Computer Audio Adapters

単体サウンドカードは、統合型オーディオの普及と高品質化により、市場が縮小しつつあるカテゴリーです。かつてサウンドカードを専門としていた企業の多くの中で、現在も小売市場で重要な存在感を維持しているのは、Creative Labs、M-AUDIO、Voyetra/Turtle Beachのみです。

図 12-1 M-AUDIO Revolution 5.1（左）および 7.1 サウンドカード

それでも、単体サウンドカードには依然として需要があります。ゲーマーは、EAXのようなゲーム用オーディオ規格のハードウェアアクセラレーションなど、統合型オーディオでは利用できない機能を提供できることや、基板上のプロセッサがシステムメインプロセッサのオーディオデータストリーム処理の負荷を軽減してくれるという理由で使用します。オーディオファンは、優れたサウンドカードが最高レベルの統合型オーディオよりもさらに良い音質を提供するため使用します。また、アップグレードを目的とするユーザーは、安価なサウンドカードを追加することで、一部の古いマザーボードの統合型オーディオにはないサラウンドサウンドのような機能を手軽に追加できるため使用します。図 12-1は、ゲーマーとオーディオファンの両方の間で人気（かつ優秀）な選択肢となっているM-AUDIO Revolutionサウンドカードのペアを示しています。

CREATIVE LABS 対 M-AUDIO

一般的かつ我々も同意する見解として、Creative Labsのサウンドカードはゲームには最適ですが、音質は最高ではありません。逆にM-AUDIOのサウンドカードは音質が素晴らしいものの、ゲームサポートはわずかに劣ります。したがって、熱心なゲーマーであればCreative Labsのモデルを、オーディオファンであればM-AUDIOのモデルを選ぶことをおすすめします。ゲーマーでありオーディオファンでもあるなら、どちらを選んでも失望することはないでしょう。

オーディオアダプタの主な機能は、PCからデジタルデータストリームを受け取り、スピーカーやヘッドフォンで再生可能なアナログオーディオ信号に変換する再生機能です。ほとんどのオーディオアダプタは逆の処理、つまりアナログオーディオ信号を受け取り、PCに保存可能なデジタルデータストリームに変換することも可能です。オーディオアダプタは、これらの機能を提供するために以下のコンポーネントを使用します。

オーディオアダプタには、2つのステレオチャンネルそれぞれに対して少なくとも1つの『デジタル-アナログコンバータ』（『DAC』）と1つの『アナログ-デジタルコンバータ』（『ADC』）が搭載されており、さらに追加のオーディオチャンネルごとに少なくとも1つのDACが搭載されています。（多くのオーディオアダプタは5、6、7、または8チャンネルを出力できますが、2チャンネルのステレオサウンドを超える録音ができるものはほとんどありません。）DACは、デジタルオーディオストリームをLine-outポートへ送られるアナログオーディオに変換します。ADCは、Line-inまたはマイクポートから受信したアナログサウンドをデジタル化します。オーディオアダプタでサポートされる最高品質のCDオーディオは、一般的に16ビットの解像度を必要とします。より高品質なオーディオアダプタで使用されるコンバータは、通常18ビットや20ビットといったより高い解像度をサポートします。高価なカードの中には、録音と再生の両方に24ビット以上の解像度を使用するものもあります。解像度はDACとADCの間で異なる場合があります。例えば、18ビットのDACと20ビットのADCを使用するカードなどです。内部解像度は、DAC/ADCでサポートされるものよりも高い、24ビットや32ビットであることが一般的です。

『サンプルレートジェネレータ』は、PCの制御下でコンバータ用のクロックを提供します。任意または連続可変のサンプルレートを使用することを妨げるものはありませんが、ほとんどのサンプルレートジェネレータは離散的なサンプルレートをサポートしており、これらは通常44,100 Hzや48,000 Hzの偶数分数になっています。サンプルレートジェネレータは、48,000、44,100、32,000、24,000、22,050、12,000、11,025、および8,000 Hzのサンプルレートをサポートする場合があります。多くのオーディオアダプタは、録音と再生で異なるレートをサポートしています。例えば、カードが再生レートとして48,000、44,100、22,050、11,025、および8,000 Hzをサポートしていても、録音は44,100 Hzでしか行えない場合があります。ハイエンドのカードでは、ドルビーデジタル5.1モードで最大96 KHz、ステレオモードで192 KHzのサンプリングレートをサポートするものもあります。

サンプリングレートと解像度

『サンプリング』とは、オーディオストリームのような連続的に変化するアナログソースを離散的なデジタルデータに変換するプロセスです。サンプリングはアナログソースストリームの「スナップショット」を撮影し、それらをデジタル化して全体を表現します。『解像度』は各スナップショットでキャプチャされるデータ量をビット単位で指定するもので、『サンプルサイズ』と呼ばれることもあります。サンプルサイズが大きいほどオーディオストリームに関する多くのデータがキャプチャされ、忠実度が高くなります。『サンプリングレート』はサンプルがキャプチャされる頻度を指定するもので、ヘルツ（Hz）またはキロヘルツ（KHz）で指定されます。サンプリングレートが高いほどより多くのデータがキャプチャされ、同様に忠実度が高くなります。CD-DAオーディオは、44,100 Hzの16ビット解像度でステレオサンプリングされます。音声のみのサンプリングは、多くの場合、より低い解像度とサンプリングレートで行われます。例えば、モノラル8ビット、8,000 Hzのサンプルは、デジタルファイルサイズを大幅に小さくします。

『プロセッサ』（『サウンドジェネレータ』や『シンセシスエンジン』とも呼ばれます）は、一般的なオーディオ処理タスクを実行し、MIDI入力からアナログ出力を生成します。これはウェーブテーブルサンプルを読み取り、補間し、組み合わせてMIDI命令によって表現される複合オーディオ波形を作成することで行われます。ほとんどのオーディオアダプタは、E-mu SystemsのEMU10K1やEMU10K2、あるいはCrystal/Cirrus LogicのCS4630やCS8420のようなカスタムの『デジタル信号プロセッサ』（『DSP』）を使用します。使用されるプロセッサは、オーディオアダプタがサポートするMIDIチャンネル数、ボイス数、ハードウェアアクセラレーションされたサウンドストリーム数など、オーディオアダプタのいくつかの主要な機能を直接的または間接的に決定します。DSPは、リバーブやコーラスエフェクト、テキスト読み上げ処理、圧縮など、ハードウェアにおける有用な補助機能を提供します。DSPはプログラム可能であるため、DSPベースのオーディオアダプタの中には、FAXモデムや留守番電話機能といった関連機能をサポートするものもあります。

MIDIとは何ですか？

サウンドファイルには2種類あります。『波形オーディオファイル』（単に『サウンドファイル』とも呼ばれます）は、直接再生可能な実際のバイナリオーディオデータを保存します。一般的な波形オーディオファイル形式には.wav、.mp3、.oggがあります。『MIDI』（『Musical Instrument Digital Interface』）『ファイル』は、オーディオアダプタがその場で合成オーディオを作成するために使用する命令を保存します。ウェーブテーブルサンプルやその他の手法を用いて、より自然に近い音楽を生成します。MIDIシンセシスは、一般的にゲームやその他のアプリケーション向けの音楽、効果音、その他のオーディオを生成するために使用されます。

オーディオアダプタは通常、以下のコネクタを備えています：

『Line-out』は、ラインレベル（増幅なし）のステレオ出力であり、アンプ内蔵スピーカー、ヘッドフォン、ホームオーディオ機器、またはレコーダーのライン入力に接続するためのものです。ほとんどのオーディオアダプタは1つのステレオLine-outポートを備えていますが、左右個別に指定された2つのモノラルLine-outポートを備えているものもあります。4つのスピーカーをサポートするオーディオアダプタには、通常フロントスピーカー用とリアスピーカー用にそれぞれ1つずつ、合計2つのステレオLine-outポートがあります。サラウンドサウンドをサポートするオーディオアダプタは、6つまたは8つのスピーカーをサポートするために3つまたは4つのLine-outコネクタを備えている場合があります。Line-outの標準的な色分けはライム（黄緑）ですが、メーカーはこの色分けやその他の色分けにおいて、正確な色合いにはほとんど注意を払わないことがよくあります。カードのブラケットに通常刻印されている標準アイコンは、3つの同心円セグメント（オーディオの振動を表す）で、中央に外向きの矢印が配置されています。

『Line-in』は、CDプレーヤーやVCRなどの外部アナログオーディオソースのLine-outに接続するためのラインレベルのステレオ入力です。一部のマイクもLine-inに接続できます。標準的な色はライトブルーです。標準アイコンはLine-outと同じですが、矢印の先端が中央を向いています。

『マイク入力』（『Mic』とラベル付けされることもあります）は、音声録音用の安価なマイクをサポートするモノラル入力です。標準的な色はピンクですが、赤が一般的に使用されることもあり、標準アイコンはマイクに似ています。

Ron Morseからのアドバイス

Line-inコネクタに直接接続すべきマイクは、内蔵プリアンプを備えたものだけです。一般的に、マイクに電池が必要な場合はLine-inに接続し、それ以外の場合は「マイク」端子に接続します。

『サブウーファー』は、電源付きサブウーファーに接続するためのラインレベルのモノラル出力であり、『LFE』（『低周波エミッタ』）と呼ばれることもあります。標準的な色はオレンジです。

『Sony-Philips Digital InterFace』（『S/PDIF』）は、オーディオアダプタとS/PDIFジャックを備えた外部デバイス間を直接デジタル接続するRCA同軸ジャックまたは光ジャックです。S/PDIFはほとんどのハイエンドオーディオアダプタの標準機能であり、ミッドレンジのオーディオアダプタではオプションの場合があります。一部のオーディオアダプタにはS/PDIF入力ポートと出力ポートの両方がありますが、S/PDIF出力のみのものもあります。オーディオアダプタの拡張ブラケット上のスペースが限られているため、S/PDIFポートはオーディオアダプタ上のヘッダーコネクタとして存在し、そこから延長ケーブルを介してS/PDIFコネクタを備えた別のブラケットへ接続されることがよくあります。一部のオーディオアダプタは、S/PDIFコネクタ、Line-inコネクタ、MIDIコネクタを備えたリモートヘッドにオーディオアダプタを接続する専用コネクタを使用しています。

図 12-2は、プレミアムサウンドカードの典型であるM-AUDIO Revolution 7.1のオーディオコネクタを示しています。左から順に、同軸S/PDIFジャック、マイク入力、Line-in、そしてこのカードでサポートされる8つのスピーカーを接続するための4つのLine-outジャックが並んでいます。

図 12-2：M-AUDIO Revolution 7.1 オーディオコネクタ

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