Äänikorttien ihmeellinen maailma

x Pelaajien, muusikoiden ja multimedian käyttäjien tietokoneen lisälaite numero yksi, äänikortti, aiheuttaa yhä kunnoitettavan määrän harmaita hiuksia niin korttia hankittaessa kuin sitä asennettaessakin. Mainosmiesten viehättävän käsiteviidakon keskellä on käyttäjä usein varsin eksyksissä, eivätkä tarpeet ja tarjonta aina kohtaa.

Korttia valittaessa tulisi ensin selkeästi määritellä tarve, johon kortti hankitaan. Onko kortin pelituki riittävä, täyttääkö kortti mahdollisen vakavan musiikinteon tarpeet, haluaako käyttäjä asentaa kortin avulla koneeseen myös CD-ROM -aseman, halutaanko korttiin liittää ulkopuolisia soittimia...Kun kaikkiin kysymyksiin on ensin vastattu, onkin kortin valinta jo huomattavasti helpompaa.

Markkinoilta löytyy PC:n äänentuottoon tarkoitettuja laitteita hintahaarukassa 250 - 50.000 mk. Tälle välille mahtuu niin pelikäyttöön suunnattuja äänikortteja kuin ammattilaistason samplerikorttejakin. Tuotteet ovat kuitenkin jaettavissa muutamaan pääryhmään käyttötarkoituksensa ja toimintaperiaatteensa mukaan:

  1. Pelikäyttöön tarkoitetut äänikortit. Nämä sisältävät yleensä yksinkertaisen, melko heikkolaatuisen kovalevyäänityksen (juuri se "digitaaliääni", joka esim. Windowsin Sound Recorderia käytettäessä tallentuu levylle .WAV - muotoisena tiedostona), FM- tai Wavetable-synteesipiirin musiikin tuottamiseen, yhden ulkoisen midiportin ja sekalaisen valikoiman CD-ROM -asemien liitäntöjä. Hinnat vaihtelevat 250- 1500mk :n välillä.
  1. Hieman vakavamman tason kortit, joissa edellisten lisäksi on yleensä mahdollisuus ohjelmoida kortin äänisynteesiä (eli tehdä kortille "soundeja"). Tämä edellyttää kortilta RAM-muistia, johon käyttäjän äänet voidaan tallentaa. Kovalevyäänitys on näissä korteissa yleensä laadultaan parempi kuin täysin pelikäyttöön suunnatuissa tuotteissa. Ylimääräsinä herkkuina saattaa kortilta löytä esim. toinen ulkoinen midiportti tai vaikkapa efektiprosessori. Hinnat vaihtelevat 900 - 3000 mk:n välillä.
  1. High-End -äänityskortit. Sisältävät yleensä pelkän kovalevyäänityksen, mutta erittäin ammattimaisella tasolla. Pystyvät myös yleensä tuottamaan useamman kuin kahden kanavan ääntä samanaikaisesti (moniraitatoisto). Pelituen puuttuminen on myös näiden korttien yhteinen piirre. Hinnat vaihtelevat 2500-9000 mk:n välillä.
  1. Moniraitaiset kovalevyäänittimet. Tarkoitettu analogisten (nauhaa käyttävien) moniraitanauhureiden korvaajiksi studiokäytössä. Pystyvät äänittämään ja toistamaan useaa ääniraitaa samanaikaisesti. Tarvitsevat usein ulkopuolisen, nopean SCSI-liitäntäisen kovalevyn. Liitännät on usein toteutettu ulkopuolisella räkkiasennettavalla modulilla. Hintahaarukka näillä tuotteilla (kalustuksesta riippuen) on 12000-50000 mk.
  1. Samplerikortit. Studiotason samplereiden PC-versio. Yleisiä ominaisuuksia ovat monikanavaiset lähtöliitännät ja laaja soundituki (CD-ROM- soundikirjastoja saatavilla useilta valmistajilta). RAM-muistin määrä on yleensä laajennettavissa jopa 64 megatavuun saakka. Hintataso liikkuu ilman muistia noin 10000 mk:n tuntumassa.
Ryhmän 1 tuotteita ovat esim. Sound Blaster 16, Aztech Sound Galaxy, Logitech Soundman Games, Roland RAP-10, Grand Sound ja vastaavat. Ryhmään kaksi kuuluvat mm. Turtle Beach Tropez, Sound Blaster AWE 32 ja Gravis Ultrasound MAX. Ryhmässä 3 ovat esim. Turtle Beach Tahiti, CardD+ ja Yamaha M-5. DigiDesign Session 8 ja Digital Audio Labs V-8 ovat tyypillisiä ryhmän 4 tuotteita. Ryhmän 5 esimerkistä käy vaikkapa DigiDesign SampleCell.
Tuntuuko sinusta siltä, että sinua huijataan?

Kotikäyttään suunnattujen tuotteiden esitteet ja mainokset lupaavat käyttäjälle "ammattitason äänentuottoa ja CD-tasoista äänentoistoa". Painetussa sanassa ei yleisen käytännön mukaan ole lupa käyttää sitä sanaa, josta tälläiset väitteet ovat reväisty ja mihin ne voisi työntää. Kuka tahansa kadulta temmattu henkilö tunnistaa eron 30 mk:n FM-synteesin ja 20.000 mk:n ammattilaissoittimen välillä.

FM-synteesi on hyvä tapa tuottaa erikoisia ja uusia ääniä, mutta pianoa sillä ei matkita vakuuttavasti. Lisäksi peruskorttien FM-piirit ovat hyvin kehittymättömiä verrattuna vaikkapa jo yli kymmenen vuotta vanhaan Yamahan DX-7 -FM-syntetisaattoriin. FM-synteesin laadun ratkaiseen ns. operaattorien (lue:oskillaattorien) määrä, joka OPL-3 ja OPL-4 -piireillä varustetuissa äänikorteissa on nimeä vastaavasti kolme tai neljä. DX-7:ssä oli seitsemän operaattoria.

Wavetable (eli oikeasti Sample Playback, Wavetable on PPG-syntetisaattorien äänentuotosta käytetty nimitys jonka markkinointimiehet kaappasivat käyttöönsä) on se äänentuoton metodi, johon "oikeatkin" syntetisaattorit nykypäivänä nojaavat. Wavetablessa äänentuoton perustana on oikeasta äänilähteestä (esim piano) kaapattu näyte (Sample).

Wavetablen laadun ratkaisee käytetyn näytteen laatu. Oikeiden soittimien ongelma on, että äänen luonne (äänen peruskomponenttien suhde ja harmonisten ylä-aaltojen määrä) vaihtelee soittokorkeudesta riippuen. Esimerkiksi pianon vasaran iskuääni korostuu yläkosketinten alueella. Tämä tarkoittaa, että oikeasta pianosta täytyy ottaa useita näytteitä (multisampling), jotta Wavetable-piano muistuttaisi oikeaa pianoa. Ja mitä useampi näyte, sen enemmän muistia kuluu. Erittäin hyvälaatuinen (lue: soitettua kappaletta levyltä kuunneltaessa ääntä on lähes mahdotonta erottaa aidosta pianosta) pianosample vie muistia noin 16 megatavua. Tavanomainen, hyvä pianosoundi vie sekin ammattisyntetisaattorin muistista noin 4-8 megatavua. Äänikorttien Wavetable-syntetisaattorien tyypilline näytemuisti (johon on mahdutettu kaikki näytteet) on yleensä 2-4 megatavua, josta pianosamplen osuus on tyypillisesti noin 80 kilotavua. Laatueron voi kukin päätellä tästä itse, tai verrata äänikortin pianon ääntä oikeaan pianoon

CD-standardi määrittelee, että äänen toistokäyrän tulisi olla suora 20Hz:in ja 20 KHz:in välillä. Ääneltä vaaditaan myös 92dB:n todellinen dynamikka (hiljaisimman ja voimakkaimman toistettavan äänen ero desibeleissä). Mikä tahansa 500 mk:n CD-soitin täyttää nämä vaatimukset. Tammikuun 1996 MikroPC:ssa julkaistun äänikorttitestin toistomittaukset puhuvat karua kieltään. Yksikään testin alle 1500 mk:n äänikortti ei toistanut ääntä CD-tasoisena. Toiston yläraja saavutetaan tyypillisesti noin 18.5 KHz:in kohdalla, ja dynamikka on noin 87dB:n luokkaa. Kasettinauhuriin verrattuna tälläiset tulokset ovat loistavia, ja toki kotikäytössä riittäviä, mutta CD-tasoisesta äänentoistosta on turha puhua. Halvin markkinoilla oleva äänikortti, joka täyttää CD-standardin vaatimukset, on Digital Audio Labsin CardD+. Hinta onkin sitten aivan eri luokkaa kuin kotikorteissa.
Muutamia muita harhakäsityksiä on myös syytä oikaista. Gravis Ultrasound MAX mainostaa, että kortti "tuottaa 32-kanavaista digitaaliääntä" (verrattuna tavallisen äänikortin normaaliin 2-kanavaiseen stereoääneen). Väite on lievästi sanoen harhaanjohtava. Kortin äänisynteesi pystyy tuottamaan 32 kanavaa (kortin omasta muistista), mutta niin pystyy jokaisen lähes jokaisen muunkin Wavetable-äänikortin äänetuotto. Kaiken lisäksi GUS:n RAM-muisti on rajoitettu 1 megatavuun, kun taas esim. Turtle Beachin Tropez:iin voidaan asentaa 12 megatavua RAM-muistia.

Harha on helppo todistaa: jos GUS kykenisi tuottamaan 32 kanavaa CD-ääntä suoraan kovalevyltä, pitäisin sen siirtää äänidataa koneen kovalevyltä 32 * 88 kilotavua sekunnissa (16 bittinen, 44 Khz:in näyteenottotaajuudella tallennetu ääni). Kylmän laskutoimituksen tulokseksi saadaan 2816 kilotavua sekunnissa. Kortti on ISA-väyläinen, ja ISA-väylän kapasiteetti on parhaimmillaan noin 800 kilotavua sekunnissa. Kukin voi kysyä itseltään, onko vika matematiikassa vai mainosmiehissä?

100% taattu epäyhteensopivuus peleissä

Kun äänikortti on koneen sisälle asennettu, alkavat yleensä ensimmäiset ongelmat: ääni pätkii, Windows-ohjaimet antavat sekavia virheilmoituksia, digitoidut efektit eivät kuulu peleissä... lista on loputon. Sound Blaster -kortien suuren suosion ymmärtää helposti: Lähes joka ikinen peli maailmassa tukee korttia suoraan, ja asennus tuntuu helpommalta. SB-yhteensopivuus onkin SE standardi, johon pelikäyttöä havittelevan on syytä nojata. Kaikkien korttien asentamiseen pätee yksi lyhenne : RTFM, (Read The F**king Manual), kauniisti suomennettuna olkaa hyvä ja lukekaa käsikirja. Kun kortin valmistajan aivoituksia ymmärtää, onkin kortin asentaminen jo huomattavasti tuskattomampaa. Muutamia peruasioita on kuitenkin syytä pitää mielessä:

Keskeytyslinjan valinta: Yleisesti kaikki PC:n lisäkortit tarvitsevat toimiakseen yhden tai useamman keskeytyslinjan (IRQ, Int, Interrupt Request Line -rakkaalla lapsella on monta lyhennettä). Vain harvoissa tapauksissa voidaan samalle keskeytykselle asentaa useita laitteita (tätä kutsutaan keskeytyksen jakamiseksi). Jos koneessa ei ole muita lisäkortteja, ovat keskeytykset 5, 9, 10, 11 ja 12 yleensä vapaita (tämä on nyrkkisääntö, poikkeuksiakin on). Keskeytystä 7 voi myös harkita, sillä se on varattu kirjoitinportille, ja melko harva peli tulostaa mitään. Väärä keskeytys aiheuttaa yleensä kortin toimimattomuutta, spontaania koneen uudelleenkäynnistymistä tai koneen täydellistä jumiutumista
Porttiosoite (Port Address, Base Address, I/O Port Address): Jokainen lisäkortti tarvitsee koneen kanssa käytävää keskustelua varten sille varatun porttiosoitteen (ilmoitetaan yleensä heksadesimaalilukuna) tai varatun muistialueen. Samaan osoiteeseen EI voi asentaa kahta laitetta. Yleensä äänikorttien käsikirjat kertovat melko auliisti todennäköisesti vapaina olevia osoitteita, joten manuaalia kannataa selailla. Jos koneessa ei ole muita kortteja, vapaita osoitteita ovat yleensä 300h, 310h, 320h, 330h, 350h, 240h, ja 250h.
Näiden perusasioiden jälkeen on muistettava, että käytettävälle ohjelmalle, oli se sitten DOS-pohjainen peli tai Windows, on kerrottava mistä kortti löytyy. Peleissä on yleensä oma asennusohjelmansa jonka avulla kortin tyyppi, käytettävä keskeytys ja porttiosoite kerrotaan. Windowsissa käytetään yleensä kortin mukana toimitettavaa laiteohjainta (driver), jonka avulla Windowsille kerrotaan missä kortti on, ja kuinka sitä käytetään. Windows -ohjelmat käyttävät tämän jälkeen korttia Windowsin Multimedia Extensions- rajapinnan avulla, jolloin kaikille ohjelmille ei tarvitse erikseen kertoa mistä kortti löytyy.