Hardware, Tonerzeugungstechniken, Dateiformate
Aufbau einer Soundkarte OPLx-FM-Synthesizer -arbeitet mit FM-Synthese
Wavetable-Synthesizer
-erzeugt Klänge mit Wavetable-Synthese
DSP-Chip
-Digital Signal Processor
-zur Entlastung der CPU, z.B. für Effektberechnungen
AD/DA-Konverter
-Umwandlung analoger in digitale Signale und umgekehrt
-zur Verarbeitung externer Tonquellen und entsprechend zur Ausgabe interner Signale über Lautsprecher
Ein- und Ausgangsbuchsen
-z.B. für Mikrofon-, Lautsprecher- oder Instrumentenanschluß
MIDI/Joystick-Buchsen
-für direkten oder indirekten Ansschluß von MIDI-Devices oder Spielsteuerungen
Techniken zur Klangerzeugung Um die verschiedenen Methoden der Klangerzeugung verstehen zu können, muß man zuerst einmal wissen, was einen Klang charakterisiert. Ein Klang besteht meist nicht nur aus einer Schwingung ( normale Sinuswelle ), sondern aus einem Grundton und Vielfachen dieses Tones ( Vielfache seiner Frequenz ), die diesem überlagert sind. Dadurch entsteht erst die ganz eigene Färbung, die diesen Klang ( Instrument, Stimme usw. ) ausmacht.
Fourier-Synthese Dabei handelt es sich um eine Technik, die wegen ihres Aufwandes in der Praxis nur selten in Reinform angewendet wird. Mit ihr ist eine originalgetreue künstliche Synthese von Klängen möglich ( keine Replizierung, wie beim Sampling ). Durch
mathematisch aufwendige Methoden wird dabei eine generierte Sinuswelle ( Grundton ) mit anderen Sinusschwingungen (Obertöne ) überlagert, um einen bestimmten Klang zu erzeugen.
FM-Synthese FM ( Frequenz Modulation ) ist eine andere und weit verbreitete Klangerzeugungsmethode. Der Ton wird dabei durch
Hintereinanderschaltung zweier Operatoren synthetisiert, wobei der erste Operator f’r die Erzeugung der Obertöne
verantwortlich ist ( Modulator ) und der dahintergeschaltete ( Träger ) den Grundton erzeugt. Ein Operator wiederum besteht
aus einem Phasenmodulator zur Erzeugung der Frequenz des Signales und aus einem Hüllkurvengenerator, der die Frequenz mit
einer Hüllkurve ( Lautstärkekurve ) überlagert.
Diese Technik wird unter anderem vom OPL2-Chip der Soundblaster-kompatiblen Soundkarten angewandt, der gleichzeitig
11 Stimmen erzeugen kann, ebenso vom OPL3-Chip, der mit nun schon 4 Operatoren eine 20-stimmige Polyphonie erreicht.
Additiv-Synthese Die Additiv-Synthese ist nah verwandt mit der Frequenz-Modulation. Abweichend von dieser werden bei ihr die beiden
Operatoren parallel geschaltet und nicht in Reihe. Dadurch klingen die erzeugten Töne künstlicher. Der OPL3-Chip unterstützt
auch diese Synthese-Methode.
Sampling Zur Zeit immer häufiger zur Sounderzeugung angewandt wird das Sampling. Dies zählt nicht zu den eigentlichen
Klangsynthesemethoden, da das Ausgangsmaterial nicht erzeugt, sondern aufgezeichnet wird. Die aufgezeichneten Klänge
können dann bearbeitet werden, z.B. in ihrer Tonhöhe oder in ihrer Lautstärke verändert werden.
Das Verfahren allgemein ist auch unter der Bezeichnung Wavetable-Synthese bekannt.
Sounddateien, Standardformate Hier die gebräuchlichsten Dateiformate für Sounddateien: VOC
Creative Voice File-Format, entworfen von Creative Labs, speziell für den Soundblaster, Standardformat für Digital Audio
unter DOS, von allen Soundkarten unterstützt
CMF
Creative MIDI File-Format, ebenfalls für Soundblaster, MIDI-Datei mit zusätzlichem Header und Instrumentenblock für
Soundblasterinstrumentierung
MOD
Soundtrackerformat vom Amiga, übernommen auf PC, mit verschiedenen Editoren für Soundblasterkarten bearbeitbar
WAV
RIFF WAVE (Resource Interchange Format File, auf Kompatibilität mit anderen Systemen ausgelegt), von Microsoft
entwickeltes Digital Audio-Format für Windows
MID
SMF - Standard MIDI File-Format, Speicherung von Sequenzer- und Instrumentendaten im MIDI-Format, drei Typen
existieren:
Typ0: Aufzeichnung einer Spur möglich Typ1: mehrere Spuren werden hintereinander abgelegt und zeitgleich abgespielt Typ2: Spuren werden hintereinander abgelegt, können aber auch hintereinander abgespielt werden ( mehrere Songs
hintereinander möglich )