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Fundamentos de audio de computadora - Audio digital y estándares

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Anonim

El audio de la computadora es uno de los aspectos más ignorados de la compra de una computadora. Con poca información de los fabricantes, los usuarios tienen dificultades para averiguar exactamente qué es lo que están recibiendo. En este artículo, veremos los aspectos básicos del audio digital y es posible que se enumeren las especificaciones. Además, veremos un par de estándares que se utilizan para describir los componentes.

Audio digital

Todo el audio que se graba o reproduce a través de un sistema informático es digital, pero todo el audio que se reproduce en un sistema de altavoces es analógico. La diferencia entre estas dos formas de grabación juega un papel importante en la determinación de la capacidad de los procesadores de sonido.

El audio analógico utiliza una escala variable de información para intentar reproducir mejor las ondas de sonido originales de la fuente. Esto puede producir una grabación muy precisa, pero estas grabaciones se degradan entre las conexiones y las generaciones de grabaciones. La grabación digital toma muestras de las ondas de sonido y las graba como una serie de bits (unos y ceros) que se aproximan mejor al patrón de onda. Esto significa que la calidad de la grabación digital variará según los bits y las muestras utilizadas para la grabación, pero la pérdida de calidad es mucho menor entre los equipos y las generaciones de grabación.

Bits y muestras

Al mirar procesadores de sonido e incluso grabaciones digitales, los términos de bits y KHz a menudo aparecerán. Estos dos términos se refieren a la frecuencia de muestreo y la definición de audio que puede tener una grabación digital. Hay tres estándares principales utilizados para el audio digital comercial: 16 bits a 44 KHz para CD de audio, 16 bits a 96 KHz para DVD y 24 bits a 192 KHz para DVD de audio y algunos Blu-ray.

La profundidad de bits se refiere al número de bits utilizados en la grabación para determinar la amplitud de la onda de sonido en cada muestra. Por lo tanto, una velocidad de bits de 16 bits permitiría un rango de 65.536 niveles, mientras que una de 24 bits permite 16,7 millones. La frecuencia de muestreo determina el número de puntos a lo largo de la onda de sonido que se muestrean durante un período de un segundo. Cuanto mayor sea el número de muestras, más cerca estará la representación digital de la onda de sonido analógica.

Es importante tener en cuenta que la frecuencia de muestreo es diferente a la tasa de bits. La tasa de bits se refiere a la cantidad total de datos procesados ​​en el archivo por segundo. Esto es, esencialmente, los números de bits multiplicados por la frecuencia de muestreo que luego se convierten a bytes canal por canal. Matemáticamente, eso es (bits * frecuencia de muestreo * canales) / 8 . Entonces, el CD-audio que es estéreo o dos canales sería:

(16 bits * 44000 por segundo * 2) / 8 = 192000 bps por canal o tasa de bits de 192kbps

Con esta comprensión general, ¿qué debería buscar exactamente al examinar las especificaciones de un procesador de audio? En general, es mejor buscar uno con capacidad de muestreo de 16 bits a 96 KHz. Este es el nivel de audio utilizado para los canales de sonido envolvente 5.1 en DVD y películas Blu-ray. Para aquellos que buscan la mejor definición de audio, las nuevas soluciones de 24 bits a 192KHz ofrecen una mejor calidad de audio.

Relación señal-ruido

Otro aspecto de los componentes de audio que los usuarios encontrarán es una relación señal / ruido (SNR). Este es un número representado por decibelios (dB) para describir la relación de una señal de audio en comparación con los niveles de ruido generados por el componente de audio. Cuanto mayor sea la relación señal / ruido, mejor será la calidad del sonido. La persona promedio generalmente no puede distinguir este ruido si la SNR es mayor que 90dB.

Normas

Hay una variedad de estándares diferentes cuando se trata de audio. Originalmente, existía el estándar de audio AC'97 desarrollado por Intel como medio de soporte estandarizado para el soporte de audio de 96 kHz de 16 bits para seis canales necesarios para el soporte de sonido de audio 5.1. Desde entonces, ha habido nuevos avances en audio gracias a los formatos de video de alta definición como Blu-ray. Para dar soporte a estos, se desarrolló un nuevo estándar Intel HDA. Esto expande el soporte de audio para hasta ocho canales de 30 bits a 192KHz necesarios para el soporte de audio 7.1. Ahora, este es el estándar para hardware basado en Intel, pero la mayoría del hardware AMD que está etiquetado como soporte de audio 7.1 también puede alcanzar estos mismos niveles.

Otro estándar más antiguo al que se puede hacer referencia es compatible con Sound Blaster de 16 bits. Sound Blaster es una marca de tarjetas de audio creadas por Creative Labs. El Sound Blaster 16 fue una de las primeras tarjetas de sonido principales que admitió la frecuencia de muestreo de 16 bits a 44 KHz para audio de computadora con calidad de CD de audio. Este estándar es inferior al del estándar más reciente y rara vez se hace referencia a él.

EAX o Environmental Audio Extensions es otro estándar que fue desarrollado por Creative Labs. En lugar de un formato específico para audio, es un conjunto de extensiones de software que modifican el audio para replicar los efectos de entornos específicos. Por ejemplo, el audio que se reproduce en una computadora puede diseñarse para que suene como si se estuviera reproduciendo en una cueva con muchos ecos. El soporte para esto puede existir en software o hardware. Si se procesa en hardware, usa menos ciclos de la CPU.

La situación con EAX se complicó más con los sistemas operativos de Windows desde Vista. Esencialmente, Microsoft cambió gran parte del soporte de audio del hardware al lado del software para tener un mayor nivel de seguridad en el sistema. Esto significa que muchos de los juegos que manejaban el audio EAX en hardware ahora estaban siendo manejados por las capas de software. Gran parte de esto se ha tratado con parches de software para los controladores y juegos, pero hay algunos juegos más antiguos que ya no podrán utilizar los efectos EAX.Esencialmente, todo se ha trasladado a los estándares OpenAL haciendo que EAX sea realmente importante para los juegos heredados.

Finalmente, algunos productos pueden llevar el logotipo THX. Esto es esencialmente una certificación de que THX Laboratories considera que el producto cumple o excede sus especificaciones mínimas. Solo recuerde que un producto certificado por THX no necesariamente tendrá mejor rendimiento o calidad de sonido que uno que no lo tenga. Los fabricantes deben pagar a los laboratorios THX por el proceso de certificación.