Программный звук против аппаратного. О суррогатах от Creative

"Встроенные" X-Fi, XtremeAudio и прочие поделки в играх

   В последнее время в Creative успели существенно нарастить сферу применения софтовой версии X-Fi. То, что началось с одной-единственной карты, XtremeAudio, сейчас используется и с гарнитурами и с внешними USB-устройствами и даже устанавливается на встроенные кодеки под названием X-Fi MB. Последний вариант чаще всего встречается на топовых платах Gigabyte или в виде отдельной платки Supreme FX X-Fi в комплекте с материнскими платами ASUS.
Во всех этих случаях слой программной обработки и звуковые движки устанавливаются поверх драйвера основного устройства. Это происходит прозрачно для пользователя в случае устройств Creative, но заметно на встроенных кодеках, на которые подобный комплект ставится в два этапа: драйвера кодека, а затем X-Fi MB. Таким образом, сам пакет везде одинаков, отличия имеются только на уровне файлов лицензирования и активации.
Почему я все это пишу? Да потому что есть нормальные аппаратные X-Fi со своим аудиопроцессором и в Creative их до сих пор не забыли, время от времени обновляя линейку. Проблема же состоит в том, что большинство пользователей твердо уверены, что разница между программной и аппаратной реализацией только в загрузке процессора, которая их давно не беспокоит. Некоторые попродвинутей знают, что программная реализация ограничена EAX 4, тогда как аппаратная имеет и пятую версию, но не считают это важным под предлогом того, что игр с EAX 5 весьма мало (в чем они правы).
В действительности же современные процессоры попросту не созрели для того, чтобы с хорошим качеством в реальном времени производить все необходимые для игрового звука манипуляции над десятками звуковых семплов одновременно. Кто-то может возразить, что топовые современные CPU в 4-6 раз мощнее X-Fi. Но это подсчитано на примитивных операциях сложения, в то время как в обработке звука используются довольно специфичные алгоритмы, которые в рамках узкоспециализированной архитектуры оптимизируются гораздо проще, чем на x86. Достаточно вспомнить, что в 2002-2003 годах топовые процессоры были мощнее аудиопроцессора Audigy (предшественник X-Fi представленный в топовой линейке Creative тех времен) в 15-20 раз. И даже в таких условиях Audigy легко опережал по качеству игрового звука любые программные решения.
На этом я заканчиваю слегка затянувшуюся вводную часть и перехожу к наглядной демонстрации. Методика простая. Все настройки звуковых устройств стоят по умолчанию. Звук писался со входа What U Hear, на нем присутствует сигнал в том виде, в каком он попадает на ЦАП. Таким образом, в роликах не отражена разница в уровне преобразователей, вся присутствующая разница в звуке обязана своим существованием исключительно разнице в обработке звука программной и аппаратной версий X-Fi. Выбраны две наиболее показательные игры. Показательные не потому, что разница там по какой-то причине слышна сильнее, а по используемым самой игрой возможностям. Очень важно не отключать HD-видео, а смотреть в максимальном качестве, т.к. битрейт картинки и звука связаны.
Doom 3 в программном и аппаратном исполнении. Игра использует наспех прикрученный патчем EAX 4 (а по реально задействованным фичам скорее EAX 2.5). За что и была выбрана, ее нельзя обвинить в заточке под аппаратный Creative или наличии поддержки недоступных в программной реализации функций. Здесь в программной реализации в первую очередь заметны существенные искажения звука на высоких частотах, а также явная завышенность уровня, неестественность и вообще низкое качество имитации изменения звука в зависимости от помещений (это как раз и есть EAX). Кстати, на всех программных картах любых производителей именно верхние частоты начиная уже с 5 кГц страдают сильнее всего. Вызвано это тем, что чем ближе звук к максимуму текущей опорной частоты (при частоте 44 кГц максимумом является 22, т.е. в 2 раза меньше), тем сложнее его обработать качественно, т.к. нужно все больше и больше наращивать степень интерполяции, потребность в вычислительных ресурсах растет в геометрической прогрессии. Аппаратный X-Fi из-за заложенных в его архитектуру особенностей может позволить себе не только высокие степени, но и работу в игровом режиме с постоянной опорной частотой в 96 кГц для всех 128 потоков. И если вдруг кто-то из гордых пользователей встроенного звука решил сейчас проверить эту старинную игру у себя, то могу сразу подтвердить впечатления. Да, на чистом встроенном звуке без надстроек из-за отсутствия попыток изобразить какие-то эффекты звук в итоге заметно лучше, чем на программном X-Fi. Здесь выложена запись этого же фрагмента игры с использованием встроенного аудиодвижка, который используется игрой на встроенном звуке. Ситуация повторяется часто, встроенные кодеки существенно лидируют среди других программных карт по качеству звука в играх, какие бы чудесные технологии не рекламировались на разноцветных коробках. Вернее, чем больше обещают, тем худшего звука следует ожидать. В этом плане хороши профессиональные звуковые интерфейсы, которые никаких игровых эффектов просто не поддерживают. Ну и аппаратные X-Fi, способные их воспроизводить, не вызывая отвращения.
Oblivion в программном и аппаратном исполнении. Эта игра вообще не подозревает о существовании каких-то там непонятных EAX и потому еще более показательна. Очевидно (или может быть "ухослышно"?), что разница имеется и здесь. В программной версии персонажи буквально шепелявят, а удары зачарованным мечом и магией попросту перегружают микшер и звучат неразборчиво, хотя и более басовито, чем на аппаратной версии. Излишняя басовитость, кстати, это еще одна характерная черта любых программных звуковых карт любых производителей. Она исходит напрямую от искажений на высоких частотах. Стремясь сделать их менее заметными производители попросту снижают уровень самого сигнала, "заваливая верха". Аппаратный X-Fi позволяет легко поднять уровень баса или снизить верх без последствий, если кому-то так больше нравится. Чего нельзя сказать о возможности избавиться от неразборчивости верха на программной карте.

Программный звук против аппаратного: эпилог

   В предыдущий раз были рассмотрены основные тенденции в качестве звучания программных решений по обработке игрового звука. Почему и как они в своей основной массе звучат. Тогда сравнение было прямым, аппаратные Creative против своих программных "сородичей".
Сегодня я закрываю небольшой пробел в той записи. Связан тот пробел с отсутствием примеров записей с достаточно популярной линейки звуковых карт ASUS Xonar.
Как и в прошлый раз записано все через What U Hear (для Xonar через аналогичный по назначению Stereo Mix), что исключает влияние различий аналогового тракта карт, вся разница обусловлена только чипом и используемыми алгоритмами обработки. Обе карты переведены в игровой режим, на Xonar включен GX, на X-Fi при необходимости применяется Alchemy. Битрейт картинки и звука в записях связаны, поэтому HD-режим отключать не следует.
Первой игрой снова становится Doom 3 с его наспех подкрученным EAX 4. Запись с аппаратного X-Fi не переделывалась, на всякий случай продублирую ссылку на нее, а заодно и версию с программного X-Fi. А вот так это звучит на Xonar. Здесь необходимо сделать несколько комментариев. В целом, качество звука заметно уступает аппаратному X-Fi и даже встроенному аудиодвижку игры, но чуть комфортнее, чем у программного X-Fi. В действительности программный X-Fi обрабатывает звук чуть качественнее Xonar, но в данном случае на Xonar полностью отсутствуют реверберации EAX, т.е. он производит чуть меньше насилия над звуком. Связано это с тем, что Xonar поддерживает лишь EAX 2, плюс сообщает играм о наличии у него поддержки EAX 5. При этом вызовы к EAX 5 он обрезает до возможностей EAX 2, а о EAX 3 и 4 на этой карте забыли (напоминаю, что Doom 3 использует EAX 4). Ситуация не изменяется уже несколько лет и уже врядли когда-либо будет исправлена. Тем не менее, игра работает в режиме OpenAL и вся обработка переложена на карту, нет только ревербераций EAX, но о несущественности EAX для игрового звука уже было написано.
Второй игрой стал Fallout 3. Игра на обновленной версии движка Oblivion, использованного в предыдущем тестировании. В Fallout 3 куда больше экшена, а потому и услышать отличия проще. Как и в Oblivion, здесь вообще не используется никакой EAX. Запись для Xonar от аппаратного X-Fi отличается главным образом низким качеством верхних и средних частот, сильным провалом верхних частот (вплоть до того, что это уже симулятор сильно простуженного персонажа с заложенными ушами) и непонятно откуда взявшимися реверберациями в местах, где их быть не должно. Откуда берется большинство этих проблем было подробно рассмотрено в предыдущий раз.