Гравис Ультразвук

Gravis UltraSound или GUS — это звуковая карта для IBM PC-совместимой системной платформы , созданная канадской компанией Advanced Gravis Computer Technology Ltd. Она была очень популярна на демосцене в 1990-е годы. ^{[ нужна ссылка ]}

На момент своего запуска в 1992 году Gravis UltraSound был известен тем, что предоставил платформе IBM PC технологию синтеза музыки на основе сэмплов (продаваемую как « волновая таблица »), то есть способность использовать реальные звукозаписи, а не искусственные компьютерные записи. Формы сигналов как основа музыкального инструмента. Например, сэмплы фортепиано или трубы больше похожи на настоящие инструменты. ^{[ нужна ссылка ]} Имея до 32 аппаратных аудиоканалов, GUS был примечателен. ^{[ нужна ссылка ]} для качества воспроизведения MIDI с большим набором инструментальных патчей , которые могут храниться в собственной оперативной памяти .

Все карты были изготовлены на красных печатных платах , как и карты канадской компании ATI . Они были лишь немного дороже, чем карты Creative , что значительно уступало цене многих аналогичных профессиональных карт, предназначенных для музыкантов.

Версии

Ультразвук (Классический)

Первый UltraSound был выпущен в начале октября 1992 года вместе с Gravis PC GamePad . Ultrasound была одной из первых звуковых карт для ПК с 16-битным стереозвуком 44,1 кГц . Последняя версия (v3.74) GUS Classic имеет 256 КБ встроенной оперативной памяти (с возможностью расширения до 1024 КБ через DIP- разъемы), аппаратный аналоговый микшер и поддержку 16-битной записи через отдельную дочернюю плату на базе аудиосистемы Crystal Semiconductor CS4231. кодек .

Прием

В 1993 году журнал Computer Gaming World раскритиковал эмуляцию Sound Blaster UltraSound и отсутствие встроенной поддержки в играх, заявив, что «трудно рекомендовать эту карту кому-либо, кроме музыканта Windows MIDI». ^[1]

Ультразвук МАКС

Выпущенный в 1994 году, UltraSound Max представляет собой версию GUS с кодеком CS4231 на борту, 512 КБ встроенной оперативной памяти (с возможностью расширения до 1024 КБ с помощью одного чипа SOJ ) и Panasonic / Sony / Mitsumi для компакт-дисков интерфейсными слотами . CS4231 обеспечивает поддержку спецификаций звуковой системы Windows , хотя диапазон портов ввода-вывода не соответствует оборудованию WSS и может использоваться для эмуляции SoundBlaster. Компакт-диск с программным обеспечением включает демоверсию с «3D-голографическим звуком» за счет использования программных фильтров HRTF .

Ультразвук Plug & Play (PnP)

Выпущенная в 1995 году Ultrasound Plug & Play представляла собой новую карту на основе технологии AMD InterWave с совершенно другим набором звуков. ODM-производителем для нее выступала якобы Synergy (о чем свидетельствует их логотип на задней стороне карты, хотя ранние и ныне очень редкие карты GUS PnP не имели логотипа Synergy). Карта имеет 1 МБ звукового ПЗУ, не имеет встроенной оперативной памяти (хотя ее можно расширить до 8 МБ с помощью двух 30-контактных SIMM) и интерфейс ATAPI CD-ROM. Версия «Pro» добавляет 512 КБ встроенной оперативной памяти, необходимой для совместимости с GUS Classic. был выпущен адаптер оперативной памяти для 72-контактного SIMM В 2014 году энтузиастами ретро-компьютеров , который позволил установить 16 МБ оперативной памяти на версию «Pro» без каких-либо модификаций карты.

UltraSound ACE (усилитель звуковой карты)

Эта бюджетная версия UltraSound Classic, выпущенная в 1995 году, имеет 512 КБ ОЗУ (с возможностью расширения до 1024 КБ, как и MAX) и не имеет игрового порта или возможности записи. Продаваемый как конкурент карт, совместимых с Wave Blaster , он должен быть установлен вместе с картой SoundBlaster Pro / 16 в качестве обновления синтеза на основе семплов (продаваемого как «волновой синтез»). Прототип этой карты получил название «Sound Buddy».

Ультразвук CD3

OEM - версия UltraSound Classic производства Synergy с 512–1024 КБ ОЗУ. Он имеет интерфейсы CD-ROM AT-BUS, соответствующие стандартам Sony, Mitsumi и MKE/Panasonic. Это единственная звуковая карта Gravis с зеленой платой . Он похож на несколько клонов карт, включая Primax SoundStorm Wave (модель Sound M-16B) и AltraSound.

Ультразвук Экстрим

UltraSound Extreme, выпущенная в 1996 году, представляет собой стороннюю OEM-систему, сочетающую UltraSound Classic со звуковым чипом ESS AudioDrive ES1688 для эмуляции Sound Blaster Pro и AdLib . Он был произведен Synergy, как и ViperMAX. По умолчанию он имеет 1 МБ ОЗУ, но его невозможно увеличить.

Клоны UltraSound и OEM-карты

Все клоны используют оригинальный звуковой чип Gravis GF1 или AMD InterWave.

Primax SoundStorm Wave (GF1) - есть два варианта карт от известного производителя сканеров и мышек. Altrasound переименован в Sound M-16B и отличается от Sound M-16C с 4 интерфейсами CD-ROM.
D&B UltraWave (GF1) — эта карта 512 КБ по умолчанию имеет встроенную оперативную память , которую можно увеличить до 1024 КБ с помощью 512 КБ SOJ-40 емкостью микросхемы DRAM . Имеет разъем DIP для загрузочного ПЗУ объемом 16 КБ (опционально) и интерфейс IDE (вторичный).
Synergy ViperMAX (GF1) — та же карта, которая позже была переупакована как UltraSound Extreme, но с всего 512 КБ . оперативной памятью
Expertcolor MED3201 (InterWave LC) - пожалуй, единственная карта с урезанным вариантом чипа GFA1 - AM78C200 InterWave LC. Первая серия была со стандартным Am78C201KC.
Compaq Ultra-Sound 32 (InterWave) — одна из последних карт InterWave, разработанная для настольных компьютеров Compaq Presario . Более новая версия InterWave «C» — AM78C201AKC и фейдер TEA6330T. Производство компании «СТБ Системс» .
STB Systems Soundrage 32 (InterWave) — стандартная карта InterWave, без слотов SIMM и интерфейса IDE. Был вариант «Про» с 512 КБ ОЗУ. Микросхема AM78C201KC.
Core Dynamics DYNASonix 3D/PRO (InterWave) — оснащен дополнительным чипом DSP, который предлагает графический эквалайзер и дополнительные предустановки звуковых эффектов.
Philips PCA761AW (InterWave) — дизайн карты очень напоминает прототип «AMD InterWave OEM Design». Имеет объем оперативной памяти 512 КБ, который часто остается незаполненным. Микросхема AM78C201KC.
Reveal WAVExtreme 32 (InterWave) — конструкция на базе AM78C201KC. Поставляется без оперативной памяти и не имеет разъемов/посадочных мест для добавления.
По состоянию на февраль 2015 года любители предприняли попытки создать новую звуковую карту, совместимую с UltraSound на базе InterWave, под названием ARGUS .
PicoGUS (OpenSource) — разработка на основе Pico Pi, начатая в 2022 году Яном Скоттом. Поддержка сообщества нарастала в последующие годы. По состоянию на 2024 год его эмуляция аналогична совместимости с оригинальным GUS. PicoGUS также включает поддержку Tandy 3 Voice, например Tandy 1000 , Game Blaster/Sound Blaster 2.0 ( Sound Blaster ), а также интеллектуального режима MPU-401 . поддержку ^[2] ^[3]

ГФ1

GF1 был разработан совместно компаниями Advanced Gravis и Forte Technologies (создателем VFX1 Headgear шлема виртуальной реальности ) и произведен компанией Integrated Circuit Systems под названием ICS11614. Чип был создан на основе чипа Ensoniq OTTO (ES5506) , версии нового поколения чипа музыкального синтезатора, используемого в Ensoniq VFX и его преемниках.

GF1 представляет собой чисто чип синтеза на основе сэмплов с полифонией 32 генераторов , поэтому он может микшировать до 32 моно PCM- сэмплов или 16 стереосэмплов полностью аппаратно. Чип не имеет встроенного кодека, поэтому звуки необходимо загрузить во встроенную оперативную память перед воспроизведением звука сжатия . Алгоритмы , такие как IMA ADPCM, не поддерживаются, поэтому перед загрузкой сжатые сэмплы необходимо распаковать.

Качество звука GF1 непостоянно и зависит от выбранного уровня полифонии. Частота дискретизации CD -качества 44,1 кГц поддерживается с 14-голосной полифонией; частота дискретизации постепенно ухудшается до 19,2 кГц при максимальной 32-голосной полифонии. Уровень полифонии программируется программно, поэтому программист может выбрать подходящее значение, наиболее подходящее для конкретного приложения. Расширенные звуковые эффекты, такие как реверберация и хорус , не поддерживаются аппаратно. Однако возможно программное моделирование; базовый эффект «эха» можно моделировать с помощью дополнительных дорожек, а некоторые трекеры могут программировать эффекты, используя дополнительные аппаратные голоса в качестве аккумуляторов.

Образец оперативной памяти

UltraSound обеспечивает воспроизведение MIDI путем загрузки патчей инструментов в ОЗУ адаптера, расположенное на карте, мало чем отличаясь от того, как инструменты хранятся в ПЗУ на других картах на основе сэмплов (продаваемых как карты «волновой таблицы»). Карта поставляется с набором файлов исправлений инструментов (*.PAT) объемом 5,6 МБ; большинство патчей семплируются с 16-битным разрешением и зацикливаются для экономии места. Файлы исправлений можно постоянно настраивать и обновлять в каждой версии программного обеспечения.

Различные программы поддержки карты используют файлы .INI для описания того, какие исправления следует загружать при каждом событии изменения программы. Эта архитектура позволила Gravis включить схему отображения, совместимую с General MIDI. Драйверы Windows 95 и 98 используют UltraSound.INI для загрузки файлов исправлений по требованию. В DOS загрузка патчей может осуществляться с помощью UltraMID , промежуточного программного обеспечения системы TSR , предоставляемой Gravis, которая устраняет необходимость напрямую обращаться с аппаратным обеспечением. Программисты могут включать статическую версию библиотеки UltraMID в свои приложения, устраняя необходимость в TSR. Программист приложения может выбрать предварительную загрузку всех патчей с диска, изменяя их размер по мере необходимости, чтобы они поместились во встроенную оперативную память UltraSound, или позволить промежуточному программному обеспечению отслеживать события изменения патчей и динамически загружать их по требованию. Эта последняя стратегия, хотя и обеспечивает лучшее качество звука, приводит к заметной задержке при загрузке патчей, поэтому большинство приложений просто предварительно загружают предопределенный набор.

Каждое приложение может иметь свой собственный файл UltraMID.INI, содержащий набор замен патчей для каждого возможного объема оперативной памяти (256/512/768/1024 КБ), так что аналогичные инструменты используются, когда не хватает оперативной памяти для хранения всех семплов. необходимы патчи (даже после повторной выборки до меньших размеров). Неиспользуемые инструменты никогда не загружаются. Эта концепция аналогична работе с банками образцов в цифровых пробоотборниках . Некоторые игры, включая Doom , Doom II и Duke Nukem 3D , поставляются с собственным оптимизированным UltraMID.INI.

Карты UltraSound завоевали большую популярность в сообществе музыкальных трекеров для ПК. Формат трекера был первоначально разработан на персональном компьютере Commodore Amiga в 1987 году, но поскольку ПК стали более способными создавать высококачественную графику и звук, демосцена массово выплеснулась на платформу и унесла с собой формат трекера. Типичные форматы трекеров той эпохи включали MOD , S3M и более поздний XM . В этом формате ноты и инструменты сохраняются в файле в цифровом виде, вместо того чтобы использовать звуковую карту для воспроизведения инструментов. трекера Модуль , сохраненный на диске, обычно включает в себя все данные секвенирования и сэмплы, и обычно композитор включает их вымышленное имя в список сэмплов. Этот примитивный предшественник современного сэмплера открыл Gravis путь на рынок, поскольку требования идеально соответствовали возможностям чипа GF1. Проблема с другими звуковыми картами, воспроизводящими эти форматы, заключалась в том, что им приходилось программно микшировать голоса в один или оба выходных канала, что еще больше ухудшало качество 8-битных сэмплов. Карта UltraSound могла загружать семплы в свою оперативную память и микшировать их, используя быструю и качественную аппаратную реализацию, разгружая процессор от этой задачи. Гравис сразу понял, что поддержка демо-сцены может повысить продажи, и они раздали 6000 карточек бесплатно. ^{[ нужна ссылка ]} самым известным группам сцены и людям на сцене.

Совместимость

Поскольку чип GF1 не содержит совместимой с AdLib схемы OPL2 или чипа кодека, с Sound Blaster добиться совместимости в лучшем случае было сложно. Ожидалось, что потребители будут использовать прилагаемое программное обеспечение для эмуляции для эмуляции других стандартов, что не было необходимым для многих других карт, которые эмулировали Sound Blaster через свое звуковое оборудование. Программное обеспечение эмуляции работало как огромный TSR, которым было трудно управлять во времена, когда до Windows существовали сложные расширители DOS .

Хотя существовала встроенная поддержка многих популярных игр, в которых использовались звуковые библиотеки промежуточного программного обеспечения, такие как звуковая операционная система HMI (Human Machine Interfaces), библиотеки аудиоинтерфейса Miles (AIL), звуковая система Miles или другие, пользователю приходилось исправлять игры, заменяя существующие звуковые драйверы версий UltraSound, имеющиеся на установочном компакт-диске. Кроме того, UltraSound требовалось два канала DMA для полнодуплексной работы, а 16-битные каналы, как правило, были быстрее, поэтому многие пользователи предпочитали их использовать, но это приводило к ошибкам в играх, в которых использовался расширитель DOS DOS/4GW , что было обычным явлением. в эпоху Ультразвука.

В комплект программного обеспечения вошли два основных программных звуковых эмулятора:

SBOS , ОС Sound Board — эмуляция 8-битного стерео Sound Blaster Pro и синтез AdLib FM. Это был программный эмулятор реального режима, который воссоздавал чип синтезатора AdLib OPL2 FM и требовал, чтобы у пользователя был процессор 286 или выше. Существовали специальные версии для карт UltraSound MAX (MAXSBOS) и AMD InterWave (IWSBOS), в которых вместо этого использовался чип кодека CS4231.
Mega-Em — расширенное программное обеспечение для эмуляции, требующее как минимум процессора 386 и менеджера EMM с поддержкой DPMI / VCPI . Mega-Em эмулировал 8-битную схему Sound Blaster для звуковых эффектов и Roland MT-32 / LAPC-I или Roland Sound Canvas / MPU-401 для музыки. Он поддерживал функциональность UltraMID TSR.

AMD ИнтерВэйв

Огромный потенциал оригинального UltraSound позволил Advanced Gravis лицензировать новый чип GFA1 и программное обеспечение компании AMD , которая в то время пыталась выйти на рынок звуковых чипов. Чип, выпущенный в 1995 году, назывался AMaDeus с номером детали AMD Am78C201 и продавался как InterWave . Он был усовершенствован для обработки до 16 МБ встроенной памяти, сэмплов, сжатых IMA ADPCM, не имел падения частоты дискретизации при полных 32 голосах и содержал дополнительную логику для поддержки аппаратной эмуляции FM-синтеза и простых цифровых звуковых эффектов на основе задержки, таких как реверберация и хорус. Он был совместим с кодеком CS4231, установленным в UltraSound MAX, или с дочерней платой 16-битной записи для UltraSound Classic.

Звуковой «набор патчей» был переработан из набора файлов .PAT отдельных инструментов в унифицированный формат звукового банка .FFF/.DAT, напоминающий SoundFont , который мог быть основан как в ПЗУ, так и в ОЗУ. Существовало 4 версии звукового банка: полная 16-битная версия размером 4 МБ с 8-битной версией 2 МБ с пониженной дискретизацией и 16-битная версия 2 МБ с пониженной дискретизацией (различное зацикливание сэмплов ) с версией 1 МБ с 8-битной субдискретизацией. Утилита конвертера GIPC была предоставлена для создания банков .FFF/.DAT из коллекций .PAT/.INI.

Эталонная карта содержала звуковое ПЗУ со сжатием по закону ADPCM объемом 1 МБ, которое содержало базовые голоса General MIDI и звуковые сэмплы для эмуляции FM, а также 2 слота для расширения оперативной памяти с помощью 30-контактных модулей SIMM . Эмулятор IWSBOS был переработан и теперь включает функции Mega-Em, такие как эмуляция General MIDI, а ядро SBOS было включено в драйверы Windows 95 для обеспечения эмуляции в окне DOS Box .

Процесс исправления звуковых «драйверов» промежуточного программного обеспечения был значительно упрощен с помощью утилиты PREPGAME, которая могла автоматически исправлять большинство известных игр для DOS либо путем правильной установки и настройки собственных драйверов InterWave, либо путем замены двоичных файлов для некоторых редких устройств, таких как Covox . Он также может обновить расширитель DOS/4GW, чтобы обойти 16-битную ошибку DMA.

GFA1 имел режим совместимости GUS/MAX, но базовая карта не была совместима с UltraSound Classic, если не было установлено немного памяти.

Технология InterWave использовалась в Gravis UltraSound PnP линейке карт . Лицензия на него также была предоставлена различным OEM-производителям, таким как STB Systems , Reveal, Compaq , Core Dynamics, Philips и ExpertColor. Некоторые высокопроизводительные OEM-варианты содержали полноценный набор патчей размером 4 МБ в ПЗУ. ^{[ нужна ссылка ]} и фирменные аппаратные DSP для реализации таких функций, как дополнительные алгоритмы звуковых эффектов и графический эквалайзер .

Программные драйверы для InterWave были написаны eTek Labs, в состав которой входит та же команда разработчиков, что и предыдущая разработка Forte Technologies. Незадолго до этого eTek Labs отделилась от Forte Technologies. В августе 1999 года компания eTek Labs была приобретена компанией Belkin и в настоящее время является ее командой исследований и разработок.

Кончина

Некоторые разработчики игр того времени отмечали проблемы с комплектом разработки программного обеспечения и аппаратной конструкцией продукта. Что касается пользователя, эмуляцию Sound Blaster было особенно трудно получить прямо из коробки, и это привело к значительному количеству возвратов продукта на уровне магазинов и, таким образом, испортило канал розничной торговли продуктом. Программное обеспечение, входящее в комплект, со временем совершенствовалось, но Gravis не мог эффективно распространять обновления.

Сама компания тоже создала себе проблемы. Когда список обещанных вспомогательных игр Gravis не был реализован, компания потеряла доверие потребителей и коммерческих разработчиков. Несколько издателей и разработчиков пригрозили подать на компанию в суд за искажение информации об их продуктах, указав на прямую фабрикацию списка Грависа.

Индустрия условно-бесплатных игр охватила Gravis больше, чем индустрия розничных игр. ^{[ нужна ссылка ]} Компаниями, которые сделали это на ранней стадии, были издатель Apogee и разработчики id Software и Epic MegaGames . Гравис также может претендовать на победу на демосцене, которая покорила GUS и обеспечила ему преданный культ на несколько лет. Но без маркетинга и присутствия разработчиков Creative Labs Gravis не смогла бы обеспечить ни продажи, ни поддержку, необходимые для того, чтобы звуковая карта Gravis могла конкурировать на массовом рынке с де-факто стандартным Soundblaster.

Хотя чип InterWave был существенно улучшенной версией чипа GF1, эта новая конструкция не могла конкурировать с Sound Blaster AWE32 . Более того, в то время AMD столкнулась с финансовыми проблемами, поэтому была вынуждена закрыть многие проекты, включая InterWave.

Из-за падения продаж Gravis в конечном итоге была вынуждена уйти из бизнеса по производству звуковых карт, а провал UltraSound чуть не уничтожил всю компанию. Advanced Gravis, когда-то один из доминирующих игроков на рынке периферийных устройств для ПК, сделал большую ставку на будущее компании на UltraSound и заплатил цену за ее упадок. Акционеры подали в суд на компанию, обвинив ее руководство в грубой некомпетентности в отношении всей деятельности UltraSound. После значительной реструктуризации, включая приобретение конкурентом Kensington Technology Group (через ее материнскую компанию ACCO World Corp), компания вернулась на свой основной рынок, тот, который принес ей успех — джойстики и геймпады.

Программное обеспечение, поддерживающее патчи GUS

Эмуляторы с поддержкой GUS:

Программные синтезаторы, которые могут использовать патчи GUS:

PatMan, один из встроенных инструментов LMMS.
Тимидити++
WildMIDI

Ссылки

^ Векслер, Майк; МакГи, Джо (октябрь 1993 г.). «Опрос звуковой карты CGW» . Мир компьютерных игр . стр. 76–83 . Проверено 26 марта 2016 г.
^ https://github.com/polpo/picogus
^ https://polpo.org/picogus/

Источники

История MIDI

Внешние ссылки

Музей GF1 - информация о моделях GUS
Эмулятор ГУС
Проект драйвера Gravis UltraSound WDM
FreePats - бесплатная коллекция GUS-совместимых патчей Эрика А. Уэлша.
История MIDI-игр для ПК, Эрик Винг
Фономенально... ретроспективный взгляд на историю звуковых карт
GravisUltrasound.com Архив ультразвуковых исследований Gravis. Источник файлов и драйверов.
Программное обеспечение Gravis Программное обеспечение Gravis Ultrasound и исправления.

[cgw199310-1] Векслер, Майк; МакГи, Джо (октябрь 1993 г.). «Опрос звуковой карты CGW» . Мир компьютерных игр . стр. 76–83 . Проверено 26 марта 2016 г.

[2] ttps://github.com/polpo/picogus

[3] ttps://polpo.org/picogus/

[1]

[2]

[3]

v т и звуковые карты ПК
IBM-совместимые стандарты	Тэнди, 3-голосный (1983) МПУ-401 (1984 г.) Музыкальная карта IBM (1987) АдЛиб (1987) Ковокс (1987) Роланд МТ-32 (1987) Роланд LAPC-I (1989) Звуковой бластер (1989) ССИ-2001 (1989) Дженерал МИДИ (1991) Про АудиоСпектр (1991) Роланд Г.С. (1991) Роланд Саунд Холст (1991) Роланд СК-55 (1991) TBC Мультизвук (1991) Звуковая система Windows (1992) Гравис Ультразвук (1992) Энсоник Саундскейп S-2000 (1994) Ямаха XG (1994) Ацтекский вейврайдер (1995) Aureal Semiconductor Vortex (1997) АС'97 (1997) ESS АудиоДрайв (1997) Энсоник АудиоPCI (1997) Саунд Бластер Живой! (1998) Аудиосистема Terratec EWS64 (1998) Общий MIDI-уровень 2 (1999) Расширения экологического аудио (2001) Intel High Definition Audio (2004)
Другие стандарты	ММЛ (1978) СФГ-01 (1983) СФГ-02 (1984) Тэнди (1984) MSX-Аудио (1984) MSX-Музыка (1987)
Связанный	динамик ПК Волновой бластер МИДИ Сравнение стандартов MIDI