Цифровая звуковая революция

Революция цифрового звука (или революция цифрового звука ) относится к широкому внедрению технологий цифрового звука в компьютерной индустрии, начиная с 1980-х годов.

Предыдущие методы

Программная широтно-импульсная модуляция

Некоторые из первых компьютерных музыкальных произведений были созданы в 1961 году Лафарром Стюартом , который написал программное обеспечение для модуляции длительности импульсов и между ними ( широтно-импульсная модуляция или «ШИМ» с помощью процесса, который сейчас часто называют « битовым ударом ») на линия шины, которая была подключена к громкоговорителю с усилителем, первоначально установленному для мониторинга функционирования штата Айова Университета компьютера CYCLONE , производного от Illiac . Весь компьютер использовался для создания простых, узнаваемых мелодий с использованием цифрового звука.

Динамики IBM PC (выпущенного в 1981 году) и его преемников можно использовать для создания звуков и музыки с использованием аналогичного механизма.

Программируемые генераторы звука

Программируемые звуковые генераторы были первыми специализированными звуковыми схемами в компьютерах, включавшими простые аналоговые генераторы, которые можно было настроить на желаемые частоты, обычно приближающие тона по музыкальной гамме . Примером этого является POKEY специальный ASIC 1978 года, используемый в 8-битных компьютерах Atari .

FM-синтез

Следующей разработкой было создание базовой частоты и последующая модуляция ее другой частотой для создания желаемых эффектов; этот процесс синтеза звуковых сигналов с использованием частотной модуляции обычно называют FM-синтезом . Эта технология была представлена ​​в начале 1980-х годов компанией Yamaha , которая начала производство плат FM-синтезаторов для японских компьютеров, таких как NEC PC-8801 и PC-9801 в начале 1980-х годов . Это позволило сделать звук игр на персональном компьютере более сложным, чем упрощенные звуковые сигналы из внутренних динамиков. Эти FM-синтезаторы производили «теплый и приятный звук», который такие музыканты, как Юзо Косиро и Такеши Або, использовали для создания музыки для видеоигр , которая до сих пор высоко ценится в сообществе чиптюнов .

Ранние устройства на интегральных схемах, в которых использовались методы FM-синтеза, включают набор микросхем Yamaha OPL2 (YM3812 и внешний цифро-аналоговый преобразователь), который был включен в звуковую карту AdLib (1987 г.), в Creative Technology Sound Blaster (1989 г.) и в Media Vision Pro AudioSpectrum (1991); следующего поколения они были заменены набором микросхем Yamaha OPL3 на Pro AudioSpectrum 16 и Sound Blaster 16.

Цифро-аналоговые преобразователи

По мере того, как они становились более экономически эффективными, интегральные схемы цифро-аналогового преобразователя (часто называемые «D-to-A» - сокращенно «D/A» или «DAC») дополняли и в конечном итоге заменили устройства FM-синтеза. Эти устройства позволяли компьютерам воспроизводить цифровой звук, используя метод кодирования, известный как импульсно-кодовая модуляция («PCM»). В отличие от широтно-импульсной модуляции («ШИМ»), которая включает и выключает сигнал, импульсно-кодовая модуляция также позволяет устанавливать уровень сигнала на несколько промежуточных уровней; в этом отношении PWM похож на черно-белые изображения, PCM — на изображения в оттенках серого.

Цифровые аудиокомпакт- диски (с использованием PCM) были представлены в 1982 году. Начиная с 1985 года, носитель был адаптирован для хранения компьютерных данных с помощью стандарта CD-ROM Yellow Book и формата High Sierra (который развился в ISO 9660 ).

Macintosh 128K (1984 г.) и Atari ST (1985 г.) могли воспроизводить цифровой звук с помощью программного обеспечения. Без специального аудиооборудования цифровой звук на этих машинах обычно ограничивался титульными экранами в играх (с более высокой частотой дискретизации) или играми, в которых не было тяжелой анимации, что оставляло достаточно времени ЦП для воспроизведения сэмплов более низкого качества.

Первым компьютером с цифровым звуковым процессором был Amiga , выпущенный в 1985 году. Чип MOS Technology 8364 Paula имеет четыре независимых 8-битных ЦАП и может воспроизводить либо четыре монофонических аудиоканала, либо два комбинированных стереоканала . Он мог воспроизводить цифровые сэмплы из памяти практически без использования процессора и каких-либо хитрых программных уловок.

В 1989 году Creative Technology Sound Blaster включал в себя процессор и цифро-аналоговый преобразователь, а также набор микросхем Yamaha OPL2 для устройств FM-синтеза для совместимости со звуковой картой AdLib. В 1991 году Media Vision представила оригинальный Pro AudioSpectrum, который предлагал аналогичную функциональность, но имел стереозвук, аудиомикшер и CD-ROM интерфейс ( SCSI и многие варианты); его 16-битный преемник, Pro AudioSpectrum 16, предлагал звук CD-качества через 16-битный компрессор-декомпрессор (« КОДЕК »).

В 1997 году Intel создала аудиокодека AC'97 стандарт , который в 2004 году был заменен Intel High Definition Audio (HD Audio).

Сжатие

Высококачественное аудиооборудование стало недорогим быстрее, чем носители данных, что привело к развитию методов сжатия.

Популярным ранним вариантом импульсно-кодовой модуляции («PCM») была сжатая версия, называемая адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией («ADPCM»).

Файлы звуковых модулей (первоначально файлы Amiga .MOD ) позволяли создавать музыку, делиться ею с помощью компактных файлов и воспроизводить ее с высоким качеством (с использованием четырех каналов, каждый с половиной частоты дискретизации аудиокомпакт-дисков). Вскоре после выпуска Pro AudioSpectrum 16 компания Media Vision включила в него проигрыватель файлов MOD и образцы музыкальных файлов.

В конце 1990-х годов появился формат MP3 , позволяющий хранить музыку в относительно небольших файлах за счет высокой степени сжатия с помощью метода прогнозирующего синтеза. из Красной книги CD-DA Современные компьютерные приводы CD-ROM позволяют считывать данные в цифровом формате (по сравнению с более ранними приводами, которые просто выводят аналоговый звук), что позволяет копировать и кодировать целые объемы музыки во много раз быстрее, чем обычная скорость воспроизведения.

Недвижимое хранилище

После 2000 года высокий спрос на небольшие портативные музыкальные плееры, такие как iPod от Apple , вызвал конкуренцию в продажах компонентов, в результате чего устройства хранения данных стали все более экономичными.

Распространение музыки в Интернете

Популярность высококачественной сжатой музыки и широкая доступность доступа в Интернет привели к повсеместному нарушению авторских прав (особенно через Napster ), за которым последовали массовые законные продажи музыки в Интернете через Apple iTunes Music Store , Amazon.com , Walmart.com и другие.

Безленточная запись

До начала 1990-х годов музыка обычно записывалась и обрабатывалась студиями звукозаписи с использованием аналоговых магнитофонов , которые были необходимы при записи, редактировании, микшировании и доработке аудиопродукции. В начале 1980-х годов появились программируемые синтезаторы и музыкальные рабочие станции, такие как New England Digital Synclavier и Fairlight CMI , которые позволяли хранить части произведения в цифровом виде на мэйнфрейме системы без необходимости использования аудиокассеты. Однако само по себе производство музыки, в котором использовались такие синтезаторы, обычно по-прежнему включало микширование и редактирование с использованием аналогового магнитофонного оборудования.

Первыми компьютерными приложениями, предлагающими полностью цифровую безленточную запись, микширование и редактирование, были Cubase и Notator для платформы Atari ST примерно в 1989 году. В 1990-х годах эти и подобные системы начали завоевывать все большее распространение среди студий звукозаписи, а по мере увеличения возможностей компьютерной обработки и хранения данных Аналоговое ленточное оборудование постепенно было заменено полностью компьютеризированной записью, в которой каждый этап производственной цепочки осуществляется с использованием программного обеспечения и цифровых носителей.

См. также

• Звуковая карта
• Звуковой чип