спикер процессор что это

Спикер процессор что это

Под процессорами-контроллерами акустических систем, также часто называемыми спикер-процессорами, обычно понимаются приборы, позволяющие обработать электрический широкополосный звуковой сигнал таким образом, чтобы подать его на усилители мощности, нагруженные непосредственно на громкоговорители. Ввиду того что современный звуковой комплекс состоит из специализированных излучателей, эффективно работающих в ограниченной полосе звуковых частот, задачей процессоров-контроллеров (спикер-процессоров) является деление широкополосного звукового сигнала на отдельные частотные диапазоны, соответствующие свойствам применяемых излучателей.

Наиболее популярной конфигурацией продолжает оставаться двухканальный спикер-процессор с делением спектра на две части. В простейшем случае этим устройством будет аналоговый прибор на два входа и четыре выхода с регулировками частоты раздела и уровня усиления в каждой полосе. В активных акустических системах спикер-процессор обычно реализован с фиксированной частотой раздела.

Ввиду недостаточной точности настроек в настоящее время в основном применяется цифровая реализация спикер-процессоров, имеющая различные дополнительные функции. Современный цифровой процессор-контроллер акустических систем представляет собой матрицу, маршрутизирующую от двух до четырех входных сигналов на шесть и более направлений с обработкой как во входном, так и в выходном канале маршрутизатора. Обработка обычно состоит из различных видов частотной коррекции (в том числе обрезного фильтра), линии задержки и лимитера. Цифровые матрицы имеют как аналоговые, так и цифровые интерфейсы на приемной и передающей сторонах. Общим правилом является применение 24-разрядных конвертеров (и АЦП и ЦАП), и 32-битная разрядность внутреннего представления чисел. С появлением цифровых пультов многие цифровые спикер-процессоры стали оснащаться входами AES/EBU, возможностью настройки через персональный компьютер, дистанционным управлением и мониторингом через порт RS-232.

Существуют специализированные спикер-процессоры, реализующие цифровые фильтры с FIR-архитектурой (конечным импульсным откликом), что позволяет отдельно синтезировать амплитудные и фазовые характеристики фильтра.

Относительно недавно появился класс процессоров-контроллеров акустических систем, реализующих лимитирование сигнала не только по амплитуде сигнала, но и по амплитуде смещения мембраны громкоговорителя, что позволило добиться более полного использования возможностей громкоговорителей без снижения надежности их работы.

Дальнейшим развитием функций процессоров акустических систем является контроль звукового поля с регистрацией звукового давления с помощью микрофона. Микрофон позволяет осуществить как первоначальную настройку звуковой системы, так и регулировку усиления тракта при достижении предельных величин звукового давления.

Еще одна полезная функция – использование измерительного микрофона для усреднения показаний звукового давления, что позволяет настраивать частотную коррекцию тракта по нескольким точкам пространства с более высокой точностью.

Относительно недавно получили популярность входные интерфейсы AES/EBU для связи с цифровым микшерным пультом, а сейчас появились цифровые интерфейсы для работы в сети CobraNet, Ethersound и др., что позволяет строить распределенные звуковые системы с дистанционным управлением и диагностикой.

Рассматриваемые в этом обзоре цифровые процессоры-контроллеры акустических систем в основном решают те же задачи, что и их аналоговые предшественники, однако развитые вычислительные возможности позволяют этим приборам кроме фильтрации выполнять еще много других полезных функций и тем самым повысить надежность и гибкость звукоусилительного комплекса.

.
Процессоры от компании Dynacord

Цифровой системный процессор DSP 260 имеет два входа и шесть выходов и является функциональным инструментом для управления и оптимизации систем громкоговорителей. Основанный на самых современных аппаратных решениях, DSP 260 содержит новые и уже проверенные временем алгоритмы для простого и быстрого построения многополосных систем с активным разделением. При создании процессора основными приоритетами были не только надежность и удобство в работе, но и доступная цена.

24-битные сигма-дельта, АЦ/ЦА-преобразователи и 32-битный с плавающей запятой сигнальный процессор позволяют получить динамический диапазон до 111 дБ. В дополнение к двум аналоговым входам имеется цифровой стереовход стандарта AES/EBU.

Заводские пресеты обеспечивают оптимальную конфигурацию системы Dynacord, включая звучание и настройки лимитеров. Благодаря возможности изменения конфигурации, DSP 260 подойдет как для стационарных инсталляций, так и для мобильных решений.

Понятное программное обеспечение позволяет управлять всеми параметрами процессора и системы, редактировать все параметры с помощью ПК с ОС Windows. Компьютер подключается к USB-порту, расположенному на передней панели. Графический интерфейс обеспечивает простое и удобное управление и позволяет получить мгновенный доступ ко всем параметрам, связанным с настройкой и конфигурацией системы. Предустановки могут быть сохранены как в компьютер, так и в DSP 260. Изменение всех параметров ифункцийDSP выполняется в режиме реального времени и отображается графически.

Объединяя отдельные компоненты, можно уменьшать или увеличивать время задержки для всей системы. Возможно управление задержкой как по входу, так и по выходу. Есть функция защиты системы от несанкционированного доступа, также обеспечивается программирование доступа и отображения отдельных параметров на экране DSP 260.

PowerMax – это функция кроссовера, которая обеспечивает акустическим системам заметно большее давление в диапазоне разделения частот, что особенно важно для систем, состоящих из малогабаритных полнодиапазонных колонок и субфуферов.

Обеспечить высокое качество звука с учетом современных требований возможно только при использовании активных многокомпонентных систем звукоусиления, которые позволяют отдельно усиливать и воспроизводить различные частотные диапазоны звукового сигнала.

Инсталляции, состоящие из активных двухполосных систем и субвуферов, возможно, являются наилучшими с точки зрения соотношения цена/производительность. При этом низкочастотный диапазон звукового сигнала воспроизводится субвуферами, а высококачественные полнодиапазонные системы воспроизводят СЧ/ВЧ-диапазоны и вокал.

Контроллер PowerMax 230 является также наиболее подходящим для интеграции в активную двухполоснуюсистему звукоусиления для клавишных, баса и барабанов. PowerMax устраняет часто встречающийся недостаток «напора и прозрачности» звука в обычных активных системах звукоусиления для музыкальных инструментов.

P64 – это модульное устройство для построения свободно конфигурируемых аудиосетей. Область применения охватывает все возможные виды современных инсталляций профессионального звукового оборудования, включая комплексные системы озвучивания зданий и их комплексов.

Благодаря совмещению функций вызова и управления эвакуацией и профессионального звука, система PROMATRIX дает возможность построения индивидуальных проектов по озвучиванию. В устройстве P64 все аудиокомпоненты между источником сигнала и усилителями выполнены в виде блоков программного обеспечения, включая даже функции управления и мониторинга, оставаясь в рамках общей программной платформы обработки аудиосигналов и передачи сигналов управления. Конфигурирование, управление и мониторинг ведется при помощи пакета программного обеспечения IRISNet(Intelligent Remote Integrated Supervision).

P64 используется в качестве головного устройства системы PROMATRIX и позволяет обеспечить до 32 каналов цифрового звука, множество различных микшеров и матричных коммутаторов, функции обработки и мониторинга сигналов.

Процессоры P64 можно подключать к сети Ethernet, тем самым создавая большие рассредоточенные аудиосистемы.

Система PROMATRIX может управлять усилителями, оснащенными модулями диcтанционного управления, и контролироватьих. Коммуникация между P64 и усилителями мощности ведется посредством протокола передачи данных CAN (Controller Area Network).

Широкопрoфильная микропроцессорная платформа P64 является многоцелевым цифровым устройством, разработанным для выполнения множества различных функций. Модель выполнена в 19″ корпусе высотой 2U. Выбор различных входных и выходных модулей обеспечивает возможность индивидуальной конфигурации для выполнения конкретных функций. Использование протокола CobraNet обеспечивает до 32 параллельных каналовцифрового звука.

Сигнал P64 отличается высокими качественными характеристиками и широким динамическим диапазоном. Использование новых АЦ/ЦА-преобразователей вместе с высокоточными алгоритмами блоков ПО обеспечивает натуральное звучание.

Арифметическая производительность процессоров одного P64 может быть увеличена, если использовать вставляемый дополнительный процессорный модуль DSP-1. Это существенное достоинство, учитывая возможность будущих расширений.

Для решения самых сложных задач по цифровой обработке аудиосигналов можно задействовать более чем один P64, создавая некие «суперматрицы».

P64 конфигурируется и управляется по сети Ethernet при помощи встроенной интернет-платформы или программного пакета IRIS-Net, а также через соединения RS-232 или USB. Дополнительно устройством P64 можно управлять по протоколу CAN – также, как и другими устройствами, совместимыми с IRIS-Net (например, усилителямисерииDynacord Power-H). Гибкости добавляет наличие контактных входов и релейных выходов управления в самом P64 и возможность увеличения их количества с помощью системы управления DCS. С помощью входов и выходов можно установить множество простых логических связей с самым различным внешним оборудованием.

Внутренние календарь и часы расширяют возможности программирования одиночных или повторяющихся событий, привязанных ко времени. Логическое управление позволяет программировать
реакцию системы на определенные события. Параметры можно изменять при помощи простого нажатия кнопки или при помощи изменений собственно конфигурации в допустимых пределах.

Ошибки и неполадки любого компонента системы могут распознаваться автоматически, и сообщения о них выводятся на экран ПК или установленные средства световой и/или звуковой сигнализации. Все системные события могут быть автоматически запротоколированы в специальном журнале с указанием даты и времени.

Источник

Спикер процессор что это

Вообще в 90% случаев обходимся без LMS, компрессоров и т.д.

[Ссылки могут видеть только зарегистрированные и активированные пользователи]

mAxSpace, я ж не говорил, что 20 лет настраивал, ди-джей я, работал в куче разных клубов и баров, везде звук разный, где-то хороший, где-то плохой, мне интересна возможность отстройки системы с помощью измерительного микрофона, многие процессоры дают эту возможность, а дальше уже ручками. Специалист не будет ездить со мной по разным залам, вот и интересно отстраивать под каждый зал пресет самому с участием автоматического режима, с дальнейшим сохранением и использованием этого пресета. Понятно же, что спец сделает все на порядок лучше, но для выездной работы и не нужно студийное звучание, мне необходимо для себя уяснить, поможет ли процессор улучшить звучание системы саб + 2 топа (задержки там нужны, нет, топы в фул ренж или резать кросом и т.д. и т.п., много нового для себя в плане звука, его настройки открыл, читая форум, но без советов спецов все равно толком не разберешься) для работы с учетом особенностей помещений или нет. Т.е. получить четкое представление о работе моей системы с процессором и без него, преимущества и недостатки, что может дать мне процессор, и конкретно какая модель для работы с сабами и топами позволит добиться наилучших результатов.

Добавлено через 9 минут
IKAR75, каким процессором пользуешься?

Спикер процессор Что это и для чего?
Я смотрю, в основном используют DBX Driverack PA+ и Behringer DEQ2496 Ultra-Curve Pro, эти устройства для чего? Т.е. получить четкое представление о работе моей системы с процессором и без него, преимущества и недостатки, что может дать мне процессор, и конкретно какая модель для работы с сабами и топами позволит добиться наилучших результатов. Вот же вопрос. который меня интересует.

Добавлено через 24 минуты
Спикер процессор DBX DriveRack PA2 описание интересное, чем будет полезен мне?

Добавлено через 10 минут
А DBX Driverack PX? Судя по цене, наверное, то же, что и «курва», хотя крос в нем тоже присутствует. Может, для начала, мне его хватит? Кто-нибудь пользовался?

Behringer DEQ 2496 и Behringer DCX 2496

Андрей, объясни, пожалуйста на пальцах, как подключать эти приборы, микшер-дцикс-дэк-АС? Дцикс и дек как связать между собой по цифре? Как вообще эта связка работает? Извиняюсь за нубские вопросы, но, вроде, определился с оборудованием, буду брать эту связку.

Добавлено через 8 минут
Да, и необходимы ли именно два устройства, и почему? Одной дэк на начальном этапе не обойтись?

Ну почему бесполезная, когда аппарат паршивый, то деваться некуда, придётся применить. Когда система на этапе разработки и изготовления уже отстроена, то эквализировать её всё равно что портить.

Michael N, спасибо, у меня PA2-EU, думаю, что от PA-EU не должно сильно по функциям отличаться. Проблема в том, что я плохо понимаю, например, для чего компрессия, какие пределы устанавливать, как вообще её настроить. Настройка подавления обратной связи тоже тёмный лес, там куча настраиваемых фильтров, и т.д., и т.п.

Добавлено через 37 секунд
[Ссылки могут видеть только зарегистрированные и активированные пользователи]

Добавлено через 5 минут
Измерительным RTA-миком от DBX дул комнату, он считал автоэквализацию, низа резал конкретно, я эти точки обратно в ноль выводил. А так, конечно, звук очень менялся в лучшую сторону после автоэквализации. А с помощью мика можно как-нибудь установить, какую задержку нужно ставить? А то ведь топы относительно саба в разных помещениях по-разному стоят.

Источник

Обзор новинок рынка цифровых спикер-процессоров

Цифровые спикер-процессоры на сегодняшний день превратились из недоступной экзотики для ограниченного круга прокатных компаний в непременный атрибут практически любой инсталляции звукового оборудования. Круг производителей подобного оборудования давно уже сложился, и тем неожиданнее стало появление на нем новой компании из Канады — Xilica Audio Design.

За короткое время продукция этой небольшой компании из Торонто успела появиться в райдерах крупных европейских и американских прокатных компаний. Достаточно упомянуть, что концерт Live8 в Торонто обеспечивался с помощью 4-х процессоров DLP4080, которые управляли работой в общей сложности 106 акустических систем Meyer Sound.

Более того, многие известные производители акустики остановили свой выбор на продукции Xilica и продают эти процессоры под своими торговыми марками. В настоящий момент в производстве находятся 4 процессора — DCP 3060, DLP 4080А, DSPX 8080, и DSPX 8080i, отличающихся друг от друга, в основном, количеством входов и выходов.

Для примера давайте рассмотрим один из них — DLP 4080A. Как следует из названия, процессор обладает 4 входами и 8 выходами. При этом любой из входов может быть назначен на любой из выходов, так же как и любой из выходов может получать сигнал с любого из входов или с нескольких входов сразу. Возможность свободно конфигурировать входы и выходы прибора позволяет использовать процессор не только для настройки громкоговорителей, но также и для маршрутизации сигнала. Вот, например, один из вариантов использование прибора в клубе.

Стерео сигнал с выхода микшерного пульта подается на первый и второй входы процессора и с них распределяется следующим образом: первый и второй выходы обеспечивают управление работой основных сателлитных громкоговорителей. Третий выход обеспечивает необходимую обработку сабвуферного сигнала, причем на него подается сумма левого и правого входных каналов. Четвертый и пятый выходы заведуют тыловыми громкоговорителями танц-пола, обеспечивая для них необходимую коррекцию и задержку.

С выходов номер шесть и семь подается сигнал в VIP-зал или в chill-out, выход номер восемь отвечает за трансляцию звука в WC, к примеру. При этом на него подается сумма сигналов левого и правого входных каналов.

При необходимости обеспечить трансляцию в VIP-зал отдельной музыкальной программы, на соответствующие выходы процессора подается сигнал с третьего и четвертого входов прибора.

Таким образом, один процессор способен полностью решить задачу управления всеми системами звукоусиления в рассматриваемом нами виртуальном клубе. Собственно, благодаря своим широким возможностям, процессор DLP 4080A обладает практически неограниченным спектром применения в профессиональных системах звукоусиления.

Базовые характеристики процессора

По каждому из выходов, кроме уже упомянутых ранее шести полос параметрической эквализации, предусмотрены индивидуально настраиваемые кроссоверы. Возможен выбор фильтров Бесселя, Баттерворта и Линквица-Рили с крутизной среза от первого до восьмого порядков. Шаг настройки часты среза кроссовера, как и у эквалайзера — до одного герца.

Помимо кроссовера, каждый выходной канал, разумеется, оснащен лимитером, с установкой порога срабатывания и времени атаки и отпускания. Управление прибором осуществляется с помощью простого и удобного программного обеспечения, не требующего от пользователя, по большому счету, даже чтения мануала. Следует отметить, что управление всеми параметрами производится в реальном времени и происходит без каких-либо щелчков или пропаданий звука. Более того, окно программного обеспечения отображает в реальном времени также и уровни звукового сигнала по всем входам и выходам.

Кроме управления основными функциями прибора, программное обеспечение обладает широким наборам сервисных функций. Среди них — многоуровневое ограничения прав доступа пользователя (читай — Ди-Джея) к изменениям параметров настройки прибора. Эта опция позволяет разрешить пользователю, к примеру, доступ к эквалайзеру, но не разрешить доступ к изменению настроек кроссовера и лимитеров.

Особо «опасным» ди-джеям можно вообще полностью запретить вмешательство в настройки прибора. И в довершение, существует возможность полностью закрыть личным паролем все настройки. Я думаю, эти строки не оставили равнодушными многочисленных инсталляторов звукового оборудования, хлебнувших лиха от любителей «улучшать» звук в клубе.

Кроме возможности настройки с компьютера, процессор имеет возможность программирования в реальном времени всех параметров с помощью органов управления на лицевой панели процессора, что делает удобным его применение в мобильных применениях любого уровня.

Разумеется, и здесь удобству пользователей уделено много внимания. Так, например, предусмотрена возможность одновременного управления сразу несколькими входами или выходами одновременно. Описание прибора было бы не полным без информации о том, что находится у него под крышкой.

Итак, по порядку: в процессорах Xilica применяются аналого-цифровые преобразователи производства Cirrus Logic, модель CS5361, поддерживающая частоту дискретизации до 192 кГц. В данном случае, АЦП работает в режиме 24/96, в дифференциальном включении. За обратное преобразование отвечают конверторы этой же фирмы CS4398, использующие DSD (Direct stream digital) технологию, широко применяющуюся в SACD (Super Audio CD) плеерах.

Мозгом процессора является DSP фирмы Analog Devices, ADSP 21262, по другому называющийся процессором SHARK третьего поколения. Архитектура процессора обеспечивает внутреннюю обработку сигнала в формате 32 бита с плавающей запятой, что обеспечивает минимальные шумы квантования и высокий внутренний динамический диапазон.

В целом, технические параметры DLP 4080A выглядят так:

Завершая обзор, хочется поделиться своим личным впечатлением от работы с процессором. В первую очередь обращаешь внимание на качество звучания процессора. Чистый, детальный звук, с хорошей динамикой и без обычной для недорогих приборов цифровой окраски — это то, что отличает процессор Xilica от многих своих собратьев по классу.

Следующее, что порадовало — удобство управления, как с компьютера, так и непосредственно с прибора.

Ну и такие приятные мелочи, как наглядные индикаторы уровня по всем входам и выходам тоже не могут не радовать.

Забегая вперед, скажу, что в данный момент в стадии окончательной доработки находится новый процессор высшего класса — DLP 4080HD, оснащенный новым DSP с внутренней 64-битной обработкой и возможностью применения кроссоверных фильтров с FIR-технологией.

Впрочем, это уже тема для следующего обзора.

Источник

Cпикер-процессор DBX DRIVERACK PA2

Описание

Cпикер-процессор DBX DRIVERACK PA2

Спикер процессор 2-входа/6-выходов с функциями кроссовера, лимитера, компрессора, автоэквализация, подавления обратной связи, параметрического эквалайзера (вход) и графического 28 полос (выход), синтезатор субгармоник. Высота 1RU.
Модель DBX DriveRack PA2 способна обеспечивать всю обработку, которая необходима между микшером и усилителем для оптимизации и защиты ваших динамиков. С последними научными достижениями, которыми являются собственные алгоритмы DBX в AFS и AutoEQ, новый модуль обеспечивает входные задержки ввода для системы FOH в фоновом режиме, контроль Ethernet через Android, IOS, Mac или Windows-устройства, а также контроль для обновленных Wizards. Модель DBX DriveRack PA2 продолжает наследовать потрясающе звучащие, мощные и доступные процессоры управления громкоговорителями линейки DriveRack, продолжая воплощать в себе целое поколение подобных устройств.

Ключевые особенности спикер-процессора DBX DriveRack PA2 представлены:

Алгоритм AutoEQ.

Улучшенное устранение обратной связи с AFS.

Обновленный мастер установки функций.

Возможная обработка входного сигнала:

Возможная обработка выходного сигнала:

Технические характеристики:

Входы

Выходы

Источник

На что способен PC Speaker

Известный теперь как «системный динамик», а то и просто «пищалка», PC Speaker появился на свет в 1981 году вместе с первым персональным компьютером IBM. Наследник нескольких поколений больших компьютеров для серьёзных дел, он с рождения был предназначен лишь для подачи простейших системных сигналов, и не мог достойно проявить себя в озвучивании главенствующих на домашнем рынке развлекательных программ. Сильно уступая звуковым чипам специализированных игровых систем, пропадая в тени вскоре появившихся продвинутых звуковых карт, он поддерживался многими разработчиками по остаточному принципу — как опция, выдающая хоть какой-нибудь звук при отсутствии лучших альтернатив. За нечастыми исключениями, через спикер проигрывались грубо упрощённые, полностью одноголосые версии мелодий, изначально сочинённых для гораздо более мощных устройств.

Музыкальный альбом «System Beeps» написан для PC Speaker с использованием той же базовой техники из старых игр, и согласно типичной формуле ретро-компьютерного около-демосценового творчества призван раскрыть многие годы оставшийся неисследованным потенциал этого простейшего звукового устройства. Собственно послушать результат и составить своё мнение об успешности данного мероприятия можно на Bandcamp или в видео ниже, а дальнейший текст углубляется в устройство спикера, историю проекта и способы достижения подобного результата для тех, кто хочет знать больше.

Устройство PC Speaker

Технически спикер представляет собой небольшой динамик или пьезоизлучатель, напрямую управляемый один из каналов системного таймера 8253, делящего входную тактовую частоту 1.19 МГц на задаваемое программой 16-битное значение. Для получения звука используется режим счёта, при котором таймер выдаёт меандр, то есть квадратную волну. Это небольшой, но всё же шаг вперёд по сравнению со звуком более ранних или бюджетных компьютеров типа Apple II и ZX Spectrum, где динамик подключался просто к однобитному порту ввода-вывода, а генерацией звука обязан был заниматься процессор. Использование канала таймера позволяет процессору просто выбрать нужную высоту звука и продолжать заниматься другими делами. Однако, процессор может программно синтезировать разнообразные по характеру звуки и настоящее многоголосие. PC Speaker же не может звучать громче или тише, мягче или ярче. Всё, на что он способен без постоянного вмешательства процессора — пищать или не пищать с заданной высотой звука одним и тем же неизменным тембром.

При проигрывании звуковых эффектов или музыки процессор обновляет состояние спикера — включает-выключает звук и изменяет его высоту — через некоторые промежутки времени. Как правило, эти изменения происходят в прерывании от нулевого канала того же системного таймера. Стандартно это 18.2 Гц, но игры нередко меняют это значение в сторону увеличения, в диапазоне от 30 до 200 гц, в зависимости от игры.

Эффективный диапазон доступных спикеру частот составляет примерно 100..2000 герц. Хотя можно задавать и другие частоты, за пределами указанного диапазона начинаются разнообразные проблемы. Во-первых, используемые динамики сами по себе плохо воспроизводят эти частоты. Во-вторых, выше 2000 гц начинается заметное отклонение возможных частот от частотами нот, а когда частота звука опускается ниже частоты обновления состояния спикера, обновления начинают срабатывать с запозданием — таймер не обновляет делитель частоты до тех пор, пока не закончится период счёта с предыдущим делителем.

Одноголосое многоголосие

Так как спикер способен воспроизводить только один звуковой канал или «голос», то есть только одну частоту в один момент времени, а для музыкальных целей этого очень мало, программисты и авторы музыки изыскивали способы получить мнимое или настоящее многоголосие. Можно выделить три основных подхода.

В первом подходе спикер генерирует звук как обычно, проигрыватель музыки обновляет частоту звука по таймеру с некоторой частотой и почти не нагружает процессор. Но при этом одновременно проигрываются два-три виртуальных канала с разными партиями, а значения частоты и включения-выключения звука по очереди выводятся с них на реальный спикер в каждом обновлении. Например, при двух каналах в первом обновлении выводится звук с первого виртуального канала, а в следующем — со второго. Подобным образом реализована полифония в играх Lotus III и Xenon 2. Так как зачастую один виртуальный канал играет партию баса, а другой мелодию, и эти партии имеют паузы, получается чередование либо далеко отстоящих друг от друга нот, либо чередование ноты и тишины, что приводит к постоянному треску, неприятному для уха. Уменьшить его можно за счёт отказа от пауз в партиях, как в Golden Axe, что существенно ухудшает выразительные средства (паузы в музыке важны настолько же, насколько важны ноты), либо за счёт отключения чередования каналов в моменты, когда в одном из них пауза, что даёт более чистое звучание одиночных нот, как в Stunts.

Второй подход можно наблюдать в играх Lucas Art, в которых качеству спикерных версий музыкального сопровождения традиционно уделялось больше внимания. Как правило в них звучит преимущественно одноголосая мелодия с редкими вставками разнесённых по времени басовых и ритмических элементов, прерываемая очень короткими и отрывистыми звуками партии второго, вспомогательного канала, например арпеджио или ударными. Иначе говоря, каналы чередуются не постоянно, а только в короткие моменты времени, когда второй голос заглушает первый. Примеры можно слышать в играх Monkey Island, Loom, Indiana Jones, и пожалуй самый продвинутый вариант аранжировки в Zak McKracken and the Alien Mindbenders. Это создаёт более убедительную и приятную для слуха иллюзию полифонии, хотя и довольно ограниченную.

В третьем подходе спикер не генерирует звук сам по себе, а используется как ЦАП, через который воспроизводится программно синтезируемый процессором звук или оцифровки. Этот процесс требует значительных вычислительных ресурсов, практически полностью загружая работой обычный 8086, поэтому метод обрёл популярность с распространением 80386. Качество проигрываемого таким образом звука невысоко и объективно уступает даже простейшему самодельному Covox из горсти резисторов, но на тот момент это было впечатляющим достижением, на одну из реализаций которого, RealSound, даже был оформлен патент и велось сублицензирование технологии.

Превращение спикера в ЦАП может быть выполнено простым включением-выключением звука при запрещённом счёте, что даёт простейший 1-битный ЦАП, либо использованием звукового канала таймера для генерации коротких импульсов различной длины на задаваемой системным таймером частоте (ШИМ), что превращает его в более качественный 6-битный ЦАП. Первый вариант можно слышать в многоканальной музыке в играх Fantasy World Dizzy и Hard Drivin’, второй чаще применялся для воспроизведения музыки на основе сэмплов, например, в Pinball Dreams. Также он использовался в таких занимательных проектах прошлого, как TEMU и VSB — программных эмуляторах трёхканального звукового чипа Tandy и цифровой части Sound Blaster, позволяющих в отсутствие этих устройств выводить предназначенный им звук через спикер (требуется 386SX и выше).

Альбом и история создания

Изначально плана делать именно музыкальный альбом у меня не было. Был творческий поиск аудиовизуального образа для проекта игры со стилизацией под псевдографические игры эпохи XT, и для максимального аутентичного образа возникла идея написать не просто стилизацию, а музыку, действительно возможную на PC Speaker, следующую классической музыкальной формуле 8-битных игр — зацикленные треки продолжительностью около минуты. Использовать цифровой звук или программный синтез мне не хотелось, так как результат едва ли соответствовал бы духу эпохи, и не обладал бы особым характером. Одноголосые же мелодии были предметом моего интереса со времён ZX Spectrum и знакомства с играми Ping Pong, Stardust, Score 3020. И раз уж выдался такой случай, захотелось попробовать написать именно одноголосую музыку, но получить какой-то необычный результат за счёт аранжировки — заманчивый вызов для композитора.

Работа над музыкой увлекла даже больше, чем работа над игрой. В процессе горения идеей был разработан и опубликован VSTi плагин PCSPE, сделано несколько набросков мелодий и пробных кавер-версий старых треков, чтобы развить технику работы с одноголосыми аранжировками и найти общие решения по звуку. Позже стало ясно, что результат всё же не соответствует видению игрового проекта, да и сам проект постепенно ушёл в стол. Но музыкальный материал остался, а услышанный потенциал наводил на мысль, что было бы неплохо по-быстрому оформить его в виде небольшого отдельного сборника мелодий для MS-DOS, хотя бы в качестве демонстрации возможностей плагина.

По-быстрому не получилось, дело затянулось, несколько треков переросло в несколько десятков, сборник случайных мелодий эволюционировал в тематический альбом, планы менялись, сроки сдвигались. В итоге завершение задумки заняло полтора года, с июля 2017 до января 2019 года. За это время я успел сделать AONDEMO и написать для него трек (звуковое железо АОН практически повторяет PC Speaker), а также поучаствовать в разработке звукового кода и утилит для игры Planet X3, куда в качестве титульного трека также вошёл самый первый написанный для сборника трек.

Завершение проекта постоянно откладывалось, в него добавлялись всё новые и новые треки, пока все исходные идеи и наброски не были полностью исчерпаны. В конечном виде альбом включил 23 трека, разделённых на три группы.

Сторона A содержит 16 основных треков, более-менее связанных общей темой и звучанием. По большей части они были сочинены специально для альбома, с нуля или на основе старого материала, который хорошо подошёл для одноголосой аранжировки. Принцип отбора в эту группу был в оригинальности и более удачной, как мне показалось, аранжировке в выбранных ограничениях, по сравнению с прочими треками.

Сторона B включила 6 треков, предположительно менее удачных, которые являлись кавер-версиями моих старых работ для других платформ, или были основаны на более-менее проработанном старом материале, изначально предполагавшем совсем другие форматы — от XM-модуля до поп-панк песни. Сюда же был включён трек, уже засветившийся в Planet X3.

Сторона X включила трек из AONDEMO с минимальными изменениями. Такое отделение сделано в качестве шутки юмора.

Сам альбом выполнен в виде программы-проигрывателя для MS-DOS 3.3 и выше, которая запустится на IBM PC XT при наличии хотя бы 256КБ ОЗУ и видеоадаптера CGA. Так как оригинальная карта CGA подвержена так называемому «снегу», визуальному артефакту при попытке обновления экрана во время хода луча по растру, программа представлена в двух версиях — sbx.com без эффекта анализатора спектра, но и без снега, и sb.com с таковым эффектом. Для более плавной отрисовки анализатора желательно иметь процессор помощнее. Разумеется, боле современные компьютеры также сгодятся, например, с загрузкой FreeDOS с USB, равно как и эмуляция DosBox.

Музыкальная составляющая

В альбоме не применяется никаких программных трюков, типа синтеза звука силами процессора и использования спикера в качестве ЦАП. Технология самая традиционная — генерируемая системным таймером строго монофоническая квадратная волна, с обновлением высоты звука с относительно большой, но не из ряда вон выходящей частотой 120 Гц, что вполне по силам классическому XT и оставляет достаточно процессорного времени для выполнения других задач, помимо проигрывания музыки.

Весь секрет в особом подходе к написанию мелодий и аранжировок. Здесь очень помог предшествующий опыт в разных смежных областях — опыт написания классического чиптюна для звуковых чипов прошлого, в котором часто приходится совмещать несколько партий в одном канале методом чередования и наложения; опыт разработки звуковых движков для игр на старых компьютерах, где звуковые эффекты заимствуют каналы у музыки, заглушая её; а также опыт сочинения оригинальной музыки для дисковода. Как выяснилось позже, по сути я развивал подход к спикерной музыке, применявшийся Lucas Art, хотя на момент начала работы слышал только тему из Monkey Island.

Одна из интересных проблем, которую понадобилось решить практически в начале работы — инструменты ударных и перкуссии. В чиптюне они как правило делаются с применением шумового канала, но возможности проигрывать шум на спикере при частоте обновления порядка десятков-сотен герц нет.

Бас-бочка и томы неплохо получаются и без шума, в виде простых слайдов вниз с разной скоростью и длительностью — бочка побыстрее и покороче от низкой ноты, томы помедленнее и подлиннее от более высоких нот. А вот главный ударный инструмент, малый (рабочий) барабан, в виде простого слайда звучит неубедительно и не прорезает загруженный другими элементами микс. Здесь сработал трюк, часто встречающийся в имитации рабочего барабана на SID и AY-3-8910 — кратковременное выключение звука в начале слайда, создающее эффект дроби. Это вносит в звучание достаточное отличие от других перкуссионных инструментов, а также улучшает заметность барабана в миксе. Особенно это проявляется в связке со свойственными реальному спикеру резонансами.

По причине отсутствия шума пришлось отказаться от любых хэтов. Для более разнообразного и интересного звучания инструменты ударных различаются между треками. Где-то они протяжённее, где-то отрывистее, звучат выше или ниже, иногда присутствуют дополнительные элементы.

В процессе работы над музыкой были выработаны универсальные приёмы, пригодные для написания одноголосых аранжировок для любых монофонических устройств, не имеющих управления громкостью, будь то музыкальная открытка, ЧПУ станок или катушка Тесла. Среди них:

Техническая составляющая

Другой ключевой момент в работе над альбомом — применение современных инструментов, делающих её значительно более комфортной и эффективной. Это привычная мне современная цифровая студия Reaper (программа, аналогичная FL Studio, Cubase и подобным) и набор самостоятельно разработанных VST-плагинов.

Подобный подход является экспериментальным, совершенно нетрадиционным для создания «тру-чиптюна», то есть музыки, предназначенной для воспроизведения на настоящем устройстве — обычно для этого применяются специальные программы-трекеры либо ручное набивание музыкальных данных. Разумеется, тот же самый результат можно получить и такими, более классическими средствами (что и было сделано для Planet X3), но это требует больше усилий и регулярного отвлечения от творческого процесса на чисто технические моменты.

Специально для создания спикерной музыки был разработан VSTi плагин PCSPE. Он эмулирует железо PC Speaker, позволяя сразу слышать близкий к реальному результат, а также реализует систему чиптюновых инструментов, подобные тем, что используются в трекерах для различных звуковых чипов. Огибающие виртуальной громкости (приоритета), арпеджио и изменения высоты звука задаются в виде строк текста с очень простым форматом, напоминающим язык музыкального программирования MML (родственник строк букв в операторе PLAY в BASIC). С помощью этих огибающих можно задавать, например, различные звуки ударных инструментов, или солирующий инструмент с постепенно нарастающим вибрато.

Но главной задачей плагина является автоматическое сведение нескольких входных MIDI-дорожек с разными партиями в конечный монофонический трек. Упомянутая виртуальная громкость инструментов является основой системы приоритетов. В один момент времени (период обновления состояния спикера) всегда звучит только инструмент с наибольшей текущей громкостью. Например, инструмент баса имеет громкость 2, мелодии — 6, а инструменты ударных имеют громкость 8 — значит, ноты мелодии будет заглушать ноты баса, а ударные будут заглушать и то и другое. Таким образом несколько одновременно звучащих музыкальных партий сводится в один канал спикера.

Плагин имеет функцию экспорта для дальнейшего использования музыки в реальных программах. Используется принцип лога: плагин всегда знает, какая частота выдаётся на эмулируемый спикер в каждый момент времени, и сколько времени проходит между её изменениями. При включении функции экспорта и проигрывании трека от начала до конца эти данные в реальном времени записываются в файл выбранного формата. Далее для воспроизведения музыки достаточно взять эти данные из файла и выводить на реальный спикер с требуемыми задержками.

Типичное чиптюновое арпеджио можно создавать в PCSPE классическим способом, соответствующей огибающей, задающей последовательность смещений в полутонах относительно базовой ноты. Но это требует постоянно переключать инструменты и держать в уме соответствие между инструментами и получаемыми аккордами. Проделывать это в современных DAW довольно неудобно.

Гораздо более удобный способ реализует другой мой VSTi плагин — арпеджиатор ChipArp, специально предназначенный для написания чиптюна и стилизаций. Он автоматически преобразует традиционные полифонические аккорды из входной MIDI-дорожки в арпеджио с заданными параметрами в выходной MIDI-дорожке, причём делает это на лету — можно играть аккорды на MIDI-клавиатуре и сразу же слышать арпеджио. В отличие от арпеджиаторов для современной электронной музыки, постоянно перезапускающих ноту с начала, этот плагин реализует арпеджио в виде питч-бендов относительно самой низкой ноты аккорда. Таким образом, арпеджио не нарушает протяжённое во времени звучание инструментов. Для полноценной работы этого плагина требуется поддержка установки широкого диапазона бендов и мгновенной реакции на бенды в используемом плагине синтезатора, что встречается нечасто, но все мои синтезаторы это поддерживают.

PCSPE и эмуляторы типа DosBox выдают идеализированную квадратную волну, заметно отличающуюся по звучанию от реального устройства. Крохотные системные динамики подвержены сильным резонансам и искажениям АЧХ, подчёркивающим транзиенты, то есть моменты включения и выключения звука или резкой смены частоты. В частности, это делает ударные на реальном спикере гораздо более выраженными в миксе, т.е. «пробивными». Для контроля и обращения подобной особенности на пользу аранжировке использовался бесплатный плагин NadIR и собственноручно записанные импульсы нескольких маленьких динамиков — аналогично тому, как для цифровой записи гитар используют импульсы реальных гитарных кабинетов.

Материалы

Проект был опубликован под открытой лицензией CC-BY, включая саму музыку, исходники плеера и проекты всех треков для Reaper. Таким образом, любой желающий волен делать любые производные продукты, как относительно музыкальной составляющей, так и кода. Все использовавшиеся при разработке инструменты также доступны вместе с исходниками:

Источник