WYKŁAD - zawiera wykład (lub wykłady) na temat w zasadzie dowolny, lecz raczej poważny i przydatny. Celem tego działu jest, aby Czytelnik po jego przeczytaniu pomyślał: Aha! Więc to jest tak! No, wreszcie rozumiem!; niestety bowiem nie każdy wykład kończy sie takim westchnieniem ulgi. Ambicją moją byłoby, aby w tym dziale stało sie to regułą, jednak w przypadku tematów zaawansowanych - niekoniecznie musi się to udać, nawet jeśli dyskurs będzie nienaganny. Przeszkodą może być wymagany, bazowy poziom wiedzy. Dlatego też powinien on zawsze zostać określony na początku wykładu.

Od numeru X rozpoczynam cykl wykładów poświęconych syntezie i przetwarzaniu dźwieku. Kilka pierwszych służy przypomnieniu podstawowych pojęć z fizyki (akustyki) potrzebnych w dalszych wykładach.

Dla zrozumienia tego wykładu nie jest potrzebne żadne specjalne przygotowania poza elementarnymi wiadomościami z matematyki i fizyki. Zainteresowanie może on jednak wzbudzić raczej u tych, którzy z muzyką elektroniczną mieli praktycznie do czynienia.


Rezonator Helmholtza.

SPRZĘT CZY PROGRAM?

Rozważania o wyższości układów analogowych na cyfrowymi (lub odwrotnie) trwały mniej więcej do lat 80-tych, kiedy to w dziedzinie wytwarzania dźwięku, technika cyfrowa zdominowała praktycznie analogową. Typowe pytanie stawiane obecnie przy konstrukcji syntezatora brzmi raczej, jak w tytule, "sprzęt (hardware) czy program (software)?" Wiadomo bowiem, że:

Każdy dźwięk można wytworzyć zarówno sprzętowo jak i programowo.

Można więc zarówno zbudować specjalizowany układ scalony (sprzęt) jak i napisać odpowiedni pogram dla komputera wyposażonego w przetwornik D/A (na przykład w karcie dźwiękowej). Innymi słowy, rodzi się pytanie: czy w danej sytuacji lepiej zaprojektować specjalizowany układ scalony (przeważnie cyfrowy), czy też skorzystać z układów standardowych i napisać wyłącznie nowe oprogramowanie?

Jakkolwiek obydwie te metody mogą prowadzić do identycznego rezultatu, różna może być szybkość ich działania. Układy specjalizowane są przeważnie szybsze od standardowych, uniwersalnych. Toteż przeważnie układy specjalizowane używane są tam, gdzie „nie radzi sobie” standardowy komputer.

Jeżeli nie zależy nam na szybkości i decydujemy się poczekać na generacje dźwięku nawet dłuższy czas – wtedy, oczywiście – program. Jeśli jednak chcemy na syntezatorze grać, jak na normalnym instrumencie, wówczas komputer musi 44100 razy na sekundę wygenerować cztery ośmiobitowe liczby i odstęp między tymi próbkami, jest czasem, jaki ma na wyliczenie następnej próbki (zakładając częstotliwość próbkowania 44100, rozdzielczość 16-bitową i stereofonię – jak w CD). Jeśli więc możemy napisać program, który sobie z tym poradzi – można tę metodę stosować. Jeśli nie – trzeba albo sięgnąć po szybszy procesor, albo zoptymalizować program, albo w końcu wyprodukować układ specjalizowany.

Krótko mówiąc: zaczyna się od przymiarki: „Czy program da sobie z zadaniem radę?” i jeśli jest to możliwe najłatwiej, najtaniej i najbezpieczniej (program można łatwo poprawiać!) jest wtedy napisać oprogramowanie.

W grę wchodzi tu jednak także czynnik ekonomiczny. Duże, bogate firmy wypuszczając atrakcyjny produkt kierują się maksymalizacją zysku. Montując w nim jakiś niestandardowy układ scalony wymuszają niejako konieczność zakupu produktów. Układ taki w przeciwieństwie do oprogramowania nie może zostać łatwo skopiowany. Kopiowanie programów, jakkolwiek (poza tzw. kopiami bezpieczeństwa) oczywiście nielegalne jest (delikatnie mówiąc) dość powszechne. Znane są nawet wypadki, że program, lub jego nowsza wersja ukazuje się na czarnym rynku lub w sieci komputerowej jeszcze przed ukazaniem się w sprzedaży i to nie tylko odbezpieczony, ale także i z poprawionymi błędami przeoczonymi przez producenta.

SPRZĘT (zalety): SPRZĘT (wady):
• Możliwość uzyskania maksymalnej
szybkości działania.
• Trudne (często praktycznie niemożliwe)
skopiowanie produktu. 		• Praktyczny brak możliwości wprowadzania zmian.
• Drogie uruchomienie produkcji i wysoka cena,
jeśli układ nie jest produkowany masowo.
PROGRAM (zalety): PROGRAM (wady):
• Możliwość zmiany sposobu działania urządzenia, a nawet
jego funkcji wyłącznie przez zmianę oprogramowania.
Jest to bodaj najważniejsza zaleta.
• Możliwość konstrukcji nowych urządzeń przy użyciu
standardowych układów elektronicznych.
• Łatwość wprowadzania poprawek, modyfikacji i ulepszeń.
• Względnie niskie koszty produkcji i sprzętu do produkcji.
 		• Szybkość ograniczona wydajnością standardowego
procesora i sprawnością programu.
• Łatwość kopiowania.

Warto też zauważyć, że obydwie metody można stosować równolegle. Dla przykładu w syntezatorze generacją dźwięku może się zajmować specjalizowany szybki układ scalony, zaś komunikację z użytkownikiem może obsługiwać zupełnie do tego celu wystarczający standardowy procesor.

Cdn.

[mc]