Общее описание Идея создания виртуального звукового кабеля возникла вскоре после появления программ для создания и обработки цифрового звука - виртуальные генераторы звуковых сигналов, синтезаторы музыкальных тембров, ритм-машины, эквалайзеры, компрессоры/экспандеры, процессоры эффектов и т.п. Поначалу каждая из этих программ была автономной: получала звуковой сигнал непосредственно со входа звукового адаптера или из звукового файла и выводила результат на выход адаптера или в другой звуковой файл. Такой подход позволял использовать программы на любом компьютере, имеющем звуковой адаптер, однако имел три основных недостатка:
* Отсутствие универсальности. Несколько программ не могли быть соединены в цепочку, как это делается в студии или даже дома, в случае блочной аппаратуры (проигрыватель, предварительный усилитель, эквалайзер, усилитель мощности и т.п.). Таким образом, каждая программа представляла собой «моноблок» с определенным набором функций, расширить который было довольно сложно.
* Потеря качества при работе в реальном времени. Запись результатов работы с выхода звукового адаптера при работе программы в реальном времени неминуемо влекла потерю качества исходного цифрового звука при преобразовании его в аналоговую форму. Чтобы сохранить качество сигнала неизменным, требовался адаптер с цифровым интерфейсом вместе с цифровым же магнитофоном (ценой порядка 1000 долл.).
* Ограничение оперативности при работе в режиме записи. Некоторые программы позволяли записывать результаты в звуковой файл на диске, и тогда никаких потерь качества не происходило. Однако при этом терялась возможность оперативного управления параметрами звука, и прослушать созданный фрагмент можно было лишь после завершения его записи на диск.
Программа Virtual Audio Cable позволяет практически полностью решить все эти проблемы, организуя в системе компьютерный вариант обычного звукового соединительного кабеля, которым подключаются друг к другу блоки звуковой аппаратуры - бытовой или студийной. Можно сказать, она эмулирует набор звуковых адаптеров, у каждого из которых вход и выход намертво соединены изнутри.
Назначение программы
* Соединение нескольких звуковых программ в цепочку так, что каждая очередная программа получает звук непосредственно от предыдущей, без каких-либо промежуточных устройств или операций.
* Передача цифрового звука в неизменном виде, без какой-либо потери качества звучания.
* Сохранение в неизменном цифровом виде звукового сигнала, созданного программами, позволяющими только проигрывать сигнал в реальном времени на звуковой адаптер.
* Смешивание звуковых сигналов от различных программ, подсоединенных к одному концу кабеля.
* Размножение звукового сигнала, передаваемого по кабелю, для передачи нескольким программам одновременно.
Устройство и работа программы
Виртуальный звуковой кабель VAC представляет собой звуковой (Wave) драйвер Windows, создающий в системе два звуковых устройства (порта): Virtual Cable n In и Virtual Cable n Out, где n - номер кабеля начиная с 1. К каждому из портов может быть присоединено любое количество приложений (клиентов); эта возможность в зарубежных документах носит название multi-client feature. Звуковые сигналы, выводимые приложениями в порт Out, смешиваются в единый сигнал, который затем передается всем приложениям, извлекающим звук из порта In. От приложений требуется лишь умение работать со стандартными Wave-устройствами Windows - и ничего больше.
В Windows 9x/Me VAC создает для каждого кабеля порт вывода DirectSound, доступный через соответствующие интерфейсы и работающий параллельно с обычным выводным портом (Wave Out). Ввиду несовершенства реализации подсистемы DirectSound в Windows отсутствует возможность корректно предотвратить эмуляцию Wave-устройств подсистемой, в связи с чем в списке устройств DirectSound одновременно присутствуют и «родные» устройства VAC, и эмулируемые. Разумеется, при работе следует выбирать «родные» порты, имеющие суффикс (DirectSound).
VAC смешивает звуковые сигналы с насыщением (saturation), называемым также клипированием (clipping - обрезание), что позволяет избежать заметных искажений в результате превышения максимальной амплитуды полученного сигнала.
Смешивание и передача звуковых данных выполняются внутри VAC строго равномерно, по событиям (прерываниям) от системного таймера, с тем чтобы каждое виртуальное устройство работало, как реальное, обеспечивая заданную скорость звукового потока. По каждому прерыванию передается блок определенного размера, зависящего от интервала между таймерными прерываниями (latency). Минимальный интервал - 1 миллисекунда - обеспечивает наиболее плавную передачу потока, однако на «слабых» компьютерах может привести к чрезмерным накладным расходам.
Проводя аналогию с «железными» звуковыми устройствами, необходимо напомнить, что каждое из них имеет входы и выходы, которые соединяются между собой межблочными кабелями. Обычные звуковые кабели, как правило, симметричны, хотя некоторые допускают включение только в одном направлении, когда у кабеля тоже есть вход и выход. Выход устройства соединяется со входом кабеля, а выход кабеля - со входом следующего устройства и т.д.
Точно так же у каждой программы обработки звука, взаимодействующей со звуковым адаптером, могут быть вход и выход. Путем выбора устройства записи (Wave In) вход программы соединяется с выходом АЦП нужного звукового адаптера, а путем выбора устройства воспроизведения (Wave Out) ее выход подключается ко входу ЦАП того же или другого адаптера. Здесь налицо определенная путаница в терминах, поскольку в Windows мультимедийные устройства классифицируются не по входам-выходам, а по портам ввода-вывода. Понятно, что порт ввода (In) - это на самом деле выход устройства, обращенный внутрь системы, а порт вывода (Out) - такой же обращенный внутрь системы вход. Звук, поданный, например, на внешний линейный вход адаптера (Line In), преобразуется АЦП в цифровую форму и передается адаптером во внутренний порт ввода, а цифровой звук, переданный программой во внутренний порт вывода, преобразуется в аналоговую форму в ЦАП, после чего выводится на внешний выход (Line Out или Speaker Out).
Поскольку VAC является цифровым кабелем, он передает на свой выход звуковые данные именно в том формате (сочетании частоты дискретизации, разрядности отсчета и количества каналов), в каком они получены от источника звука. Это означает, что пока один конец кабеля (порт In или Out) открыт в каком-либо формате, другой может быть открыт только в точно таком же формате. Преобразования форматов при передаче VAC не выполняет.
Для того чтобы можно было подключать к кабелю не только программы, но и сами звуковые адаптеры, в комплект VAC входит программа Audio Repeater (звуковой повторитель). Она делает то же, что и драйвер VAC, но наоборот - передает звуковой поток от одного устройства Wave In к другому устройству Wave Out. Повторитель полезен для контроля сигнала, передаваемого по кабелю, или для
«раздачи» сигнала от звукового адаптера нескольким программам обработки. Повторитель обычно включается между кабелем и звуковым адаптером - с входного или выходного конца кабеля.
Таким образом, с помощью VAC можно соединить в цепочку несколько обычных звуковых программ, передавая звук от одной к другой в цифровом виде, без преобразования, при этом совершенно не теряя качества звука. Единственной проблемой здесь являются задержки, неминуемо возникающие из-за буферизации звуковых данных в каждой из программ. На качество звука это никак не влияет, но при наличии в цепочке более двух-трех программ затрудняет управление звуком в реальном времени.
Когда один из концов кабеля свободен (не имеет присоединенной программы), он ведет себя как обычный провод. Звук, выводимый в порт Out, теряется, а из порта In вводится абсолютная тишина.
Пример использования:
Предположим, что в системе имеется один виртуальный кабель с портами Virtual Cable 1 In и Virtual Cable 1 Out. Необходимо записать результат работы некоей программы, которая не предлагает возможности выбора звукового устройства, а выводит звук исключительно на стандартное системное устройство (Wave Mapper).
Открываем Панель управления, там - панель Мультимедиа. В закладке Аудио выбираем устройство воспроизведения Virtual Cable 1 Out. После этого пропадает значок регулятора громкости из панели задач - этого пугаться не нужно, так как VAC не имеет собственного микшера.
Запускаем любую программу цифровой записи (Sound Forge, Cool Edit, Gold Wave, WaveLab) и выбираем в списке устройств записи Virtual Cable 1 In. Если формат цифрового звука программы, результат которой нам необходим, заранее известен (например, 44100/16/стерео), - сразу устанавливаем его в программе записи. Иначе запускается «играющая» программа и производится подбор в программе записи нужного формата из числа стандартных. Как только запись включилась - формат подобран верно.
Наконец, включаем запись, стартуем «играющую» программу сначала, записываем фрагмент, выключаем запись. Если в процессе записи необходимо слушать звук, проходящий по кабелю - запускаем Audio Repeater, выбираем устройством ввода Virtual Cable 1 In, а устройством вывода - реальный звуковой адаптер, выставляем формат, нажимаем Start. Повторитель снимает с выхода кабеля копию звукового потока и отправляет «железному» адаптеру, не влияя на процесс записи.
По завершении работы рекомендуется вернуть реальному адаптеру статус стандартного системного устройства в панели Мультимедиа, иначе все звуки, отправляемые по кабелю, будут теряться, поскольку к выходу кабеля ничего не подключено. |
