Сравнительный анализ программного обеспечения для акустического моделирования помещений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»
Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Истратова Е.Е., Черний Ю.С., Бирюля С.И.
В статье приводится сравнительный анализ программ для акустического моделирования помещений. В качестве основных критериев сравнения были выбраны: точность расчетов, стоимость лицензий, количество упоминаний программного продукта в сети Интернет, возможности графического редактора программы, соотношение качества и времени обработки объекта.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Истратова Е.Е., Черний Ю.С., Бирюля С.И.
Профессиональный библиограф составит и оформит по ГОСТ список литературы для вашей работы
Методы моделирования акустического пространства оперных театров
Объектно-ориентированный подход при моделировании акустического поля в помещении
Быстрые алгоритмы в математических моделях аурализации в акустике помещений
Программное средство для моделирования физических процессов при защите речевой информации
Людмила Чеботина. Выступление
Исследование и повышение эффективности мероприятий по обеспечению безопасных условий труда по фактору производственный шум и минимизации профессиональных рисков в цехе
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
COMPARATIVE ANALYSIS OF ROOM ACOUSTIC MODELING SOFTWARE
The article gives a comparative analysis of room acoustic modeling software. As the main comparison criteria were chosen: the accuracy of calculations, the cost of software licenses, the number of mentions of the software product on the Internet, the capabilities of software graphics editor, the ratio of quality and processing time of the object.
Текст научной работы на тему «Сравнительный анализ программного обеспечения для акустического моделирования помещений»
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Истратова Е.Е., кандидат технических наук Черний Ю.С., доцент Бирюля С.И., студентка
Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств
Аннотация. В статье приводится сравнительный анализ программ для акустического моделирования помещений. В качестве основных критериев сравнения были выбраны: точность расчетов, стоимость лицензий, количество упоминаний программного продукта в сети Интернет, возможности графического редактора программы, соотношение качества и времени обработки объекта.
Ключевые слова: акустическое моделирование, программы для акустического моделирования, акустические симуляторы помещений.
Применение информационных технологий при осуществлении акустического проектирования как в России, так и в европейских странах на сегодняшний день достаточно актуально. Это связано с тем, что информационное моделирование акустики помещений позволяет не только сократить временные затраты на проведение акустического анализа, но и учесть все особенности отдельно взятого объекта.
Языкознание для всех! Фонетика 1. Акустическая структура звука
Компьютерное акустическое моделирование, как и обычное классическое, базируется на аналогичных принципах расчета. Однако его отличительной особенностью является возможность учета реальных условий акустики. Так, классический расчет, основанный на физической модели с равномерным распределением в диффузионном поле отражающих и поглощающих поверхностей, не всегда является корректным. Причиной этого выступает тот факт, что изучаемые реальные акустические объекты могут иметь как неравномерную акустическую отделку, так и различные соотношения геометрических размеров. Все это приводит к тому, что при использовании классического способа акустического проектирования результаты расчетов могут значительно отличаться от реального состояния объекта, что, свою очередь, приводит к необходимости выполнения дополнительной акустической «подгонки» конкретного помещения.
В отличие от классического, компьютерное акустическое моделирование позволяет проанализировать не только геометрические параметры помещения, но и спланировать размещение зрительских мест и специальных рассеивающих
и поглощающих звук панелей относительно местонахождения источников звука. За счет автоматизации процесса обработки исходных данных в случае компьютерного моделирования значительно упрощается расчет основных акустических параметров, таких как: время реверберации, ясность звучания, энергия боковых отражений, разборчивость речи и др. В результате появляется возможность определить комплекс акустических параметров как для каждой конкретной точки в зрительской зоне, так и для всего помещения в целом. Помимо этого, на основе информационного построения сетки переотражений звуковых лучей становится возможным спрогнозировать характер и величину отраженных акустических сигналов.
Таким образом, современное акустическое моделирование представляет собой комплексный процесс построения модели конкретного помещения на основе расчета акустических критериев, что дает возможность определить наиболее рациональное объемно-планировочное решение с минимальными потерями качества акустики и времени на реализацию проекта.
Цель данной статьи заключалась в исследовании рынка программного обеспечения для проведения акустического моделирования и сравнительном анализе основных его компонентов. Для реализации данной цели была собрана и сопоставлена информация о наиболее распространенных программных продуктах, были определены критерии сравнения. Помимо этого, для проведения более детального анализа скорости и качества обработки информации было выполнено моделирование зала многоцелевого назначения при помощи демонстрационных версий программ.
Существующие на сегодняшний день компьютерные программы для реализации акустического моделирования представляют собой ИТ-решения, позволяющие создавать и редактировать трехмерную модель конкретного помещения и определять для него как структуру ранних звуковых отражений, так и значения основных качественных акустических критериев. В настоящее время наиболее популярными из подобных решений для проведения акустического моделирования являются следующие программные продукты:
Одной из общих особенностей данного сектора ИТ-решений является тот факт, что все перечисленные программы, согласно классификации программного обеспечения по доступности исходного кода, относятся к проприетарным программным продуктам. Это означает, что все права на их использование, а также базовые принципы реализации основных расчетов можно получить лишь после приобретения абсолютного права собственности. Тем не менее на официальных сайтах компаний-разработчиков и компаний-дилеров можно найти как базовую информацию, так и получить доступ для скачивания демонстрационной версии.
Практически все перечисленные программные продукты базируются на методике трассировки лучей и ориентированы на работу с трехмерной графикой. Однако только CATT-Acoustic и AIST-3D способны учитывать не только траекторию распространения звука, но и его амплитуду. Это позволяет составить более полную акустическую картину с использованием всех переотражений.
Из всех перечисленных, программа EASE считается наиболее продуманной и удобной с точки зрения представления данных. Однако красивая визуализация не подтверждается акустическими расчетами, которые проводятся упрощенно, без учета диффузии.
В продукте ODEON предусмотрены одновременно несколько способов для работы с 3D-моделью. Так, в программе используется гибридный или комбинированный метод отражений, представляющий собой сочетание трех основных акустических методов: трассировки лучей, мнимых источников и диффузных отражений. Каждый из данных алгоритмов применяется последовательно для определения как ранних, так и последующих отражений. Таким образом, данная комбинация позволяет спрогнозировать, какая часть лучей при трассировке будет диффузно рассеиваться, а какая — отражаться зеркально.
По сравнению с такими программами, как EASE и ODEON, акустический симулятор CATT-Acoustic имеет параметрическую модель обработки данных, в которой основные геометрические параметры помещения должны быть набраны вручную в geo-файле с использованием специального языка. Это позволяет, с одной стороны, упростить процесс возможной корректировки параметров в дальнейшем, но, с другой стороны, приводит к дополнительным затратам времени на этапе создания 3D-модели.
В качестве основных критериев сравнения были использованы следующие:
— точность расчетов (в зависимости от методов, лежащих в их основе);
— количество упоминаний программного продукта в сети Интернет;
— возможности графического редактора.
Для оценки значимости каждого критерия были определены относительные статистические показатели — показатели наглядности. Полученные результаты приведены на ил. 1.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Источник: cyberleninka.ru
Проектирование систем профессионального звука в программе EASE
Сложности проектирования систем профессионального звука
Обеспечение качественной и равномерной акустической картины при установке профессиональной системы звукоусиления зачастую становится чрезвычайно сложной задачей. Особенно это касается концертных залов и стадионов, где отчётливость и ясность воспроизводимых звуков является важнейшим условием успешного проведения музыкальных мероприятий.
Акустическая картина зала зависит от множества различных факторов: формы и размеров помещения, системы звукоусиления, материалов, использованных при строительстве зала, характера звучащей музыки или речи, заполненности зала слушателями. Для помещений различного назначения необходимо обеспечивать индивидуальные акустические условия, при этом принимая во внимание архитектурные особенности зданий, ограниченность в выборе места установки акустических систем, специфические особенности каждого помещения. Учёт всех этих факторов без специального компьютерного моделирования — задача практически невыполнимая. Тем более, без использования специализированных программ невозможно вычислить с достаточной точностью необходимые параметры.
Для моделирования акустической картины помещения разработано множество программных пакетов. Одним из самых удачных продуктов в этой сфере является программа EASE.
Создание макета помещения в EASE
Сначала в программе EASE создается архитектурная модель помещения, для каждой поверхности указывается отделочный материал. При этом выбору правильных материалов нужно уделить особое внимание, так как отражающие свойства каждой поверхности по своему влияют на реверберационную картину помещения, формируя ранние и поздние отражения.
Трёхмерная архитектурная модель концертного зала с указанием места расположения слушателей (зеленая область) и акустических систем.
На следующем этапе выбирается акустическая система для озвучивания помещения, находится её оптимальное расположение путём предварительных компьютерных расчётов. Главной задачей акустической системы является создание в зрительской зоне максимально равномерного звукового поля с достаточной громкостью.
Макет концертного зала, выполненный в программе EASE.
При подготовке в программе EASE макета озвучивания, например, концертного зала наглядно отображается профессиональная акустика в соответствии с выбранным местом её расположения. На подвесе над сценой размещены 4 акустические системы CSQ-15K — по две колонки с каждой стороны. Ещё две CSQ-12K расположены непосредственно на сцене — для подзвучивания центра зрительской зоны с двух сторон.
После того, как макет полностью готов, проводится результирующее вычисление акустических свойств помещения. Это является главным результатом всего компьютерного моделирования в программе расчёта звука — EASE. Оно даёт исчерпывающее представление о звуковой картине зала, и, как следствие, о том, правильно ли подобрана акустическая система, правильно ли она расположена, необходима ли дополнительная акустическая обработка поверхностей зала.
Основные параметры оценки акустических свойств помещения
Основными параметрами, определяющими акустические свойства помещения, являются: время реверберации, уровень акустического давления прямого звука, уровень акустического давления общего звука, коэффициент разборчивости речи Rasti, коэффициент потери согласных Alcons, коэффициент музыкальной ясности С80 и коэффициент речевой ясности C50.
Время реверберации — параметр, определяющий скорость затухания основных и отражённых акустических колебаний в помещении. Фактически, это время, за которое отражённый звук ослабевает до определённого уровня относительно уровня прямого звука.
Оптимальное время реверберации зависит от характера музыки или речи, звучащей в помещении, и определяется, в первую очередь, его назначением. Например, для отчётливого звучания речи необходимо, чтобы время реверберации имело достаточно малое значение. Вместе с тем, слишком короткое время реверберации может негативно отразиться на тембровой окраске и громкости звуков, и в случае громкой динамичной музыки — должно быть значительно больше. Время реверберации зависит, главным образом, от формы и размеров помещения, а также от поглощающих свойств его поверхностей. Также на него влияет заполненность зала слушателями и любые объекты, находящиеся в зале.
Уровень прямого звука — громкость источника звука без учёта реверберационной составляющей. Значение уровня прямого звука определяется только системой звукоусиления, которая должна обеспечить равномерное покрытие прямым звуком всей зрительской зоны. Покрытие прямым звуком считается приемлемым, если неравномерность его уровня не превышает 10 дБ в зрительской зоне.
Уровень общего звука — громкость источника звука с учётом реверберации помещения. Общий звук должен покрывать всю зрительскую зону без провалов. Громкость общего звука определяется, в первую очередь, прямым звуком, который усиливается реверберационной составляющей. При этом требования к неравномерности общего звука выше, чем к неравномерности прямого, и она не должна превышать 6 дБ.
Коэффициент разборчивости речи Rasti — быстрый индекс передачи речи. Является упрощённым вариантом индекса передачи речи (STI). Индекс вычисляется на основе семейства кривых частотно-контрастных характеристик и содержит информацию о характере искажения сигнала помещением. Разборчивость считается достаточной, если коэффициент превышает 0,6.
Коэффициент потери согласных Alcons — оценка потерь артикуляции согласных. Согласные сильнее влияют на разборчивость речи, чем гласные. Поэтому, если согласные звучат чётко, то и речь в целом понимается намного лучше. Коэффициент Alcons не должен превышать 10 % для приемлемой разборчивости речи.
Коэффициенты музыкальной (C80) и речевой ясности (C50) — определяют разборчивость отдельных звуков в общем музыкальном потоке. Эти параметры зависят не только от акустических характеристик помещения, так как отдельные воспроизводимые звуки могут быть подчеркнуты аппаратно, за счёт возможностей профессиональной системы звукоусиления. Тем не менее, оценка музыкальной и речевой ясности важна, так как не все музыкальные мероприятия проводятся с использованием специальных эффектов. Ярким примером этого служат камерные концерты.
Результаты акустического моделирования в EASE
На основе вычисленных акустических свойств помещения программа EASE позволяет сформировать графики времени реверберации как с учётом акустической обработки помещения, так и без неё.
Время реверберации концертного зала без акустической обработки.
Время реверберации концертного зала с акустической обработкой.
Как видно из графиков, использование специальных акустических материалов способно значительно уменьшить время реверберации и нивелировать неравномерность его значений. Таким образом, помещение лишается излишней гулкости на низких частотах, повышается разборчивость речи и музыки. Вместе с тем, слишком малое значение времени реверберации негативно сказывается на объёмности звуков и пространственных характеристиках помещения. Поэтому важно понимать, какое звучание должно быть у каждого конкретного помещения, чтобы можно было найти необходимые компромиссы при его акустической обработке.
Основные результаты акустического расчёта концертного зала в программе EASE представляются в графическом виде.
Распределение уровней акуст-го давления прямого звука Direct SPL.
Распределение уровней акустического давления общего звука Total SPL.
Коэффициент разборчивости речи Rasti.
Коэффициент потери гласных Alcons.
Коэффициент музыкальной ясности С80.
Коэффициент речевой ясности С50.
Как видно из графиков, акустические параметры концертного зала, полученные в результате моделирования, удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям. Неравномерность уровней сигнала Direct SPL и Total SPL не превышают 9 и 5 дБ соответственно, коэффициент разборчивости речи Rasti имеет значения от 0,69 до 0,75, коэффициент потери согласных Alcons составляет 4—5 %, значения коэффициентов музыкальной (C80) и речевой ясности (С50) находятся в пределах 9. 12 и 6. 11 дБ соответственно. Для данных акустических параметров это отличные показатели.
Отличных результатов удалось добиться за счёт моделирования акустической обработки помещения, направленной на уменьшение нежелательных отражений. Однако важно помнить, что это, в свою очередь, влечёт за собой ухудшение неравномерности уровня звукового сигнала в помещении, негативно влияет на ощущение объёма, зачастую мешает адекватному восприятию пространственной картины зала. В связи с этим, акустическое оформление помещения — это всегда поиск компромисса, который осуществляется, в первую очередь, исходя из требований к акустике конкретного помещения.
Пример акустического моделирования спортивного бассейна
Одними из наиболее сложных объектов для профессионального озвучивания являются спортивные бассейны. Отражение звука от водной глади бассейна и от облицовочного кафеля сильно ухудшают акустические условия помещения. Вместе с тем, для проведения спортивных мероприятий требуется как исключительное качество звучащей музыки, так и высокая разборчивость и ясность речевых объявлений. Поэтому необходимо обратить особое внимание на акустическое оформление поверхностей, не покрытых кафелем, а так же на правильное размещение систем профессионального звукоусиления.
Пример демонстрирует расчёт озвучивания спортивного бассейна, в котором планируется проводить соревнования по синхронному плаванию.
Макет спортивного бассейна, выполненный в программе EASE.
Трёхмерная архитектурная модель бассейна с указанием зон озвучивания (зелёная область) и расположения акустических систем.
Озвучивание водной глади бассейна обеспечивается 12-ю акустическими системами SQ-15K, подвешенными с обеих сторон от ванны бассейна. Озвучивание трибун также осуществляется моделями SQ-15K, подвешенными группами по три акустические системы над каждой из трибун.
Добиться приемлемой звуковой картины и уменьшить количество нежелательных поздних отражений удалось благодаря использованию звукопоглощающих потолочных материалов. Это позволило нивелировать отрицательное влияние отражений от водной глади и облицовочного кафеля на акустические условия в здании бассейна и в разы уменьшить излишне большое время реверберации помещения.
Время реверберации в помещении бассейна без акустической обработки.
Время реверберации в помещении бассейна с акустической обработкой.
На представленных ниже графиках показаны результаты акустического моделирования спортивного бассейна в программе EASE.
Распределение в помещении бассейна уровней акустического давления прямого звука (Direct SPL).
Распределение в помещении бассейна уровней акустического давления общего звука (Total SPL).
Rasti — коэффициент разборчивости речи.
Alcons — коэффициент потери гласных.
С80 — коэффициент музыкальной ясности.
С50 — коэффициент речевой ясности.
Неравномерность уровней сигнала Direct SPL и Total SPL не превышает 10 и 5 дБ соответственно, коэффициент разборчивости речи Rasti имеет значения от 0,6 до 0,68, коэффициент потери согласных Alcons составляет 5—7 %, значения коэффициентов музыкальной (C80) и речевой ясности (С50) находятся в пределах 3. 8 и -1. 6 дБ соответственно. Как видно из графиков, акустические параметры спортивного бассейна, полученные в результате моделирования, удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям.
Таким образом, несмотря на достаточно высокую сложность, проектирование качественных систем профессионального звукоусиления для спортивных бассейнов является вполне выполнимой задачей при должном внимании к акустическим условиям помещения и грамотном расположении акустических систем.
Источник: www.arstel.com
Организация качественного звука на компьютере. Часть первая
Современный компьютер можно использовать в самых разных сферах – от создания математической модели термоядерной реакции до просмотра всякой ерунды в Интернете. Как говорится, кто во что горазд. Между этими двумя крайностями – огромное количество полезных задач, выполняемых на ПК.
Многие из них объединяет наличие звукового сопровождения, которое хочется обеспечить в наилучшем виде и при просмотре фильмов, и во время игр, и при работе в офисных приложениях. Да мало ли во время какой работы хочется наслаждаться любимой музыкой! Превратить компьютер в высококлассный аудиопроигрыватель, домашний кинотеатр, домашнюю студию звукозаписи и игровой центр можно без труда. Разобраться в аспектах различного «профильного» озвучивания мы и попытаемся в этом цикле статей.
С учётом специфики отечественного рынка и приоритетов его покупателей под словом «компьютер» будет подразумеваться машина архитектуры X86 (привычный ПК), работающая под управлением операционной системы Windows XP.
Структура аудиотракта ПК
По своей внутренней структуре персональный компьютер (ПК) во многом схож со стационарным аудиооборудованием, однако ПК – модульная конструкция, что позволяет нам гибко варьировать конфигурацию в рамках одного устройства (системного блока). В этом заключается одно из главных преимуществ компьютерных систем перед готовыми аудиокомпонентами: вместо того чтобы покупать новый аппарат, можно поменять один или несколько узлов, что обойдётся значительно дешевле.
В большинстве случаев схема формирования звука посредством ПК выглядит следующим образом: цифровой аудиопоток с какого-либо носителя (CD, DVD), жёсткого диска или через локальную сеть попадает в компьютер. Точнее – в его системную (или, как её ещё называют, материнскую) плату, на которой установлены центральный процессор, оперативная память, чипсеты, контроллеры и прочее. Благодаря взаимодействию звуковой подсистемы и программного обеспечения с основной частью, костяком, компьютера звуковой поток проходит обработку или же подаётся как есть в звуковую подсистему, где преобразуется в аналоговую форму и выводится на активные колонки, наушники или иное оборудование.
Звук на ПК: структура аудиотракта. Упрощённая схема Звук на ПК: структура аудиотракта. Упрощённая схема
Основная часть компьютера по большому счёту остаётся неизменной (смена процессора или системной платы прямого влияния на качество звука не оказывает, точнее – не должна оказывать, хотя и тут есть свои подводные камни, о которых мы поговорим ниже). Соответственно, возможные направления для улучшения качества звука – подбор соответствующей звуковой карты и акустических систем. Не считая акустической обработки помещения и правильного размещения как слушателей, так и громкоговорителей в комнате (в случае использования наушников пункты про акустику помещения можно исключить).
Звуковые карты
Как подобрать звуковую карту? Первым делом стоит определиться – для каких целей приобретается этот компонент ПК и надо ли его вообще покупать. Ведь если ваша цель – слушать фоновую музыку через недорогие пластиковые колоночки, то смысла в покупке отдельной аудиокарты нет никакого – хватит и звукового чипа, встроенного в системную плату компьютера или ноутбука. Да, качество звука не будет высоким, но на дешёвой акустике эти изъяны едва ли проявят себя, поскольку звук в целом будет задушен искажениями из-за некачественных динамиков, корпусными резонансами и усилителя таких колонок. Во всех остальных случаях реализация качественного аудиотракта на ПК невозможна без хорошей звуковой подсистемы, которую пользователь приобретает в соответствии с собственными предпочтениями.
Основные «тематические» направления, по которым подразделяются аудиокарты, – «для компьютерных игр», «для работы со звуком» (они же для прослушивания музыки) и «универсальные». Рассматривать последние особого смысла нет, так как принципиально разные требования в подавляющем большинстве случаев не позволяют в должной мере реализовать и игровые, и, так сказать, музыкальные способности в рамках одного устройства.
Ведь для корректной реализации объёмного звука в играх требуется производительный DSP (сигнальный процессор), выполняющий сложную обработку звука. Часто сигнал проходит довольно длинный путь, прежде чем добраться до цифро-аналоговых конвертеров, которые в «игровых» картах обычно являются второстепенным звеном: «мощный» процессор, поддержка многоканального звука, обильные коммутационные возможности и множество программных фишек привлекательнее для рядового покупателя, чем какой-то непонятный ЦАП.
Тем не менее существуют ли универсальные карты, которые не только полностью удовлетворяют потребности геймера, но и могут служить достойной платформой для построения музыкальной системы? Да. Как нетрудно догадаться, речь идёт о семействе X-Fi компании Creative.
На сегодняшний день это самые прогрессивные звуковые карты – как по наворотам и вычислительной мощности, так и по качеству звука. Разумеется, среди «домашних» моделей. Нельзя сказать, что X-Fi – панацея, но более интересных с точки зрения универсальности предложений на рынке пока нет.
Звук на ПК: звуковые карты Creative серии X-Fi Звук на ПК: звуковые карты Creative серии X-Fi
Но за удовольствие приходится платить: базовая модель с поддержкой восьмиканального звука (актуально для игр и домашнего кинотеатра) стоит примерно полторы сотни долларов, а варианты с блоком для отсека 5,25”, на котором расположены входы/выходы, а также усилитель для наушников, стоят более $200. Наконец, флагманская модель X-Fi Elite Pro, сочетающая «игровые» возможности и высококлассные ЦАП, оснащённая к тому же удобным внешним блоком, стоит более $300.
Если же речь идёт о качественном воспроизведении звука (например, когда компьютер используется как источник в стационарной аудиосистеме), то имеет смысл обратить внимание на карты класса professional. В отличие от мультимедийных, «игровых», эти модели устроены гораздо проще: как правило, в них нет мощных DSP для формирования эффектов, нет поддержки многоканальности, необходимой геймерам и любителям домашнего кинотеатра.
И вообще – минимум «лишнего». Акцент делается исключительно на качество аудиотракта в режиме стерео. Это подразумевает не только применение более высококлассных ЦАП, но и более эффективную фильтрацию питающего напряжения для предотвращения проникновения помех, а также более корректную обработку аудиопотоков для максимальной точности их вывода.
Также в «профессиональных» картах обычно присутствует возможность вывода и ввода сигнала по балансной схеме, существенно уменьшающей наводки при использовании кабелей большой длины и/или в местах с большим количеством различного оборудования. Карты названы «профессиональными» потому, что изначально область их применения – домашняя студия: звукозапись, работа с виртуальными инструментами/синтезаторами, секвенсорами и так далее. Так что ещё одно отличие «профессиональных» карт от мультимедийных – поддержка стандартов ASIO2, GSIF и прочих, которая обеспечивает минимальные задержки при обработке сигнала, что особенно важно в домашней студии. С точки зрения прослушивания музыки этот параметр значения не имеет.
Ценовой диапазон специализированных карт для работы со звуком (они же – для прослушивания музыки) – от 150 до нескольких тысяч долларов. Совсем уж дорогие модели, как правило, обладают особым функциональным оснащением, поэтому «для дома» не слишком привлекательны: зачем переплачивать?
Наиболее рациональным по соотношению цены и качества звука является класс устройств стоимостью от $150 до 400. Тут правят бал две компании: E-Mu (подразделение Creative) и ESI, бывшая EgoSys. Первая смогла завоевать популярность благодаря серии карт, из которых наибольшего внимания заслуживают модели 1616M и 1212M. E-Mu 1616M PCI представляет собой внутреннюю PCI-карту и внешний коммутационный блок, содержащий также микрофонный предусилитель и актуальный для меломанов усилитель для наушников, причём вполне приличного качества. Модель превосходно звучит, поэтому её вполне уместно сравнивать с блочными (Hi-Fi) источниками звука категории «более $1000».
Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1616M с внешним коммутационным блоком Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1616M с внешним коммутационным блоком
E-Mu 1212M примечательна тем, что при цене менее $200 обладает великолепными конвертерами, каких нет у конкурентов. По сути, это та же 1616M, только без внешнего блока. С точки зрения меломана, такой вариант даже предпочтительнее, поскольку на сэкономленные деньги (порядка $200) можно купить компактный микшерный пульт. Чем пульт лучше выносного блока?
По качеству микрофонных предусилителей – даже хуже. Но если рассматривать систему только как музыкальную, компактный пультик обеспечит не только выход на наушники с отдельным регулятором (какой есть и в блоке 1616M PCI), но также предоставит удобную регулировку уровня громкости основного выхода, что актуально при использовании активных колонок. Ведь, как известно, аппаратная регулировка громкости не только удобнее (всегда под рукой, не надо открывать окна на экране, водить мышкой), она не снижает качество звука, в отличие от большинства программных регуляторов.
Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1212M Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1212M
Звук на ПК: звуковая карта ESI Maya44. Удачный и недорогой вариант «всё в одном», правда, не без компромиссов Звук на ПК: звуковая карта ESI Maya44. Удачный и недорогой вариант «всё в одном», правда, не без компромиссов
Озвучиваем ноутбук
Не редко случается так, что единственный компьютер в доме – ноутбук, при этом его владелец хочет получить максимально качественное звучание музыкальной коллекции, которая хранится на жёстком диске аппарата. Многие также хотели бы, работая в офисе, наслаждаться любимой музыкой в наушниках, получив при этом качество звука на уровне стационарной аппаратуры или «профессиональных» звуковых карт для стационарных компьютеров.
Выход простой – покупка внешней звуковой карты. Большинство из них подключаются к ноутбуку через USB, хотя немало также моделей с FW-интерфейсом и PCMCIA. Достойных моделей немало. На этом рынке успешно работают такие производители, как E-Mu, Terratec, M-Audio, Echo, Audiotrak и другие.
Подавляющее большинство моделей оснащены не только всеми необходимыми входами/выходами, но и усилителем для наушников. Цена вопроса – от $150 до 400 (более дорогие карты не имеет смысла приобретать, так как увеличение стоимости связано в основном с расширением количества входов, нужных для работы в домашней студии). Хитом последних месяцев можно назвать карту 0404USB производства всё той же E-Mu. Конечно, она не во всём идеальна (самое главное неудобство – невозможность запитываться от шины USB, карта работает только с адаптером питания от сети 220 В), однако по качеству звука она «делает» многих конкурентов в своей категории. Хотя, разумеется, свет клином на 0404USB не сошёлся – достойных вариантов немало.
Звук на ПК: внешняя звуковая карта E-Mu 0404USB. Наиболее «музыкальная» среди аналогов в данной ценовой группе Звук на ПК: внешняя звуковая карта E-Mu 0404USB. Наиболее «музыкальная» среди аналогов в данной ценовой группе
Микшерный пульт
Наверняка при прочтении статьи многие задались вопросом – о каких микшерных пультах идёт речь, если говорить о них как о добавке к PCI-карте компьютера?
Требований к такому устройству не много: хорошие характеристики аудиотракта (минимум шумов и искажений, минимальное взаимопроникновение каналов), нужные вам входы/выходы и хороший усилитель для наушников. Этим требованиям вполне отвечают большинство компактных аналоговых моделей от именитых производителей: Samson (серия MDR), Mackie, Yamaha (серия MG), Soundcraft (серия Compact), Behringer (серии Xenyx). Продукцию последнего бренда стоит иметь в виду как бюджетный вариант. Средняя стоимость компактного микшерного пульта составляет $90-200.
Часто задаваемые вопросы
Насколько балансное подключение эффективнее небалансного?
Если речь идёт о хороших* кабелях длиной 1-3 метра, то тип подключения особого значения не имеет. Если же в комнате много техники или необходимо проложить кабельную трассу длиной более 3 метров, то предпочтительно балансное подключение, поскольку оно лучше защищает сигнал от внешних наводок. Подробности – в следующей статье.
* Для коммутации стоит применять качественные «инструментальные» или «микрофонные» кабели известных брендов. Цена таких проводников — $1-2 за метр. В профессиональной среде такая цена провода считается нормальной, в отличие от аудиофильской среды, где кабель дешевле $300 считается «проводом для настольной лампы». Подробнее – в следующей статье.
Что выбрать – внешнюю карту или внутреннюю?
Внутренние решения имеют более привлекательное соотношение цены и качества. Говоря другими словами, при одинаковой стоимости внутренняя карта всегда будет звучать лучше, а при одинаковом звучании внешняя будет всегда дороже. К тому же внешняя карта обеспечивает бОльшие задержки сигнала при работе с профессиональными звуковыми программами.
Говорят, внутри ПК много электромагнитных помех и внешняя карта будет звучать лучше вне этого сгустка наводок. Правда ли это?
Так могут рассуждать люди, совершенно не владеющие информацией. Качественные внутренние звуковые карты безо всякой дополнительной экранировки могут выдавать феноменально малые искажения (десятитысячные доли процента) и шумов. Множество записей сделано именно при помощи внутренних карт. Причём это относится даже к серьёзным студиям.
Что реально может подпортить звук – так это плохая экранировка цепей питания карты (обычно встречается у недорогих мультимедийных моделей), некорректная разводка дорожек на материнской плате или «грязный» ток от некачественного блока питания. Такие помехи могут проявляться не явно (вроде бы меньше ясности на высоких частотах, чем должно быть) или явно (в колонках или наушниках слышны потрескивания при движении мышки или во время перемещения головок жёсткого диска).
Решить проблему обычно удаётся путём перестановки карты в другой слот, заменой блока питания или материнской платы. Проверить систему на наличие паразитных наводок можно, например, программой RMAA, которая выдаст на графике нехарактерные для карты помехи.
Также желательно обеспечить для «музыкального» компьютера корректное заземление и «посадить» его на отдельную фазу в электрощите. Но будьте осторожны! Соблюдайте меры предосторожности и не проводите никаких работ, если не имеете соответствующей квалификации. Продолжение следует.
Источник: www.ferra.ru
Акустика
С помощью моделирования можно исследовать и улучшать качество звука и снижать уровень шума для различных устройств и конструкций, принцип действия которых основан на акустических явлениях и эффектах. Модуль «Акустика» расширяет возможности программы COMSOL Multiphysics ® и предоставляет набор инструментов для моделирования акустических волн и упругих колебаний в громкоговорителях, мобильных устройствах, микрофонах, звукопоглощающих устройствах, датчиках, сонарах, расходомерах и различных помещениях. Вы можете использовать специализированные инструменты ПО для визуализации акустических полей и вибраций, а также для построения виртуальных прототипов устройств и компонентов.
Для более подробных исследований можно рассматривать акустические процессы в интересующей системе совместно другими физическими эффектами, в том числе относящимися к механике конструкций, пьезоэлектричеству и гидродинамике. Программный пакет COMSOL ® позволяет реализовывать так называемые мультифизические связи для расчёта рабочих характеристик устройств и конструкций в максимально приближенных к реальным условиях.
Модуль «Акустика» включает множество специализированных формулировок и моделей материалов, которые можно использовать для узкоспециализированных прикладных задач, например, для расчёта термических и вязких потерь (задачи термовязкостной акустики) в миниатюрных преобразователях и мобильных устройствах или для расчета пороупругих волн и колебаний на основе уравнений Био (задачи пороакустики). Мультифизические функциональные возможности дополнительно расширяются за счет использования нескольких специализированных численных методов, включая МКЭ — метод конечных элементов (в англ. FEM), МГЭ — метод граничных элементов (BEM), трассировку лучей (Ray Tracing) и разрывный метод конечных элементов Галеркина (dG-FEM).
Акустика жидкости и газа
Акустика жидкости и газа (в англ. Pressure acoustics) — это наиболее популярная область использования модуля «Акустика». Вы можете моделировать рассеяние, дифракцию, эмиссию, излучение и распространения звуковых волн. Поддерживаются исследования в частотной области на основе уравнения Гельмгольца и во временной области на основе классического скалярного волнового уравнения.
В частотной области можно использовать FEM-, BEM-, а также гибридную FEM-BEM формулировки. Во временной области можно использовать неявную на основе FEM и явную на основе DG-FEM схемы интегрирования по времени.
Для построения моделей доступен большой перечень граничных условий. Так, границу можно задать как жесткую/мягкую стенку или указать её импеданс. Можно использовать порты для возбуждения и поглощения акустических волн определенной моды на торцах волноводов, в т.ч. в многомодовом режиме. На внешних или внутренних границах можно задать ускорение, скорость, перемещение или давление. Доступны поглощающие границы, а также условия периодичности, в т.ч. по Флоке.
Модуль «Акустика» также может быть использован для расчёта акустики труб с определением акустического давления и скорости в гибких системах трубопроводов. Среди таких задач исследования систем вентиляции, трубопроводов для волны, нефти и газа, а также музыкальных инструментов.
Источник: www.comsol.ru