Antiguidades: quanto pior, melhor ou características do Sound Blaster Pro 2

Em um artigo anterior, tentei descrever todo o espectro de placas de som da era do MS-DOS, mas não que tenha tido muito sucesso. Desde o final dos anos 80 até meados dos anos 90, muitos fabricantes experimentaram tecnologias para sintetizar sons, tocar gravações digitais, protocolos de compressão precoce e efeitos especiais. Para continuar meu projeto de construção de um 386º computador "bombeado", o conhecimento básico é suficiente. E então vamos lidar com peças específicas de ferro.


Eu estabeleci três placas de som para o barramento ISA, e cada uma delas tem suas próprias características. Todos os três são apreciados pelos colecionadores e criadores de PCs retrô, mas as razões para isso são diferentes. O Sound Blaster 16 corresponde exatamente ao período que escolhi: se eu comprasse um computador novo no final de 1992, seria a placa de som mais moderna da Creative. O Sound Blaster Pro 2 é um pouco mais antigo em termos de tecnologia, mas costuma ser chamado de melhor placa para jogos DOS. O Sound Blaster AWE64 Gold foi lançado mais tarde e é simplesmente considerado a melhor placa de som ISA: devido ao caminho de áudio de alta qualidade e aos conectores dourados da moda.

Não tentarei organizar uma intriga: o Sound Blaster Pro 2 se estabelecerá permanentemente no sistema 386. Neste artigo, compartilho os resultados de minhas tentativas de descobrir por que, nas análises do fórum Vogons, no YouTube , às vezes eles falam sobre um "som mais claro" nos jogos, em enquanto as placas de som posteriores, começando com SB16, são classificadas como parecendo “embotadas, confusas, embaçadas”. Meu pequeno estudo levou a uma conclusão interessante: o SB Pro 2 subjetivamente (nem todo mundo) gosta mais, porque seu sistema de processamento de som digital é mais incorreto do que o de seus seguidores.

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Eu mantenho um diário de um colecionador de pedaços de ferro velhos em um telegrama . Lá, estou compartilhando lentamente os resultados de uma nova rodada de coleta de equipamentos de mini-disco.

Vamos nos familiarizar com os candidatos. Vamos começar com o mais novo (bem, 23 anos) Creative Sound Blaster AWE64 Gold. Esta é uma versão ligeiramente aprimorada do cartão AWE64 original, lançado em novembro de 1996, que por sua vez substituiu o AWE32. A substituição ficou duvidosa. Primeiramente, no Sound Blaster AWE32, era possível expandir a RAM para amostras de síntese de tabela usando módulos SIMM convencionais, e eles eram baratos na época. O AWE64 fez um conector proprietário. Em segundo lugar, o AWE32 de tamanho completo agora parece muito mais impressionante do que o AWE64 "usual". Ambos são novos demais para o meu 386º sistema. A síntese da tabela ainda não é muito interessante para mim, e na versão Gold há quatro megabytes suficientes para bancos de amostras no quadro. A compilação AWE64 Gold foi fácil de obter: eu já tinha essa placa e, se a qualidade do som das placas mais antigas tivesse sido completamente monótona, eu poderia escolher essa opção de alta qualidade.


Creative Sound Blaster 16 é a primeira placa de som de 16 bits da Creative. Comparado com os mais antigos, permite reproduzir áudio com parâmetros de CD sem restrições. O Sound Blaster Pro 2 reproduz dados digitais de 44kHz / 16bit apenas em mono. Pelos padrões de 1992, esse é um argumento fraco a favor do SB16: ninguém armazenou música digital em formato WAV ou compactado no disco rígido, exceto, talvez, suas próprias gravações de microfone. Na melhor das hipóteses, eles ouviram CDs conectados à entrada analógica de uma placa de som. É provável que jogos com amostras com qualidade de CD no meu computador não funcionem. Eu tenho uma versão inicial do SB16, e isso é bom e ruim.


Bem, como minha versão tem o chip de síntese Yamaha OPL3 FM correto instalado, o mesmo que o SB Pro 2. Mais tarde, o Creative criou sua própria versão do sintetizador (conhecida como CQM), que inicialmente parecia um pouco diferente. Ruim: nesta revisão do fórum, existem vários erros graves. Um dos mais importantes é o chamado DMA Clicking Bug . Simplificando, alguns jogos usam o mecanismo DMA de ciclo único para reproduzir amostras de música digital. Nesse modo, depois de reproduzir uma amostra, o cartão SB16 de revisões anteriores fornece um clique claramente audível. Como isso soa na prática? Dou este e outros exemplos com a ajuda do meu jogo favorito Prince of Persia. No final de cada nível, você precisa abrir a porta para o próximo. O som de abrir a porta é na verdade uma amostra curta, que é repetida várias vezes, criando o efeito de um portão em ascensão. Após cada microamostra, o SB16 emite um clique que não é encontrado em outras placas de som.



Bem, o meu favorito: o Sound Blaster Pro 2, comprado no último momento por muito pouco dinheiro.Como na versão anterior SB16, o endereço (geralmente 220), o número de interrupção (5 ou 7) e o canal DMA (1) são configurados por jumpers diretamente no quadro. Se houver uma linha mágica SET BLASTER = A220 I7 D1 no arquivo autoexec.bat ( mais ), na maioria dos jogos a placa de som funcionará sem drivers - eles são necessários para recursos adicionais e para ajustar o volume e ativar / desativar as entradas analógicas. O AWE64 Gold suporta o padrão Plug and Play, as interrupções são configuradas usando um utilitário proprietário. No entanto, após a configuração, eles são salvos e, além disso, você também pode ficar sem drivers. Uma das razões para construir um PC retro “real” com um barramento ISA é que os jogos do DOS acessam o hardware diretamente, esperando ver um dispositivo no barramento ISA exatamente com esses parâmetros. As placas de som PCI posteriores fornecem emulação e geralmente funcionam, mas nem sempre.


O que mais de interessante podemos ver neste quadro além de jumpers-jumpers e uma camada de poeira? Três conectores para dispositivos externos: para conectar alto-falantes, entrada de linha e microfone. Separe as entradas do PC Speaker e o som de uma unidade óptica. A roda de controle de volume sugere a presença de um amplificador para alto-falantes passivos na placa. Infelizmente, no Sound Blaster Pro 2, este amplificador não está desconectado, ao contrário do SB16. Ele não adiciona qualidade ao som. Ao mesmo tempo, alto-falantes passivos baratos (potes de plástico AKA com alto-falantes) eram comuns, e esse controle de volume nas entranhas da parte traseira do computador era completamente desconfortável. Agora eu tenho bons alto-falantes, com um amplificador e um circuito barato na placa apenas estraga tudo. O problema pode ser resolvido com um ferro de solda e com a remoção de alguns elementos, mas não quero estragar a raridade. Todas as três placas têm uma porta para um joystick ou para um dispositivo MIDI (no SB16 e AWE64, o padrão MPU-401 é suportado, no Pro 2 não é suportado), mas, neste estágio, não é de interesse.

Hifi fumante

Como as placas de som podem ser comparadas? Como esses são dispositivos que reproduzem o som, decidi começar com medições objetivas da qualidade desse mesmo som. Foi o que aconteceu:



Aqui estou mais interessado na faixa dinâmica. Neste teste, um sinal com uma frequência de 1 kHz, com uma amplitude máxima, é reproduzido no programa RMAA . A diferença entre o sinal e o ruído é medida, que aparece como subproduto da conversão de digital para analógico e devido aos recursos da parte analógica. O indicador de um bom CD player é 96 dB, um toca- fitas é 60 dB, um mini-disco portátil é 87 dB. Aqui vemos que, em primeiro lugar, nem o AWE64 Gold chega ao CD player. A diferença entre o AWE64G "premium" e o SB16 não é enorme. O SB Pro 2 deve produzir mais ruído do que outros, no nível da tecnologia de cassetes, devido a um amplificador não desconectável. Na coluna da direita estão os resultados do som integrado do ThinkPad 600. Como você pode ver, tudo é muito pior lá do que em qualquer um dos dispositivos mais antigos.


Vamos olhar para a resposta de frequência. O ThinkPad 600 tem algum tipo de jogo selvagem. O SB16 e AWE64 são mais ou menos uniformes. O Sound Blaster Pro 2 tem um ligeiro aumento nas baixas frequências e um bloqueio perceptível nas altas frequências - e retornaremos a esse fato.

Som nos jogos

Oh, este não é um tópico fácil. Neste artigo, vou reduzi-lo a uma nuance no Sound Blaster Pro 2, embora haja realmente mais diferenças entre as placas de som antigas. Em alguns jogos, um cartão falhará e o outro não. Em algum lugar, o som estará "correto" em uma placa com um chip Yamaha real, e não com uma réplica da Creative. Existem muitas opções e precisamos simplificar a tarefa. Então, simplifiquei comparando as três placas de som em dois jogos: Prince of Persia (versão 1.3) e Doom. Comparações ao reproduzir faixas MIDI eu nem postarei - elas não estão lá. O tema musical em Doom e Prince of Persia soa o mesmo nos três cartões, assim como no Dosbox e no laptop ThinkPad 600. Talvez eu não capte nenhuma nuance, mas provavelmente esses dois jogos não são tão exigentes em hardware quanto em outros programas. . É assim que o som do Sound Blaster Pro 2 reproduz o tema do príncipe da Pérsia:



Introdução no "Prince" e me deu um motivo para mais pesquisas. O jogo começa com uma faixa MIDI, mas há uma exceção: no vídeo, 0:58 mais alto, o som da porta sendo aberto. Esta é uma amostra de áudio digital, e aqui no Sound Blaster Pro 2 soou visivelmente diferente do SB16 ou AWE64 Gold. Decidi me certificar gravando o som da batalha final com o "chefe" do príncipe da Pérsia no décimo segundo nível. Não tenho hardware normal para capturar vídeo do retroPC, portanto, apenas o som está abaixo do vídeo.



Aqui está! Aqui! O som do SB Pro 2 é visivelmente mais nítido, existem mais frequências altas. O Sound Blaster 16 (assim como o AWE64, o Dosbox e outros sistemas de som mais modernos) parece um pouco mais chato nesse fragmento. Como isso aconteceu? Depois de comparar as informações nos fóruns, cheguei à seguinte explicação. Aqui sou forçado a deixar um comentário importante: não sou especialista. Se em algum lugar eu cometi um erro na redação, terei prazer em esclarecer.

Portanto, de acordo com o teorema de Kotelnikov, é possível gravar com precisão um sinal analógico em formato digital e recriá-lo se sua frequência não exceder metade da frequência de amostragem. Para um CD, a frequência de amostragem é de 44100 Hertz, respectivamente, um sinal analógico com uma frequência de até 22050 Hertz pode ser gravado e reproduzido de forma confiável. Em teoria, mas na prática, surgem dificuldades e, neste caso, estamos interessados ​​nas dificuldades de converter um sinal digital em analógico, para posterior amplificação e transmissão para alto-falantes ou fones de ouvido.

Conversores digital-analógico não são ideais e tendem, além do sinal principal, a criar uma cópia fantasma com frequências duas vezes mais altas que o necessário. Há um efeito de aliasing : por exemplo, se houver um sinal sinusoidal com uma frequência de 12 kilohertz na entrada, obteremos os 12 necessários na saída, bem como sinais espúrios com uma frequência de 24, 36 kilohertz e assim por diante. Uma amplificação adicional pode levar ao processamento inadequado desses sinais de alta frequência e à penetração de artefatos na faixa de frequência audível. Existem duas maneiras de lidar com isso: superamostragem (alimentamos um fluxo digital no DAC com uma frequência não 44100, mas 88.200 Hz ou mais) ou um filtro analógico simples, que após o DAC corta todas as frequências acima de 20 kilohertz, que é considerado o limite do ouvido humano.

A sobreamostragem é usada por padrão em dispositivos modernos, mas no início dos anos 90 era uma tecnologia bastante cara. E sim, se estamos construindo um CD player, tudo é simples - temos uma taxa de amostragem. O problema com o som do computador é que essas frequências podem ser diferentes. No caso do Prince of Persia, estamos lidando com amostras de áudio gravadas com uma frequência de amostragem de 11025 Hertz. Nesse formato, podemos salvar e transmitir som com uma frequência não superior a 5,5 kilohertz, e isso é bem pequeno. E agora, coloque-se no lugar do criador de uma placa de som: em um jogo, o som com uma frequência de amostragem de 11025 Hz é usado, em outro - 22050, no terceiro - "de acordo com o padrão do CD". Aparentemente, a partir do Sound Blaster 16 Creative utilizou um filtro analógico dinâmico, que "corta" as frequências de acordo com o formato do sinal digital original. No Sound Blaster Pro 2 e, possivelmente, nas placas de som anteriores, foi utilizado o único filtro analógico que cortava suavemente as altas frequências: daqui em minhas medições, uma queda de 6dB a uma frequência de 15 kilohertz.

Mas para amostras do Prince of Persia, isso não é suficiente. Como verificá-lo? Vamos gerar um sinal sinusoidal com uma frequência de 5 kilohertz no programa Audacity. Sob condições ideais, ao decompor frequências, deve ficar assim:


Salvamos esse sinal com uma frequência de amostragem de 11025 Hz, reproduzimos no Sound Blaster 16 e gravamos. Acontece o seguinte:


Foram adicionadas distorções, mas em geral está tudo bem. Agora reproduza o mesmo arquivo de áudio no Sound Blaster Pro 2:


Há mais distorção, mas o mais importante - uma cópia do sinal anteriormente ausente apareceu na região de 15 kilohertz. Essas são as distorções no vídeo da batalha do príncipe da Pérsia que ouvimos. Nas amostras de áudio originais que não são, esta placa de som adiciona uma mordaça. Devido a isso, parece "diferente", em comparação com o Sound Blaster 16 e todas as placas de som mais modernas. E alguém (como eu) acha que soa melhor. Embora errado. Em qualquer outro sistema de áudio, eu diria: bem, não, procuraremos algo mais decente. Mas imagine um desenvolvedor da versão DOS de "Prince" em 1989, que testou o som em versões ainda anteriores de placas de som. Ele sintonizou o som de amostras digitais para que soassem normais naquele hardware tecnicamente imperfeito. Acontece que esse som com distorção - é mais correto?


A julgar pela votação (sobre o vídeo da batalha com espadas) no meu canal Telegram, as opiniões foram divididas. Repito: em 1992, era importante se você tivesse pelo menos algum tipo de placa de som ou não. E não essas nuances. Ninguém pensou na precisão da reprodução do som, o principal é que o som não se limita ao alto-falante do PC. Mas agora podemos escolher e fazer essa escolha conscientemente. E acontece que minha escolha é um dispositivo para reproduzir som, que acabou sendo objetivamente o pior dos três candidatos. Eu gosto do jeito que parece, mas nem toda essa opinião é compartilhada.

Minhas conclusões são as seguintes. O Sound Blaster 16 não é a melhor escolha, não por causa dos recursos, mas por causa de bugs. O Creative AWE64 Gold é um cartão um pouco menos barulhento, menos propenso a interferências de outros hardwares. Em geral, essa é uma escolha sólida para o retroPC, mas parece que o colocarei no 486º computador. O Sound Blaster Pro 2 se estabelecerá em 386: como o cartão mais apropriado para a época, e graças a um som que difere de outros dispositivos em um período posterior. Resolvido! É hora de adicionar um drive óptico a esse RetroPC e ver o que eles entenderam em 1992 como o termo "multimídia".