3. Полученные результаты и их обсуждение

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ
УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
«К защите»
Заведующий кафедрой «КГ и Д»
доц. Нуралиев Ф.М.
«__» __________ 2013 г.
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ТЕМА: ВОЗМОЖНОСТЬ ПРЯМОГО ВЫВОДА ЗВУКА ULTRA HD НА
ЗВУКОВУЮ КАРТУ ЧЕРЕЗ ИНТЕРФЕЙС ASIO НА OS WINDOWS
Выпускник
____________
(подпись)
Руководитель
____________
(подпись)
Рецензент
____________
(подпись)
Консультант по БЖД
____________
(подпись)
Ташкент – 2013 г.
Нарзиев Ҳ.Ш.
(Ф.И.О)
Юнусов Н.С.
(Ф.И.О)
Нуритдинова А.Б.
(Ф.И.О)
Қодиров Ф.М.
(Ф.И.О)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ, ИНФОРМАТИЗАЦИИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Факультет Телевизионных технологий кафедра “Компьютерная графика и
дизайн”
Направление (специальность) 5525700 – «Технология звукозаписи»
«УТВЕРЖДАЮ»
Зав кафедрой КГД
Нуралиев Ф.М.
«_____» _____________ 2013 г.
ЗАДАНИЕ
Нарзиев Хусниддин Шамсиддинович
(фамилия имя отчество)
1. Тема работы: Возможность прямого вывода звука Ultra HD на звуковую
карту через интерфейс ASIO на OS Windows
2. Утверждена приказом по университету от «04» февраля 2013 г. № 110
3. Срок сдачи законченной работы 25 мая 2013г.
4. Исходные данные к работе: компьютер с ОС Windows, аудиокарта с
поддержкой интерфейса ASIO, музыкальные файлы UltraHD, акустическое
усилительное и воспроизводящее оборудование Hi-End.
5. Содержание расчётно – пояснительной записи (перечень подлежащих
разработке вопросов) Введение.
Обзор литературных источников.
Экспериментальная часть. Полученные результаты и их обсуждение.
6.Перечень графического материала Скриншоты по выполнению работы,
слайды презентации дипломного проекта
7. Дата выдачи задания 05.02.2013г.
Руководитель ___________________
(подпись)
Задание принял __________________
(подпись)
8. Консультанты по отдельным разделам выпускной работы
Раздел
Ф.И.О
руководителя
1. Введение
Юнусов Н.С.
2. Обзор литературных источников Юнусов Н.С.
Подпись дата
Задание
выдал
05.02.2013
11.02.2013
Задание
получил
05.02.2013
11.02.2013
3. Экспериментальная часть
Юнусов Н.С.
25.02.2013
25.02.2013
4. Полученные результаты и их
обсуждение
5. БЖД
Юнусов Н.С.
08.04.2013
08.04.2013
Қодиров Ф.М.
06.05.2013
06.05.2013
6. Заключение
Юнусов Н.С.
20.05.2013
20.05.2013
9. График выполнения работы
№ Наименование раздела работы Срок
выполнения
1. Введение
05.02.201308.02.2013
2. Обзор литературных
11.02.2013источников
23.02.2013
3. Экспериментальная часть
25.02.201301.04.2013
4. Полученные результаты и их 08.04.2013обсуждение
03.05.2013
5. БЖД
06.05.201317.05.2013
6. Заключение
20.05.201325.05.2013
Выпускник ________________
Отметка руководителя о
выполнении
«______» ________________ 2013 г.
(подпись)
Руководитель ________________
(подпись)
«______» ________________ 2013 г.
Работа посвящена изучению возможности воспроизведения звуковых
музыкальных файлов цифровых форматов UltraHD через интерфейс ASIO, в
обход обработки со стороны ОС Windows. Показано, что действительно
имеется возможность профессионального воспроизведения цифрового звука
UltraHD с использованием вывода ASIO при применении проигрывателей
AudioGate и Foobar2000. Разработаны рекомендации по использованию
прямого вывода звука через интерфейс ASIO.
Ушбу иш юқори сифатли рақамли UltraHD форматдаги мусиқавий
файлларни ASIO ва Windows ОС тарафидан ишлов бермасдан тўғридан-тўғри
намойиш этиш имкониятларини ўрганишга бағишланган. Бу имкониятга, яъни
овозни профессионал сифатда намойиш этиш AudioGate ва Foobar2000
дастурий воситалар ёрдамида ASIO интерфейси орқали узатганда эришиш
мумкинлиги кўрсатилган. Тегишли тавсияномалар яратилган.
This work is devoted to studying of performance possibility of musical files of the
digital UltraHD formats via the ASIO interface, bypassing processing from Windows
OS. It is shown that there is a real possibility of professional playing of a digital
sound of UltraHD quality with use of the ASIO interface at application of players of
AudioGate and Foobar2000. Some instructions about use of a direct output of a
sound via the ASIO interface are developed.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .................................................................................................................. 6
1.
Обзор литературных источников ............................................................ 10
1.1.
Аппаратные решения в области компьютерного звука .................................. 10
1.2.
Недостатки ОС семейства Windows в воспроизведении компьютерного звука 12
1.3.
ASIO и необходимость его применения ....................................................... 15
1.4.
Воспроизведение звука через ASIO ............................................................. 17
Выводы к главе 1 ................................................................................................... 20
2.
Экспериментальная часть ......................................................................... 22
2.1.
Используемые технические средства ........................................................... 22
2.2.
Программные средства воспроизведения звука UltraHD ............................... 23
Выводы к главе 2 ................................................................................................... 32
3.
Полученные результаты и их обсуждение ............................................. 33
3.1.
Определение свойств и форматов звука Ultra HD ......................................... 33
3.2.
Изучение воспроизведения через ASIO с помощью HQPlayer….….33
3.3.
J. River Media Center/Jukebox ...................................................................... 38
3.4.
Проигрыватель XMPlay .............................................................................. 43
3.5.
AudioGate .................................................................................................. 44
3.6.
AlbumPlayer (Aplayer) ................................................................................ 45
3.7.
FooBar2000 ................................................................................................ 53
Выводы к главе 3 ................................................................................................... 58
4.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ..................................... 60
4.1.
Организация рабочего места, оснащенного компьютером ............................ 60
4.2.
Чрезвычайные ситуации ............................................................................. 65
4.3.
Обеспечение безопасности жизнедеятельности в ЧС ................................... 67
Заключение ........................................................................................................... 69
Рекомендации ....................................................................................................... 70
Литература............................................................................................................ 72
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
21 января 2011 года в своем докладе на заседании правительства по итогам
социально-экономического развития страны в 2010 году и важнейшим
приоритетам на 2011 год Президент Республики Узбекистан Ислам Каримов
отметил, что в настоящее время Узбекистан в числе первых на постсоветском
пространстве начал реализацию масштабной программы по полному переходу
на цифровое и широкоформатное телевидение, которая будет завершена в 2015
году [1].
Согласно принятой в 2012 году Государственной программе [2] по
техническому и технологическому переходу на цифровое телевещание в
Республике Узбекистан, развитие цифрового медиа, в частности, телевидения
высокой четкости является приоритетной задачей на ближайшие годы.
В докладе Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на
заседании
Кабинета
Министров,
посвященном
итогам
социально-
экономического развития страны в 2012 году и важнейшим приоритетным
направлениям экономической программы на 2013 год, особо отмечено, что в
качестве приоритетных задач предстоит завершить строительство более 2 тысяч
километров
волоконно-оптических
сетей
широкополосного
доступа
по
современной технологии с предоставлением услуг видеотелефонии, Интернеттелевидения, высокоскоростного Интернета, просмотра каналов HDTV и
других.
Исходя из вышеизложенного, донести до каждого жителя республики
медиа высокой четкости – важнейшая составная часть предстоящих шагов в
этой области [3].
Сегодня многие страны мира переходят от наземного
аналогового телевещания к наземному цифровому вещанию в стандарте DVB-T
(Digital Video Broadcasting), и Узбекистан также принял этот стандарт. При
создании сети цифрового телевещания республика первой среди стран СНГ
решила использовать стандарт сжатия видеоизображения MPEG-4 [4]. Как
известно, стандарт МСЭ-Т/ИСО/МЭК H.264/MPEG-4 Part 10 AVC (H.264/AVC,
ISO/IEC 14496-10:2005), а теперь и H265 являются наиболее перспективной
технологией кодирования и сжатия аудио-визуальной информации, так как
эффективность сжатия у стандарта H.264/AVC примерно в 2 – 2,5 раза выше,
чем у стандарта MPEG-2 при равном качестве кодированного материала. Это
означает также, что кроме HD -видео, теперь создается возможность передавать
и многоканальный звук с качеством UltraHD.
В связи с этим возникает задача высокоэффективного и относительно
недорогого способа воспроизведения звука высокой верности. Принимая во
внимание, что в Узбекистане широкое распространение получили ПК с
установленной на них ОС Windows, самым малозатратным способом решения
такой задачи было бы их использование в качестве медиасерверов.
В
свою
очередь,
высококачественное
воспроизведение
звука
[5]
предполагает:
 Наличие звука высокого качества в составе медиа-контейнера;
 Такой режим, чтобы при переводе в аналоговый формат искажения были
минимальными, т.е. обеспечить высококачественную работу ЦАП и
программного комплекса;
 Наличие аудиоусилителей высокого класса и достаточной мощности для
верной передачи сигнала, особенно в области низких частот;
 Наличие высококачественных Hi-Fi акустичесаких систем.
Если первая задача решается на уровне республики, а акустические
системы во многих домохозяйствах уже имеются, остается решить вторую из
этих задач. Одним из таких решений мог бы быть режим воспроизведения,
когда обходя все «лишние» операции обработки звука, то есть организовав
прямой вывод звука в обход системного ПО, обеспечить минимализацию
ошибок обработки.
Таким образом, возможность прямого вывода звука ULTRA HD на
звуковую карту является одной из наиболее актуальных задач сегодняшнего
дня в области развития цифрового медиа.
Цель и задачи работы
Цель работы – показать возможность организации прямого вывода звука
ULTRA HD через интерфейс ASIO с высоким качеством воспроизведения.
Для достижения цели были поставлены задачи:
 Проанализировать имеющиеся литературные данные по использованию
прямого вывода звука через интерфейс ASIO;
 Установить и отладить необходимые аппаратные и программные средства
для вывода звука через интерфейс ASIO;
 Оценить верность воспроизведения звука ULTRA HD через интерфейс
ASIO с применением различных программных продуктов;
 Оценить верность воспроизведения звука ULTRA HD через интерфейс
ASIO при применении различных программных плееров, с учетом
возможности апмикса при воспроизведении стереофайлов высокой
дискретизации;
 Разработать рекомендации по использованию прямого вывода звука через
интерфейс ASIO.
Новизна выполняемого исследования
Новизной данного исследования является то, что цифровой звук ULTRA
HD, воспроизводимый через интерфейс ASIO с применением различных
программных продуктов, оценивался в сравнении с WASAPI и встроенным
интерфейсом WINDOWS – DS.
Методика исследования
Оценка звучания производилась аудиально, «на слух». Принималось во
внимание
 качество воспроизведения высоких и низких частот;
 верность воспроизведения, то есть реалистичность звучания вокала и
традиционных музыкальных инструментов;
 верность 3d-звучания, при этом оценка была тем выше, чем более четко,
неподвижно и узко располагался источник звука в пространстве.
Оценка
загруженности
процессора
и
аудиоплат
производилась
с
применением программного инструментария для OS Windows.
Практическое значение работы
Результаты данной работы могут быть полезны для всех любителей
высококачественного звука,
общеобразовательных
а также телевидения и радио, дошкольных и
учебных
заведений,
музыкальных клубов и учреждений досуга.
кинотеатров,
видеосалонов,
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.1. Аппаратные решения в области компьютерного звука
При появлении персональных ЭВМ звук на IBM PC-совместимых
компьютерах воспринимался как дополнительное, необязательное приложение
к вычислительным машинам. Отсюда проистекают все проблемы, решение
которых потребовало нескольких десятилетий.
Первым устройством воспроизведения звука для таких компьютеров был
PC Speaker, звучание которого разительно отличалось от примитивного
попискивания. Качество же звучания оставляло желать лучшего.
Поэтому
радиолюбители
цифроаналоговые
параллельному
собственноручно
преобразователи
порту
компьютера.
(ЦАП),
собирали
которые
Качество
простейшие
подключались
воспроизведения
на
к
них
значительно превосходило таковое на PC Speaker. Появилась возможность
использовать любую акустику, которая была доступна.
В 1986 году в продажу поступило устройство фирмы Covox Inc. Оно
присоединялось к принтерному порту IBM PC и позволяло воспроизводить
монофонический цифровой звук. Covox был очень прост и дешев по устройству
(практически простейший резистивный ЦАП) и оставался популярным в
течение 90-х годов. Появилось большое количество модификаций, в том числе для воспроизведения стереофонического звучания.
Однако ни то, ни другое устройство назвать звуковой картой было нельзя.
Первой полноценной звуковой картой для ПК принято считать Creative
Music System (C/MS), выпущенной в 1987 году [6]. Это была плата для разъема
ISA. На борту были ЦАП/АЦП и один из первых FM-синтезаторов с 12голосной полифонией. Высокая цена не позволила этому устройству стать
популярным – для своего времени оно было слишком инновационным.
В то же самое время фирма Adlib выпускает одноименную, простую и
доступную карту, построенную на чипе OPL2 (YM3812) от Yamaha. Эта карта
не имела ЦАП/АЦП и являлось исключительно FM-синтезатором. Однако ее
невысокая цена сделала ее весьма распространенной среди любителей игр [7].
Из коммерческих соображений фирма Creative отказывается от поддержки
C/MS и выпускает на том же самом OPL2 звуковую карту, которую называет
SoundBlaster. Однако, в отличие от Adlib, SoundBlaster уже содержит
одноканальные 8 битовые ЦАП и АЦП. Чуть позже выходит слегка
модифицированная версия SoundBlaster – SoundBlaster Pro, все еще 8 битовая,
но уже поддерживающая режим стерео и частоту дискретизации 22050 Гц,
которую в дальнейшем в продукте SoundBlaster 16, Creative повышает до 44100.
Именная такая комплектность и функциональность звуковых карт находит
широкое распространение на довольно продолжительный срок.
Стандартом звуковых карт становится устройство,
 оснащенное ЦАП/АЦП
 1 линейный вход,
 1 микрофонный вход,
 1 линейный выход,
 1 выход на наушники,
 MIDI-синтезатор (MIDI/Game port)
 встроенный аналоговый микшер.
И сегодня конфигурация остается примерно сходной. Отметим только, что
звуковые карты стали оснащаться процессором эффектов, который процессор
мог реализовать серию наиболее распространенных среди музыкантов
эффектов [8]. Теперь обладатель компьютера в такой картой мог существенно
сэкономить, используя вместо отдельных устройств (или, как носили у нас в
Ташкенте, «чемодан примочек»), такие студийные эффекты, как:

chorus,
 delay,
 reverb
 имитация пространства,
 имитация объемного звучания и т.д.
Вкупе с возможностями программной обработки звука это представлялось
панацеей для любого музыканта, от гитариста до звукоинженера.
Современное
поколение
звуковых
карт
достаточно
разнообразно.
Стандартным решением стало наличие их в наборе материнской платы, т.н.
интегрированное аудио. Это вполне объяснимо, так как ПК стал массовым
товаром, к которому, по законам рынка, применяется основной закон –
снижение себестоимости. Конечно, качество преобразователей в таких
устройствах далеко от совершенства, хотя сам цифровой тракт может быть на
весьма высоком уровне.
Интерфейсы USB и FireWire сделали возможным примененять внешнее
аудиоустройство. Сфера применения звуковых карт существенно расширилась:
для простого озвучивания ПК, для игр, для звукозаписи и т.д.
Диапазон цен также значительно расширился от 1-2$ до нескольких тысяч.
Соответственно изменился и способ работы с ними.
1.2. Недостатки ОС семейства Windows в воспроизведении компьютерного
звука
Традиционно Windows является наиболее успешной коммерчески и одной
из самых неудачных в техническом отношении операционных систем. Не
остался в стороне от такой оценки и звук.
В ОС MS-DOS не было совершенно никаких средств для работы с аудио.
Программисты могли полагаться только на себя самих. К тому же наличие
большого количества несовместимых между собою звуковых карт еще больше
усложняло их работу. Некоторые программы работали только со строго
определенной картой.
Ситуация значительно улучшилась с появлением Windows, драйверов
устройств и первого аудиоинтерфейса для ПК – Microsoft Multimedia Extention
(MME). Драйверы устройств позволили программистам абстрагироваться от
оборудования и сконцентрироваться на алгоритмах, а MME предоставил
удобные функции для управления аудиоустройствами. Производительность ПК
не позволяла надеяться на серьезную работу со звуком. Эти факторы и
сказались на функциональности интерфейса, первоочередная задача которого
свелась только к воспроизведению и записи одного источника звука.
Изначально не была заложена многоканальность, микширование и многие
другие, столь необходимые сегодня функции.
С появлением DirectX (Windows 95), в состав которого вошел интерфейс
DirectSound, функциональность ПК была значительно расширена такими
опциями, как:
 Квантовая глубина аудиопотока до 24 бит,
 частоты дискретизации до 192 Кгц,
 микширование нескольких аудиопотоков,
 управление высотой и громкостью отдельных аудио каналов,
 поддержка объемного звучания,
 сниженная задержка при воспроизведении.
 возможность аппаратно выполнять функции обработки (в частности –
микширование аудиопотоков).
Кроме того, если какая то из функций не поддерживается аппаратно,
DirectSound обеспечивает ее выполнение, при этом задействуется центральный
процессор.
За 10 лет было выпущено 9 версий DirectSound, каждый раз он дополнялся
новыми функциями, но все они больше применимы к игровым приложениям. В
играх необходимо обеспечить одновременное звучание множества источников:
диалоги героев, выстрелы, взрывы и т.д., не нагружая процессор, но качество
(т.е. отсутствие искажений) не имеет критического значения.
Использующая аппаратное микширование программа
 загружает в память несколько звуковых файлов,
 в нужный момент подается команда на воспроизведение,
 драйвер передает команду звуковой карте
 та, без участия процессора, подмешивает требуемый звук к общему потоку,
используя собственные алгоритмы.
Начиная от Microsoft Multimedia, звук, моно он был или стерео,
представлялся одним потоком (т.н. чередующаяся буферизация). Никто тогда
особо и не представлял, что могут появиться стандарты 2.1, 5.1, 6.1, 7.1 и т.д.
Такой сиюминутный подход очень характерен для ПК - еще Intel при
переходе от 8 к 16 битовым процессорам применил подход чередования байтов
в словах (сначала шел младший байт, потом старший – программисты должны
были быть крайне внимательны, чтобы не перепутать). Это же самое
чередование сохранилось и в DirectSound.
Основной недостаток чередующейся буферизации проявляется именно при
обработке аудио. Дело в том, что для того, чтобы выполнить операции над
звуком в DirectSound сначала нужно выделить из общего потока левый и
правый каналы (четные и нечетные по порядку значения), затем сохранить
каждый из них во временной памяти, произвести требуемые операции над
каждым из них, снова "упаковать" в чередующемся формате и передать
функции
воспроизведения.
С
увеличением
увеличивается и количество "лишних" действий.
количества
аудиоканалов
Как видно из вышесказанного, количество операций неоправданно
завышено, что значительно снижает производительность ПК. А ведь малейшая
задержка грозит изменением звучания музыки, убивая музыкальный темп и
ритм.
Работать музыкантам с ПК было невозможно, компьютерам с Windows не
хватало относительно простого пути доступа к аудио входам и выходам;
присутствуют только способы работы со стерео сигналом и отсутствуют
возможности расширения без преодоления серьезных проблем, например, таких
как проблемы синхронизации между различными каналами.
1.3. ASIO и необходимость его применения
Для решения этих проблем был предложен ASIO (Audio Streaming
Input/Output – Потоковый Ввод/Вывод Аудио), который появился достаточно
давно, но отсутствовала поддержка разработчиками звуковых карт для ПК.
Разрабатывался он специально для профессиональной работы с аудио музыкантов, звукоинженеров и т.д.
Разработчик интерфейса ASIO - фирма Steinberg заявила, что желает
помочь производителям аппаратного и программного обеспечения создавать
оборудование и драйверы, которые расширят аудио возможности персональных
компьютеров
и
оправдают
ожидания
пользователей
(музыкантов
и
звукоинженеров).
И действительно, сегодня ASIO обеспечивает такие аспекты эффективной
аудио обработки, как:
 высокая пропускная способность,
 синхронизация,
 малая задержка (latency),
 аппаратная расширяемость.
Интерфейс не ограничен фиксированным количеством входных и
выходных
каналов
(хотя
конечно
это
количество
ограниченно
производительностью самого ПК). Нет ограничения также:
 на частоту дискретизации - от 32 кГц до 192 кГц;
 на формат выборки (16, 24, 32 бита или 32/64 битные форматы с
плавающей точкой).
Аудио подсистема (звуковое оборудование) управляется программным
модулем, называемым "аудио драйвер". ASIO требует, чтобы производитель
оборудования предоставлял такой драйвер, который бы абстрагировал ПО от
оборудования, и которым ASIO смог бы управлять.
Для эффективной обработки и большой гибкости ASIO представляет
каналы (и входные и выходные) как кольцевые буферы с блоками данных.
Фактически используется механизм двойного буфера, который может быть
легко адаптирован к большому количеству различных представлений.
 Один буфер всегда содержит данные только для одного канала.
Такой подход позволяет программному обеспечению очень эффективно
выполнять обработку (в отличие от модели обработки чередующихся буферов).
Размер блока данных устанавливается драйвером для лучшей поддержки
аппаратуры. Драйвер выделяет память для текущих аудио блоков. Это
позволяет производителям оборудования подбирать лучший способ доступа к
их решениям. Это один из ключевых моментов в достижении минимальной
задержки при обработке сигнала.
ИТАК:
 ключевым подходом в ASIO является представление звука отдельными
каналами.
Поэтому ASIO нет необходимости выделять из общего потока левый и
правый каналы), сохранить каждый из них во временной памяти, произвести
требуемые операции над каждым из них, снова "упаковать" в чередующемся
формате и передать функции воспроизведения.
Для этого необходимо оборудование, которое будет поддерживать такую
схему работы и иметь рабочий ASIO-драйвер. Для тех, у кого нет
соответствующей аудиокарты, создаются программные "заплатки", такие как
ASIO4ALL, ASIO MULTIMEDIA и т.д., но они не обеспечивают аппаратную
поддержку со стороны звуковой карты. Они просто добавляют в систему еще
одно виртуальное аудиоустройство, имеющее ASIO-драйвер, но фактически
работающее через DirectSound или MME.
В спецификации нет упоминаний об аппаратном ускорении каких либо
функций, т.к. малая латентность заложена в саму архитектуру ASIO.
Только благодаря ASIO произошло настоящее единение музыкантов с
компьютерными программами для творчества.
1.4. Воспроизведение звука через ASIO
Из вышеизложенного очевидно, что ASIO незаменим для создания музыки,
если используется ПК семейства IBM с ОС Windows.
Что касается воспроизведения, возникает целый ряд вопросов. Главный из
них – учитывая все возрастающие требования к качеству звука, возможно ли
использовать ASIO как одну из составляющих для достижения максимально
качественной передачи исходного звука без искажений?
На этот счет можно найти большое разнообразие мнений, крайние из
которых представлены ниже. Причем эти взгляды высказывают весьма
авторитетные источники, например, создатели драйверов и плагинов для
FooBar2000, известные музыканты и композиторы.
Первое мнение можно выразить так. При выводе через DirectSound или
MME звук проходит через микшер Windows (Kmixer). Главное отличие
DirectSound состоит в широких возможностях использования аппаратных
ресурсов звукового устройства, в т.ч. аппаратного микширования и низкой
задержке. Но дело в том, что эти возможности напрямую зависят от
используемых драйверов. Таким образом, из-за некачественных драйверов
звуковой карты (это сейчас не редкость, особенно устаревшие драйвера) в
аудио могут вноситься искажения. Возникать они могут как в результате
работы регулятора Wave (входящего в Kmixer), так и в результате
некачественной программной передискретизации или другой нежелательной
обработки. Ниже представлена схема в windows XP.
Рисунок 1.1 Схема в windows XP
Решить проблему помогут два других вывода, которые способны обойти
Kmixer — ASIO и Kernel Straming. Kernel Streaming — это средство побитового вывода звука от Microsoft, входящее в DirectSound (на схеме — поток
обходящий Kmixer). ASIO также позволяет обойти Kmixer, но прежде всего
является
профессиональным
стандартом
ввода/вывода
призванным
минимизировать задержки, хотя для качественного воспроизведения музыки
это не важно.
Если посмотреть на схему, то можно заметить, что прямой доступ к
драйверу
имеется
через
ASIO.
Отсюда
вывод: если
карта
аппаратно
поддерживает ASIO (и имеет вменяемый драйвер ASIO 2.0) — нужно
использовать этот интерфейс. Для этого необходим плагин ASIO Output. (эта
схема для windows 7).
Рисунок 1.2 ASIO Output. (эта схема для windows 7).
Для
прослушивания
музыки
автор
рекомендует foobar2000 с
плагином ASIO Output или WASAPI output support [9].
Противоположное мнение. Его совершенно ясно выразил Peter – Питер
Павловски [10], знаменитейший создатель foobar2000 в заметке к созданному
им плагину ASIO support:
Provides ASIO output support. Version 2.1.2 highlights: * Fixed phase inversion
with 32-bit output.
Please note that this component is meant for systems where ASIO is the only
available output method. It is highly recommended to use the default output modes
instead of ASIO. Contrary to popular “audiophile” claims, there are NO benefits from
using ASIO as far as music playback quality is concerned, while bugs in ASIO
drivers may severely degrade the performance1.
Вот еще одно мнение из предыдущего форума:
Сам ASIO нужен для работы с минимальными задержками и прямой
передачи цифрового потока минуя всевозможные DSP и микшер windows.
ASIO на качество звука не влияет. И никаких улучшений типа правильной
расстановки инструментов в пространстве не производит. В нашем случае
смысл ASIO это побитная (точная, без вмешательства) передача потока на
приемник ЦАП (внешний) или на ЦАП (внутренний). Соответственно
устройства должны иметь аппаратную поддержку ASIO.
Таким образом, имеются разные, зачастую противоположные мнения о
целесообразности применения ASIO в воспроизведении цифрового звука через
компьютерные системы с ОС Windows. Поэтому в данной работе сделана
попытка определить целесообразность этого «на слух».
Выводы к главе 1
Рассмотрев имеющиеся данные об ASIO и других интерфейсах для работы
со звуком, можно сделать следующие выводы.
Звуковые интерфейсы для ПК предназначены для разных целей, хотя и
могут использоваться в смежных областях.
1
(Имейте в виду, что данный компонент предназначен для систем, где ASIO является единственно доступным
методом. Строго рекомендуется использовать первичный звуковой драйвер вместо ASIO. Вопреки
популярному заявлению «Аудиофилов», не имеется преимуществ при использовании ASIO в качестве средства
высококачественного воспроизведения, когда багги драйверов ASIO могут значительно ухудшить звучание
(пер. мой).
Microsoft Multimedia морально устарел и больше не соответствует
современным требованиям к функциональности.
DirectSound – наиболее универсальный стандарт. Он подходит как для игр,
так и для работы с музыкальными программами. Но он, представляя собой
сложную дискретную систему, требует значительных ресурсов, и у него
высокая вероятность отказа.
ASIO строго направлен на профессиональную работу с цифровым аудио.
Об этом говорит его архитектура и функциональность. Однако в литературе
ведется непрекращающаяся дискуссия о преимуществах или недостатках
использования ASIO в воспроизведении цифрового звука. При этом не удалось
найти надежных сведений о возможности профессионального воспроизведения
цифрового звука высокого разрешения с использованием ASIO.
ASIO поддерживается некоторыми программными проигрывателями, в том
числе HQPlayer, J. River Media Center/Jukebox, XMPlay, AlbumPlayer, AudioGate,
Foobar2000.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Используемые технические средства
В работе были использованы:
 Компьютеры с установленной на нем ОС Windows 7 различной
конфигурации;
 Дискретная аудиокарта Juli;
 Дискретная аудиокарта xonar 2D;
 Колонки 5.1 LOGITECH Z-906, Сабвуфер встроенный;
 Система Klipsch ProMedia 5.1 с шестиканальным аналоговым входом.
Рисунок 2.1 Дискретная аудиокарта Juli;
Рисунок 2.2 Дискретная аудиокарта xonar 2D
Аудиосистема:
Рисунок 2.3 Колонки 5.1 LOGITECH Z-906, Сабвуфер встроенный
Рисунок 2.4 Система Klipsch ProMedia 5.1 с шестиканальным аналоговым
входом.
2.2. Программные средства воспроизведения звука UltraHD
Как показал обзор литературы, ASIO поддерживается некоторыми
программными проигрывателями, в том числе HQPlayer, J. River Media
Center/Jukebox, XMPlay, AlbumPlayer, AudioGate, foobar2000.
Мы использовали следующие версии продуктов.
HQPlayer
Этот
проигрыватель,
заявленный
как
наиболее
качественно
воспроизводящий звук, был получен по запросу от компании Signalyst на
период пробного использования 30 дней.
Рисунок 2.5 HQPlayer Desktop version 2.9.2
Он состоит из ряда продуктов, в том числе плеер для ASIO (Рис.2.6):
Рисунок 2.6 HQPlayer Desktop
J. River Media Center/Jukebox
Была использована триальная версия. Проигрыватель действительно
позволяет включить ASIO в качестве устройства вывода.
Рисунок 2.7 Media center
Рисунок 2.8
Также можно регулировать некоторые настройки.
Рисунок 2.9 ASIO settings
XMPlay
Этот действительно миниатюрный плеер (288 кБ) работает без установки в
Portable-режиме и позволяет выбрать выводящие устройства в настройках (Рис.
2.10.):
Рисунок 2.10
Однако при его помощи не удалось организовать вывод через ASIO и
воспроизведение UltraHD звука.
Рисунок 2.11 вывод через ASIO и воспроизведение UltraHD звука
Поэтому результаты работы с ним не приводятся.
AudioGate
Этот
плеер
компании
KORG,
известного
производителя
электромузыкальных инструментов, требует активации через Twitter:
Рисунок 2.12 Плеер компании KORG
Рисунок 2.13 Плеер компании KORG
Затем вводится код, получаемый из Твиттера (Рис.2.14.).
Рисунок 2.14 код получаемый из Твиттера
Этот
проигрыватель
позволяет
выводить
звук
через
ASIO
и
Wasapi(Рис.2.15.):
Рисунок 2.15 звук через ASIO
Однако многоканальный звук через него вывести не удается. Можно
выводить звук только через два канала (Рис.2.16.).
Рисунок 2.16 выводить звук через канала
AlbumPlayer
Это также весьма компактный проигрыватель, занимает полмегабайта для
приложения и около 7 Мб – в установленной папке. Тем не менее у него весьма
развитые возможности (Рис.2.17.).
Рисунок 2.17 Album Player
Он на самом деле умеет выводить звук через ASIO, что и исследовалось в
работе(Рис.2.18.), (Рис.2.19.).
Рисунок 2.18
Рисунок 2.19
foobar2000
Этот самый известный и самый широко применяемый среди любителей
качественного
звука
проигрыватель
оброс,
благодаря
любителям,
бесчисленными возможностями. Мы использовали классическую версию:
Рисунок 2.20 Foobar 2000
Программа позволяет выводить звук через ASIO (Рис.2.21.):
Рисунок 2.21 выводить звук через ASIO
Кроме того, она позволяет выбрать между всеми аппаратными и
программными возможностями вывода звука (Рис.2.22).
Рисунок 2.22 возможности вывода звука
Выводы к главе 2
Установлены и отлажены необходимые аппаратные и программные
средства для выполнения работы. В этой связи выявлены и установлены все
известные программные проигрыватели, способные поддерживать интерфейс
ASIO.
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Определение свойств и форматов звука Ultra HD
В работе звуком UltraHD считали цифровой звук, отвечающий
следующим параметрам при воспроизведении:
 Дискретизация не менее 96 кГц, для того, чтобы обеспечивалось
наиболее высокое соответствие оригинальному замыслу автора без
примеси Цифрового звучания;
 Квантование на уровне не менее 24 бит;
 Вывод не менее чем на 4 канала;
 Вывод на сабвуфер.
Этим требованиям удовлетворяли следующие форматы, при соблюдении
определенных условий:
 Файлы 5.1 DVD-аудио, хранимые как в виде дисков, так и папок и
образов дисков на винчестере; Bitrate 13824 kbps; Codec MLP; Encoding
lossless; Sample rate 96000 Hz; Channels 6; Bits per sample 24;
 Квадрофонические записи в формате DVD-аудио – Bitrate 9216 kbps;
Codec PCM или MLP; Encoding lossless; Sample rate от 96000 Hz;
Channels 4; Bits per sample 24;
 Условно – стереозаписи высокой дискретизации Bitrate 5645-3042 kbps;
Codec DSD64; Encoding lossless; Sample rate от 192000 Hz; Channels 2;
Bits per sample 24; только при условии высококачественного апмикса до
многоканального воспроизведения 5.1.
3.2. Изучение воспроизведения через ASIO с помощью HQPlayer
Signalyst HQPlayer Desktop
Плеер требует отдельной настройки для каждого типа воспроизводимого
файла и выводящего устройства. Так, для звука видеокарты необходимо
выставлять передискретизацию на 48000, для встроенного звука – до 96000,
для дискретной аудиокарты – до 192000. Воспроизводит высококачественный стереозвук с перерывами и задержками, а обычные форматы - только с
передискретизацией (Рис.3.1.).
Рисунок 3.1
При установке многоканального режима звук обычных стереофайлов
воспроизводится как апмикс через 6 каналов, а дискретизация по умолчанию
становится 44100 (Рис.3.2.):
Рисунок 3.2
При попытке воспроизвести звук с высокой дискретизацией по порядку
в плейлисте плеер отказывается его воспроизводить, так как показатель
дискретизации не переключается (Рис.3.3.).
Рисунок 3.3 попытка воспроизвести звук с высокой дискретизацией
После
остановки
проигрываться,
но
и
уже
нового
с
воспроизведения
соответствующими
файл
файлу
начинает
показателями
дискретизации. Такая же ситуация возникает при обратном порядке
воспроизведения. Проблема решается, если включить resampling filter
(Рис.3.4.):
Рисунок 3.4 Включение resampling filter
При попытке воспроизведения многоканальных форматов flac или Wav
вместо звука слышится только шипение. Наиболее часто встречающиеся
UltraHD-форматы DVD-audio и образы iso проигрыватель не видит вовсе.
Таким
образом,
профессионального
многоканального
Signalyst
HQPlayer
воспроизведения,
звука
популярных
так
Desktop
как
форматов
непригоден
не
для
воспроизводит
UltraHD
и
требует
постоянного участия пользователя.
Signalyst HQPlayer Desktop ASIO
Эта версия позволяет использовать в качестве устройства вывода ASIO
(Рис.3.5.):
Рисунок 3.5 Настройка
Воспроизведение
высококачественного
стереозвука
преобразований успешно, звук чистый и без помех (Рис.3.6.):
192000
без
Рисунок 3.6 Воспроизведение высококачественного стереозвука 192000
Но файл 96000 уже не воспроизводится (Рис.3.7.)
Рисунок 3.7
Включаем ресемплинг и тут же слышим слабые потрескивания, хотя
перегрузок не наблюдается (Рис.3.8.):
Рисунок 3.8 DPC Latency Checker V1.3.0
В
отличие
от
предыдущей
версии
не
происходит
апмикса,
воспроизведение продолжается по передним каналам независимо от того,
сколько каналов мы выставляем в настройках.
При попытке воспроизведения многоканального звука flac или Wav
также слышится шипение, UltraHD-форматы DVD-audio и образы iso
проигрыватель не видит вовсе.
Таким образом, HQ Player не оправдал надежд и оказался непригоден
для профессионального воспроизведения звука.
3.3. J. River Media Center/Jukebox
Для получения прямого вывода настраиваем проигрыватель, выбирая
ASIO и выставляем повышенную буферизацию (Рис.3.9.) .
Рисунок 3.9 ASIO Settings
Количество
каналов
увеличиваем
перенаправление на сабвуфер (Рис.3.10.).
до
6,
а
также
включаем
Рисунок 3.10 DSP Studio
При попытке воспроизвести практически любой многоканальный файл
Ultra HD после долгого зависания высвечивается сообщение об ошибке. Для
Wav он требует установки фильтров DS, что делает бессмысленным
использование ASIO вместо DS (Рис.3.11.).
Рисунок 3.11 Playback Problem
Попытка воспроизвести DVD-audio также провалилась (Рис.3.12.):
Рисунок 3.12 Playback Problem
То же самое с BluRay (Рис.3.13.):
Рисунок 3.13 Playback Problem
Рисунок 3.14Media Center
Но самое противное – любое движение повергает программу в
глубочайшую задумчивость, до 5 мин надо ждать отклика (Рис.3.15.).
Рисунок 3.15 ожидание отклика
Для стереофайлов все зависит от степени их дискретизации. Но в любом
случае имеется ряд проблем, например, неуправляемая громкость или треск.
Скорее всего, тщательная настройка для каждого случая могла бы устранить
эти
недостатки,
но
профессиональное
воспроизведение
желательно
производить более надежными и менее капризными средствами (Рис.3.16.).
Рисунок 3.16 J. River Media Center
Таким образом, J. River Media Center абсолютно непригоден для
профессионального воспроизведения высококачественного звука. А жаль,
так
как
была
надежда
найти
в
нем
проигрыватель,
способный
воспроизводить звук через ASIO при воспроизведении видео.
3.4. Проигрыватель XMPlay
Несмотря на заявления в литературе, этот проигрыватель оказался
неспособен к воспроизведению UltraHD:
Рисунок 3.17 Проигрыватель XMPlay
Вывод через ASIO не удается, проигрыватель не воспроизводит файлы с
высокой дискретизацией.
3.5. AudioGate
Этот проигрыватель читает lossless-файлы с высокой дискретизацией
стерео(Рис.3.18.):
Рисунок 3.18 Проигрыватель AudioGate
На этом его преимущества заканчиваются. Ни образы ISO, ни аудиоDVD, ни многоканальных файлов он не воспринимает, тем более, что
возможен вывод только через два канала (Рис.3.19.).
Рисунок 3.19
Таким образом, вопреки заявлениям производителя, этот проигрыватель
непригоден для воспроизведения UltraHD звука.
3.6. AlbumPlayer (Aplayer)
Несомненными преимуществами этого продукта перед другими является
его способность воспроизводить через вывод ASIO звуки UltraHD в
следующих форматах:
 Файлы образа ISO
 DVD-audio
 Стереофайлы с высокой дискретизацией.
Для этого выставляем экспериментально подобранные значения – ASIO
вывод
Рисунок 3.20 Выбор режима вывода звука
Рисунок 3.21 About
и подбирали значение для Shift Output Channel:
Рисунок 3.22 ASIO output settings
При различных значениях этого параметра для стереозвука на входе
поочередно воспроизводились в основном по два канала, например:
0
-
воспроизводились только фронтальные каналы;
1
-
воспроизводились только тыловые каналы;
2
-
воспроизводились только тыловые каналы;
3
-
воспроизводился только центр;
4
-
воспроизводились только центр и сабвуфер;
5
-
воспроизводился только сабвуфер.
Четырехканальные квадрофонические записи правильно воспроизводились при значении 0 (Рис.3.23.).
Рисунок 3.23 Четырехканальные квадрофонические запись
Шестиканальный звук UltraHD воспроизводился также при значении 0
(Рис.3.24.):
Рисунок 3.24 Шестиканальный звук UltraHD
Качество звучания превосходное, помех и шумов не слышно,
тестирование дало прекрасные результаты. При этом загрузка ЦП оставалась
достаточно низкой.
Рисунок 3.25 Качество звучания
Воспроизведение из папки ДВД-аудио также превосходно в 6 каналов.
Рисунок 3.26 Воспроизведение из папки ДВД-аудио
Рисунок 3.27 Альбом
Имитация ASIO4All также поддерживается.
Рисунок 3.28 Имитация ASIO4All
Стереофайлы с высокой дискретизацией воспроизводятся очень хорошо
(Рис.3.29).
Рисунок 3.29 Album Plfer
Звук воспроизводится в 4 канала полноценно, через Windows звук не идет
Файлы многоканальной музыки с расширениями DTS, WAV или AC3 не
воспроизводится,
слышно
многоканальность(Рис.3.30).
только
шипение,
даже
если
включить
Рисунок 3.30 Выбор форматов файлов
Рисунок 3.31 Album Player
Стереозвук с высокой дискретизацией, превосходно воспроизводится, но
апмикса нет. Файл Mr. Natural.flac
Рисунок 3.32 Файл Mr. Natural.flac
Стереозвук с высокой дискретизацией, рип альбома записан одним большим
файлом. Показывается плейлист, превосходно воспроизводится, но апмикса
нет. Файл Boney M. - Oceans Of Fantasy [24-192 Vinyl Rip].flac
Рисунок 3.33 Файл Boney M. - Oceans Of Fantasy
Стереозвук с высокой дискретизацией с расширением APE, воспроизводится
только при наличии файла плейлиста CUE, воспроизводится с задержками,
неровно; апмикса нет.
Итак, сделаем некоторые выводы об этом прекрасном продукте.
достоинства
Самым главным достоинством является способность воспроизводить
UltraHD звук через ASIO без помех с очень высоким качеством. Это уже
делает проигрыватель незаменимым в случае, если проигрываются файлы
одинакового формата.
Способность проигрывать образы дисков и ДВД-аудио также отличает
его в лучшую сторону от рассмотренных ранее проигрывателей.
недостатки
Их слишком много и их можно объяснить компактностью и отсутствием
популярности, так что любители не разработали достаточных модулей для
поддержки, как для Foobar а. Отметим некоторые:
 отсутствие развитого интерфейса управления. Нельзя даже регулировать
громкость каждого канала, и особенно важно – выставлять уровни для
сабвуфера;
 отсутствуют плагины, функции DSP и прочая желательная поддержка, в
том числе:
 передискретизация, оверсемплинг – эта важная функция ограничена
только пониженным выходным значением по сравнению с входящим:
Рисунок 3.34 Передискретизация, оверсемплинг
 апмикс также невозможен, так что воспроизведение двухканальных
файлов высокой дискретизации в шесть каналов без дополнительной
обработки невозможно, а проведение ее в среде Windows лишает смысла
восприозведение через ASIO в обход Windows.
 Нет возможности вывода звука через WASAPI;
 Отсутствуют функции постпроцессинга, даже эквалайзер, хотя это
несущественный недостаток для UltraHD.
3.7. FooBar2000
Этих недостатков лишен наиболее популярный и притом бесплатный
знаменитейший продукт производства Питера Павловски, к которому тысячи
любителей создают плагины, обложки, добавляют функции и отлаживают
интерфейс и т.д.
В наших опытах он продемонстрировал потрясающие результаты,
организуя вывод как через ASIO, так и через WASAPI и через все другие
возможные устройства и интерфейсы.
Рисунок 3.35 Опции: Вывод – Устройство
Кроме того, имеется возможность подключать многочисленные фильтры
постобработки, работающие в обход Windows. Для организации вывода
UltraHD, записанных в стерео, при выводе их через ASIO не обойтись без
апмикса. Как помним, ни один из ранее рассмотренных продуктов не
обеспечивал качественный апмикс.
Foobar2000 успешно справляется с этим при помощи ChannelMixer:
Рисунок 3.36 ChannelMixer
Определяемое на слух качество апмикса не оставляет желать лучшего.
Однако при резких нагрузках на процессор слышится треск. Если
работать на компьютере во время воспроизведения, приходится переключать
на интерфейс WASAPI.
В литературе описано много способов избегать этого треска. Этому
вопросу посвящена, например, работа [11]. Автор указывает на то, что
многие пользователи жалуются на неприспособленность операционной
системы Windows 7 к воспроизведению высококачественного аудио с
высокой частотой дискретизации через вывод на драйвер ASIO и WASAPI.
Дело оказалось в буфере обмена. Причин неправильной обработки буфера
может быть несколько:
 сжатое аудио с высокой частотой не успевает во время декодироваться и
подаваться на аудио карту, т. Е. для его обработки нужно выставлять
больший размер буфера или задержку в миллисекундах.
 причина может крытьcя в OS Windows 7 самой, ее настройках или
драйверов для оборудования.
Для определения задержек мы воспользовались Latency Checker. Но
оказалось, что никакой проблемы в задержке нет, уровень остается
достаточно низким (Рис.3.37):
Рисунок 3.37 Latency Checker
Другую проблему автор выявил в неправильно выставленном режиме
питания ПК. Однако у нас питание было выставлено на высокая
производительность:
Рисунок 3.38 Питание было выставлено на высокая производительность
Другой
автор
рекомендует
воспользоваться
обновлением
foo_bar_wasapi12. В нашем случае это не возымело никакого действия
(Рис.3.39).
Рисунок 3.39 Блокнот
Установили компонент:
Рисунок 3.40 Установленной компонент
Но в результате никаких изменений не произошло (Рис.3.41):
Рисунок 3.41 ASUS Xonar Audio Update v1.1
Рекомендовано также использовать утилиты:
Рисунок 3.42 Утилиты
И вот его описание на сайте [13], которые были получены в том же
пакете:
Рисунок 3.43 Просмотр документа
Таким образом, FooBar2000 является наиболее подходящей для
профессионального воспроизведения UltraHD через ASIO в Windows7
программой. Единственным обнаруженным недостатком ее было наличие
изредка треска при использовании компьютера. Выявить причину этого и
устранить ее не удалось.
Выводы к главе 3
Рассмотрение
различных
программных
продуктов,
способных
воспроизводить звук в Windows напрямую через интерфейс ASIO, показало,
что только два из них способны воспроизводить звук UltraHD:
 FooBar2000
 AlbumPlayer.
При этом каждый из них не лишен недостатков: AlbumPlayer неспособен
воспроизводить многие форматы и осуществлять апмикс, а FooBar2000 имеет
единственный, но существенный недостаток – иногда возможен треск при
выводе звука через ASIO. Справедливости надо отметить, что FooBar2000
может выводить звук через WASAPI практически не хуже, чем через ASIO, и
такой путь уже свободен от треска.
Таким образом, выбор того или иного продукта обусловлен анализом
форматов имеющегося музыкального материала UltraHD.
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1. Организация рабочего места, оснащенного компьютером
В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех
областях деятельности человека. При работе с компьютером человек
подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных
факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ),
инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического
электричества и др.
Работа с компьютером характеризуется значительным умственным
напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой
напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на
мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет
рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что
важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.
В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный
режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются
значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на
неудовлетворенность
работой,
головные
боли,
раздражительность,
нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в
области шеи и руках.
Большое значение имеет также характер работы. В частности, при
организации рабочего места программиста должны быть соблюдены
следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования,
входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство,
позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.
Главными элементами рабочего места программиста являются стол и
кресло. Основным рабочим положением является положение сидя. Рабочая
поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная
планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство
размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для
выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего
пространства.
800
800
600
400
200
0
600
а - зона максимальной
досягаемости;
а
б - зона досягаемости
пальцев при
вытянутой руке;
б
в - зона легкой
досягаемости ладони;
д г
в
г - оптимальное
пространство для
грубой ручной
работы;
д - оптимальное
пространство для
тонкой ручной
работы.
Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости.
400
200
0
200
400
600
800
Рисунок 4.1
При оборудовании рабочего места необходимо установить монитор на
специальном столике так, чтобы задняя панель была обращена к стене (так
как около нее зарегистрирован максимальный уровень напряженности
электрического поля), экран не должен располагаться напротив окна или
других прямых источников света, дающих блики на экране (Рис.4.2).
Рисунок 4.2
Рекомендуемое положение во время работы за компьютером
Стол, на котором устанавливается монитор, должен быть достаточной
длины, чтобы расстояние до экрана составляло 60-70 (не ближе 50) см, и в то
же время можно было работать с клавиатурой в непосредственной близости
от пользователя (30-40 см). Конструкция рабочей мебели (столы, кресла,
стулья) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки
соответственно росту работающего и создавать удобную позу. Часто
используемые предметы труда должны находится в оптимальной рабочей
зоне, на одном расстоянии от глаз работающего. На поверхности рабочего
стола необходимо разместить подставку для документов, расстояние которой
от глаз должно быть аналогичным расстоянию от глаз до клавиатуры.
Рабочее кресло должно иметь подлокотники. На рабочем месте необходимо
предусмотреть подставку для ног.
Для того чтобы устранить блики на экране, монитор должен быть
установлен перпендикулярно столу, а пользователь должен смотреть на
экран
несколько
сверху
вниз
(10°
от
горизонтальной
линии).
Условия освещенности в комнате играют большую роль в сохранении
зрительного комфорта. С одной стороны, ничто не должно мешать
восприятию информации с экрана, с другой - пользователь должен хорошо
видеть клавиатуру, бумажные тексты, которыми приходится пользоваться, а
также общую обстановку и людей, с которыми приходится общаться при
работе.
Рисунок 4.3
Удобное рабочее место с "Г-образным" столом
Общая освещенность в комнате не должна быть слишком большой, но и
не слишком малой, она должна быть в пределах 300-500 люкс. Если
помещение светлое, то окна должны иметь шторы или жалюзи. Рабочие
места пользователей дисплеев желательно не располагать непосредственно у
окон. Во всех случаях экран монитора следует ориентировать так, чтобы он
не давал бликов, а именно - под углом к окну, близким к прямому.
Искусственное освещение не должно быть слишком ярким. Но помимо
общих ламп, освещающих комнату, необходима местная яркая (не менее 60
Вт) лампа с хорошим плотным абажуром, освещающая только текст, с
которым работает пользователь. Она должна иметь возможность ориентации
в разных направлениях и быть оснащена устройством для регулирования
яркости. Лампы накаливания предпочтительнее люминесцентных, т.к.
последние
дают
пульсирующий
свет,
усиливающий мерцание экрана дисплея.
в
определенных
условиях
А) Линия взора параллельна
Б) Яркий свет в поле зрения(не
окну(рекомендуется)
рекомендуется)
Расположение монитора относительно окна
Рисунок 4.4
А) Отражение света лампы от
Б) Блик от лампы на экране монитора
поверхности стола и клавиатуры (не
(не рекомендуется)
рекомендуется)
Расположение источника искусственного освещения относительно монитора
Рисунок 4.5
Правильное расположение монитора относительно стены и источника света.
Перед началом работы с монитором необходимо установить с помощью
рукояток наиболее комфортные контрастность и яркость на экране. Они
подбираются индивидуально, так как слишком низкая контрастность и
высокая яркость могут приводить к быстрому утомлению.
При подборе светового режима на рабочем месте пользователя дисплея
необходимо учитывать то, что у лиц после 40 лет возникают возрастные
изменения в зрительной системе (сужение зрачка, пожелтение хрусталика,
снижение зрительной активности и контрастной чувствительности сетчатки).
Все это требует усиления яркости экрана и дополнительной освещенности
рабочего места (бумажного текста). У молодых лиц при зрительнонапряженной работе наибольшую нагрузку несет аккомодационная система
глаза, которая во время работы находится в постоянном напряжении. Это
может приводить к астенопическим явлениям, возникновению нарушений в
аккомодационной системе глаза и, в конечном счете, к появлению и росту
близорукости. Чтобы избежать этого, работа с экраном монитора должна
проводиться с расстояния не менее 60-70 см, при этом напряжение
аккомодации минимально.
У взрослых с близорукостью, которые постоянно носят очки, другие
очки для работы с компьютером необходимы только в том случае, если в
своих очках пользователь с трудом читает газетный шрифт с расстояния 6070 см (до экрана) и 30-33 см (до печатного текста) от глаз. В случае если с
одними и теми же линзами чтение с обоих расстояний невозможно,
назначают бифокальные очки.
4.2. Чрезвычайные ситуации
Стадии чрезвычайных ситуаций
Известно, что любая деятельность потенциально опасна, а сами
опасности носят перманентный характер (перманентный - постоянный,
непрерывно
продолжающийся,
от
латинского
permaneo
-
остаюсь,
продолжаюсь).
Потенциальная опасность - это опасность скрытая, неопределенная во
времени и пространстве. Реализуется потенциальная опасность через
причины и в случае, если нежелательные последствия будут значительные,
то это событие классифицируется как чрезвычайная ситуация.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной
территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления,
катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или
повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или
окружающей природной среде, значительные материальные потери и
нарушение условий жизнедеятельности людей.
Независимо от причин появления ЧС, в их развитии можно выделить
основные пять стадий:
 Зарождения - возникновение условий или предпосылок для ЧС
(усиление природной активности, накопление деформаций, дефектов и
т.п.).
 Инициирования - начало ЧС. На этой стадии важен человеческий
фактор, поскольку статистика свидетельствует, что до 70% техногенных
аварий и катастроф происходит вследствие ошибок персонала.
 Кульминации - стадия высвобождения энергии или вещества. На этой
стадии отмечается наибольшее негативное воздействие на человека и
окружающую среду вредных и опасных факторов ЧС.
 Затухания - локализация ЧС и ликвидация ее прямых и косвенных
последствий. Продолжительность данной стадии различна, возможны
дни, месяцы, годы и десятилетия.
Задачи, решаемые в ЧС
Все ЧС можно классифицировать по трем основным принципам –
масштабу распространения, темпу развития и природе происхождения.
При
классификации
ЧС
по
масштабу распространения
следует
учитывать не только размеры территории, подвергнувшейся воздействию
ЧС, но и возможные ее косвенные последствия. К ним относятся тяжелые
нарушения
организационных,
экономических,
социальных
и
других
существенных связей, действующих на значительных расстояниях. Кроме
того, принимается во внимание тяжесть последствий, которая и при
небольшой площади ЧС может быть огромной и трагичной.
4.3. Обеспечение безопасности жизнедеятельности в ЧС
В ЧС военного и мирного времени защите подлежит все население, но
защищаются его отдельные группы дифференцированно. Основными
способами защиты населения при ЧС в современных условиях являются:
 укрытия в защитных сооружениях, в простейших укрытиях на
местности;
 рассредоточение и эвакуация населения из крупных городов в
загородную зону;
 своевременное и умелое применение средств индивидуальной защиты.
 Для укрытия людей заблаговременно на случай ЧС строятся защитные
сооружения. Защитные сооружения подразделяются:
 по назначению (для населения или для размещения органов управления);
 по месту расположения (встроенные, отдельно стоящие, в горных
выработках, метро и др.);
 по времени возведения (заблаговременно возводимые и возводимые в
особый период);
 по характеру (убежища или укрытия).
Убежищем называется защитное сооружение герметичного типа,
обеспечивающее защиту укрываемых в нем людей от всех поражающих
факторов ядерного взрыва, отравляющих веществ, бактериальных средств,
высоких температур и вредных дымов.
Убежища оборудуются всеми системами жизнеобеспечения. Система
воздухоснабжения включает воздухозаборные устройства, противопылевые
фильтры и фильтры-поглотители, вентиляторы, воздухорегулирующие и
защитные устройства.
Очистка воздуха осуществляется:
 в режиме чистой вентиляции, когда наружный воздух очищается только
от пыли с воздухообменом 8-13 м3 на человека в час;
 в
режиме
фильтро-вентиляции,
когда
воздух
дополнительно
пропускается через фильтры-поглотители для очищения от отравляющих
веществ и бактериальных средств с воздухообменом не менее 2 м3 на
человека в час.
Регенерация воздуха осуществляется посредством соответствующих
патронов. Очищенный воздух вентиляторами нагнетается по воздуховодам в
отсеки убежища.
Система водоснабжения обеспечивает людей водой для питья и
гигиенических нужд. Она осуществляется от наружной водопроводной сети.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Изучена возможность высококачественного воспроизведения файлов
UltraHD через интерфейс ASIO, в обход ОС Windows. Показано, что имеется
возможность профессионального воспроизведения цифрового звука UltraHD
с использованием вывода ASIO при применении проигрывателей AudioGate
и Foobar2000.
2. Проведен
анализ
имеющихся
литературных
данных
по
использованию прямого вывода звука через интерфейс ASIO и выявлено, что
такой вывод поддерживается программными проигрывателями HQPlayer, J.
River Media Center/Jukebox, XMPlay, AlbumPlayer, AudioGate, Foobar2000.
3. Установлены и настроены необходимые аппаратные и программные
средства для вывода звука через интерфейс ASIO, а также тестирования
качества воспроизведения и состояния компьютерной системы.
4. Оценена
верность
воспроизведения
звука
ULTRA
HD
через
интерфейс ASIO при применении различных программных плееров, с учетом
возможности
апмикса
при
воспроизведении
стереофайлов
высокой
дискретизации.
5. Разработаны рекомендации по использованию прямого вывода звука
через интерфейс ASIO.
РЕКОМЕНДАЦИИ
Данные
рекомендации
предназначены
музыкальных файлов высокой четкости:
для
воспроизведения
 имеющих высокую степень дискретизации – от 96 кГц;
 квантование по амплитуде не ниже 24 бит;
 не менее 4 каналов, записанных независимо, либо стереофайлов,
имеющих возможность апмикса от 192 кГц;
с помощью компьютеров с установленной на них ОС WINDOWS7 и
выше, имеющих дискретные аудиокарты с поддержкой ASIO, и акустической
системой, имеющих не менее 6 аналоговых входов.
В результате исследования установлено, что вывод звука высокого
качества возможен с применением прямого вывода звука через интерфейс
ASIO в обход системного ПО. Для этого рекомендуется проанализировать
имеющуюся библиотеку UltraHD с учетом ее расширения, на предмет
форматов файлов. Если все файлы соответствуют форматам:
 5.1 DVD-аудио, хранимые как в виде дисков, так и папок и образов
дисков на винчестере; Bitrate 13824 kbps; Codec MLP; Encoding lossless;
Sample rate 96000 Hz; Channels 6; Bits per sample 24;
Или
 Квадрофонические записи в формате DVD-аудио – Bitrate 9216 kbps;
Codec PCM или MLP; Encoding lossless; Sample rate 96000 Hz; Channels 4;
Bits per sample 24:
 Нет необходимости дополнительной поддержки (например, вывода
текста песни или визуализации);
можно применять проигрыватель AlbumPlayer с выводом звука через
ASIO интерфейс.
Во всех других случаях рекомендуется использовать FooBar2000 с
выводом через ASIO (буфер около 1000 мс) с использованием DSP ресемплингом до 192 Кгц, выставлением уровней через микшер и
использованием апмикса для стереофайлов.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Каримов И.А. Мамлакатимиз тараққиёти ва халқимизнинг ҳаёт
даражасини юксалтириш - барча демократик янгиланиш ва иқтисодий
ислоҳотларимизнинг пировард мақсадидир.–Т.: Ўзбекистон, 2007.
2.
Thomas E. Rudolph,Vincent A. Leonard . Recording in the digital world:
complete guide to studio gear and software
3.
Shannon C. E.. Communication in the presence of noise. Proc. Institute of
Radio Engineers. Vol. 37. No. 1. P. 10—21. Jan. 1949.
4.
Surround Sound: Exploration of Multichannel Audio — The High-End:
SACD and DVD-Audio — 3D Graphics, Audio & HDTV by ExtremeTech
5.
Загуменнов А. П. Запись и редактирование звука. Музыкальные
эффекты— М.: 2005
6.
Акустика. Справочник. Под ред. М. А. Сапожкова. — М.: Радио и
связь, 1989.
7.
Алдошина И. А. Электродинамические громкоговорители. — М.: Радио
и связь, 1989.
8.
Алдошина И.А., Войшвилло А. Г. Высококачественные акустические
системы и излучатели. — М.: Радио и связь, 1985.
9.
Белунцов В. Звук на компьютере. Трюки и эффекты. – СпБ: Питер,
2005. – 448 с.
10. Борисов А, Энциклопедия
компьютере— М.: 2004
обработки
звука
на
персональном
11. Виноградова Э. Л. Конструирование громкоговорителей
сглаженными частотными характеристиками. — М.: Энергия, 1978.
12.
Деревских В. Синтез и обработка звука на PC — М.: 2002
13.
Загуменнов А.П. Компьютерная обработка звука— М.: 2004
14. Загуменнов А. П.
руководство— М.: 2004
Компьютерная
обработка
звука.
со
Полное
15. Иофе В. К., Лизунков М. В. Бытовые акустические системы. — М.:
Радио и связь, 1984.
16. Ковалгин Ю. А., Вологдин Э. И. Цифровое кодирование звуковых
сигналов— М.: 2004
17.
Козюренко Ю.И. Звукозапись с микрофона. – М.: 1988.
18. Корольков В. Г., Сапожков М. А. Справочник по акустике. Под общ.
ред. М. А. Сапожкова. — М.: Радио и связь, 1979.
19.
Левин А. Самоучитель компьютерной графики и звука – М.: 2003
20. Медведев Е., Трусова В. Реальность виртуального звука (+ CD-ROM)—
М.: 2002
21. Павловская В. И., Качерович А. Н., Лукьянов А. П. Акустика и
электроакустическая аппаратура. 2-е изд. — М.: Искусство, 1986
22. Петелин Р., Петелин Ю. Adobe Audition. Обработка звука для
цифрового видео (+ CD-ROM) – М.: 2004
23. Петелин Р., Петелин Ю. Cakewalk Pro Audio 9. Секреты мастерства —
М.: 2000
24. Петелин Р., Петелин Ю. Cubase SX 2. Секреты мастерства (+ CD Extra)
— М.: 2004
25. Петелин Р., Петелин Ю. Sonar. Секреты мастерства (+ CD-ROM) — М.:
2002
26. Петелин Р., Петелин Ю. Виртуальная звуковая студия Sonar (+ CDROM) — М.: 2003
27. Петелин Р., Петелин Ю. Профессиональные плагины для SONAR и
Cubase (+ CD-ROM) — М.: 2003
28. Петелин Р., Петелин Ю. Cakewalk SONAR 4 Producer Edition. Секреты
мастерства (+ CD Extra) — М.: 2005
29. Петелин Р., Петелин Ю. Cool Edit Pro 2. Секреты мастерства (+ CDROM) — М.: 2002
30. Петелин Р.Ю.,Петелин Ю.В. Звуковая студия в PC.-СПб.:BHV-СанктПетербург,1998 - 256с.:ил.
31. Радзишевский А. Ю. Основы аналогового и цифрового звука. — М.:
2006. — С. 288. — ISBN 5-8459-1002-1
32. Редактор звуковых файлов Sound Forge 5. Руководство пользователя —
М.: 2002
33. Ржевкин С. Н., Слух и речь в свете современных физических
исследований, 2 изд., М. — Л., 1936, гл. 1, § 2, гл. 2.
34. Севашко А.В. Звукорежиссура и запись фонограмм. – М.: Альгекс,
2004. – 432 с.
35. Секунов Н, Обработка звука на PC. Наиболее полное руководство (+
дискета) - М.: 2001
36. Скотт Р. Гарригус Sound Forge. Музыкальные композиции и эффекты
2003
37. Степаненко О.С. «Adobe Audition 3.0: Создание фонограмм и обработка
звука», Киев, Аидлектика. – 2010 г.
38.
Стронг Д. Звукозапись для "чайников" — М.: 2005
39.
Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука — М.: 2004
40. Цифровая звукозапись: Руководство по CD, Mini Disc, SACD DVD(A),
MP3, DAT 2004
41. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение. — М.: Энергия,
1971.
42. Лоянич А. А. Запись и обработка звука на компьютере. Просто как
дважды два. – М.: Эксмо, 2008. – 320 с.
Использованные литературы
1. http://www.crrt.uz/ru/services/digital_tv
2. Государственная программа по техническому и технологическому
переходу на цифровое телевещание в Республике Узбекистан.
http://www.gov.uz/ru/citizen/informatization/2447
3. Программа дальнейшего внедрения и развития информационнокоммуникационных технологий в Республике Узбекистан на 2012-2014
годы.
4. http://gazeta.uz/2008/08/22/dtv/
5. BitPerfect — чистый звук с точностью до бита/
http://macosworld.ru/bitperfect
6. Музыкальный портал. http://sslproject.ru.
7. Не жалейте денег на звуковые карты. Хакер, № 1, 2000. – С. 14.
8. http://forum.battlefox.ru/archive/index.php/t-2377.html
9. Как вернуть качественный звук в Windows 7 — побитовый вывод,
аппаратные эффекты
10. http://www.foobar2000.org/components/view/foo_out_asio
11. Способы устранения щелчков и треска при воспроизведении аудио на OS
Windows 7. - http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=3220603.
12. http://www.audioplanet.biz/t37251-ruidos-usando-foobarwasapi-y-el-dacdragonfly
13. http://vadimsva.ucoz.org/