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来自虚拟世界的声音——从游戏看声卡的发展

发表日期:2005-1-5 来源:走进数码网 作者:怪鸭兽 阅读:
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  曾几何时,主机机箱里的扬声器是电脑惟一能发声的部件,我们不得不忍受那种单调而枯燥的音调,玩游戏时也只能听到刺耳的音乐和几乎无法辨别的模拟人声。在这十数年间,电脑多媒体的发展日新月异,作为多媒体中的领航员,声卡有着翻天的巨变。从最早期的只能发出简单音效的8位单通道声卡Sound Blaster发展到今天的支持Dolby Digital EX 6.1.获得了THX认证的Sound Blaster Audigy 2。其间印证了一个品牌的成功,同时也诉说了一段段失落的故事。下面,我们一起走进这个虚拟互动的世界,回顾一下声卡的发展历程。

  你知道吗?
  声卡≠声霸卡
  很多人以为,声卡是声霸卡的简称。这其实是一个错误的概念。声霸卡是创新公司Sound Blaster声卡的中文名称。很久以前,创新就靠着声霸卡生产无数的声卡。创新宣称在声卡市场上,已经达到了70%的占有率,累积客户高达一亿多人。这样的领导性地位也让我们不难理解,为何有这么多人有以上的误解。
  
  一、初试啼声

  虽然PC声卡是在90年代才得以普及,但它的问世却早在1984年。英国的Adlib公司是目前公认的“声卡之父”,虽然他们最初开发的产品只能提供简单的音乐效果,并且无法处理音频信号,但在当时无疑已经是一个很大的突破。由于技术不够成熟、成本又非常高昂,因此这类带有试验品性质的早期Adlib音乐卡(如图1)没能得到普及。况且,当时的电脑运算速度也不足以应付大规模的多媒体处理,普通用户对于电脑音乐依然处在一个比较懵懂的时期。

  二、8与16的故事

  显然,早期的8位单通道声卡的效果比PC扬声器的“嘀、嘀”声要好不少。但是,单声道是比较原始的声音复制形式,当通过两个扬声器回放单声道信息的时候,我们无法辨别声道位置。
  进入九十年代,创新率先推出了具有16bit、44kHz采样率,并支持立体声的SoundBlaster 16系列声卡(如图2)。单声道缺乏对声音的位置定位,而立体声技术则彻底改变了这一状况。声音在录制过程中被分配到两个独立的声道,从而达到了很好的声音定位效果。

  到了1995年,创新找到了新的技术改进目标,使用后来成为其子公司的E-MU生产的音频芯片,推出了AWE 32和AWE 64(如图3)波表合成声卡。这里的32和64不再表示数字音频的位数,而是表示32和64种复音的波表合成技术。毫无疑问,AWE系列的音质在当时远远抛离其他产品,而AWE 64 Gold的回放效果就是以今天的标准来看,也是上上之作。

  整整十年间,电脑的音频系统经历了从无到有、从8位单通道到16位双通道的巨变。那一段时间,正是RPG游戏风靡之时,没有16位双通道的声卡,我们是无法对《仙剑奇侠传》里的动人乐章留下不可磨灭的印记。更重要的是,立体声技术的实现使得游戏玩家第一次有了“声音位置”的概念,这种概念在日后的产品中得到不断的强化,引发了一场浩大的标准之争。

  三、革命的到来

  步入1997年,ISA声卡的技术已经非常成熟,但与生俱来的DMA和IRQ设置问题却无法得到解决。因此,将多媒体声卡的总线从ISA转移到PCI,已是一件刻不容缓的事情。一种名为“DLS”的技术得以实现,使PCI声卡可以非常轻松地支持硬波表,而三维音频技术,多声道环绕技术也开始逐渐崭露头角。
  这一期间,Diamond(帝盟)联合Aureal(已被创新公司并购)、ESS两大芯片巨头,先后推出了M80.S70和MX200这三款性能优秀、性价比合理的产品,这才使PCI声卡开始逐渐得到消费者的认同。到了1998年的第三季度,创新投下了重磅炸弹——基于PCI总线、采用EMU10K1芯片的Sound Blaster Live!声卡(如图4)。几乎与此同时,Diamond力推自己的新品MX300,与创新展开激烈的技术竞争和市场争夺,PCI声卡的号角终于吹响了。

  借助于PCI总线的实现,游戏公司开始在背景音乐中运用MIDI,玩家可说真的会被游戏中的音乐所打动。与此同时,游戏也可以实现更丰富的音效,还记得当时的《Comanche》进入游戏时那段Dolby Logic的演示,让笔者至今难以忘怀。打那开始,游戏音效向着真实音效的再现、立体环绕、精确定位等方向发展。

  四、进入交互式3D时代

  PCI声卡流行以后,在技术上取得最大突破的当属硬件波表合成技术的成本大大下降以及三维音效、多声道环绕音效等交互式环绕效果在电脑上的普及,后者更是得到了广大游戏玩家的普遍认可。在电脑游戏视频三维逐渐趋于主流的时候,三维音效的运用无疑进一步增添了游戏的娱乐性和拟真度。此时,一款PCI声卡是否能够拥有强大的音场模拟效果和音频定位能力就显得尤为重要。电脑上的3D音效也经历了两代的发展,由初期的四声道技术发展到今天的Dolby Digital AC3 5.1以及最新的Dolby Digital EX 6.1。
  第一代交互式3D音效芯片追求的是3D音效的基本目标——进行声源的方向感定位,不论是使用双声道还是四声道实现,运算量都还不是太大,这一代的产品主要是以A3D 1.0技术为主流。硬件支持A3D 1.0的音效芯片是AU8820,它最大的特点也是最神奇之处就是通过欺骗人们的听觉系统,使人们仅仅通过两只音箱就能感觉到3D环绕音效。说到这里我们不得不提一下另外一个辉煌一时公司——Diamond。Diamond看准了A3D的市场前景,推出采用AU8820芯片的S90声卡,良好的音质、不错的性能以及对A3D的完美支持,让它在市场上迅速红极一时。作为业界领导的创新也推出了EAX 1.0音效标准,并装备在Sound Blaster Live!上。与A3D 1.0相比,EAX 1.0在声音的定位方面表现未如理想。
  大家都知道,汽车在通过隧道与在大街上行驶时,声音的感觉是不一样的,这种在不同的环境中所产生的不同声音效果就是环境音效。第二代3D音效技术就已经全面实现360度环绕效果和虚拟现实的环境氛围,其中,最为游戏玩家津津乐道的当属创新的EAX环境音效了。创新的EMU10K1就是一块处理能力极强的芯片,其EAX 2.0环境音效API在4个声道上都实现了基本的HRTF算法,加上创新完善的声音处理技术和软件升级的潜力,达到了PC上前所未有的音响效果,重新夺回了3D音效技术的领先地位。而Aureal的AU 8830(Vortex 2)芯片则基本上用硬件方法弥补了处理能力的不足,但其效果与EAX不可同日而语。在CS中,打开EAX硬件支持,进入游戏,仿佛自己一下子置身于真正的战场,各种各样的声音在你耳边不断的响起,将战场的气氛烘托的十分逼真。
  进入到多声道环绕时代后,创新很快便从四声道推进到Dolby Digital 5.1,主要的产品有SoundBlaster Live!5.1(如图5)和SoundBlaster Audigy(如图6)。SoundBlaster Live!5.1是一款非常经典的声卡,驱动成熟、功能全面,游戏方面有自家的EAX标准,在音效和速度方面都无人能及。看DVD电影,虽然不是完全的硬件解码,不过CPU占用率比较低。而SoundBlaster Audigy声卡在刚发布时,称得上是独一无二的24位声卡至尊。和Live!5.1相比,还增加了1394功能,能自己制作数字视频剪辑。在游戏方面,可支持最新的EAX标准,在一些新游戏中,比如:《魔兽》、《虚幻竞技场2003》、《荣誉勋章》、《英雄萨姆》、《三角洲部队:黑鹰坠落》等,都可以获得很好的性能表现。对FPS游戏玩家来说更是首选声卡

  接下来,创新又推出了支持Dolby Digital EX 6.1标准的SoundBlaster Audigy 2/ZS(如图7)。标准版的Audigy 2已经有称霸当今PC音频的实力,白金版、白金版Ex更是专业用途的最佳装备。Audigy 2发布后,已经成为绝对的音频王者,甚至将它用于专业用途也不为过。它的性能指标甚至比售价高很多的专业产品还强。这里再将它的一些主要的特点列出来:24位/192kHz,106dB播放、24/96,六声道录音、DVD-Audio音频播放、Dolby Digital EX 6.1解码、THX认证、最新环境音效标准EAX AHD。其中,EAX Advanced HD 3D支持的多环境音效,可以实时营造4个同时发生的音效环境环境变换技术可以让游戏玩家聆听到3D空间感并感觉到一个即将到来或者远处的音效环境。比如说:在庄园里的石墙,与战斗机里的金属壁反射出来的声音就不尽相同。这项技术也可以根据环境因素过滤音效,做出大海边的浪涛声音,或是小房间内低沉的嗡嗡声。目前,超级游戏大作《分裂细胞》支持这项技术。

  Dolby Digital EX 6.1则Dolby Digital 5.1的加强版本,在后方添加一个中置喇叭,输出电影音响师认为该从这个声道输出的声音。需要注意的是,多出来的环绕音响是通过5.1声道计算所得,使用的标准仍然是Dolby Digital,所以Dolby Digital EX 6.1并不是真正的6.1标准。随着DirectX 9.0的发布,支持5.1声道的游戏被纳入标准之中,相信在不久的将来,支持6.1 EAX的游戏也将成为主流之一。
  2004年第四季度,创新再次推出Sound Blaster Audigy 4 Pro显卡(如图8),让个人电脑拥有更完整的音效连接能力。其持色在于具备五组立体声输入与六组立体声输出、外接式I/O模组、整合两组高速1394 FireWire连接埠以及业界最优异的24-bit ADVANCED HD音效,声霸卡Sound Blaster Audigy 4 Pro同时支持低延迟ASIO 2.0多轨录音能力,其录音品质更高达同时六声道24-bit/96kHz。Sound Blaster Audigy 4 Pro绝对是欲建构录音室的使用者所需求的专业配备。



【责任编辑:怪鸭兽】

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