Introducción

Cuando se creó la primera PC, no incluía capacidades de audio salvo la generación de bips o tonos rudimentarios. Esto fue en parte porque la PC estándar se originó en 1981 y la mayoría de las computadoras de ese tiempo tenían capacidades rudimentarias similares. Otra razón fue que en realidad no había aplicaciones importantes que necesitaran más que los sonidos más básicos. Las computadoras utilizaban bips apenas para señalar problemas como un búfer de teclado lleno o errores durante la secuencia de la POST (Auto prueba de encendido).

Primeros adaptadores de sonido

Unos meses después de liberar Game Blaster, Creative Labs anunció la tarjeta de sonido Sound Blaster. Esta tarjeta era compatible con la tarjeta de sonido AdLib y con la propia Game Blaster de Creative Labs.

Incluía una entrada para micrófono y una interfaz MIDI para conectar un la PC. Finalmente, la tarjeta de sonido tenía el potencial para usos distintos a los de los juegos Desafortunadamente, en 1989 no existía aún un estándar para las adaptadoras de audio para PCs.

Durante los últimos años, algunos fabricantes de tarjetas adaptadoras de audio han peleado por dominar el mercado y existen varias marcas muy populares. Históricamente, el líder en ese campo ha sido Creative Labs, cuyas adaptadoras de audio Sound Blaster siguen dominando el mercado y han establecido para la industria el estándar de facto Sound Blaster Pro.

Historia de la multimedia

Se entiende como PC multimedia un PC que posse un adaptador de sonido y un CD-ROM.

Se puede hablar de PCs multimedia gracias a la existencia del estándar MPC-1 aceptado internacionalmente. En el se definen los requisitos mínimos de hardware para la ejecución de programas multimedia y garantizó a los desarrolladores de software que sus programas podrían ser ejecutados en cualquier sistemas que llevase el logo.

Los anteriores estándares han quedado obsoletos en la actualidad, debido a esto Microsoft e Intel produjeron las series PC System Desing Guides.

La última versión es la PC 2001, aunque todavía se sigue usando la PC 99 (por ejemplo en el código de colores de los puertos I/O).

Características de los adaptadores de sonido

•

Conectores básicos.

•

Conectores avanzadas.

para características

•

Control de volumen.

•

Características del soporte MIDI

•

Compresión de datos

Conectores básicos

• Conector de salida de línea estéreo o audio (verde). El conector de línea de salida se usa para enviar señales de sonido desde el adaptador de audio hacia un dispositivo fuera del ordenador.

• Conector de entrada de línea estéreo o audio (azul). Con este conector, puede grabar o mezclar señales de sonido provenientes de una fuente externa hacia el disco duro del ordenador.

• Conector de altavoces: La mayoría de los sistemas actuales soportan sonido frontal (estéreo), trasero, central y también subwoofer.

• Conector de entrada de micrófono o monofónico (rosa). Se usa para conectar un micrófono para grabar en disco voz u otros sonidos. Graba en monofónico, no en estéreo, y por lo tanto no es adecuada para grabaciones de música de alta calidad.

Conectores básicos

Conectores para características avanzadas

• Entrada/salida MIDI: Algunas tarjetas de sonido no requieren que convierta usted el puerto para juegos a una interfaz MIDI al ofrecer estos puertos en un conector externo aparte. Esto permite usar un joystick al mismo tiempo conectado un dispositivo MIDI externo.

• Entrada y salida SPDIF: La Interfaz Digital Sony/Philips recibe señales de audio digital directamente de dispositivos compatibles sin convertirlas antes al formato analógico.

• CD SPDIF: Conecta unidades de CD-ROM compatibles con interfaces de tipo SPDIF a la entrada digital de la tarjeta de sonido.

• Entrada TAD: Conecta módems que tengan el manejo de dispositivo de contestador telefónico a la tarjeta de sonido para procesamiento de sonido o mensajes de voz.

• Entrada/salida SPDIF óptico: Esto soporta sistemas de cine en casa y de altavoces digitales con entrada óptica.

• Entrada auxiliar: Proporciona una entrada para otras fuentes de sonido como una tarjeta sintonizador de TV.

Conectores para características avanzadas

Control de volumen

Algunos adaptadores de sonido incluyen un control de volumen mediante una rueda giratoria junto a los conectores de entrada/salida, aunque las tarjetas más sofisticadas no tienen espacio para dicho control. Por lo regular este control es redundante, ya que normalmente el sistema operativo o el software incluido ofrecen una combinación de teclas o un control deslizable visual que puede usarse para ajustar el volumen. De hecho, la rueda giratoria de volumen puede causar problemas; si usted no está al tanto de su existencia y lo gira hasta el mínimo, podría confundirle la incapacidad de la adaptadora para producir sonido suficiente.

Si los altavoces de la PC son amplificados, recuerde revisar que esté encendida la corriente y que el control de volumen de los altavoces esté activado.

Características del soporte MIDI

Un archivo MIDI es en realidad una representación digital de una partitura musical. Está compuesto de una serie de canales separados, cada uno de los cuales representa un instrumento musical o tipo de sonido diferente. Cada canal especifica las frecuencias y duración de las notas a "tocar" por parte de ese instrumento, tal como en una partitura. Los instrumentos están incorporados dentro del soporte MIDI de la tarjeta de sonido.

Una voz es un sonido producido por el adaptador. Cuantas más voces simultáneas soporte el adaptador más fidelidad tendrá el sonido.

Los mejores adaptadores son capaces de soportar hasta 1024.

El factor más importante de la alta calidad MIDI son las voces que están incorporadas en el hardware. La Sound Blaster X-Files es capaz de soportar 128.

Compresión de datos

Los adaptadores de hoy en día pueden producir sonido con calidad CD. El sonido se muestrea a 44.1 KH. Con este muestreo 1 minuto de sonido ocupa unos 10 MB.

Debido a esto, muchos de los adaptadores de sonido tienen sus propias capacidades de compresión de datos. La gran mayoría de ellos utiliza un algoritmo desarrollado por IMA (Interactive Multimedia Association) para reducir el tamaño de los archivos (más de 4:1). Este algoritmo se llama Adaptative Diferential Pulse Code Modulation (IMA ADPCM) y desafortunadamente no existe un estándar para utilizarlo.

Los codecs son programas para comprimir y descomprimir que se instalan cuando instalas tu adaptador de sonido.

El estándar de compresión más popular es el MPEG(Motion Pictures Experts Group). Puede reducir el tamaño 30:1. El MP3 es un formato MPEG.

Conceptos y términos

•

La naturaleza del sonido.

•

Evaluación de la calidad de tú adaptador de sonido.

•

Muestreo.

La naturaleza del sonido

Todos los sonidos son producidos por vibraciones que comprimen el aire u otro medio. Estas vibraciones generan unas ondas que viajan en todas las direcciones. Percibimos el sonido cuando estas ondas llegan al oído.

Propiedades principales del sonido: • Altura o tono: Está determinada por la velocidad de vibración del cuerpo. Esta característica se mide en ciclos por segundos o Hercios (Hz) y nos permite distinguir si un sonido es grave o agudo. El número de ciclos determina la frecuencia del sonido.

• Intensidad: La intensidad del sonido depende de la amplitud de la onda sonora.

Ésta determina el volumen del sonido y depende de lo fuerte que se producen las vibraciones. Se mide en decibelios (db).

Evaluación de su adaptador de

• La respuesta en frecuencia:

sonido

Describe las frecuencias que el dispositivo es capaz grabar o reproducir. Muchas de las tarjetas soportan 30Hz-20KHz.Cuanto mayor sea la respuesta en frecuencia más calidad tendrá el sonido final.

• Distorsión armónica total (THD).

Es un parámetro técnico utilizado para definir la señal de audio que sale de un sistema. La señal de entrada no es la misma que la de salida ya que el equipo introduce armónicos que no estaban en la señal de entrada. Este factor de distorsión puede marcar la diferencia entre tarjetas que usan el mismo chipset de audio.

• Relación señal/ruido (S/N o SNR).

Mide la fuerza de la señal de sonido en relación con el ruido de fondo. Cuanto mayor sea este número mejor será la calidad de sonido.

Muestreo

El muestreo es un proceso que consiste en tomar muestras periódicas de la frecuencia y amplitud de una señal analógica que está en forma de onda para convertirla en señales digitales (binario). De esta forma se puede guardar y luego reproducir en el ordenador.

Cuanto mayor es la tasa de muestreo, mayor es la precisión del sonido digital y más grande es la cantidad de espacio en disco necesario para almacenar la mismo.

Las tarjetas han pasado de tener 8 bits para el muestreo hasta tener 24 como ocurre hoy en día en tarjetas de alta calidad.

Muestreo

Quién es quién en la industria del sonido

•

Fabricantes de chipsets que hacen sus propios adaptadores de sonido.

•

Fabricantes que dependen de terceros.

•

Placas base con sonido integrado.

•

Vacuum Tube Audio para el ordenador.

Fabricantes de chipsets que hacen sus propios adaptadores de sonido.

Creative Labs. Fueron los pioneros y actualmente son los líderes Hubo otras compañías como Aureal, Yamaha y Philips que desarrollaron sus propios chips en el pasado pero ya no lo hacen La mayoría de las compañías necesitan de terceros para hacer sus chips entre las que podemos encontrar: • Cirrus Logic/Cristal Semiconductor.

• ESS Technology.

• C-Media Electronics.

• Fort Media.

• INC.

• Via Technologies

Placas base con sonido integrado

Hoy en día la mayoría de los chipsets de Intel, Via, Ali y Sis tienen sonido integrado (no es necesario tener que tener una tarjeta de sonido). Para ello tienen que soportar como mínimo uno de estos estándares AC’97 o High Definition Audio (Azalia).

El codec AC’97

AC’97 es una especificación de Intel que conecta la arquitectura del chip de sonido con el puerto sur, con el centro de comunicaciones del chip I/O (AC-Link), o con un controlador de sonido.

• Puede ser un chip físico en la placa base.

• Un chip en una pequeña placa hermana conocida como communications and networking card (CNR).

• Un programa software.

Placas base con sonido integrado

Existen 4 versiones del códec AC’97: • AC’97 1.0: muestreo a 48KH y salida estéreo.

• AC’97 2.1: tiene opciones para variar la frecuencia de muestreo y la salida multicanal.

• AC’97 2.2: Añade al 2.1 SPDIF y una mayor riser card. Lanzado en 2000.

• AC’97 2.3: Añade al 2.1 y 2.2 soporte para la detección de dispositivos de sonido. Lanzada en julio del 2002 Para determinar qué implementación AC’97 le satisfará: 1.- Determina que códec utiliza el chip de la placa base.

2.- Busca las especificaciones y características del chip.

3.- Usa un motor de búsqueda para encontrar comentarios sobre la calidad y el rendimiento del chip.

4.- Mira a las características de la placa base para determinar si usa toda la capacidad del chip.

5.- Analiza como usas el sonido.

Placas base con sonido integrado

Intel “Azalia” HD audio (High Definition).

Lanzado por Intel en 2004.

Capaz de reproducir más canales con mayor calidad de sonido que AC’97.

Es capaz de mandar 192KHz/32bits por 8 canales y soporta sonido envolvente 7.1 y mayores.

La mayoría de los sistemas con sonido envolvente integrado usan HD Audio junto a las últimas versiones de AC’97.

HD Audio puede detectar cuando un dispositivo de sonido ha sido conectado, además también puede cambiar la asignación de un conector para que sea la misma que la que usa el dispositivo insertado.

Esto evita los problemas derivados de conectar los dispositivos a conectores incorrectos.

Vacuum Tube Audio

• Tubo de vacío de audio.

• Creado por la compañía Aopen.

• Fueron los primeros en poner un amplificador basado en un tubo de vacío a una placa base, la Aopen AX4B-533 que estaba optimizada para música clásica.

• Placas bases para procesadores Pentium 4 y Athlon Xp han utilizado esta clase de tubos en sus placas bases. Estas placas base están optimizadas para música rock y pop.

• Hoy en día Aopen no sigue produciendo este tipos de placas base, pero otros fabricantes siguen con su idea.

Audio 3D

•

Audio posicional.

•

Procesamiento del audio 3D.

•

DirectX

•

DirectX 10 y windows Vista

Audio posicional

Se refiere a la adaptación de ciertas características tales como reverberación, balance y la aparente localización del sonido para producir la sensación de que el sonido viene de enfrente, de un lado e incluso detrás del usuario. Uno de los elementos más importantes en la posición del sonido es el HRTF (head related tensfer function), que se refiere a como la forma de la oreja y el ángulo de la cabeza del oyente cambian la percepción del sonido.

Enviroment AudioExtensions (EAX) de Creative Labs se ha convertido en un estándar desde la desaparición A3d de Aureal a mediados del 2000. Hay cinco versiones de EAX. En cada una de ellas se ha ido añadiendo nuevas capacidades.

Procesamiento del audio 3D

Existen dos métodos: • Procesamiento en el adaptador de sonido. • Procesamiento en la CPU

Direct X

DirectSound es un componente de software de la biblioteca de DirectX, provisto por Microsoft. Proporciona una interfaz directa entre las aplicaciones y los drivers de la tarjeta de sonido, permitiendo a las aplicaciones producir sonidos y música. Además de proporcionar el servicio esencial de pasar datos de audio a la tarjeta de sonido, proporciona muchas capacidades necesarias tales como grabación y mezclado de sonido; adición de efectos al sonido como reverberación, eco, flanger; usando hardware controlado por buffers para velocidad extra; posicionar sonidos en espacio 3D (espaciamiento de audio 3D), captura de sonidos de un micrófono o de otra entrada y controlar la captura de efectos durante la captura de audio. De estos, el mezclado de sonido y el control de volumen de audio son los más esenciales.

DirectSound también permite a varias aplicaciones de una forma conveniente compartir el acceso a la tarjeta de sonido al mismo tiempo. Su capacidad para reproducir el sonido en 3D agregó una nueva dimensión a los juegos.

DirectX 10 y Vista

Debido a los cambios arquitectónicos, no existe un camino directo desde DirectSound a los drivers de audio. El DirectSound es emulado. El emulador no tiene abstracción del hardware, así que no hay ninguna aceleración de DirectSound del hardware, dando a entender que el hardware y el software que confían en la aceleración de DirectSound pudieron haber degradado su funcionamiento,. En el caso de los efectos de audio 3D del hardware reproducidos usando DirectSound3D, ya no serán resproducibles.

APIs de terceras personas tales como ASIO (Audio Stream Input/Output) y OpenAL no tienen estos problemas. Una solución por lo tanto, para el audio posicional 3D es utilizar un driver OpenAL, y si el software necesita el audio posicional 3D, se escribe para usar OpenAL en vez de DirectSound y de DirectSound3D. Sin embargo, esto trabaja solamente si el fabricante proporciona un driver de OpenAL para su hardware. En el 2007, solamente el Sound Blaster X-Fi es soportado por un driver pre-lanzado que soporta DirectSound HAL, bajo el nombre de “Creative Alchemy Project” (proyecto creativo de la alquimia).

Instalación de la tarjeta de sonido

•

Elegir un slot de expansión.

•

Conectar los altavoces completar la instalación.

y

•

Usar su estéreo a través de los altavoces.

Elegir un slot de expansión.

Antes de empezar con la instalación :

• Debe abrir el ordenador.

• Si tiene sonido integrado es aconsejable que lo deshabilite.

Una vez haya echo esto:

• Elegir el slot que esté más alejado de las demás tarjetas. También hay que tener en cuenta que los cables exteriores de ésta estén lo más lejos posible de los demás cables.

• Después saca el tornillo y la placa de metal que cubre el slot que has elegido.

• Saca la tarjeta de sonido de su envoltorio con mucho cuidado.

• Si tiene dispositivos CD o DVD con cable analógico, conéctelo al adaptador.

• Finalmente introduzca la tarjeta en el slot, ponga el tronillo y vuelva a montar el ordenador.

Solucionando problemas

•

Problemas Hardware.

•

Otros tipos de problemas.

Problemas Hardware

Los problemas más comunes de los adaptadores de sonido (particularmente si tiene tarjetas ISA) es que haya conflictos con otros dispositivos instalados en su PC.

Las fuentes de los conflictos que pueden ocurrir son tres: • IRQs: Las tarjetas PCI comparten las IRQs pero las ISA no.

• Canales DMA: Los canales DMA permiten escuchar sonidos mientras el ordenador esta haciendo otra cosa. Las tarjetas basadas en ISA y PCI requieren de configuración de DMA cuando están emulando a Sound Blaster.

Las tarjetas basadas en PCI que funcionan en modo nativo no necesitan DMA.

• Direcciones del puerto I/O: se usan para mandar información entre los dispositivos hardware del adaptador de audio y el PC. Una tarjeta de sonido tiene varios dispositivos en ella y cada uno utilizará un rango de direcciones en particular.

Otros tipos de problemas

Hay cantidad de problemas que pueden ocurrir, entre los cuales podemos encontrar: • No hay sonido.

• Sólo funciona uno de los altavoces.

• El volumen es bajo.

• Algunos altavoces no funcionan.

• Algunos tipos de sonido no se escuchan.

• Sonido con interferencias.

En la gran mayoría de casos el problema tiene fácil solución, entre ellas están: comprobar que los altavoces están encendidos, que están conectados en el jack correcto, que no están silenciados en el mezclador, que se está usando el cableado correcto, el balance, etc.

En el caso de que el ordenador no se inicie se puede deber a que la tarjeta esté mal colocada.

Altavoces

Hoy en día cantidad de aplicaciones demandan altavoces externos estéreo de alta fidelidad.

Problemas con el tamaño y con la amplificación.

Para resolver estos problemas, los altavoces del ordenador deben ser pequeños, eficientes y con corriente propia. Además, deben estar provistos de un blindaje magnético, ya sea en forma de capas aislantes agregadas al gabinete del altavoz o por media de cancelación electrónica de la distorsión magnética.

Existen tres parámetros para medir su calidad: respuesta en frecuencia, DHT, y vatios.

Para asegurarse de que sus 4 altavoces proporcionan el sonido esperado asegúrese de que: usa el cableado correcto, están situados en el lugar correcto, están conectados en el lugar correcto. Además utilice la hoja de propiedades de su adaptador de sonido.

Micrófonos

Para grabar tu voz en un archivo WAV necesitas un micrófono. Éste ha de tener un minijack de 1/8”.

Los micrófonos se miden por sus rangos de frecuencia, aunque no es un factor de compra importante ya que la voz humana tiene un rango límite.

Si tú trabajas en una oficina con ruido usa un micrófono unidireccional. Si deseas grabar conversaciones de grupo mejor que uses uno onmidireccional.

Si vas a invertir en un micrófono caro asegúrate que el adaptador de sonido le haga justicia.

Si estas usando software de reconocimiento de voz usa el micrófono que viene con el software o escoge algún modelo alternativo que recomiende el vendedor.

Si estás hablando pero no se graba la voz: Comprueba que él micrófono esté en el jack correcto, el volumen de grabación en el mezclador y que el micrófono esté encendido.

Conclusiones

Los sistemas de audio en el mundo informático han ido evolucionando a la vez que ha ido aumentando la potencia y la capacidad de proceso de información por los ordenadores actuales.

El audio en un ordenador empezó con simples pitidos de aviso en el momento que algo no funcionaba bien, hasta llegar a la actualidad en la que la gran parte de juegos incorporan sonidos reales que nos envuelven y hacen que nos sintamos dentro de este.

La industria de los videojuegos facturó 1454 millones de euros frente a las 644 millones del cine y los 284 de la música en el año 2008.