[http://www.creaf.com/]  

Так называются только карты производства Creative - фирмы, состоящей из основной - Creative Labs, и научно-исследовательской - Creative Technology. Sound Blater - одна из торговых марок Creative. Для всех остальных карт используется обозначение "Sound Blaster Compatible" - "Совместимая с SB". Везде, где речь идет о Sound Blaster, должна подразумеваться только продукция Creative, иначе используется обозначение Sound Card.

Advanced Wave Effects (передовые волновые эффекты) - технологию синтеза звука, используемую в таблично-волновом синтезаторе EMU8000. Аббревиатурой AWE принято обозначать группу карт, в состав которых входит EMU8000 - в виде отдельной микросхемы или интегрированный в общую микросхему, однако AWE32 или AWE64 - часть обозначения конкретной серии карт, имеющих общее название "Sound Blaster AWE32", "Sound Blaster AWE64". Например, карта SB 32 PnP версии 3670, содержащая интегрированный с системой управления EMU8000, на микросхеме которого написано "AWE", не является картой AWE32 или AWE64, а имеет собственное обозначение - "Sound Blaster 32 PnP".

В группу AWE входит три серии карт: SB AWE32, SB 32 и SB AWE64.

Цифры в названиях AWE32 и SB 32 происходят от количества голосов синтезатора EMU8000; цифра в названии AWE64 происходит от добавления к ним еще 32 голосов программного синтезатора WaveSynth/WaveGuide, который представляет собой эмулятор, работающий через цифровой тракт карты. Аппаратных голосов в AWE64 по-прежнему 32. Все карты группы AWE - 16-разрядные, с интерфейсом ISA.

SB AWE32 - первая модель карты этого типа. Содержит ОЗУ на 512 кб, разъемы для установки SIMM, разъем для дочерней платы и сигнальный процессор CSP (Creative Sound Processor), называемый также ASP, облегчающий сжатие звука и распознавание речи.

SB AWE32 Value - упрощенный и удешевленный вариант AWE32. Не имеет CSP, разъемов для SIMM и дочерней платы.

SB 32 - модель, выпущенная вместо Value. Не имеет CSP, ОЗУ и разъема для дочерней платы, однако имеет разъемы для SIMM.

SB AWE64 Gold - обновленная модель AWE32. Содержит ОЗУ на 4 Мб, расширяемое специальными модулями памяти, качественные 18-разрядный ЦАП и усилитель. Не имеет разъема для дочерней платы и CD-интерфейса.

SB AWE64 Value - удешевленный вариант AWE64 Gold. Содержит ОЗУ на 512 кб, обычные ЦАП и усилитель. Разъема для дочерней платы также не имеет.

Каждая карта Creative Labs выпускаются в нескольких модификациях, отраженных в коде модели (CTxxxx), нанесенном краской на саму плату:

Во всех версиях карт установлено одно и то же ПЗУ с базовым на- бором самплов (General MIDI) объемом 1 Мб.

Микросхема EMU8000 разработана фирмой E-mu Systems, впоследствии вошедшей в состав Creative, по отдельному заказу - эта микросхема никогда не применялась в музыкальных синтезаторах E-mu.

EMU8000 представляет собой специализированный DSP, имеющий 32 виртуальных звуковых канала (голоса). Каждый канал состоит из генератора звука, выбирающего отсчеты самплов из ПЗУ или ОЗУ, двух 6-стадийных генераторов огибающей (delay, attack, hold, decay, sustain, release), двух генераторов низкой частоты (LFO), управляемого резонансного фильтра и блока эффектов reverb/chorus. Для модуляции сигнала по амплитуде могут использоваться LFO1 и Env2, по частоте - Env1 и оба LFO, для управления частотой среза фильтра - Env1 и LFO1. Тип эффекта (reverb, chorus, delay) устанавливается общим для всех, глубина каждого из эффектов устанавливается отдельно для каждого голоса.

Генератор звука последовательно считывает отсчеты сампла из ПЗУ или ОЗУ. В EMU8000 используется адресное пространство 16-разрядных слов общим объемом 32 Мб; первые 4 Мб зарезервированы для ПЗУ, поэтому ОЗУ может иметь объем не более 28 Мб. В памяти хранятся монофонические 16-разрядные самплы с частотой дискретизации 44.1 кГц.

При сдвиге частоты воспроизведения сампла относительно его собственной используется 4-точечная интерполяция (5-точечная в микросхемах 8903, 8920).

Шестистадийные генераторы Env работают следующим образом (параметр Sustain имеет размерность уровня, остальные - времени):

Генераторы LFO выдают синусоидальный выходной сигнал. Работа каждого генератора начинается с момента старта ноты, с возможной задержкой от момента старта.

Все виды модуляции могут быть реализованы одновременно - Env1/Env2 и LFO1/LFO2 работают независимо друг от друга, и для каждого из них могут быть заданы независимые коэффициенты воздействия на частоту и амплитуду сигнала, а также на частоту среза фильтра.

Физически 32 канала, как и в других микросхемах этого типа, реализованы попросту в виде наборов данных, описывающих состояния генераторов и фильтров, которые последовательно обрабатываются DSP. За один период вывода звука (1/44100 с) процессор последовательно обрабатывает все каналы с помощью необходимых математических операций и формирует для каждого голоса очередное цифровое значение амплитуды.

Полученные в каждом такте выходные отсчеты всех 32 каналов суммируются и подаются на выходной ЦАП. Для снижения вероятности переполнения выходного сумматора самплы в ОЗУ/ПЗУ перед загрузкой должны быть обработаны эквалайзером с ослаблением частот 3..4 кГц; цифровой эквалайзер EMU8000 выполняет обратное преобразование.

В AWE32 и SB 32 устанавливаются пары одинаковых 30-контактных SIMM объемом 256 кб, 1, 4 или 16 Мб каждый, со временем выборки не более 70 нс (модели выпуска до 1995 года допускают 80 нс). Некоторые модели неявно поддерживают SIMM объемом по 512 кб и 2 Мб. В AWE64 устанавливаются специальные модули памяти Creative.

При установке памяти в AWE32 необходимо переставить перемычку DRAM_EN, которая находится возле разъемов SIMM - эта перемычка переключает встроенную микросхему объемом 512 кб и дополнительные SIMM; вместе их использовать невозможно. В AWE64 Gold объем устанавливаемых модулей добавляется к внутреннему 4-мегабайтному ОЗУ.

Поскольку объем ОЗУ EMU8000 не может превышать 28 Мб - при установке 32 Мб последние четыре из них не используются. Модули меньшего объема используются полностью.

Владимиром Барчуковым из Москвы (2:5020/47.202@FidoNet, micron@orc.ru, www.orc.ru/~micron) разработаны переходники для установки вместо 30-контактных SIMM и специальных модулей более распространенных 72-контактных SIMM (FPM/EDO) объемом до 32 Мб.

Это выход звука в цифровом виде с эквалайзера EMU8000 (в AWE64 Gold - также с общего цифрового канала) - в 20-разрядном (для AWE64 Gold) или 18-разрядном (для остальных моделей) формате на частоте 44.1 кГц, который можно подать на вход внешнего ЦАП или усилителя со входом S/PDIF, получив более качественный звук с WT-синтезатора. На картах AWE32 с этого выхода снимается также сигнал FM-синтезатора.

В AWE64 Gold сделан стандартный внешний выход S/PDIF с разъемом RCA и амплитудой сигнала 0.5 В, в части остальных моделей AWE выход сделан в виде двухконтактного внутреннего разъема с амплитудой ТТЛ (5 В).

В последних моделях SB 32 и AWE64 внутренний разъем S/PDIF не впаян, однако есть разводка для него; в некоторых моделях его нет вообще.

Архитектура и формат банков загружаемых инструментов для EMU8000. Различаются две разновидности:

SoundFont 1: Три уровня - Sample, Layer и Instrument. Sample - сампл с собственной частотой дискретизации и точками зацикливания; Layer (слой) - сампл, воспроизводимый в заданном диапазоне нот, с собственными установками модуляторов (Env/LFO, высота/амплитуда/фильтр) Instrument - совокупность слоев, которые могут как стыковаться по высоте нот, так и перекрываться для одной ноты. При запуске звучания ноты запускаются все слои, относящиеся к данной ноте - каждый на своем голосе, с собственными параметрами звучания и модуляции. Уровень Instrument непосредственно "виден" по MIDI в виде номеров программ, или патчей. Тип файла - SBK.

SoundFont 2: Уровень Sample остался без изменения, уровням Layer и Instrument соответствуют Instrument и Preset, для которых введен дополнительный уровень Zone - совокупность самплов (для Instrument) или инструментов (для Preset) в пределах диапазона нот или скоростей удара, с индивидуальными характеристиками звучания и модуляции для каждого сампла. Соответственно, Instrument состоит из набора зон с самплами, а Preset - из набора зон с инструментами; плюс каждый из наборов зон может содержать глобальную зону, определяющую параметры по умолчанию для остальных зон. При задании параметров для уровня, уже имеющего подобный параметр, возможна как замена параметра нижнего уровня, так и его относительное изменение. Тип файла - SF2.

В SoundFont используются монофонические 16-разрядные самплы с частотой дискретизации 44.1 кГц.

Каждый файл SoundFont может содержать определения одного или более банков инструментов, использующих как собственные самплы, так и ссылки на стандартные самплы из ПЗУ.

Для создания и редактирования банков SoundFont служит программа Vienna SoundFont Studio: версии 1.x - для SoundFont 1 и 2.x - для обеих версий SoundFont, а также программа EsBeeKay - для SoundFont 1.

Загрузка банков SounFont выполняется при помощи AWE Control Panel из стандартного комплекта программ, либо программ AWE Piano, AWEPC, EsBeeKay и других, работающих с интерфейсом AWE Manager. В память EMU8000 загружаются только сами самплы - все остальные параметры загружаются в системную память драйвера. В случае использования только самплов из ПЗУ банк не занимает места в памяти EMU8000, и может загружаться даже в карты без ОЗУ (SB 32).

Драйвер AWE32 различает два вида банков: основной, или банк синтезатора (Synthesizer Bank) и дополнительные, или пользовательские банки (User Banks). Это отвечает системе банков, принятой в MIDI: основной банк имеет номер 0 и всегда должен быть загружен - он используется по умолчанию, когда банк явно не указан; дополнительные банки имеют номера 1..127 и могут загружаться в любой момент, до фактического использования. Для каждого загружаемого дополнительного банка нужно указать номер, под которым он будет использоваться, и SBK/SF2-файл. При последующих запусках Windows эти банки будут загружаться автоматически, пока не будут очищены.

Чтобы подключить новый банк в качестве основного, нужно установить его в закладке "Synth" AWE Control Panel, желательно - в режиме "User Synth".

Разместить в файле MIDI-команды смены банка и тембра (Bank/Patch Change). Драйвер AWE использует для смены банка только контроллер 0 (опция Controller 0 only в Cakewalk).

Перед проигрыванием MIDI-файла нужно загрузить используемые им банки любым доступным способом, соблюдая соответствие номеров загружаемых и используемых в файле банков.

Это можно сделать с помощью программ Convert, AWave, EsBeeKay и нескольких менее известных, однако после преобразования может понадобиться ручное редактирование банка, поскольку эти программы не делают предобработки самплов эквалайзером, и в ряде случаев неправильно преобразуют параметры синтеза.

Стандартный драйвер этого не поддерживает. Существуют программы, позволяющие выборочно загружать инструменты из банков: AWEVBank - общего назначения, реализующая идею "виртуального банка", содержащего только ссылки на инструменты в реальных банках, и AWEPC, самостоятельно проигрывающая MIDI-файл, предварительно загрузив в память нужные инструменты. Сделать полную поддержку кэширования можно только доработкой драйвера или созданием драйвера более высокого уровня.

В AWE используется программная интерпретация MIDI-сообщений. Сообщения получает драйвер, расшифровывает их и управляет работой EMU8000 для достижения нужного эффекта. Например, при получении сообщения Note On драйвер запускает по одному генератору EMU8000 на каждый слой ноты, при Note Off - отключает все генераторы этой ноты, по сообщению Pitch Bend - перестраивает частоту генераторов, и т.п. Программная интерпретация MIDI позволяет сделать MIDI-синтезатор достаточно гибким, однако затрудняет реализацию некоторых видов управления в реальном времени.

При работе под DOS для этого служит перемычка MFBEN (MIDI FeedBack ENable - разрешение перехвата MIDI-сообщений). Кроме этого, нужно резидентно (с ключом /EM) загрузить MIDI-интерпретатор AWEUTIL, который будет перехватывать сообщения, выводимые во внешний MIDI-порт (которые в норме направляются на внешний MIDI-интерфейс и разъем для дочерней платы), и отрабатывать их на синтезаторе EMU8000; при этом сообщения уже не будут проходить ни на внешний выход, ни на дочернюю плату.

Под Windows 95 перехватом сообщений из DOS-сеансов занимается виртуальный драйвер (VxD), которому безразлично положение перемычки MFBEN. Перехват управляется через AWE Control Panel -> Device -> Allow MPU-401 Emulation. Этот пункт относится только к выводу в MPU-401 из DOS-сеансов, и никак не влияет на вывод стандартными средствами Windows.

Для этого служат NRPN (Non Registered Parameter Number - незарегистрированные номера параметров), передаваемые по MIDI при помощи контроллеров 99, 98, 6 и 38:

Значение параметра может быть в пределах от -8192 до 8191; старшая и младшая части вычисляются следующим образом:

Иначе говоря, старшая и младшая части представляют собой семь старших и семь младших разрядов значения, увеличенного на 8192. Для значений в диапазоне 0..127 старшая часть равна 64, а младшая - самому значению.

При изменении значения параметра достаточно передать только те контроллеры, значения которых отличаются от предыдущей посылки. Например, для начальной установки параметра 8 нужно передать все четыре контроллера; для его последующего изменения достаточно передавать только контроллер 38, пока не потребуется изменить другой параметр. Контроллер 99 достаточно передать один раз в начале работы.

Параметры делятся на установочные и управляющие. Установочные действуют только на ноты, взятые после установки параметра, а управляющие - и на звучащие ноты. Управляющие параметры называются также параметрами реального времени.

Ниже для каждого из параметров приведены его смысл, тип, диапазон и единица изменения параметра.

Параметр 0 - задержка между стартом ноты и началом работы LFO1, установочный. Диапазон - 0..5900, единица - 4 мс (0..22 с).

Параметр 1 - частота LFO1, управляющий. Диапазон - 0..127, единица - 0.084 Гц (0..10.72 Гц).

Параметр 2 - задержка между стартом ноты и началом работы LFO2, установочный. Диапазон - 0..5900, единица - 4 мс (0..22 с).

Параметр 3 - частота LFO2, управляющий. Диапазон - 0..127, единица - 0.084 Гц (0..10.72 Гц).

Параметр 4 - длительность стадии Delay Env1, установочный. Диапазон - 0..5900, единица - 4 мс (0..22 с).

Параметр 5 - длительность стадии Attack Env1, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 1 мс (0..5.9 с).

Параметр 6 - длительность стадии Hold Env1, установочный. Диапазон - 0..8191, единица - 1 мс (0..8 с).

Параметр 7 - длительность стадии Decay Env1, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 4 мс (0.023..23.7 с).

Параметр 8 - уровень Sustain Env1, установочный. Диапазон - 0..127, единица - 0.75dB.

Параметр 9 - длительность стадии Release Env1, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 4 мс (0.023..23.7 с).

Параметр 10 - длительность стадии Delay Env2, установочный. Диапазон - 0..5900, единица - 4 мс (0..22 с).

Параметр 11 - длительность стадии Attack Env2, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 1 мс (0..5.9 с).

Параметр 12 - длительность стадии Hold Env2, установочный. Диапазон - 0..8191, единица - 1 мс (0..8 с).

Параметр 13 - длительность стадии Decay Env2, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 4 мс (0.023..23.7 с).

Параметр 14 - уровень Sustain Env2, установочный. Диапазон - 0..127, единица - 0.75dB.

Параметр 15 - длительность стадии Release Env2, установочный. Диапазон - 0..5940, единица - 4 мс (0.023..23.7 с).

Параметр 16 - смещение по высоте, управляющий. Диапазон: -8192..8191, единица - 1 цент.

Параметр 17 - коэффициент воздействия LFO1 на частоту, управляющий. Диапазон: -127..127, единица - 9.375 цента. Знак показывает направление изменения частоты при старте LFO.

Параметр 18 - коэффициент воздействия LFO2 на частоту, управляющий. Диапазон: -127..127, единица - 9.375 цента. Знак показывает направление изменения частоты при старте LFO.

Параметр 19 - коэффициент воздействия Env1 на частоту, установочный. Диапазон: -127..127, Единица - 9.375 цента. Знак показывает направление изменения частоты при старте Env.

Параметр 20 - коэффициент воздействия LFO1 на амплитуду, управляющий. Диапазон - 0..127, единица - 0.1875 дБ. Значения 0..63 вызывают положительную модуляцию (рост амплитуды с момента старта LFO), с максимальной глубиной при 63; значения до 64..127 - отрицательную, с максимальной глубиной при 64.

Параметр 21 - частота среза фильтра, управляющий. Диапазон - 0..127, единица - 62 Гц (100..8000 Гц).

Параметр 22 - коэффициент резонанса фильтра, установочный. Диапазон - 0..127, три младших разряда не используются. Коэффициент задается четырьмя старшими разрядами, из таблицы:

НЧ, ВЧ - нижняя и верхняя частоты "колокола", Гц; НЧР, ВЧР - глубина резонанса на нижней и верхней частоте, дБ; КО - коэффициент ослабления постоянной составляющей, дБ.

Параметр 23 - коэффициент воздействия LFO1 на частоту среза фильтра, управляющий. Диапазон - 0..127, единица - 56.25 цента. Значения 0..63 вызывают положительную модуляцию (рост частоты среза с момента старта LFO), с максимальной глубиной при 63; значения до 64..127 - отрицательную, с максимальной глубиной при 64.

Параметр 24 - коэффициент воздействия Env1 на частоту среза фильтра, установочный. Диапазон - -127..127, единица - 56.25 цента. Знак определяет направление изменения частоты среза.

Параметр 25 - глубина хорового эффекта, установочный. Диапазон - 0..255.

Параметр 26 - глубина реверберации, установочный. Диапазон - 0..255.

При работе с банками SoundFont 2 некоторые из этих параметров могут не поддерживаться.

Тип эффектов reverb/chorus устанавливается при помощи SysEx:

Reverb - F0 41 10 42 12 40 01 30 nn 00 F7

0 - Room 1
1 - Room 2
2 - Room 3
3 - Hall 1
4 - Hall 2 (стандартный)
5 - Plate
6 - Delay
7 - Panning delay

Chorus - F0 41 10 42 12 40 01 38 nn 00 F7

0 - Chorus 1
1 - Chorus 2
2 - Chorus 3 (стандартный)
3 - Chorus 4
4 - Feedback delay
5 - Flanger
6 - Short delay
7 - Short delay & feedback

В EMU8000 реализован микропрограммный эффект-процессор с загружаемой извне микропрограммой, официальной документации на которую нет. Отдельные поля программы управляют работой цифрового эквалайзера EMU8000, однако подъем/ослабление по НЧ и ВЧ зависимы друг от друга и не могут регулироваться раздельно. Эмпирическим путем можно подобрать новые режимы работы эффект-процессора (программы AWEFX, AWE Piano).

Только на звук, синтезируемый в нем самом - обычно по MIDI-сообщениям. В AWE32 два голоса EMU8000 были зарезервированы для регенерации его ОЗУ и попутно вводили в EMU8000 сигналы левого и правого каналов FM-синтезатора, на которые можно было накладывать эффекты. В SB 32 и AWE64 регенерация делается независимо, и все 32 канала работают только на синтез музыкальных звуков.

Драйвер AWE работает в Mode 3 (Omni off, Poly). Каналы 1..9 и 11..16 - мелодические. 10 - ударный, изменение раскладки возможно только загрузкой банков. Поддерживаются сообщения:

Note On/Note Off (нулевое значение Velocity в Note On аналогично Note Off);

Channel Aftertouch (управление глубиной частотной модуляции от LFO1), Key Aftertouch не поддерживается.

Pitch Bend, Program Change.

Контроллеры (значения по умолчанию):

Поддерживается также RPN 0 - чувствительность к сообщениям Pitch Bend:

Многие современные проигрыватели модулей используют EMU8000, если на карте установлено достаточное количество памяти - например, Cubic Player 1.6 и выше, Omega Player, AMP, AWEMP, AWEMod, AWEPlay; они позволяют также использовать эффект-процессор EMU8000. Однако все эти проигрыватели непосредственно загружают самплы в ОЗУ синтезатора, не делая предобработки эквалайзером, поэтому при проигрывании цифровой эквалайзер EMU значительно поднимает частоты 3..4 кГц и звучание заметно искажается.

Стандартный набор для AWE в Win95 содержит только сами драйверы и DLL поддержки; AWE Control Panel, Creative Mixer и прочее обеспечение устанавливается отдельно и обычно поставляется в комплекте Retail-упаковок. С OEM-упаковками может поставляться ограниченный набор программ, либо только драйверы.

Эти параметры регулируются только в Creative Mixer, и находятся в системном меню его окна, вызываемом щелком левой кнопки на иконке окна. Если окно отображено без заголовка - системное меню вызывается щелчком правой кнопки на любом месте окна микшера, свободном от органов управления.

Регулировка тембров и Input/Output Gain доступна только картах на микросхемах CT1745 и CT2502.

Сравнительно просто это можно сделать только на PnP-картах - для этого нужно после установки комплекта обеспечения от AWE64 вручную заменить в Win95 драйверы "Creative Sound Blaster 16 Plug and Play" и "Creative Advanced Wave Effect Synthesis" на такие же, но "AWE64 ... (SB16/AWE32 Compatible)", разрешив отображение полного списка устройств и выбрав последние из списка под маркой "Creative". WS/WG рассчитан на работу именно с этими драйверами (по PnP-коду модели и названию в Registry, поскольку в любом случае используется один и тот же файл драйвера).

Для не-PnP карт проще установить специальную версию WS/WG, рассчитанную на пользователей карт прежних выпусков.

Собственный сайт Creative Labs. В подкаталогах drivers и patches каталога /pub/creative на ftp сервере можно найти свежие версии драйверов (в частности - SBW95UP).

Первичное описание EMU8000 содержится в пакете ADIP (AWE Developer's Information Pack) версий 3.01 и выше. Также в этом пакете описан интерфейс AWE Manager и примеры программ, работающих с ним:

Пример программирования AWE - проигрыватель трекерных модулей Omega Player, распространяемый с исходными текстами.

Прочие страницы, посвященные AWE:

Евгений Музыченко, 2:5000/14@FidoNet

Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения автора.