Jaki Interfejs Audio wybrać?

Opublikował(a) Maciej Polański / MUSONEO.COM 5 lat temu 137070 unikalnych wyświetleń Brak komentarzy

Tworzysz muzykę? Potrzebujesz interfejsu audio!

Próby wykorzystania nieprzystosowanych do profesjonalnej pracy z dźwiękiem kart dźwiękowych, wbudowanych w komputerowe płyty główne, zwykle kończą się nerwami i rozczarowaniem. Szybko okazuje się, że sterowniki multimedialne (ASIO Multimedia Driver czy MME) – które świetnie sprawdzają się podczas słuchania muzyki czy oglądania filmów – nie wystarczają do wygodnej pracy z dźwiękiem.

Interfejsy audio przeznaczone do profesjonalnej pracy z dźwiękiem wyróżniają się znakomitą dynamiką, dużym odstępem od szumów i dobrą separacją kanałów, a to wszystko przekłada się na bardziej dynamiczny, klarowny dźwięk, większą szczegółowość i lepsze odwzorowanie planów dźwiękowych. Innymi słowy tanie układy wbudowane w laptopy ustępują urządzeniom

wyspecjalizowanym – takim jak interfejsy audio – zarówno pod kątem ilości, jak i jakości torów wejściowych i wyjściowych, w szczególności parametrów przetworników cyfrowo-analogowych i analogowo cyfrowych, które odpowiadają za zamianę odtwarzanego z komputera dźwięku na analogowy oraz rejestrowanego dźwięku, np. gitary, głosu czy syntezatora na cyfrowy strumień zer i jedynek.

Nie chodzi jednak tylko o jakość dźwięku! Zewnętrze interfejsy audio oferują zwykle większą ilość wejść i wyjść, w tym wejścia mikrofonowe i instrumentalne (HiZ, tzw. wysokoimpedancyjne, np. do podłączenia gitary elektrycznej), wygodną regulację głośności oraz bezpieczne połączenie z monitorami studyjnymi – w miejsce chybotliwego „minijacka”. Niemal każdy interfejs audio jest wyposażony także w dobrej klasy wyjście słuchawkowe, do którego można podłączyć profesjonalne słuchawki bez obawy, że dźwięk w nausznikach będzie zbyt cichy, zaszumiony czy zniekształcony w wyniku przesterowania słabej jakości układu wzmacniającego.

Interfejsy audio dostarczane są zawsze z dedykowanymi sterownikami, które pozwalają na przetwarzanie dźwięku w czasie rzeczywistym, tj. z bardzo małym opóźnieniem zwanym latencją (zwykle do 5-10 ms). To pozwala na grę na wirtualnych instrumentach czy wybijanie rytmów za pomocą klawiatur sterujących MIDI lub innych kontrolerów MIDI wyposażonych w pady.

Podsumowując, szumiące wyjście słuchawkowe laptopa zwykle nie nadaje się do podłączenia monitorów odsłuchowych czy nawet konsumenckiego wzmacniacza.

USB, Firewire, Thunderbolt

Obecnie najpopularniejszy jest standard USB 2.0, którego przepustowość na poziomie 480 Mb/s jest teoretycznie dostatecznie duża do przesyłania z i do komputera nawet kilkuset strumieni cyfrowego dźwięku jednocześnie (w zależności od obciążenia danego USB Root Hub i parametrów dźwięku). Przykładowo stereofoniczna ścieżka dźwięku w formacie 24bit/96 kHz wymaga przepływności na poziomie zaledwie 0,3 MB/s. Nie ma zatem powodu, by przechodzić na standard USB 3.0.

Po upowszechnieniu się złącz USB 2.0 a potem 3.0, opracowany przez firmę Apple standard Firewire (pozwalający na przesył danych z prędkością 400Mb/s lub 800Mb/s) niemal całkowicie zniknął nie tylko rynku interfejsów audio, ale także laptopów, a w jego miejsce pojawił się przez znacznie nowocześniejszy i szybszy Thunderbolt. Obecnie jednak tylko kilka firm produkuje interfejsy oparte na złączu Thunderbolt, np. Universal Audio. Większość z nich jest przeznaczona do pracy z komputerami marki Apple. Warto wziąć pod uwagę, że nie wszystkie interfejsy Thunderbolt będą poprawnie pracowały z kartami PCI Thunderbolt przeznaczonymi dla komputerów PC – w tym względzie warto szukać informacji bezpośrednio na stronie internetowej producenta. Warto też zauważyć, że do większości współcześnie produkowanych laptopów nie podłączyły już interfejsów Firewire.

W komputerach stacjonarnych w dużych studiach niekiedy stosuje się karty PCI-X lub PCI-E, do których następnie podłącza się konwertery i moduły we/wy audio. Przepustowość standardu PCI-E sięga nawet 4-8GB/s, a więc wielokrotnie więcej niż kiedykolwiek będziemy potrzebowali.

Większość interfejsów audio dostarczana jest zarówno ze sterownikami ASIO dla komputerów PC, jak i CoreAudio dla komputerów Apple. Są jednak i takie, które przeznaczone są do pracy wyłącznie w środowisku systemu Mac OS X.

Liniowe wejścia i wyjścia symetryczne

Większość profesjonalnych interfejsów jest obecnie wyposażona w symetryczne wyjścia TRS ¼” (zamiast niesymetrycznych TS 1/4”) lub złącza XLR. Te ostatnie są po prostu jeszcze bardziej odporne na uszkodzenia fizyczne. I choć do połączeń możemy wykorzystać już posiadanie niesymetryczne kable gitarowe typu jack-jack, to warto wybrać kable symetryczne. Dlaczego? W kablach niesymetrycznych napięcie występuje pomiędzy masą a pojedynczą żyłą. W kablach symetrycznych sygnał występuje pomiędzy dwiema żyłami, a masa niejako nie bierze udziału w przesyłaniu sygnału. Dlatego kable symetryczne są zdecydowanie bardziej odporne na różnego rodzaju zakłócenia. Im silniejszy sygnał i im krótszy kabel, tym mniejsze znaczenie będzie miało to, czy kabel jest symetryczny czy nie. W warunkach domowych często nie będzie to miało większego znaczenia. Niesymetryczne kable z powodzeniem można przeznaczyć do podłączania instrumentów (klawiszy, gitar itp.), zwłaszcza jeśli ich długość nie przekracza ok. 10 metrów, a na ich drodze nie staną silne źródła zakłóceń elektromagnetycznych, których zwykle w małych studiach nie ma. W razie potrzeby można także użyć przejściówek RCA-TS 1/4”. Podsumowując, lepiej jeśli interfejs jest wyposażony w złącza symetryczne, jednak ich brak nie będzie stanowić przeszkody w funkcjonowaniu małej pracowni dźwiękowej ani wpływać w zauważalny sposób na jakość dźwięku.

W dużym uproszczeniu: jeżeli zamierzamy podłączyć nasz interfejs do monitorów studyjnych, to wymagane jest zwykle złącze symetryczne, jeżeli do wieży hi-fi lub miksera, wystarczy niesymetryczne. Jeżeli więc wybrałeś niedrogi interfejs z myślą o grze didżejskiej, który jest wyposażony w wyjście na chinchach lub tzw. mini-jacku, to pamiętaj by podłączyć go do in-house'owej konsolety w klubie, zamiast bezpośrednio do wzmacniaczy.

Latencja

Ważnym kryterium wyboru interfejsu audio jest tzw. latencja i stabilność działania, jaką zapewniają dedykowane sterowniki. W przypadku komputerowych systemów nagraniowych latencją określamy zwykle czas, jaki potrzebny jest do przetworzenia informacji MIDI i wygenerowania dźwięku. Sprowadza się do problemu opóźnienia pomiędzy uderzeniem w klawiaturę MIDI podłączoną do komputera, a pojawieniem się dźwięku wygenerowanego czy przetworzonego przez komputer w głośnikach. Przyjmuje się że do komfortowej gry na wirtualnym instrumentarium przy użyciu klawiatury MIDI latencja nie powinna przekraczać 10 ms, a poniżej ok. 5 ms opóźnienie przestaje być jakkolwiek zauważalne. Zresztą podczas gry na prawdziwym fortepianie też mija chwila zanim młoteczek uderzy w strunę… nie można też zapominać, że dźwięk podróżuje z prędkością ok. 340 m/s, co oznacza że siedząc w odległości 1 m od głośników, dźwięk dotrze do nas po ok. 3 ms.

Wielkość opóźnienia, czyli latencji zależy przede wszystkim od ustawień tzw. bufora audio. To dzięki niemu możliwy jest niezakłócony przepływ strumienia cyfrowego dźwięku pomiędzy różnymi zakamarkami naszego systemu. Wielkość bufora ustalamy w samplach. Większość interfejsów przeznaczonych do profesjonalnej pracy z dźwiękiem pozwala ustalić ją na poziomie 64, 128 czy 256 sampli. Im mniejszy będzie bufor, tym bardziej nasz procesor będzie obciążony obliczeniami. Wielkość bufora nie przekłada się w sposób liniowy na wielkość latencji i może być różna w przypadku różnych urządzeń. Dlatego nasza rada brzmi: wybieraj urządzenia renomowanych firm i zawsze używaj najnowszych sterowników, oferowanych przez producenta. Jakość interfejsu ma bowiem zasadniczy wpływ na wydajność całego systemu! Przeciążenie systemu nagraniowego może objawiać się w różny sposób, od okazjonalnych trzasków w głośnikach, po silne zniekształcenia całkowicie uniemożliwiające odsłuch dźwięku.

Zasilanie

Część mniejszych interfejsów korzysta z zasilania z portu USB, część wymaga zasilania z sieci. Jeżeli chcesz zabierać latpopa, by nagrywać dźwięki w terenie, to koniecznie wybierz interfejs zasilany z komputera. Zwróć też uwagę na to, czy oferuje zasilanie fantom, pozwalające podłączyć do niego czułe mikrofony pojemnościowe.

44kHz, 48kHz czy 96 kHz?

Radzimy wybierać wyłącznie interfejsy pozwalające nagrywać dźwięk z rozdzielczością 24 bitów. Większość interfejsów umożliwia rejestrację dźwięku z częstotliwością próbkowania wynoszącą 96 lub nawet 192 kHz. W praktyce częściej stosuje się 44 kHz lub 48 kHz, rzadziej 96 Hz. Zwykle jednak te, które pozwalają na zapis w 96 kHz wyposażane są w lepsze przetworniki analogowo-cyfrowe.

Interfejs do muzyki elektronicznej?

Pierwsze pytanie na które trzeba sobie odpowiedzieć, kupując interfejs audio, jest takie: ile i jakiego rodzaju wejść/wyjść będę potrzebować? Jeśli zamierzasz tworzyć muzykę elektroniczną in-the-box (czyli niejako „w komputerze”, bez udziału zewn. urządzeń), wystarczy że wybierzesz interfejs wyposażony w jedno stereofoniczne wyjście audio. Może być ono zrealizowane w oparciu o niesymetryczne złącza RCA (nazywane też chichami) niesymetryczne złącza TS ¼” (nazywane też „dużymi Jackami”) lub też identycznie wyglądające symetryczne złącza TRS ¼” albo symetryczne złącza XLR.

Wyjście słuchawkowe a interfejs dla didżeja

Kolejną istotną sprawą jest wyjście słuchawkowe. Dobrze, jeśli wyposażone je w niezależną regulację głośności. Didżeje powinni zwrócić uwagę na interfejsy, w których wyjście słuchawkowe jest obsługiwane za pomocą osobnego przetwornika cyfrowo-analogowego, bo tylko wówczas w słuchawkach będzie można usłyszeć inne źródło dźwięku niż na głównym wyjściu stereofonicznym. Takie urządzenia są jednak sprzedawane nie jako dwu-, ale 4-kanałowe, no bo przecież muszą mieć dwa stereofoniczne przetworniki A/C! Osobną sprawą jest jakość wbudowanego w interfejs przedwzmacniacza słuchawkowego. Didżeje powinni zwrócić szczególną uwagę na moc przedwzmacniacza, bo w pracy w warunkach klubowych liczy się czysty i mocny sygnał w słuchawkach.

Do rejestracji syntezatorów i bitmaszyn

Jeżeli zamierzasz kreować dźwięki wewnątrz komputera, wystarczy interfejs wyposażony jedynie w wyjście stereofoniczne. Jeżeli zamierzasz cokolwiek nagrywać, konieczne będą wejścia. W zależności od rodzaju sygnału można spotkać się z kilkoma rodzajami wejść. Podstawowym rodzajem wejść są wejścia liniowe (ang. Line In/Line input). Takie wejście pozwala rejestrować sygnał analogowy z odtwarzaczy CD, syntezatorów, procesorów efektów czy mikserów itd. Podobnie jak wyjścia, wejścia są oferowane w różnych formatach, takich jak niesymetryczne TS 1/4", TS 1/8" czy RCA lub symetryczne TRS 1/4" lub XLR.

Do nagrywania rapu, wokalu itd.

Do rejestracji słabych sygnałów z mikrofonów niezbędne będzie wejście wyposażone w odpowiedni układ wzmocnienia dla mikrofonów dynamicznych oraz preamp z zasilaniem fantomowym dla mikrofonów pojemnościowych. Zasilanie fantom jest niezbędne do działania tych ostatnich. Wejścia mikrofonowe najczęściej realizowane są w oparciu o złącza symetryczne XLR lub też złącza Combo, czyli XLR z otworem na „dużego Jacka” w środku. Wejście mikrofonowe najczęściej jest wejściem uniwersalnym, czyli takim które obsłuży zarówno sygnał z mikforonu jak i sygnał z tzw. linii, a nawet z gitary. Wówczas oznaczone są jako MIC/Line/Instr. Jeżeli interfejs, który wybierzesz pozbawiony będzie tego rodzaju wejść, to do nagrywania wokalu niezbędny będzie zewnętrzny preamp mikforonowy. Takie rozwiązanie jest powszechnie stosowane w studiach nagraniowych, choć niewątpliwie jest droższe. Wyspecjalizowane preampy uznanych marek oferują dodatkowo możliwość kompresji czy korekcji przed rejestracją, zapewniając zwykle lepsze parametry techniczne i brzmieniowe. Należy jednak też wziąć pod uwagę fakt, że obecnie wiele interfejsów z wyższej półki wyposażanych jest w układy wzmacniające, które nie ustępują jakością tym, które znajdziemy w wielkoformatowych konsolach analogowych.

Do nagrywania gitar elektrycznych

Jest jeszcze trzeci rodzaj wejść (czy właściwie tryb działania wejść) – nazywa się on „Hi-Z” lub „Instrument”, w skrócie INST i służy głównie rejestracji sygnałów gitarowych. Sygnały gitarowe są słabsze niż liniowe, ale silniejsze niż mikrofonowe. To inaczej tzw. wejścia wysokoimpedancyjne. Można wprawdzie nagrać gitarę „przez linię”, ale odpowiednie wzmocnienie zapewni lepsze brzmienie i niższy poziom szumów. Podsumowując: jeżeli nagrywasz gitary, konicznie sprawdź czy wejście liniowe przystosowane jest do ich rejestracji, w szczególności czy można je przełączyć w tryb Hi-Z lub Instrument.

Do samplingu z winyli

Sygnał z gramofonów wymaga bowiem specjalnej korekcji, zanim stanie się dla nas użyteczny. Jeżeli planujesz samplować dźwięki z płyt winylowych to powinien rozważyć zakup interfejsów wyposażonych w tzw. wejście gramofonowe, oznaczone zwykle jako PHONO. W innym wypadku konieczne będzie dodatkowe urządzenie, które pozwoli przekształcić sygnał gramofonowy na zwykły sygnał liniowy audio. W wejścia PHONO wyposażane są niektóre interfejsy didżejskie, rzadziej interfejsy do zastosowań ogólnych. Świetnym przykładem interfejsu, za pomocą którego można zarejestrować każde źródło dźwięku jest Arturia AudioFuse.

Do reampingu gitar i przetwarzania sygnału przez zewnętrzne efekty

Niekiedy można natknąć się na złącza oznaczone jako insert. Dzięki takiemu złączu można w tor audio wpiąć (pot. „zainsertować”) procesor efektów, np. korektor lub kompresor. Bardzo często INSERT pozwala skierować na efekt sygnał i jednocześnie przyjąć sygnał przetworzony. W przypadku braku takiego złącza do podłączenia efektu stereofonicznego musimy wykorzystać cenne w studiu wyjścia i wejścia interfejsu.

Złącza cyfrowe

Wiele urządzeń audio jest wyposażonych w wyjścia i wejścia cyfrowe. Jeżeli Twój syntezator jest wyposażony w wyjście cyfrowe, a Twój interfejs w wejście cyfrowe w tym samym formacie, to sygnał z syntezatora możesz zapisać na komputerze od razu w formie cyfrowej, bez udziału konwerterów, które wprowadzają zawsze jakieś nieznaczne zniekształcenia oraz odrobinę szumu.

Zasadniczo popularne są trzy standardy: S/PDIF czyli Sony/Philips Digital Interfejs, AES/EDU opracowany przez dwie organizacje Audio Engineering Society/European Broadcasting Union oraz ADAT, opracowany przez firmę Alesis. Wszystkie pozwalają przesłać stereofoniczny sygnał o parametrach 24 bity/ 192 kHz. S/PDIF i AES/EBU to co do zasady złącza stereo, a w przypadku ADAT ilość obsługiwanych kanałów zależy od parametrów dźwięku. Jeżeli zdecydujemy się na częstotliwość 48 KHz, to za pomocą ADAT będziemy mogli przesłać maksymalnie 8 wiązek audio, z jednym wyjątkiem: za pomocą S/PDIF można niekiedy przesłać zakodowany sygnał w formacie 5.1, co jednak rzadko ma zastosowanie w studiach nagrań.

Dobrej jakości komunikacja cyfrowa wymaga synchronizacji. Dlatego w parze z wyjściami/wejściami cyfrowymi, interfejsy i procesory efektów wyposażone są w złącza typu WordClock. Służą one wysyłaniu lub odbieraniu sygnałów synchronizacyjnych.

MIDI In/Out

Osobną kwestią jest wyposażenie interfejsu w złącza MIDI, czyli Musical Instrument Digital Interface. To 5-pinowe złącza za pośrednictwem których z i do komputera mogą płynąć sygnały MIDI. Mogą to być zarówno komunikaty nutowe, jak i komunikaty określające parametry brzmienia, efektów, a nawet wiązki służące zmianie ustawień zewnętrznych urządzeń.

Obecnie wiele klawiatur sterujących i sterowników MIDI komunikuje się z komputerem za pośrednictwem złącz USB, więc w wielu wypadkach takie złącza nie będą Ci potrzebne wcale. Jeżeli jednak w roli klawiatury sterującej zechcesz wykorzystać syntezator nie wyposażony w złącze USB, to wówczas MIDI się przyda. Wyjście MIDI przydaje się także wówczas, gdy chcemy sterować sprzętowymi syntezatorami, modułami brzmieniowymi i efektami za pośrednictwem komputera. Jeżeli nawet kupisz interfejs pozbawiony MIDI, a okaże się on potrzebny, nie martw się. Wiele firm oferuje niedrogie interfejsy MIDI na USB.

Ile i jakich wejść naprawdę potrzebujesz?

Pytanie jakie musisz sobie zadać, to nie „ile wejść potrzebuję?”, ale „jakiego rodzaju źródła dźwięku i jak zamierzam rejestrować?”. Jeśli nie zamierzasz jednocześnie nagrywać przez mikrofon głosu i gitary akustycznej, a syntezator zamierzasz dograć w osobnych ujęciach, wystarczy Ci… interfejs wyposażony w tylko jedno uniwersalne wejście typu COMBO (mikrofonowo-instrumentalno-liniowe). Po prostu każde ze źródeł dźwięku nagrasz osobno. Jeśli nie zamierzasz rejestrować dźwięku za pomocą mikrofonów, a np. tylko z bitmaszyn i syntezatorów, wejścia mikrofonowe nie będą Ci potrzebne wcale!

Im więcej wejść i wyjść ma interfejs, tym więcej potrzeba układów konwersji do ich obsługi i… w konsekwencji tym samym wyższa cena urządzenia. Jakość dźwięku w głównej mierze zależy od przetworników cyfrowo-analogowych i analogowo-cyfrowych, a tych w interfejsach wielokanałowych musi być więcej. Kosztowne w produkcji są także preampy mikrofonowe. Zatem w ramach określonego budżetu lepiej kupić interfejs wyposażony w minimalną liczbę wejść i wyjść o możliwie najlepszej jakości.

Jeśli nie jesteś pewien/pewna jakiego rodzaju instrumenty będziesz chciał/a rejestrować w przyszłości, wybierz interfejs wyposażony w złącza ADAT. Do tego rodzaju złącz łatwo dokupić tzw. „rozszerzenie ADAT”, wyposażone w nawet 8 we i 8 wy (z konwerterami CA i AC). Pamiętaj, że każdy program DAW może współpracować z tylko jednym interfejsem audio w danym czasie. Wyjątkiem może być tzw. urządzenie zespolone, które można skonfigurować w systemie MAC OSX na bazie dwóch interfejsów (opcja niedostępna dla PC).

+4dBu vs -10dBV?

Wejścia i wyjścia interfejsów audio mogą zwykle działać w dwóch formatach: +4dBu lub -10dBV. W przypadku syntezatorów o słabym sygnale przydaje się możliwość przełączenia wejść interfejsu w tryb -10dBV. Warto wybrać standard +4dBU, aby uzyskać możliwie największy odstęp od szumu na wyjściach. Brak opcji wyboru trybu nie ma to wpływu na możliwości połączeń, ale może mieć wpływ na możliwość uzyskania optymalnych warunków pracy układów elektronicznych, w szczególności wykorzystanie pełnego zakresu dynamiki.

Procesor DSP/wbudowany mikser

Kolejną kwestią jest ewentualne wyposażenie interfejsu w jakiegoś rodzaju procesor efektów. Dobrym przykładem mogą być np. interfejsy Universal Audio, wyposażone w silne jednostki DSP do obsługi dedykowanych wtyczek. Dzięki temu, np. nagrywający w naszym studiu wokalista może w słuchawkach usłyszeć swój głos z pogłosem, bez żadnych opóźnień. Wielu wokalistów lubi nagrywać z efektami przestrzennymi, bo to ułatwia frazowanie i trafianie w punkt, jeśli chodzi o wysokość dźwięku.

Aplikacja miksująca

W przypadku większych interfejsów na znaczeniu zyskują możliwości dołączanych aplikacji miksujących, w szczególności swoboda komutacji. Świetnym przykładem jest dołączane do interfejsów marki RME oprogramowanie TotalMix, które daje wgląd w to, co dzieje się na wejściach interfejsu oraz pozwala ustalić tryb działania wejść i poziom wzmocnienia dla każdego toru z osobna. Poza tym umożliwia skierowanie sygnału z wejść na określone wyjścia, przy dowolnym poziomie wzmocnienia. To samo dotyczy sygnałów odtwarzanych np. przez nasz sekwencer DAW, przy czym sygnał odtwarzany przez komputer może jednocześnie trafić na kilka fizycznych wyjść. Istnieje także możliwość ustalenia tzw. pętli na wyjściach, tutaj nazywanych „loopback” – umożliwia to rejestrację sygnału z określonych wyjść interfejsu bez konieczności łączenia ich kablami, a nawet wykorzystania w tym celu torów ADAT. Nie wszystkie interfejsy dają taką możliwość.

Direct Monitoring

Warto sprawdzić czy interfejs oferuje bezpośredni monitoring. W skrócie chodzi o możliwość skierowania sygnału z wejść bezpośrednio na wyjścia. Dzięki temu możemy usłyszeć to, co nagrywamy z ominięciem programu DAW i sterowników, które wprowadzają zawsze jakieś niewielkie opóźnienie, tzw. latencję. Zdecydowana większość interfejsów, w szczególności te przeznaczone do rejestracji sygnałów mikrofonowych daje taką możliwość, ale zawsze warto się upewnić.