje amplitudu talasnog oblika u datom vremenskom trenutku pomou broja od 16 bita; 16 bita prua izbor od 65536 koraka. Naravno, CD je stereo sistem, to znai po dve rei od 16 bita na svaki 44000-ti deo sekunde. To ispadne oko 160 Kbajta u sekundi, 10,5 Mbajta u minutu ili 630 Mbajta na sat. Format datoteke koji se najee koristi na PC raunarima za memorisanje digitalnog zvuka je WAV. Sve zvune kartice bi trebalo da nude rezoluciju od najvie 16 bita i brzine uzorkovanja od 44,1kHz, iako e, pod manje zahtevnim okolnostima, raditi i pri podeenosti na manji kvalitet. Bolje zvune kartice se mogu pohvaliti niim nivoom uma i viim kvalitetom analogno-digitalnih i digitalno-analognih konvertora. Snimanje i editovanje zvuka zauzima veliki prostor na disku, jer kvalitet kompakt diska u trajanju od deset minuta zahteva preko 100 Mbajta. to su disk i ulazno/izlazni podsistem bri, to bolje rade sa tako velikim datotekama. Savremeni vrsti diskovi i PCI kontroleri mogu da podre prenos od najmanje 4 Mbajta u sekundi. Oni koji se ovim ozbiljno bave, poelee da budu sigurni da nema prekida u zvunom toku. Mnogi vrsti diskovi se privremeno zaustavljaju, da bi se ohladili, to za posledicu moe imati kratku, ali neeljenu pauzu. Neke A/V jedinice su specijalno projektovane tako da se ne hlade, to eliminie ovu pojavu. Za one koji hoe samo najbolje, nita se ne moe uporediti sa kvalitetom bez gubitaka koji nudi potpuno digitalni sistem za obradu zvuka. Medjutim, poto je digitalno trite malo, specijalizovano i sa nevelikom konkurencijom, on je trenutno veoma skup. Osnovne komponente potpuno digitalnog sistema su: zvuna kartica opremljena digitalno ulaznim i digitalno izlaznim utinicama S/P DIF (Sony/Philips Digital Interface) formata i softverom koji prenosi digitalni zvuk na vrsti disk. Pomoni program CD Grab Professional je noviji primer mogunosti kopiranja digitalne informacije direktno sa jedinice CD-ROM-a na vrsti disk u WAV formatu od 16 bita stereo i 44,1 kHz..

PCI audioPCI audio ipovi, koji su poeli da se pojavljuju tokom 1996. godine, integrisani su ili na matinoj ploi ili na kartici u PCI slotu za proirenje. Do sredine 1998. godine, uspostavljen je trend proizvodnje PCI kartica koje obezbedjuju poboljane karakteristike primena za muziku i raunarske igre. Poto je obrada zvuka postala zahtevnija, tradicionalne kartice su podbacile zbog fizikih ogranienja ISA magistrale. Problem je bio u irini propusnog opsega. Kvantitativno gledano, dok je maksimum ISA magistrale samo 8 Mbajta u sekundi, PCI magistrala teoretski moe da podrava prenose podataka brzine do 132 Mbajta u sekundi. Ovo ograniava zvuk na samo 16 kanala. Dok je to dovoljno za veinu raunarskih igara, za profesionalne primene zvuka je poeljno da ih bude 32 ili, jo bolje, 64. Neke ISA kartice primenjuju vlasniku tehnologiju da bi poveale propusnu mo, ali bi bilo najbolje da industrija ide u pravcu uspostavljanja standarda.

16 Kartice zasnovane na PCI magistrali obezbedjuju bolje performanse, nudei osobine koje zahtevaju naprednije karakteristike kao to su meanje viestrukih zvunih tokova i obrada trodimenzionalnih pozicionih tokova. Zbog velikih potreba podrke vezanih za ISA tehnologiju, ceni se da do 20% kapaciteta centralne procesorske jedinice moe da bude blokirano za vreme reprodukcije 16-bitnog stereo uzorka na frekvenciji od 44,1 kHz. Magistrala PCI znaajno smanjuje usko grlo performanse, omoguavajui centralnoj procesorskoj jedinici da se usredsredi na druge zadatke kao to su trodimenzionalna grafika, logika i fizika raunarskih igara. Uz to, PCI magistrala moe da bude 10 do 20 puta efikasnija od ISA u obradi zvunih tokova. PCI podrka je na tritu od 1993. godine ali, uprkos prednostima koje prua, bilo je potrebno jo pet godina da PCI audio dodje do veeg izraaja. Za to postoji nekoliko razloga: manjak primena koje zahtevaju zvuk visokih performansi tehnika potekoa pri projektovanju proizvoda koji obezbedjuju pravu kompatibilnost sa SoundBLaster karticom na PCI magistrali, i do nedavno visoka cena prvobitnih PCI audio ipova

Sada su, medjutim, PCI zvune kartice esto jeftinije od svojih ISA konkurenata. To je tako, delimino zbog brzine i elegancije PCI magistrale. Jedna ISA zvuna kartica koja ukljuuje sintezu wavetable, obino ima i 1 do 4 Mbajta skupe ROM memorije za podrku skupa uzoraka zvukova instrumenata wavetable sintetizatora, koji se esto nazivaju skup umetaka ili talasni skup. Nasuprot tome, mnoge PCI kartice izbegavaju ROM pristup da bi uitali svoje skupove umetaka u sistemsku RAM memoriju. Brzina PCI magistrale omoguava ovaj pristup, zato to daje zvunim karticama mogunost da brzo pristupe uzorcima u sistemskoj memoriji. Zanimljiva karakteristika nove generacije PCI zvunih kartica je njihova mogunost obezbedjivanja kompatibilnosti sa korisnikim reimom DOS Sound Blaster za veliki broj raunarskih igara za operativni sistem DOS koje jo uvek postoje. Znatno je komplikovanije obezbediti ovakvu kompatibilnost sa zvunom karticom zasnovanom na PCI magistrali, nego sa PCI audio ipom integrisanim na matinoj ploi. One doputaju i povezanost vie zvunika; uskoro e biti mogue da se PC raunaru doda do osam zvunika u takozvanom formatu 7.1 (sedam odvojenih pozicionih audio kanala, plus jedan subvuferski). Tu mogunost je obezbedio "Environmental Audio" SoundBlasterLive! ploe, koji je izbaen na trite u leto 1998. godine. Dok e PCI audio biti veliki napredak, postoji jedan ozbiljan problem koji mora da se rei da neki korisnici ne bi doiveli neprijatna iskustva sa svojim PCI audio podsistemima. Problem, u stvari, izazivaju izvesni grafiki podsistemi koji, sa svoje strane, mogu da utiu na kvalitet reprodukcije PCI audio podsistema. Neki grafiki upravljaki programi e neprestano pokuavati prenos podataka na grafiki ip - gde se podaci prenose i smetaju u bafer od strane sistemskog PCI skupa ipova - u vreme kada grafiki ip ne moe da prima podatke. Ovakvo ponaanje oigledno moe neznatno da pobolja rezultate testa performansi grafike, ali i da onemogui drugim uredjajima na PCI magistrali da primaju svoje podatke preko izlaznog bafera skupa ipova prilino dugo - to je dovoljno da se izazove ujni prekid zvunog toka. Uprkos ovim problemima, kako specifikacija PC 98 firme Microsoft poziva sisteme da prestanu sa korienjem ISA ploa do januara 1999. godine, vrlo je verovatno da e ISA uskoro potpuno nestati u novim sistema.

17

USB zvukvajcarska kompanuja za proizvodnju poluprovodnika Micronas, razvila je tehnologiju koja bi mogla da pokae da e zvuna kartica biti zastarela u buduim multimedijskim PC sistemima. Njen USB audio kontroler integrie digitalni signal procesor (DSP), digitalno-analogni konvertor (DAC), operacioni pojaava i kontroler Univerzalne serijske magistrale (USB) u spoljnu jedinicu, koja sadri sve to je potrebno da se kuite zvunika dovede u ravnoteu, i da se zvunici prikljue direktno na PC raunar bez upotrebe zvune kartice. Pored smanjanja cene, ova tehnologija nudi i nekoliko pogodnosti krajnjem korisniku, kao to je mogunost promene jaine i ravnotee zvunika na samoj jedinici, i omoguavanje onima koji se profesionalno bave zvukom da programiraju jedinicu putem Excel sprege za tabelarne proraune.

MP3Premda je samo od indirektnog znaaja za "zvune kartice", negde se mora se nai mesto i za tehnologiju koja je na juri zauzela svet PC raunara u prvoj polovini 1999. godine - i izgleda da je to ovde najpodesnije. Razvijen iz originalnog MPEG standarda, MP3 - to je skraenica za MPEG Audio Layer-3 jedna je od tri eme za kodovanje (sloj 1, sloj 2, sloj 3) koje komprimuju zvune signale, i ona koristi audio tehniku audiokodovanja zasnovanu na psihoakustici - prouavanju kako ljudski mozak opaa zvuk - koja je pokazala da on jednostavno ne moe da obradi mnogo informacija koje uvo prikupi. MP3 otklanja te suvine i nevane delove zvunog signala. Standard MP3 deli spektar frekvencija na 576 frekventnih opsega i komprimuje svaki opseg pojedinano. Ljudsko uvo dobro uje umove srednje visine, ali ne tako dobro i visoke ili niske umove. Oni se mogu uti, ali ne dovoljno dobro da bi se mogli precizno prepoznavati detalji. Ovi opsezi se, zbog toga, mogu veoma mnogo komprimovati bez ikakvog primetnog uticaja na krajnji kvalitet zvuka, ako se koristi tehnika poznata kao perceptualno kodovanje. Ako se dva zvuka istovremeno uju, MP3 snima samo onaj koji e uvo da registruje. Slino tome, tihi zvuk koji sledi odmah za glasnim moe da se otkloni, poto i tako ne bi bio registrovan. Zvukovi se takodje komprimuju i u stereu - ako je zvuk identian na oba stereo kanala, samo se jedanput memorie - ali se pojavljuje na oba kanala kada se MP3 datoteka dekomprimuje i reprodukuje. Uz to, MP3 dodaje i modifikovanu Diskretnu kosinusnu transformaciju (Discrete Cosine Transform - DCT) koja koristi filtersku bateriju, poveavajui rezoluciju frekvencije 18 puta u odnosu na sloj 2. Rezultat je, u stvari, to to MP3 doputa komprimovanje zvunih datoteka CD-kvaliteta sa faktorom 12, uz male gubitke u kvalitetu. Zvuk CD kvaliteta koji traje oko jednog minuta moe da se komprimuje u oko jedan megabajt podataka - tako da uobiajeni CD snimak od 4 minuta moe da se smesti u datoteku od 3,5 do 5 Mbajta memorije. Jedna MP3 datoteka - one koriste oznaku tipa .mp3 - takodje moe da sadri informaciju o samoj datoteci u kontrolnom kdu. Taj kontrolni kd sadri informacije kao to su ime izvodjaa, grafika (obino slika sa omota CD-a), internet adresu za dodatne informacije, tekstove pesama, muziki pravac itd. Sredinom 90-ih, studenti na amerikim koledima su poeli da koriste MP3 tehnologiju da bi medjusobno razmenjivali snimke - i to je ubrzo postalo deo univerzitetske svakodnevice. Jedino to je to sporo ulazilo u iru upotrebu - sve dok Ameriko udruenje muzike industrije (RIAA - Recording Industry Association of America) nije odluilo da tui firmu Diamond

18 Multimedia zbog prodaje njihovog izuma zvanog Rio, u jesen 1998.godine. Ova naprava nalik na vokmen marke Sony je, u sutini, bila uredjaj za memorisanje MP3 koja je mogla da reprodukuje muziku programiranu pomou MP3 eme, u trajanju od sat vremena. Prva parnica nije uspela da sprei pojavljivanje Ria na tritu, za ime je usledila alba, da bi sluaj konano bio zakljuen u junu 1999. godine, poto je sud odluio da Rio nije "digitalni uredjaj za snimanje zvuka", te stoga nije mogao da predmet bude ogranienja amerikog zakona o kunom snimanju zvuka iz 1992. godine. Ono u emu je loe shvaena tuba ipak uspela, bilo je skretanje panje nacije na MP3, koji se, gotovo preko noi, iz malo znanog podzemnog pokreta medju tehnofilima "zagrienim" za Internet, pretvorio u popularni kulturni fenomen. Najvei broj MP3 datoteka nastaje od materijala sa audio CD-a. Ovaj proces se sastoji od dve faze, od kojih je prva prebacivanje snimaka iz digitalnog audio formata CD-DA u WAV format. Ovaj korak je presudno znaajan i neizbean. Postoje programi koji mogu da proizvedu MP3 direktno sa audio CD-a, ali oni to postiu tako to prvo vre izdvajanje zvuka sa CD-a. Taj zadatak obavljaju posebni programi poznati kao CD riperi. CD riper uitava snimke sa audio CD-a digitalno i ispisuje ih na vrsti disk kao WAV datoteke. Snimak od 4 minuta zauzima oko 40-50 Mbajta memorije u WAV formatu, tako da prebacivanje celog CD-a zahteva veliki prostor na vrstom disku. Druga faza ovog procesa je prebacivanje .wav datoteka u .mp3 format. Ta faza ukljuuje i korienje specijalizovanog softvera, a programi koji obavljaju ovaj zadatak poznati su kao MP3 koderi. MP3 datoteke se mogu napraviti pomou niza stepena kompresije, a korisnicima je pritom doputeno da izaberu najbolju kombinaciju kvantiteta i kvaliteta. Tipino, dostupne su sledee opcije: "CD kvalitet" - komprimovan u odnosu 12:1, pri brzinama izmedju 128 Kbita u sekundi i 192 Kbita u sekundi, "skoro CD kvalitet" - komprimovan u odnosu oko 18:1, i "FM radio kvalitet" (Real Audio) - komprimovan u odnosu 70:1 pri brzini od 64 Kbita u sekundi

Najvei broj MP3 datoteka dostupnih na Internetu su kodovane na frekvenciji od 44kHz i brzini od 128 Kbita u sekundi (brzina bitova koja obezbedjuje dobar odnos kvaliteta i veliine jedne MP3 datoteke). Kodovanje pri brzini od 192 Kbita u sekundi dae rezultate vrhunskog kvaliteta - ali po ceni znatno vee datoteke. Snimci napravljeni pri brzini od 64 Kbita u sekundi, i manje, uzorkuju se na frekvenciji od 22kHz u sekundi. Obrnuti postupak - prebacivanje MP3 datoteka na CD audio snimke - takodje ukljuuje dve posebne faze. Dekodovanje MP3 datoteke u WAV datoteku izvodi specijalizovani program poznat kao MP3 dekoder. Prebacivanje WAV datoteke na CD obavlja niz specijalizovanih primena koje slue za pravljenje upisivih (CDR) ili prepisivih (CD-RW) kompakt diskova, kao to su Easy CD Creator ili WinonCD. Uprkos uspehu koji je firma Diamond postigla na amerikom sudu, postoje sporna pitanja koja se tiu korienja MP3 tehnologije. Dok Britanska fonografska industrija (BPI) ostaje pri stavu da je nezakonito praviti kopije CD-a, kaseta ili ploa ak i za linu upotrebu, to nije na snazi u britanskom zakonu, a u stvarnosti se uveliko primenjuje. Preuzimanje MP3 datoteka sa licencom sa Interneta je potpuno zakonito, ali nezakonito je kodovati ih i razmenjivati sa drugima, osim ako za to ne postoji odobrenje dobijeno od nosioca zatienog autorskog prava na tu muziku. Postoji mnogo legalnih snimaka u MP3 formatu besplatno dostupnih preko Interneta uz odobrenje nosioca autorskih prava - tu se najee radi o nepoznatim izvodjaima

19 koji ele da se na besplatan nain predstave javnosti. Medjutim, opte je prihvaeno da je velika veina MP3 muzikih datoteka nezakonita - to su snimci bez licence albuma sa zatienim autorskim pravima. I mada ima nekoliko poznatih izvodjaa koji su eleli da predstave svoj rad na Internetu koristei MP3 format, to je uvek nailazilo na otpor. Zanimljivo je da je, ubrzo posle svog uspeha na sudu, izgledalo da firma Diamond pokuava da smiri izdavake kue najavom da e novi model karakterisati antipiratski softver koji e spreiti bespravno kopiranje MP3 datoteka, i moi e da se nadgradi putem Interneta, tako da reprodukuje svaki standard koji na kraju preporui Sigurnosna inicijativa za digitalnu muziku (SDMI). Firma koja verovatno nee proizvoditi MP3 uredjaje za reprodukciju u skorijoj budunosti je Sony, izumitelj mini diska (MD), standarda za snimanje zvuka koji se probijao krajem 90-ih. Rio je, medjutim, i manji i laki od veine MD uredjaja za reprodukciju, a jo jedna prednost mu je i to to nema pokretnih delova. To znai da bez obzira na to koliko grubo rukovali njime, za razliku od CD-a ili mini diska, to ni najmanje nee smetati muzici. Pored toga, Rio i manje optereuje napajanje strujom od proizvoda zasnovanih na laseru, postiui traenih 12 sati pomou samo jedne alkalne baterije. Prvi Rio uredjaj se pojavio na tritu pred kraj 1998. godine, zajedno sa konverzionim softverom koji je imao mogunost digitalnog izdvajanja CD zvuka i pravljenja MP3 datoteka pri brzinama od 64, 80 ili 128 Kbita u sekundi. Najvea i najmanja brzina ekvivalentne su sa 33 minuta kapaciteta FM kvaliteta i 66 minuta CD kvaliteta respektivno, iz unutranje memorije uredjaja od 32 Mbajta. Kapacitet memorije se moe poveati do 64 Mbajta preko dodatne SmartMedia kartice za fle memoriju. Sredinom 1999. godine, posle odbijanja tube sudu koju su uloili RIAA i preuzimanja firme Diamond od strane proizvodjaa grafikih ipova S3, posao sa Riom je toliko uznapredovao da je osnovano odeljenje Rio Port i najavljen novi model koji e omoguiti udvostruavanje ugradjene memorije prvobitnog modela, koja e moi da se povea na 96 Mbajta. Planirana ugradnja jedinice za mikrodrajv od 340 Mbajta firme IBM (veliine jednog ina i teine od samo 16 grama) u budue Rio uredjaje e poveati kapacitet na est sati MP3 muzike skoro CD kvaliteta. 2000. godine pojavilo se nekoliko prenosivih uredjaja za reprodukciju, projektovanih da dopune kune hi-fi sisteme, koji su primali i standardne kompakt diskove kao i one na koje se moe snimati, koji sadre MP3 kodovane snimke. Iako moda nisu bili jeftini, cenu je i vie nego opravdavao njihov veliki kapacitet od deset sati. Ako je ranije i bilo neke sumnje u iroku prihvaenost MP3, ona je otklonjena ueem gigantskih firmi na ovom tritu, kao to je Philips Electronics. Iako je MP3 bio fenomen kasnih 90-ih, on e gotovo sigurno biti prevazidjen poetkom novog milenijuma. Otkako je MP3 razvijen 1995. godine, pojavilo se nekoliko novih formata, od kojih mnogi obezbedjuju ak i bolju kompresiju i vii kvalitet. AAC (Advanced Audio Compression - napredna kompresija zvuka), na primer, moe da pravi datoteke koje su 30 do 40% manje od MP3 datoteke, a zadravaju njihov nivo kvaliteta.

SDMIKrajem juna 1999. godine, predstavnici Sigurnosne inicijative za digitalnu muziku (SDMI) koju ini preko 100 preduzea koja se bave muzikom, potroakom elektronikom i informacionom tehnologijom - najavili su da su postigli saglasnost po pitanju specifikacija novih prenosivih muzikih uredjaja, to e, kako se oni nadaju, ograniiti potroae na dve opcije u ne tako dalekoj budunosti. To su:

20

prenoenje snimaka sa kompakt diskova koje su sami nabavili na njihove uredjaje za reprodukciju, ili preuzimanje muzike sa Interneta od ovlaenog izdavaa - i plaanje za to.

Predloena specifikacija verzije 1.0 obezbedjuje dvofazni sistem - Fazu I i Fazu II. Faza I poinje sa usvajanjem SDMI specifikacije, a zavrava se sa poetkom Faze II. Faza II poinje kada postoji zatitna tehnologija koja identifikuje "piratske" pesme sa "novih muzikih izdanja", i da odbije da ih reprodukuje. Tokom Faze I, prenosivi uredjaji saglasni sa SDMI mogu da prihvate muziku u svim postojeim formatima, bez obzira da li je zatiena ili nezatiena. Oekuje se da e, krajem 1999. ili poetkom 2000. godine, izdavake kue poeti da narezuju kompakt diskove sa takozvanim digitalnim "igom", koji e spreiti nezakonito kopiranje. Tako e, u Fazi II, potroai koji ele da "skinu" sa Interneta nova muzika izdanja koja ukljuuju novu SDMI tehnologiju biti podstaknuti da nadgrade svoju Fazu I do Faze II da bi bi mogli da reprodukuju ili kopiraju eljenu muziku. Kao podsticaj za nadgradnju - poto je muzika sada osigurana od uobiajene piraterije - muzika preduzea e konano biti spremna da stave svoje muzike biblioteke na mreu. Uticaj novog predloga na MP3 je daleko manji nego to je mogao biti. Takozvana "Velika petorka" - Sony Music Entertainment, EMI Recorded Music, Universal Music Group, BMG Entertainment i Warner Music Group - u poetku je proizvodila uredjaje za reprodukciju u saglasnosti sa SDMI koji nisu bili kompatibilni sa MP3 datotekama. Medjutim, na kraju su se opredelili za sigurnosnu emu koja je povratno kompatibilna sa "besplatnim" MP3 formatom, a korisnici e, i u Fazi I i u Fazi II, moi da izdvajaju pesme sa kompakt diskova i "skidaju" ih sa Interneta nezatiene, kao to to ine i sada.