Raio-X - Placas de Som

As placas de som são os dispositivos responsáveis por receber e enviar sinais de áudio. Na verdade, antes mesmo da chegada delas, os PCs já reproduziam alguns sons através de um pequeno alto-falante presente nos gabinetes, mas os sons eram muito precários e apenas era possível criar beeps com durações diferentes e volume constante.

Auto-Falantes - Antigo (Esquerda) e moderno (Direita)

Inicialmente o papel desse pequeno alto-falante era apenas informar se todos os dispositivos estavam funcionando bem quando o computador era ligado. Se tudo estivesse bem, um bip curto era produzido. Caso contrário, bips de durações diferentes eram ouvidos, processo esse que acontece até nos computadores mais modernos.

Com o passar dos anos, alguns joguinhos começaram a reproduzir sons através desse alto-falante, mas, como já foi citado, a limitação era grande e ouvindo esses sons nos dias de hoje é praticamente impossível não achá-los irritantes. Para dar mais poder de execução ao áudio, foram criadas as placas de som, que possuem amplificadores de sinal, processadores dedicados a reproduzir sons e a possibilidade de se entrar com áudio nos PCs usando microfones ou através da entrada auxiliar.


Placa de Som PCI

Placa de Som PCI da Creative

As placas de som recebem sinais digitais de áudio que são processados no PC, ou seja, recebe "zeros" e "uns" e precisa convertê-los em sinais analógicos para que possamos ouvi-los. Para isso ela usa conversores digitais/analógicos. Para fazer o processo inverso, ou seja, converter sons que dizemos em microfones em sinais digitais, ela usa um conversor analógico/digital. Junto com os conversores de sinal, as placas de som possuem mais dois componentes fundamentais, que são o conector de interface com a placa-mãe e os conectores para comunicação com caixas de som, microfone e dispositivos auxiliares.


Componentes básicos de uma placa de som

Componentes básicos de uma placa de som


Para se criar arquivos de áudio, as placas fazem várias análises da onda analógica e armazenam esses dados, como se fosse uma tabela ou um gráfico. Esse “banco de dados” com informações sobre a onda é chamado de taxa de amostragem. Quanto mais dados a placa consegue armazenar por segundo, melhor será a qualidade do som armazenado. Podemos dizer que a taxa de amostragem é semelhante aos frames das placas de vídeo. Quanto mais frames, melhor a imagem. Quanto mais dados na taxa de amostragem, melhor o som.

A unidade de tempo padrão usada para comparar taxas de amostragem é o segundo e, assim como tudo o que é medido em intervalos de tempo de um segundo, podemos expressar seu resultado em Hertz. Apenas como referência, um CD possui taxa de amostragem de 44.100Hz ou 44.1KHz.

Mas a taxa de amostragem não é a única informação que devemos analisar quando o assunto em questão forem os arquivos de áudio. Além dela, temos que nos atentar também para a resolução e o bit rate.

A resolução de uma placa é medida em bits, mas é preciso tomar cuidado ao nos depararmos com esse termo nas placas de som, já que ouvir que "determinada placa de som tem 64 ou 128 bits" é relativamente comum, mas isso está errado. O que acontece é: a placa de som, quando vai iniciar o processo de gravação de uma música em um estúdio, por exemplo, recebe os sinais analógicos provenientes dos equipamentos musicais e precisa convertê-los em sinais digitais. Se o objetivo for adaptar esse sinal ao padrão usado nos CDs, portanto, 44.1KHz e 16Bits, ela precisará analisar 44.100 amostras desse sinal em um segundo e armazenar cada uma delas em um número de 16 Bits. Isso já nos dá uma qualidade sonora muito grande, mas é evidente que existem mais "tipos" de sons do que os que são capazes de serem armazenados dentro desse limite.

Se o som que precisa ser armazenado não "cabe" neste intervalo, isso pode fazer com que a placa tenha que "transformar" um determinado som que está vindo de algum instrumento em outro diferente, próximo a ele. É evidente que isso seria praticamente imperceptível, já que a quantidade de informação que pode ser armazenada dentro desse intervalo é muito grande, mas para trabalhos mais profissionais isso era um problema. Para contorná-lo foram criadas placas de 24 bits, elevando a quantidade de “tipos” de som que se pode armazenar e reproduzir para 16.777.216.

Bom, mas aí surge uma pergunta óbvia: e as placas de 32, 64 e 128 Bits? Será que elas armazenam números de até 128 Bits de informações para reproduzir freqüências de som? A resposta é não. A máxima resolução encontrada em placas de som é 24 Bits e elas já são um exagero que só se justifica para trabalhos profissionais e de alta precisão. Para entendermos o porquê de existirem placas rotuladas com 32, 64 e 128Bits é necessário falarmos primeiro sobre dois termos, que são o sintetizador de freqüência modulada e o wave table.


Sintetizador FM

Sintetizador FM


O sintetizador de freqüência modulada une as várias ondas que compõem um som, ou seja, ele captura várias ondas e as transforma em algo audível. Para tornar mais claro o entendimento, imagine um bolo de aniversário. Ele é composto de vários ingredientes, mas depois que tudo está pronto só podemos enxergar o bolo e não mais os ingredientes separados. Com o som acontece o mesmo. Os sons que nós escutamos são uma fusão de várias ondas e uni-las é papel do sintetizador.

O problema é que o sintetizador FM contido nas placas possui um número limitado de ondas (ingredientes) para trabalhar e, a partir da fusão delas, criar os sons. Isso faz com que alguns tipos de som, principalmente os que imitam instrumentos musicais, sejam criados com baixa qualidade. Qualquer pessoa parcialmente atenta consegue distinguir o som “artificial”, produzido por um sintetizador FM de um original do mesmo instrumento.

A única maneira de solucionar isso era aumentando o número de “ingredientes” para que se pudesse criar uma gama maior de sons e é aí que entra em ação a wave table.


Wave Table é uma tabela de sons criados a partir de notas de instrumentos musicais reais. Essas notas são gravadas em uma memória ROM contida na própria placa de som. Essas notas são gravadas em uma espécie de matriz. A placa sabe que quando precisar reproduzir a nota A do instrumento B, isso está gravado na posição X,Y da memória. Então ela simplesmente lê essa informação e a reproduz.


Wavetable ENSONIQ

Wavetable ENSONIQ

Para resumir, sintetizadores FM reproduzem sons “artificiais”, criados pelo próprio computador. Sintetizadores Wave Table reproduzem sons reais gravados em um chip. Os jogos mais modernos seguem a seguinte regra: sons de explosões, ruídos de motores, vento, pancadas e sons semelhantes são processados pelo sintetizador FM. Músicas e vozes são processadas pelo sintetizador Wave Table.

As primeiras placas a possuírem o wave table foram as Creative Sound Blaster AWE32. A sigla AWE, que acompanha essa família de placas, quer dizer Advanced Wave Effects e nesse caso o número 32 indica que essa placa é capaz de reproduzir sons de até 32 instrumentos diferentes ao mesmo tempo ou reproduzir 32 notas diferentes, ainda que de um mesmo instrumento. Ou seja, a placa de som Sound Blaster AWE32 não é de 32Bits, mas sim de 16, só que ela é capaz de reproduzir 32 notas diferentes ao mesmo tempo, característica essa que recebe o nome de polifonia.

Essa mesma regra vale para as placas AWE 64, 128, 256 e 512. Todas possuem resolução de 16Bits, mas seus sintetizadores vão se tornando mais realistas conforme o número que as acompanha vai aumentando. Como já foi citado, existem placas com resolução maior que 16 Bits, que são as de 20 e 24Bits, mas são extremamente caras e utilizadas somente por profissionais da área de edição de áudio. Abaixo podemos ver uma placa de 24Bits, da Creative:


Creative Sound Blaster Recon3D Fatal1ty Champion

Creative Sound Blaster Recon3D Fatal1ty Champion


Para que fique fácil guardar tudo o que foi falado sobre resolução de placas de som, basta lembrar que qualquer número acima do 16 (desde que não seja 20 ou 24) se refere ao sintetizador da placa e não tem qualquer ligação com sua resolução.

Bit Rate

Para encerrar, vamos explicar o que é Bit Rate, terceiro e último item importante que compõe um arquivo digital, como uma música em formato MP3, por exemplo.

O bit rate mede a quantidade de bits por segundo que fará parte de um arquivo. Talvez um termo que expresse bem o bitrate seria dizer que ele mede a “densidade de dados” contida num arquivo.

Você pode criar, por exemplo, um arquivo MP3 de 5 minutos com bitrate de 96Kbps, ou seja, 96000 bytes por segundo. Isso quer dizer que para cada segundo de música serão armazenados 96Kbytes de informações sobre ela. Se você criar o mesmo arquivo MP3 com bitrate de 320Kbps ele terá muito mais informações por segundo sobre essa música. Isso quer dizer que ela terá mais qualidade, pois mais detalhes sobre ela estarão guardados.

Apenas por curiosidade, um arquivo com 96Kbytes/segundo de bitrate possui qualidade semelhante a de uma ligação telefônica e um de 320Kbytes/segundo se equivale ao padrão de qualidade de um CD. Em geral, os arquivos MP3 espalhados pela internet possuem bitrate entre 128 e 160Kbytes/segundo e ainda assim os consideramos com boa qualidade. Isso acontece pois, abaixo de 128 começa a ser fácil notar que as músicas estão perdendo qualidade, e acima de 160 é preciso muita atenção para notar os ganhos, então os programas de conversão normalmente utilizam como padrão valores entre 128 e 160Kbytes/segundo, pois nessa faixa se consegue uma boa qualidade por um arquivo final de tamanho pequeno, afinal de contas, não existem milagres por aqui. Quanto maior o bitrate, maior será o tamanho do seu arquivo.

Entendendo os canais de áudio

Um termo também bastante comum quando o assunto é equipamentos de áudio são os canais. Um canal de áudio pode ser definido como uma fonte independente de som. Durante muitos anos os aparelhos reproduziram apenas um canal. Esse era o som conhecido como monofônico ou simplesmente mono. Depois surgiram os aparelhos com reprodução em dois canais, que ficaram conhecidos como estereofônicos, ou estéreo (stereo, em inglês). Esse tipo de som possui dois canais independentes (direito e esquerdo). Essa gravação é muito mais realista que a monofônica e isso se explica, segundo especialistas na área, pelo fato de termos dois ouvidos e por isso existe quase uma necessidade de se dividir o som em pelo menos dois canais.

O som estéreo também reinou absoluto por muitos anos entre as tecnologias de áudio, mas com a chegada da reprodução multicanal ele perdeu espaço. A tecnologia multicanal engloba toda reprodução a partir de 3 canais. Essa tecnologia, também conhecida como som 3D, permite que o ouvinte se sinta fazendo parte do ambiente onde o som está sendo gerado. Em reproduções de áudio de filmes a partir de 6 canais, existe uma forte sensação de que estamos interagindo com a cena, já que estamos cercados por alto-falantes e eles possuem independência e sincronismo na reproução.

Sistema de som de 8 canais (7.1)

Sistema de som de 8 canais (7.1)

É isso. Agora você já sabe como funcionam as placas de som e seus principais componentes.


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