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2. 音效卡技術

為了有助於您對本文後面講到的有些了解,這一節簡略地提一下電腦音效 技術的概要。 如果想更進一步了解,請找數位音訊或數位信號處理的相關書籍。

聲音是一種類比的現象(property); 它可能是在連續範圍內的任意值。 然而電腦卻是數位的,只能表示範圍中的幾個點。 為了讓聲音能存進記憶體, 音效卡用了一種叫類比/數位轉換器(A/D或ADC),將聲波信號(以電壓表示) 轉換成數字以供儲存。 另外也用一個數位/類比轉換器(D/A或DAC) 將數字反過來轉換成電壓,送進喇叭,發出聲音。

由類比轉換成數位的過程,叫作取樣,會產生一些誤差。 有兩個因素決定轉換過的聲音轉得多好。 其一是取樣率,是在單位時間內, 硬體對聲音作幾次取樣(通常用每秒幾次或赫茲為單位)。 較低的取樣率表示的類比信號就比較不準確。 其二是樣本大小, 是每一次取樣的有效範圍,通常用 bit 表示。 有效範圍越大,就能取出較準確的數位化聲音。

音效卡一般用8或16 bit取樣,取樣率則在 4000-44000Hz 之間。 取樣也分為單聲道(單音)或雙聲道(立體聲)。

FM 合成是產生聲音的舊方法。 它把不同的波型 (如正弦波,方波,三角波等)組合起來產生聲訊。 FM 合成硬體上比較簡單, 但是較難程式化,也較沒彈性。 很多音效卡仍提供 FM 合成以和過去的音效卡及軟體相容。 通常會提供幾組獨立的聲音產生器及語音

波型表合成結合了 D/A 轉換的彈性及 FM 合成的多頻道能力。 用這種方法,數位語音可以下載到專用的記憶體內,在不太需要CPU負載的情況下播放, 合併及修改。 最新銳的音效卡都支援波型表合成。

多數音效卡提供混音能力,可將不同訊號來源的聲音加以合併,並控制增益 強度。

MIDI是指樂器數位介面 (Musical Instrument Digital Interface), 是一種可以讓樂器彼此溝通的軟硬體協定。 在 MIDI bus 上傳送的事件可以存成 MIDI 檔, 供日後修改及重播。 很多音效卡提供 MIDI 介面,即使沒有,靠音效卡本身的能力, 仍然可以播放 MIDI 檔。

MOD檔是電腦產生歌曲常用的格式。 除了記錄音符外, 檔案也記錄了樂器(或語音)的數位取樣。 MOD檔是由Amiga電腦來的,但只要有適當的軟體, 在包括Linux的其它系統上也能播放。


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