Меню

Как настроить частоту дискретизации звука

Настройка интегрированной звуковой карты Realtek (High Definition Audio) @ Windows Vista/7/8/10

Copyright © 2017, Taras Kovrijenko

Полное или частичное копирование текста допускается только с письменного разрешения автора.

Пролог

На этот раз я затрону тему, актуальную, так сказать, для энтузиастов начинающих — т. е., для тех, кто ещё не разжился на дискретную звуковую карту и хочет выжать максимум из интегрированной.

1. Ликбез

Для начала — краткий ликбез. Кто не знает, или не до конца понимает, что такое аппаратный аудиокодек, внимательно ознакомьтесь с соответствующими страницами Википедии:

Прочитали? Отлично! А теперь было бы ещё очень неплохо, если бы вы ознакомились с двумя моими статьями:

Ну вот, теперь можем и начать.

2. Что мы имеем

Итак, в моём распоряжении ОС Windows 7 SP1 Ultimate x64 (описанная в статье настройка подходит для всех ОС, начиная с Vista), встроенный в материнскую плату (ASUS P7H55-V) кодек ALC887 (имеется даташит), подключенные в задние разъемы внешний усилитель и микрофон (зелёное и розовое гнезда соответственно). Обратите внимание, что настраивать мы будем карту для вывода стерео звука по аналоговому интерфейсу.

3. Установка ПО

Прежде всего надо установить драйвера. Конечно, скорее всего ОС Windows уже сама нашла и установила драйвера для звукового устройства, однако для получения доступа ко всему функционалу, а также для душевного спокойствия, установим пакет драйверов непосредственно от Realtek, последнюю версию которого вы можете скачать на соответствующей странице моего сайта. К слову, указанные здесь настройки проверялись на версии драйверов R2.67.

Скачиваем драйвера, производим несложную процедуру установки (запустив HD_Audio/Setup.exe), перезагружаем компьютер.

После загрузки ОС в системном трее должен появиться коричневый значок динамика:

4. Настройка драйверов

Прежде всего заходим в Панель Управления Windows->Оборудование и звук->Звук и, убедившись, что наши наушники или динамики подключены в зеленое гнездо звуковой карты, отключаем все ненужные устройства, а наше подключённое устройство делаем устройством по умолчанию:

Заодно проделаем тоже самое с устройствами записи:

Теперь дважды кликаем по значку в трее. Если значка нет, ищем его в скрытых значках, если и там нет — заходим в Панель управления->Оборудование и звук->Диспетчер Realtek HD. Так или иначе, должно открыться окно диспетчера:

Здесь сразу задаем конфигурацию динамиков (стерео), задаем наше аналоговое устройство устройством по умолчанию (после чего соответствующая кнопка потухнет), отключаем, если, не дай Бог, включено, объёмное звучание.

По ссылке «Дополнительные настройки устройства» можно включить или отключить разделение переднего и заднего входов (передний/задний микрофон, передний/задний линейный вход).

По кнопке в виде жёлтой папки можно настроить отключение определения разъемов передней панели:

Также обратите внимание, что подключённые разъемы отображаются ярким цветом — в нашем случае к зелёному выходу подключены динамики, к розовому входу — микрофон. Здесь — одна весьма важная деталь: дважды нажав по значку разъема, вы увидите окно с выбором типа подключенного устройства. Важно это потому, что если выбрать «наушники», то кодек будет использовать специальный дополнительный усилитель (иначе звук в наушниках будет слишком тихим), для подключенных же активных колонок или внешних усилителей следует выбирать «Выход на передние динамики». Здесь же включается автоматическое всплывание данного окна при подключении устройства в какой-либо из разъёмов карты:

С помощью кнопки «i» можно открыть окно с информацией о версии драйвера, DirectX, аудиоконтроллере и версии кодека, там же включается/выключается отображение значка в системном трее:

Теперь поотключаем эффекты:

Настройки «Поправки на помещение» для стерео конфигурации недоступны, что вобщем-то странно — в той же консоли от THX (которая включена, например, в пакет драйверов Creative X-Fi) можно отрегулировать расстояние и угол направления на динамики относительно вашего расположения, что бывает очень полезно, когда вы не сидите непосредственно перед колонками, или же они расположены относительно вас несимметрично. Ну да ладно, пусть это будет на совести разработчиков.

Последняя вкладка дублирует настройки панели управления (впрочем, большинство настроек из Диспетчера есть и в панели управления):

Здесь можно задать параметры системного микшера — с какой частотой дискретизации и глубиной бит Windows будет микшировать все воспроизводимые звуки. Установим 24 бит, 96 кГц. Почему — расскажу далее.

Так как меня постоянно штурмуют вопросами, как настроить микрофон (что, по моему мнению, должно вызывать минимум непоняток), я всё же остановлюсь на настройке устройств записи. Их настройки, кстати, как и устройств воспроизведения, находятся на отдельных вкладках вверху окна. Начнём со стерео микшера:

Читайте также:  Как настроить часы амазфит тирекс

Здесь всё элементарно. Данное устройство записывает всё, что вы слышите через динамики, т. е., тот готовый звуковой поток, который Windows передает на звуковую карту. Приводится он к указанному виду (раз микшер работает с частотой дискретизации 96 кГц, то и тут поставим столько же).

Но нашим основным устройством записи является, конечно же, микрофон:

Итак, ставим громкость записи на максимум, а усиление микрофона выключаем (потом, если понадобится, можно включить). Также, очень часто люди жалуются, что у них воспроизводится звук воспринимаемый микрофоном, чтобы этого не было — отключаем воспроизведение. На свой вкус — фильтрация шума, подавление эхо. На вкладке «Стандартный формат», опять же, задается формат записи:

Учитывая характеристики звукозаписывающего тракта, здесь хватит и стандартного 16 бит/44.1 кГц.

5. Настройка foobar2000

В принципе, проделанной работы хватит, чтобы обеспечить наиболее высокое (для данной карты) качество звучания в любом плеере. Но для настоящих параноиков я приведу настройки foobar2000. Нам понадобится, собственно, сам плеер и несколько плагинов к нему — WASAPI output support и SoX Resampler. Ну или вы можете скачать мою сборку, в которой всё уже имеется.

Итак, в настройках вывода плеера (File->Preferences->Playback->Output) выбираем WASAPI: , разрядность ставим 24 бит:

При выводе через WASAPI Exclusive обходятся все эффекты звуковой карты (если они включены), а также микшер Windows (для которого мы указывали частоту семплирования).

Теперь перейдём к настройкам DSP:

Тут добавляем в цепочку ресемплер SOund eXchange и Advanced Limiter. В настройках ресемплера ставим частоту 96 кГц.

А вот теперь — почему 96 кГц. Я провел серию экспериментов, и вот что мне удалось выяснить. В режиме «выход на передние динамики», если регулятор громкости установлен более чем на 90%, при воспроизведении тестового сигнала udial (частота дискретизации — 44.1 кГц) слышны сильные искажения. Искажения пропадают, если или понизить громкость, или переключиться на режим наушников, или выполнить передискретизацию аудио до 96 кГц.

О причинах данного явления по имеющимся данным судить трудно, но можно сделать выводы и дважды перестраховаться: всё аудио выводить с частотой дискретизации 96 кГц, а громкость не повышать более чем до 90%.

И пара слов о необходимости настройки foobar2000. В принципе, можно выводить звук на устройство «DS: Первичный звуковой драйвер». В этом случае передискретизация будет выполняться средствами Windows (ресемплер там не самый плохой), к тому же ещё и не будут отключаться все остальные звуки (как при воспроизведении через WASAPI Exclusive). Кроме того, выбрав данное устройство, Windows будет выводить звук на то устройство, которое установлено по умолчанию в панели управления, что бывает удобно (например, при отключении одного из устройств звук автоматически переключается на другое). Так что выбор за вами — удобство, или же уверенность в качестве.

6. Воскрешение трехмерного звука и аппаратного микширования

И конечно же я не забыл про геймеров. Так как в Windows, начиная с Vista, отсутствует доступ к аппаратному микшированию потоков (все операции выполняет Windows, а потом один единственный поток выводится на звуковую карту), то разработчики придумали специальную программу, аналог Creative ALchemy, но для Realtek — 3D SoundBack. Она подключается к аппаратным ресурсам через интерфейс OpenAL, эмулируя для указанных программ Windows эмулирует DirectSound устройство (как в Windows XP), а затем просто выполняет преобразование команд DirectSound (или DirectSound 3D) в команды OpenAL, в итоге — получаем настоящий EAX 2.0 в играх, а также возможность преобразования многоканального аудио в стерео с эффектами окружения.

Для запуска программы откройте папку . /Program Files/Realtek/3D Sound Back Beta0.1, в свойствах файла 3DSoundBack.exe на вкладке «Совместимость» установите режим совместимости с Windows Vista SP2:

Теперь запустите этот файл. Чтобы добавить приложение — нажмите Add Game, введите название и адрес папки, в которой содержится исполняемый файл программы. Например:

После добавления не забудьте выделить добавленное приложение и нажать кнопку Enable.

Читайте также:  Как настроить прокрутку в телефоне

Теперь указанное приложение будет по умолчанию использовать эмулированное DirectSound устройство и получит доступ к аппаратным ресурсам звуковой карты:

Эпилог

Ну вот, очередная грандиозная статья завершена. Кстати, я тут подумал: а ведь по-хорошему, эту статью надо было написать одной из первых. Впрочем, на то время у меня ещё не хватило бы знаний, чтобы всё так вот подробно описать, так что оно может быть и к лучшему.

Если что-то непонятно, остались какие-то вопросы — спрашивайте, комментируйте. Желаю удачи!

Источник



Статьи

Аудио-кодирование: секреты раскрыты

Настройка аудио для видеозахвата и трансляции.

Как люди, непосредственно связанные с AV сферой, мы постоянно говорим об аудио-кодировании и аудиокодеках, а что же это такое? Аудиокодек – это, по сути, устройство или алгоритм, способный кодировать и декодировать цифровой аудиосигнал.

На практике аудиоволны, которые передаются по воздуху, являются продолжительными аналоговыми сигналами. Сигналы преобразуются в цифровой формат устройством, которое называется аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а устройство обратного преобразования – цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Кодек находится между этими двумя функциями и именно он позволяет откорректировать некоторые важные параметры для успешного захвата, записи и трансляции звукового сигнала: алгоритм кодека, частота дискретизации, разрядность и скорость передачи данных.

Три наиболее популярных аудиокодека: Pulse-Code Modulation ( PCM), MP3 и Advanced Audio Coding ( AAC ). Выбор кодека определяет степень сжатия и качество записи. PCM – кодек, который используется компьютерами, CD-дисками, цифровыми телефонами и иногда SACD-дисками. Источник сигнала для PCM сэмплируется через равные интервалы, и каждый сэмпл представляет собой амплитуду аналогового сигнала в цифровом значении. PCM – это наиболее простой вариант для оцифровки аналогового сигнала.

При наличии правильных параметров этот оцифрованный сигнал может быть полностью реконструирован обратно в аналоговый без каких-либо потерь. Но этот кодек, обеспечивающий практически полную идентичность оригинальному аудио, к сожалению, не очень экономичен, что выражается в очень больших объемах файлов, а такие файлы не подходят для потокового вещания. Мы рекомендуем использовать PCM для записи цифровых образов для ваших источников или когда вы занимаетесь постобработкой аудио.

К счастью, у нас всегда есть возможность выбрать другой кодек, который может сжимать цифровые данные (по сравнению с PCM) на основании некоторых полезных наблюдений о поведении звуковых волн. Но в этом случае приходится идти на компромисс: все альтернативные алгоритмы сопряжены с «потерями», так как невозможно полностью восстановить исходный сигнал, но, тем не менее, результат всё равно хорош настолько, что большинство пользователей не смогут уловить разницу.

MP3 – это формат аудио-кодирования с использованием как раз такого алгоритма сжатия цифровых данных, который позволяет сохранять аудиосигнал в меньшие по объему файлы. Кодек MP3 чаще всего используется пользователями для записи и хранения музыкальных файлов. Мы рекомендуем применять MP3 для трансляций аудио-контента, так как ему требуется меньшая пропускная способность сети.

AAC – это более новый алгоритм кодирования аудиосигнала, ставший «преемником» MP3. AAC стал стандартом для форматов MPEG-2 и MPEG-4. По сути это тоже кодек сжатия цифровых данных, но с меньшей, чем у MP3, потерей качества при кодировании с одинаковыми битрейтами. Мы рекомендуем использовать этот кодек для онлайн трансляций.

Частота дискретизации (кГц, kHz)

Частота дискретизации (или частота сэмплирования) — частота, с которой происходит оцифровка, хранение, обработка или конвертация сигнала из аналога в цифру. Дискретизация по времени означает, что сигнал представляется рядом своих отсчетов (сэмплов), взятых через равные промежутки времени.

Измеряется в герцах (Гц, Hz) или килогерцах (кГц, kHz,) 1 кГц равен 1000 Гц. Например, 44 100 сэмплов в секунду можно обозначить как 44 100 Гц или 44,1 кГц. Выбранная частота дискретизации будет определять максимальную частоту воспроизведения, и, как следует из теоремы Котельникова, для того, чтобы полностью восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала.

Как известно, человеческое ухо способно улавливать частоты между 20 Гц и 20 кГц. Учитывая эти параметры и значения, показанные в таблице ниже, можно понять, почему именно частота 44,1 кГц была выбрана в качестве частоты дискретизации для CD и до сих пор считается очень хорошей частотой для записи.

Читайте также:  Как настроить ахк для малиновки

Есть ряд причин для выбора более высокой частоты дискретизации, хотя может показаться, что воспроизводить звук вне диапазона человеческого слуха – пустая трата сил и времени. При этом среднестатистическому слушателю будет вполне достаточно 44,1 – 48 кГц для качественного решения большинства задач.

Разрядность

Наряду с частотой дискретизации есть такое понятие как разрядность или глубина звука. Разрядность – это количество бит цифровой информации для кодирования каждого сэмпла. Проще говоря, разрядность определяет «точность» измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. С минимальной возможной разрядностью есть только два варианта измерения точности звука: 0 для полной тишины и 1 для звучания в полном объеме. Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 2 8 = 256 (2 16 = 65 536) различных значений.

Разрядность закреплена в кодеке PCM, но для кодеков, которые предполагают сжатие (например, MP3 и AAC) этот параметр рассчитывается при кодировании и может меняться от сэмпла к сэмплу.

Битрейт

Битрейт — это показатель количества информации, которым кодируется одна секунда звучания. Чем он выше, тем меньше искажений и тем ближе закодированная композиция к оригиналу. Для линейного PCM битрейт рассчитывается очень просто.

битрейт = частота дискретизации × разрядность × каналы

Для таких систем как Epiphan Pearl Mini, которые кодируют линейный PCM 16-бит (разрядность 16), этот расчет может быть использован для определения, сколько дополнительных полос пропускания может потребоваться для PCM аудио. Например, для стерео (два канала) оцифровка сигнала производится с частотой 44,1 кГц на 16-бит, а битрейт при этом рассчитывается таким образом:

44,1 кГц × 16 бит × 2 = 1 411,2 кбит/с

Между тем алгоритмы сжатия аудиосигнала, такие как AAC и MP3, имеют меньшее количество бит для передачи сигнала (в этом и заключается их цель), поэтому они используют небольшие битрейты. Обычно значения находятся в диапазоне от 96 кбит/с до 320 кбит/с. Для этих кодеков чем выше битрейт вы выбираете, тем больше аудио бит вы получаете на сэмпл, и тем выше будет качество звучания.

Частота дискретизации, разрядность и битрейты в реальной жизни.

Аудио CD-диски, одни из первых наиболее популярных изобретений для простых пользователей для хранения цифрового аудио, использовали частоту 44,1 кГц (20 Гц – 20 кГц, диапазон человеческого уха) и разрядность 16-бит. Данные значения были выбраны, чтобы при хорошем качестве звука иметь возможность сохранять как можно больше аудио на диске.

Когда к аудио добавилось видео и появились DVD, а позднее Blu-Ray диски, был создан новый стандарт. Записи для DVD и Blu-Rays обычно используют линейный формат PCM с частотой 48 кГц (стерео) или 96 кГц (звук 5.1 Surround) и разрядность 24. Эти значения были выбраны в качестве идеального варианта, чтобы сохранять аудио с синхронизацией с видео и при этом получать максимально возможное качество с использованием дополнительного доступного дискового пространства.

Наши рекомендации

CD, DVD и Blu-Ray диски преследовали одну цель – дать потребителю высококачественный механизм воспроизведения. Задачей всех разработок было предоставить высокое качество аудио и видео, не заботясь о величине файла (лишь бы он умещался на диск). Такое качество мог обеспечить линейный PCM.

Напротив, у мобильных средств информации и потокового медиа совсем другая цель – использовать максимально низкий битрейт, при этом достаточный для поддержания приемлемого для слушателя качества. Для этой задачи лучше всего подходят алгоритмы сжатия. Теми же принципами вы можете руководствоваться для своих записей.

При записи аудио с видео…

В случае если запись будет использоваться для последующей обработки , выбирайте кодек PCM с частотой 48 кГц и максимальной разрядностью (16 или 24), чтобы обеспечить наилучшее качество аудио. Мы рекомендуем данные параметры для Epiphan Pearl Mini.

При потоковой передаче аудио с видео…

При потоковой передаче или записи для последующей трансляции можно получить хорошее звучание аудио при меньшей полосе пропускания, используя кодеки AAC или MP3 с частотой 44,1 кГц и битрейт 128 кбит/с или выше. Такие параметры гарантируют, что звук будет достаточно хорош и не скажется на качестве трансляции.

Источник