Методы позиционирования и сжатия звука (стр. 45 из 47)
В случае с интерактивным 3D звуком микширование не производится заранее в студии и не может быть там осуществлено. Микширование происходит в режиме реального времени, в момент, когда вы играете в игру. Отдельные звуки ("дорожки") извлекаются с диска и имеют собственный уровень громкости, расположение в пространстве, тональность и т.д., при этом выбор звука зависит от того, в каком направлении вы сдвинули мышку или джойстик. В сущности, в игру встроен собственный робот-инженер по микшированию.
Итак, если вы хотите использовать при игре внешнюю систему проигрывания Dolby Digital звука (что теоретически возможно), вам понадобится звуковая карта, имеющая возможность производить в режиме реального времени не только многоканальное микширование, но и кодирование на лету в цифровой поток. Эта звуковая карта должна ОЧЕНЬ БЫСТРО СЧИТАТЬ, потому что любая заметная задержка между, скажем, нажатием кнопки выстрела и появлением звука вылетающей ракеты, сделает играбельность удручающей.
Итак, предположим, вы можете сделать все это. Тогда вам нужно будет послать кодированный сигнал на расстояние в три фута от вашей карты до декодера, который должен будет снова разделить цифровой поток на множество каналов. Если такой декодер есть на карте, отлично, но это будет по-настоящему глупо, потому что тогда нет никакого смысла осуществлять кодирование в начале.
Как было бы хорошо иметь такую карту, которая могла бы кодировать на лету, правда единственно, что она сможет обеспечить, это удобная возможность управления внешней системой, воспроизводящей окружающий слушателя звук (surround system). Однако стоимость DSP с требуемой для этого вычислительной мощностью взвинтит цену нашей теоретической звуковой карты до уровня стратосферы. Это не является достоинством. Может быть, когда-нибудь это станет реальностью, но не задерживайте свое дыхание.
По иронии, работающий "на лету" Dolby Pro Logic кодировщик очень прост, потому что он основан на очень простой концепции.
В заключение, заметим, что некоторые разработчики игр используют формат звука AC-3 нестандартным образом для интерактивных звуков, однако, все равно процесс кодирования на лету не применяется. Они просто используют преимущества высокой степени сжатия/высокого качества цифрового формата для упаковки своих звуков на диске.
VQF
Термин VQF происходит от расширения (extension) имени файла содержащего звук сжатый при помощи алгоритма TwinVQ. Этот стандарт сжатия более эффективный и качественный MPeg Audio Layer3. Декодирование (расжатие) занимает приблизительно столько же времени, а иногда и меньше, как при МР3 компрессии. Чего нельзя же сказать о процессе кодирования (преобразование WAV в VQF).
Производительность TwinVQ
Алгоритм TwinVQ был разработан для более мощных процессоров чем требовалось для MP3, однако это сказалось только на сжатии данных в TwinVQ. Изготовление VQF файлов происходит очень медленно (даже используя процессор P-II). Примерно в три раза медленнее чем аналогичный процесс для Mpeg Audio Layer3 (используя MMX). Как утверждают разработчики, для реально быстрого процесса сжатия необходим процессор P-II 450MHz XEON или G3-600 (хотя я лично обходился P-II 266MHz)!
| Mpeg 3 (128Kbps) | Original (1411Kpbs) | TwinVQ (VQF) 96Kbps |
 |  |  |
Но нельзя сказать, что VQF файл превосходит или уступает MP3 файлу, это просто различные файлы. Взглянув на эти картинки Вы легко поймете это различие: когда Вы кодируете музыку в MP3, процесс кодирования вносит искажения в звук и вырезается ряд частот. В отличие от этого, когда Вы кодируете музыку в TwinVQ, мелкие незначительные детали теряются и звук "сглаживается" (softened). Так при 96Kbps VQF файл выглядит более близким к оригиналу чем при 128Kbps MP3, но он менее детален. Две другие проблемы - это спатализация (Spatalisation) и пре-эхо.
Как же это все работает?
TwinVQ использует метод кодирования подобно MP3, AAC или Dolby AC-3. Хотя он и использует некоторые классические средства использованные в MP3 (bitstream) или AAC (interframe backward prediction) но кодирование музыки отличается в корне. В этом методе, индивидуальные биты музыкальных данных непосредственно не кодируются, а объединяются в сегменты (вектора). Эти вектора сравниваются со стандартными образцами, которые подготовлены заранее. Выбирается стандартный вектор, который обеспечивает ближайшее соответствие, и количество, связанное с этим образцом передается как код сжатия. Данные упаковывается в длинный фреймовый режим или короткий фреймовый режим (8 subframes) согласно константе bitrate для того, чтобы повысить устойчивость к ошибке. Искажения сводятся к минимуму, так что музыка и другие звуки успешно воспроизводятся с качеством очень близким к оригиналу.
Следует заметить, что технология аудиосжатия TwinVQ включена в стандарт MPEG-4.
Что необходимо для TwinVQ?
| Encoder (SoundVQ, VVStudio) | Player (Sound VQ, KJofol, VVS Player v.1.3.0) | |
| OS | Windows 95/NT4.0 | Windows 95/NT4.0 |
| CPU | Pentium 66MHz или выше | · Pentium 90MHz или выше (для режима 44KHz Stereo data) · i486 66MHz или выше (для режима 22KHz Mono data) |
| Memory | 16MB и выше | 16MB и выше |
| Audio | 16bit (stereo) PCM sound function (стандартный SB) | 16bit (stereo) PCM sound function (стандартный SB) |
Слухи и заблуждения
1. VQF дает большую нагрузку на CPU чем layer3 (mp3)
| WinAMP v.1.9.0 (MP3) | K-Jofol Player, VVSPlayer v.1.3.0 (VQF) | |
| Windows'95 (OSR2.1) | 2 - 5% | 0 - 3% |
| Windows NT4.0 | 2 - 5% | 1 - 3% |
2. Медленный encoder
Да, это так. Но разве можно сидеть на двух стульях? Качество & мощное сжатие... В этом случае время приносится в жертву.
3. Необходимо иметь два плейера для проигрывания MP3 & VQF
Неверно. VVS Player v.1.3.0, Kjofol + огромное коллчиество новых разработок (включая Winamp) могут воспроизводить оба эти стандарта.
7. MP3 - время прощаться с ПК
Роман MP3 и CD приносит первые плоды на рынке бытовой электроники.
История с пришествием в мир формата музыкальной компрессии MP3 – отнюдь не из разряlа обыкновенных. То, что новому стандарту суждено коренным образом изменить положение дел на рынке музыкальной продукции, поняли все и сразу. Производители компакт-дисков и концерны звукозаписи хватались за голову, потребительская аудитория бурно ликовала. И все – кто с радостью и предвкушением, а кто с трепетом, ждали того момента, когда новый стандарт компрессии звука шагнет из тесной каморки персоналок в поистине безграничный мир бытовой электроники…
Чтобы понять всю важность происходящего – а мы говорим ни много ни мало, о революции в мире производства и распространения музыкальной продукции – приведу немного статистики и общеизвестных фактов. Количество выпущенных за три последних года MP3-дисков (начиная с памятной всем серии "Рок-Архив" знаменитого "Фаргуса") перевалило за 300 – MP3-коллекции сегодня уверенно занимают третье место в пиратском обороте, после программ и игр. В ассортименте одной лишь серии "Домашняя коллекция" (сайт пиратской фирмы-производителя находится по весьма престижному адресу http://www.cdboom.com) - заявлено не менее 70 дисков (800-1000 альбомов)!
Если учесть, что в среднем на каждом MP3-диске помещается 10-15 альбомов (или 10-12 часов звука), то получается, что в любой момент к услугам российского меломана – более 4000 альбомов по цене 15-20 центов за альбом (2-2,5 доллара за MP3-коллекцию из 10-15 альбомов против 1 доллара за ОДИН альбом на кассете, 2 – на пиратском и 10-15 – на фирменном CD).
Прибавьте к этому еще такое же количество "самопальных" коллекций, составленных любителями в домашних условиях и распространяемых из рук в руки... И получается, что любой меломан может уместить на свободной полке своего книжного шкафа ассортимент небольшого музыкального магазина – 8000 наименований дисков, включая практически полные коллекции ВСЕХ ведущих исполнителей и групп за последние 30 лет! Причем обойдется ему это удовольствие максимум в 800 долларов – стоимость 70-80 фирменных CD! Если смотреть в макромасштабе – зная средний тираж пиратских "релизов" (1000 экземпляров), нетрудно посчитать, что сейчас в России "крутится" не менее 300 тысяч MP3-дисков! Цифра, конечно, по масштабам музыкального бизнеса, не слишком внушительная… но помножьте число дисков на количество альбомов, и вы увидите, что
За последние три года mp3-коллекции "вытеснили" с рынка почти четыре миллиона обычных компакт-дисков!
Революция? Халява галактического масштаба? Несомненно. Но – с двумя оговорками. Во-первых, высокая степень MP3-сжатия, используемая при составлении пиратских коллекций (или, иными словами – низкая "пропускная способность" сжатого звукового потока, именуемая "битрейтом" - bitrate) существенно снижает качество звука. То есть слушать тех же Beatles, Элвиса или бардов в виде MP3-файлов с битрейтом 128 Кб/с еще можно, а King Crimson, Tangerine Dream или ELO – уже нет. Тут нужна меньшая степень сжатия и более высокий битрейт (от 192 Кб/с) – а такую роскошь пираты себе не позволяют. Еще бы – тогда на одном CD угнездится всего лишь 6-8 альбомов вместо 12-15… Ну да Бог с ними, с эстетами – их у нас не так уж много, большинству и кассетного качества хватает вполне. Да и сделать битрейт побольше не проблема – был бы спрос!