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余音绕梁A3D
作者:朱云

  自从帝盟公司被S3公司收购后,Aureal(傲锐)公司就不再把它的声音芯片出售给帝盟,而是开始自行生产、并由IOM Holdings销售Aureal品牌的SQ系列声卡。由于帝盟著名的S90和MX300声卡所使用的声音芯片都是Aureal公司提供的,因而借助帝盟系列声卡的口碑,Aureal自行开发的声卡已顺利地被OEM品牌机市场接受。现在看来,Aureal公司正处在高速上升的时期。
  Aureal独有的交互式3D音频API——A3D,自从出现以来经历了两次重大的革新:第一次是从只支持3D音源方向定位和简单的HRTF算法的A3D 1.0,升级到支持复杂的HRTF算法和环境音效的A3D 2.0;第二次就是本文的重点,从A3D 2.0升级到具有基于几何的即时混响、Dolby Digital(杜比数字)、个人化的HRTF设置和空间范围音源等划时代功能的A3D 3.0。A3D 3.0让实力蒸蒸日上的Aureal又一次站在了时代的前沿,无疑是今年声卡领域最值得期待的大事。
A3D 3.0原理与特性

  A3D 3.0的软件开发套件(SDK)从去年11月开始,免费提供给游戏和其他软件的开发商们,第一块支持A3D 3.0加速的声卡SQ3500(售价199.95美元)预定在今年第1季度上市。A3D 3.0相对A3D 2.0的进步体现在以下几个主要方面:
  1基于几何形状的高质量混响
  混响是最能够体现出环境的声音特征,以前环境音效基本上是由几组预先设置好混响数据,通过固定模式的处理来实现的,听起来千篇一律,真实感差。现在A3D 3.0中的混响可以根据周围环境的几何形状,利用Aureal Wavetracing(声迹追踪,类似于光迹追踪,它是A3D 2.0引入的特性,简单而且比较理想化地推算声音的直射、反射、透射、遮蔽等轨迹,比完全计算声波的实际传播运算量小得多)技术处理完成的早期反射声(声音的头几次较响的反射)数据来实现拟真的、即时生成的交互式混响。尽管生成高质量即时混响需要强大的运算能力,但为了更真实的环境音效是完全值得的。
  2Dolby Digital(杜比数字)回放
  Aureal通过同Dolby公司的密切合作,将Dolby Digital整合进了A3D 3.0中,今后只要是A3D 3.0的声卡就不仅能够用硬件回放已成为工业标准的Dolby Digital线性环绕声音频流,还可以在游戏中大量使用Dolby Digital音轨,作为优质的环绕声背景音乐。为什么Aureal会选中Dolby Digital而不是音质更佳的Dolby DTS呢?主要是因为脱胎自真正的电影录音系统的DTS(数字影院系统)使用无压缩的多声道编码模式,其数据量比Dolby Digital的数据量大数倍,在短期内不太适合PC上的游戏和应用软件。
  3个人化的HRTF设置
  关于HRTF(头部相关传递函数)的介绍请参照本报1999年第31期上的《声卡芯片的过去与未来(中)》一文。从A3D 1.0开始,Aureal就使用简单的HRTF算法来使声音更有环绕效果,A3D 2.0则配置了完善的HRTF算法让音源可以准确地定位于任何水平方向,甚至有初步的高度感觉。但以往的各种3D声卡系统均有一个问题:因为人耳和头部结构的个体差异,不同的人听相同的声音,感觉千差万别,而且不同的空间对声音的影响也非常之大。为了克服人耳和空间对音响效果的影响,A3D 3.0提供了可下载的HRTF设置库,用户只要选出同自己的听觉和周围空间最配合的参数,就可以得到优化的水平、高度定位和环绕效果。随着HRTF设置库种类的不断增加,你一定能找到为自己完全优化的设置——这就是前所未有的、真正的个人“音响”了!什么时候同随身听结合起来还能变成“随身游戏、娱乐系统”。
  4流式音频和MP3
  A3D 3.0对流式音频的支持大大减轻了软件编程的工作量,因为它取消了现有的客户机/服务器模式要求的复杂多层式结构。A3D 3.0还支持MP3的硬件解码和回放,不但可以在放MP3音乐时减少CPU的负担,还能够将这种3D加强的MP3音频广泛地应用于包括因特网在内的各种领域。
  综上所述,A3D 3.0在运行游戏和组成DVD家庭影院等方面走在了最前沿,一定会成为其它厂家仿效的方向。
A3D 3.0声卡SQ3500

  第一块支持A3D 3.0的Vertex2 SQ3500 Turbo声卡,使用Vertex2 AU8830(也用于SQ2500声卡)芯片和可以升级的Motorola DSP56362芯片合作进行A3D 3.0硬件加速。
  AU8830本来已经有不俗的性能: 48KHz数字录音和回放、27点插值取样率变换、A3D 2.0/1.0加速、DirectSound3D/DirectSound加速,576复音的波表合成MIDI、混响和特殊效果、高信噪比、宽频响等等。DSP56362拥有强大的24位DSP核心,有100/120MHz两种型号。DSP56362的标准掩模软件(固化在内部)分为:通用型、Dolby Digital(DVD的标准环绕声音频格式)和Pro-logic(模拟处理的环绕声,用于LD、VCD等)、MPEG2 5.1音频和DTS环绕声几种;另外还有一些后处理功能,如低音控制、3D虚拟环绕(2声道环绕)、卢卡斯的THX 5.1、普通固定声场模式处理、多点音频等化器等。
  其中AU8830仍旧负责波表合成的MIDI、音源的3D定位、比较简单的环境音效和HRTF算法,DSP56362则专门管Dolby Digital解码和配合AU8830处理复杂的环境音效、HRTF算法,这样分工合作使SQ3500不但成为更强大的3D声卡,还能组成完善的PC家庭影院系统。
  Aureal的声卡升级(也是API升级)模式同Creative的有很大不同:AU88x0系列芯片基本是内部硬件连线的DSP核心,比SB Live!系列中的E-mu 10K1那种程序可变的DSP核心速度更快,但很难通过BIOS和驱动程序来升级。所以Aureal总是用外加相对昂贵的Turbo DSP(通用型)来作较大的升级换代,这就是为什么MX200和SQ3500卖得那么贵的原因。当然Aureal还很快会推出同样强大的单芯片、低成本方案来让产品持续降价;而Creative则希望通过对本来已经很强大的芯片重新编程,来实现功能的升级,产品降价通过生产成本的降低来做到。对于最终用户来说,Creative的升级方式(当然有限度)比较省钱,而对于公司的促销战略来讲,Aureal不断推出新品的方式更为有力。
A3D 3.0的战略价值

  Aureal公司同在音响界所向无敌的Dolby公司合作,无疑找对了人,因为没有Dolby的支持,任何电脑音响技术都只能是少数人拥有的玩具,同Dolby共同前进则可以大踏步进入音响的主流发展轨道;Dolby也打算借机进入它垂涎已久、但始终未能大举进军的电脑领域。Aureal+Dolby的实力足以挑战声卡霸主Creative,但Creative也不可能甘心“挨打”:它要么花长时间自行开发类似的技术,要么同Aureal争夺Dolby这个合作伙伴(但很有可能让Dolby成为“裁判”,养虎为患),还有一个办法是拉拢MPEG组织,集成MPEG专有的MPEG2 5.1音频标准——总而言之,Creative不得不同Aureal打一场硬仗了。
  其实音响界早就梦想有一天能制造出为个人优化的、适应环境空间的音响产品,因为空间和个人的差异性是影响音响效果最大的因素(甚至超过了硬件)。没想到现在让Aureal这家源自NASA(美国国家航天署)的小公司(连NASDAQ都没进,只上了OTC公告牌)首先实现了,而且是在PC上,而不是顶级音响上,还“奉送”了3D交互式环绕声,这标志着音响行业进入了崭新的、实质性的、电脑化的个人空间环绕声时代。希望3D 3.0的HRTF设置库会越来越多样化,并且为用户提供方便的选择工具。
  未来的电脑音乐系统是否能代替传统的音响系统,暂时还不会有定论,但至少我们知道:当今的PC声卡和音箱的技术及成本已经领先于中、低档音响了。

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