Вопрос 15. Daw и типы аудиоинтерфейсов

Цифровая звуковая рабочая станция (англ. Digital audio workstation (DAW) — цифровая рабочая аудио станция) представляет собой электронную или компьютерную систему, предназначенную для записи, хранения, редактирования и воспроизведения цифрового звука. Предусматривает возможность выполнения на ней законченного цикла работ, от первичной записи до получения готового результата. Современные DAW являются либо интегрированными программно-аппаратными решениями, либо программным обеспечением, работающим на компьютерах с аудиоинтерфейсом.

Звуковые рабочие станции на базе компьютеров, содержат программный комплекс, состоящий из звукового редактора и дополнительных модулей обработки звука (plug-in), а также аппаратную часть, которую можно изменять в зависимости от потребностей студии звукозаписи.

Pro Tools — семейство программно-аппаратных комплексов студий звукозаписи для Mac и Windows, производства компании Digidesign. Существуют несколько разновидностей комплексов Pro Tools, использующих разное аппаратное обеспечение: Pro Tools|HD — используют специализированные карты расширения HD Core и HD Accel производства Digidesign, которые, в основном, и обрабатывают оцифрованный звуковой сигнал практически в реальном времени. Использование DSP (цифровых звуковых процессоров) позволяет свести задержку (latency) обработанного сигнала до пренебрежительно малой величины (порядка единиц-десятков семплов), что обеспечивает непревзойдённые удобство и гибкость системы Pro Tools|HD при записи. Кроме того, использование DSP освобождает CPU (центральный процессор компьютера) от огромной нагрузки по пересчёту аудио-сигнала и увеличивает в разы быстродействие и надёжность всей системы в целом. Pro Tools M-Powered — используют звуковые карты (аудиоинтерфейсы как PCI, так и USB и FireWire) производства компании M-Audio и являются Host-based системами (обрабатывающими звук за счёт ресурсов CPU), в которых карта является просто устройством ввода-вывода. Основной недостаток Host-based систем — наличие большой (весьма ощутимой на слух) задержки (latency), обусловленной необходимостью загонять в оперативную память большие блоки аудиосигнала, чтобы CPU сумел их качественно обработать. В результате этого фактора дешевизна Pro Tools M-Powered «выходит боком» при записи «живых» инструментов и голоса, что автоматически переводит эту систему в разряд «для домашнего использования». Pro Tools LE — используют аудиоинтерфейсы производства компании Digidesign и так же являются Host-based системами, со всеми присущими им и описанными выше недостатками.Во всех вариантах системы Pro Tools используются адаптированные «под железо» версии одного и того же программного обеспечения. Следствием этого является полная совместимость и переносимость проектов на разные версии Pro Tools.

Для Pro Tools существует два формата плагинов (подключаемых подпрограмм обработки звука): TDM (Time Division Multiplexing — система разделённых во времени потоков) и RTAS (Real Time AudioSuite — обработка центральным процессором компьютера в «реальном времени»). TDM плагины предназначены для Pro Tools HD и используют вычислительную мощность HD Core и HD Accel и работают только при их наличии. RTAS плагины используют центральный процессор компьютера, а значит работают со всем семейством комплексов Pro Tools, в том числе с M-Powered и LE. Распространённые форматы VST и DirectX не поддерживаются Pro Tools, но существуют сторонние программные решения, позволяющие использовать VST (и VSTi) с Pro Tools.

Nuendo (Steinberg Nuendo) — профессиональный DAW. Имеет возможности работы с аудиофайлами различных форматов, а также с MIDI-данными посредством секвенсора. Поддерживает технологии VST, VSTi, ASIO. Отличается от другой популярной линии программных продуктов — Steinberg Cubase тем, что ориентирована не только на музыкантов, но и на любую профессиональную деятельность по озвучиванию в т.ч. фильмов, тв программ, реклам, радиопередач и прочего. Соответствует этому и функциональное содержание, представляющее собой "расширенный вариант Cubase" с дополнительными профессиональными удобствами, например: большее количество сурраунд каналов, сурраунд плагины, улучшенный сурраунд паннер, улучшенный редактор кроссфейдов, лучшая поддержка контроллеров, AAF и EDL импорт, работа с сетью, улучшенная подсистема автоматизаций, профессиональная система дублей и прочее.

Magix Samplitude является одним из самых известных программных пакетов на рынке музыкальных программ. Samplitude стала популярной среди пользователей благодаря тому, что она предлагает решение "все-в-одном": от многодорожечной аудиозаписи до широких возможностей редактирования, микширования, мастеринга, реставрации и записи CD и DVD-audio. Одним из самых важных преимуществ Samplitude над программами-конкурентами является возможность недеструктивной редакции объектов. Аудиофайл представлен как объект, и каждый объект имеет свое собственное окно редакции.

Типы аудиоинтерфейсов В середине 90х годов XX века почти все выпускаемые саундкарты не поддерживали технологию Plug and Play, требовалось вручную настраивать IRQ (Interrupt Request Channels), DMA (Direct Memory Access), и I/O (Input/Output) адреса, чтобы избежать конфликтов с другими картами и устройствами на материнской плате компьютера.

Позже, с развитием технологии Plug and Play, устанавливать PCI (Peripheral Component Interconnect) саундкарты стало гораздо легче, в то время как для владельцев ноутбуков решением стали PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) карты. Однако некоторые PCI карты продолжали отказываться сосуществовать с другими саундкартами в пределах одного персонального компьютера. И, к тому же, для установки новой саундкарты все еще приходилось выключать питание, открывать крышку компьютера и искать свободные слоты.

Целью изготовителей периферийных устройств был новый интерфейс, который бы позволял подключать устройства, не снимая крышки компьютера, а в идеале и без выключения компьютера. Так родился USB (Universal Serial Buss) интерфейс, хотя первоначальная версия интерфейса 1.1 имела некоторые технические проблемы, передавала 12 мегабит в секунду (12Mbps) и имела различные аудио ограничения (которые позже были исправлены).

Вскоре после этого появился интерфейс Firewire (лейбл Apple для стандатра, известного нам как IEEE1394a), более гибкий стандарт передачи данных для тех, кому нужна была широкая полоса пропускания (до 400 Mbps) с возможностью подключать внешние устройства. Сейчас же под Firewire понимают стандарт IEEE1394b, который поддерживает скорость до 800 Mbps.

Самыми старшими из шести основных форматов (PCI, PCMCIA, USB 1.1, USB 2.0, Firewire 400 and Firewire 800) являются PCI и PCMCIA. Для владельцев ноутбуков PCMCIA карта вообще будет самым компактным решением, в то время как для владельцев PC устанавливаемая внутрь PCI саундкарта является наиболее распространенным и проверенным вариантом. К тому же в наше время между PCI картами достаточно редки внутренние конфликты.

Преимуществом же USB и Firewire аудио интерфейсов является то, что их можно без труда переносить с одного компьютера на другой, что очень удобно для тех, кто использует и ноутбук, и PC в своей работе. Также неоспоримым преимуществом USB и Firewire аудио интерфейсов является возможность «горячего» включение и отключения устройства (без отключения питания компьютера). Но в то же время, как Firewire теоретически поддерживает до 63 одновременно включенных устройств, а USB до 127, подключение более чем пары устройств в один порт приводит к конфликту оборудования.

В самом начале развития USB у версии 1.1 действительно были некоторые проблемы с передачей данных, но сейчас у USB 2.0 передача данных осуществляется очень достоверно.

В терминологии аудио интерфейсов понятие «отношение сигнал/шум» сравнивает максимальный уровень громкости сигнала, который Вы можете подать на вход аудио интерфейса (имеется ввиду что входные индикаторы зафиксируют 0 дБ) с уровнем фонового шума, когда никакой сигнал не поступает. Однако некоторые хитрые производители саундкарт решили автоматически мютировать выходной сигнал, если на вход ничего не подается, тем самым значительно увеличив соотношение сигнал/шум. Поэтому динамический диапазон измеряет уровень шума при поданном сигнале низкого уровня (обычно это синусоидальная волна с частотой 1 кГц на -60 дБ), что не позволяет аудио интерфейсу мютировать канал. Вот почему динамический диапазон является более правдивой характеристикой. Сравнивая динамические диапазоны разных аудио интерфейсов, нужно определиться какие сигналы будут записываться в первую очередь.

Также большинство современных аудио интерфейсов имеют крайне низкий уровень искажений (0.001% и лучше).

На сегодняшний день даже бюджетные аудио интерфейсы поддерживают частоту дискретизации 192 кГц. Но по прежнему ведутся споры о том, стоит ли переходить с частоты дискретизации 44.1 кГц на 48, 88.2 или 96 кГц. Многие музыканты придерживаются комбинации 24-бит/44.1 кГц, потому как продолжают создавать музыку в основном с помощью внешних MIDI клавиатур и программных семплеров, которые работают с семплами 44.1 кГц. Так что они не видят никакого смысла в увеличении частоты дискретизации, тем более что окончательным носителем музыки все равно становится 16-бит/44.1 кГц аудио диск. Однако даже те, кто используют электронные инструменты, оценят более аккуратную компрессию и ограничение пиков на повышенной частоте дискретизации, да и эквалайзер будет работать более точно и звучать приближеннее к аналогу. К тому же при большой частоте дискретизации высокочастотные сигналы выше 20 кГц делают звучание более натуральным. Однако, качество звука определяется самым худшим звеном в цепи, так что если остальные устройства не высшего класса, то увеличение частоты дискретизации может абсолютно ничего не дать. Также стоит помнить, что при использовании частоты дискретизации, например, 192 кГц все плагины и программные синтезаторы будут потреблять в 4 раза больше ресурсов компьютера, занимать в 4 раза больше места на диске и в 4 раза уменьшать возможное время записи в отличие от использования частоты дискретизации 44.1 кГц. Стоит опасаться внутреннего преобразования частоты дискретизации. Это будет ухудшать качество звука, вызывать различные искажения.

Драйверы

Существуют моноклиентые и мультиклиентые драйвера (позволяет нескольким программам одновременно работать с картой).

Audio Stream Input/Output (ASIO), «ввод/вывод потоковых аудиоданных» — протокол передачи данных с малой задержкой, используемым в программно-аппаратном интерфейсе драйвера звуковой карты, обеспечивающим при передаче аудиопотока низкие уровни задержки и высокую точность. ASIO даёт музыкантам и звукоинженерам возможность программной обработки звука в режиме реального времени, позволяя заменить внешнее оборудование звуковой обработки. Низкие задержки обеспечиваются за счёт того, что в интерфейсе ASIO происходит обход множества промежуточных программных уровней, и осуществляется взаимодействие с оборудованием напрямую.

GSIF - программный интерфейс(GigaSampler Interface),разработанный фирмой NemeSys для своих программ GigaSampler и GigaStudio. Несмотря на то, что эти программы способны работать и через обычный Windows DirectSound интерфейс, наилучшие показатели по количеству одновременно поддерживаемых каналов, задержке(latency)и загрузке процессора достигаются при работе таких программ на карте, драйвера которой