Что такое ASIO4ALL?
К сожалению, в двух словах объяснить назначение этого приложения не получится. И всё-таки попытаемся сделать это максимально лаконично. Прежде всего ASIO4ALL — это альтернативный звуковой драйвер. В каждой системе, будь то Windows, Linux или Mac OS есть ПО, которое требуется тем или иным устройствам. Если вы захотите поменять видеокарту в своём компьютере на новую, игровую, то без специального драйвера она работать в ПК не будет.
Установка драйвера в Windows
Драйвер — это программный компонент, который служит посредником между «железом» (физическими устройствами) и системой компьютера (Windows, Linux и т.д.).
Что это за программа ASIO4ALL? Она была создана только для системы Windows. Задача этой программы заключается в максимально быстрой передаче звука от воспроизводящих программ к звуковому драйверу. В большей степени драйвер ASIO4ALL необходим в профессиональных задачах, которые так или иначе связаны со звуком.
DSP
При обработке цифрового сигнала (DSP — digital sound processing) сэмпл масштабируется как минимум к 64-битному числу с плавающей точкой (double64) в диапазоне от –1 до 1. Наиболее часто применяются преобразования upsampling/downsampling и upscale/downscale. Второе заключается в изменении разрядности сэмпла и в подавляющем большинстве реализаций сводится к простому масштабированию 64-битного double к желаемой битовой разрядности. Данное преобразование помимо масштабирования полезного сигнала делает точно такое же масштабирование и шума, поэтому upscale не меняет соотношение сигнал/шум исходного сигнала, а downscale дополнительно увеличивает долю шума за счет деградации разрядности полезного сигнала.
Upsampling/downsampling очень часто выполняется через решения полинома n-го порядка (как правило, кубического). Берется последовательность из K-сэмплов, и из них рассчитываются коэффициенты интерполирующего полинома, затем полученный полином решается для новых точек семплирования. В идеальном случае, согласно теореме Найквиста-Котельникова, upsampling может только сохранить разрешение исходного сигнала на новой частоте семплирования. В неидеальном случае возможно появления шума на высших гармониках. Интересно, что downsampling после upsampling вернет исходное значение сигнала, даже если после upsampling в нем появились искажения и шум.
В студиях используют алгоритмы, объединяющие upsampling и upscale в единый процесс для увеличения разрешения сигнала и его динамического диапазона. Эти алгори и не могут быть использованы при воспроизведении в реальном времени.
Еще один случай обработки DSP — это convolution (свертка), применимая для адаптации сигнала под акустические свойства комнаты. Здесь исходный сигнал разлагается на гармоники в ряд Фурье до n-го порядка. К сожалению, все быстрые алгоритмы как правило работают с амплитудой сигнала определенной частоты без учета фазы (которую еще очень непросто правильно измерить). Более того, быстрые алгоритмы не решают интеграл, а берут среднее значение в диапазоне. В результате вся коррекция сводится к параметрическому эквалайзеру. Простые полосные фильтры вносят фазовые искажения на частотах разделения, из-за этого параметры convolution нужно еще раз и еще раз подстраивать.
MQA на высоких гармониках, на мой взгляд, инкрементально кодирует первую производную (наклон) функции амплитуды сигнала. Зная частоту гармоник кодировки, простым разложением в ряд Фурье очень просто вытащить и восстановить поведение производной. А имея производную, можно уже делать upsampling не полиномами, а сплайнами со сглаживанием. Вот тогда, уже в реальном времени, можно делать upsampling и upscale с увеличением разрешения и динамического диапазона сигнала. Конечно, это не будет оригинальный Hi-Res, но уже кое-что.
Выводы: Upscale не улучшает соотношение сигнал/шум. Upsampling не улучшает разрешения сигнала. Upsampling имеет смысл для перехода от линейки 44100 к 48000, если осциллятор Вашего устройства лучше для 48000. Использование room correction требует итеративной настройки и, во многом, непредсказуемо.
Отличие программы от звукового драйвера Windows
В каждом компьютере пакет Windows уже содержит драйвер для работы со звуком. Так зачем же тогда ASIO4ALL — спросите вы. Всё дело в принципе работы стандартного драйвера. Он работает со звуком достаточно грубо. Главной целью разработчиков Виндовс является — сделать максимально быструю и комфортную систему, что в целом у них получилось. Но стандартный драйвер медленно обрабатывает звук. Задержка при его выходе может составлять до 300 мс, что неприемлемо для некоторых задач.
Параметры настройки звукового драйвера в Windows
И если мы смотрим видео, то четверть секунды торможения звука покажется нам сущим пустяком, этого мы можем и не заметить. Но если подключить к компьютеру синтезатор или электрогитару, то такая же задержка будет большой проблемой. Играть ноты иногда приходиться очень быстро. Но звук будет тормозить — и это будет ощутимо. После установки в компьютер ASIO4ALL компьютер станет передавать команды (или сигнал) сразу в драйвер звуковой карты. И таким образом системный драйвер Windows задействован не будет вовсе.
Система Windows значительно упрощает передачу звука. Это значит, что даже если нужно обработать несколько потоков, она преобразует их в один звуковой поток, чтобы обработать быстрее. Тем самым легко, в упрощённой форме справится с такой задачей. Но будет ли решена она для нас должным образом — это большой вопрос. ASIO4ALL программа не только мгновенно передаёт звук на выводящее устройство, но и не нагружает ОС.
Software player
Я ограничусь рассмотрением Windows-архитектуры, как наиболее доступной и наиболее оптимальной для создания цифрового транспорта. Windows предоставляет три варианта доступа к аудиоустройству: Kernel Streaming, Direct Sound, WASAPI. Плюс подавляющее большинство аудиоустройств поставляются с ASIO-драйвером. Из перечисленных способов только Direct Sound и ASIO являются полноценными аудиоинтерфейсами с возможностями DSP: upsampling/downsampling, upscale/downscale, управлением громкостью и микшированием. Кроме того, ASIO имеет возможность расширения аудиотракта за счет плагинов.
Kernel Streaming и WASAPI являются протоколами низкого уровня для управлений различными устройствами, в том числе и аудио. При этом тяжесть любой DSP-обработки сигнала ложится на программный плеер, использующий эти протоколы. Современные высококачественные программные плееры используют в работе WASAPI и/или ASIO, поскольку оба они предоставляют возможность асинхронной передачи аудиоданных из памяти компьютера в память аудиоустройства.
На всякий случай замечу, что память компьютера и память аудиоустройства — физически разные микросхемы. Программный плеер при работе имеет доступ только к памяти компьютера, где и формирует аудиоданные. Перезапись сформированных данных из одной памяти в другую осуществляется драйвером аудиоустройства.
WASAPI и ASIO имеют практически идентичный принцип работы: плеер подготавливает данные в буфере обмена и указывает протоколу адрес этого буфера, затем он подготавливает следующий буфер и ждет пока протокол не закончит обработку первого. Поскольку процесс подготовки данных и их воспроизведение идут параллельно, то протоколы называют асинхронными. WASAPI в отличие от ASIO имеет два режима работы.
Первый режим — «совместное использование» устройства, когда несколько процессов одновременно могут передавать данные устройству. Второй режим — «эксклюзивный», когда устройство блокируется для монопольного использования только одной программой (одним клиентом). ASIO работает исключительно в эксклюзивном режиме. С точки зрения воспроизведения разницы между WASAPI и ASIO не существует, кроме разве что возможности передачи по WASAPI полноразрядного 32-битного семпла (ASIO если и будет поддерживать такой режим, то все равно будет использовать только первые 24 бита из 32).
Как было отмечено выше, upscale не улучшает соотношение сигнал/шум и, поскольку полноразрядного 32 исходного файла я ни разу не встречал, то и здесь нет никакой разницы между WASAPI и ASIO. Тем не менее, я как программист и как слушатель предпочитаю WASAPI, естественно, в эксклюзивном режиме. Но это дело исключительно вкуса и личных симпатий.
Вывод: если Вы (как и я) воспроизводите аудиосигнал без DSP-обработки, то Вы можете использовать любой (*) программный плеер, поддерживающий WASAPI Exclusive и/или ASIO.
(*) смотри внимательно следующий раздел.
Способ скачать и установить драйвер на ПК
Программа для ПК ASIO4ALL является бесплатной, которую вы сможете скачать по этой ссылке https://www.asio4all.org/.
Сайт драйвера ASIO4ALL
Загрузить её можно для любой версии и разрядности Windows. При этом нет необходимости выбирать определённые файлы. Найдите ниже флаг России, чтобы скачать русскую версию.
Выберите русскую версию файла ASIO4ALL
Известно, что эта программа ASIO4ALL устанавливается традиционным способом:
- Запустите .exe файл из папки, куда загрузился файл;
- Нажмите на кнопку «Далее»;
Запустите установку ASIO4ALL - Поставьте галочку на пункте о согласии с условиями лицензионного соглашения;
Поставьте галочку внизу для продолжения - Снова нажмите «Далее» и укажите путь установки;
- Завершите процесс, нажав «Готово».
На рабочем столе появится ярлык «Руководство по использованию» универсального драйвера. Оно открывается любым браузером на вашем компьютере, так как имеет расширение .pdf. Даже если вы случайно его удалите или по разным причина ярлык не появится, руководство можно найти в папке с программой по пути, который вы указывали при установке. Запустить вывод звука можно через настройки звуковоспроизводящего устройства.
Это может быть полезным: PCI контроллер Simple Communications что это за драйвер?
Android и «бит-в-бит»
Возвращаясь к плеерам на базе ОС Android. В данной ОС есть аналогичный режим KS/WASAPI, но вот явных настроек под него нет. Единственный программный плеер, в котором есть режим прямого вывода в ЦАП используется в iBasso DX100. Разумеется, собственный программный плеер работает только в DX100 его нельзя скачать и поставить например в плеер Sony.
Проверить работу в Android на «бит-в-бит» очень просто. Запустите любой будильник и плеер. Если поверх звука из плеера вы услышите будильник, то никаких «бит-в-бит» на выходе нет.
ASIO – это возможность передать звуковой поток “бит-в-бит” минуя обработку звука в подсистеме ОС, но помимо ASIO есть и альтернативный вариант KS/WASAPI. Качество и точность передачи в конечном итоге обеспечивает лишь драйвер звукового устройства и порой отсутствие ASIO лишь отдельный плюс.
Автор Кузнецов Роман romanrex
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Пара слов о составе, работе и оптимизации цифрового аудиотракта с использованием компьютера и USB. В принципе, тема скучная и букв получилось много, так что если осилить сложно — сразу переходите к выводам.
Каким образом использовать программу ASIO4ALL
Большинство моментов по работе с программой описаны в инструкции, которая будет у вас всё время под рукой. Рассмотрим основные способы использовать программу ASIO4ALL. К примеру, если вам нужно задействовать универсальный драйвер для определённого приложения, его нужно указать через настройки ПО.
На примере Cubase:
- В панели инструментов выберите вкладку «Devices»;
Нажмите на пункт «Devices» - Далее нажмите в выпадающем списке пункт «Device Setup»;
Выберите строку «Devices Setup» - В списке драйверов для проигрывания нужно выбрать ASIO4ALL;
Выберите драйвер ASIO4ALL - Подтвердите настройки в программе, чтобы они применились.
Вызвать панель контроля универсального драйвера можно при помощи параметров звуковой программы, в которой он применяется. Или из трея Windows через окно фоновых приложений. При установке некоторых музыкальных программ (например, FL Studio определённых версий) можно заметить, что наш драйвер устанавливается параллельно. Так как той или иной программе он просто необходим.
Basic
Звуковой сигнал, в общем случае, кодируется последовательностью значений амплитуды сигнала, измеренных через равные промежутки времени. Единичное значение амплитуды называют сэмплом, а время между двумя соседними измерениями — частотой дискретизации или частотой квантования. В подавляющем большинстве случаев сэмпл при передаче на аудиоустройство описывают знаковым целым числом — разрядности 16, 24 или 32 бита. Разрядность в 32 бита может быть использована для выравнивания буфера устройства по границе двойного слова, тогда семпл кодируется только первыми 24 битами, или же для полноразрядного кодирования. Первый вариант доступен в ASIO и WASAPI, второй только в WASAPI.
Максимально достижимое соотношение сигнал/шум определяется разрядностью сэмпла и вычисляется как 20log(2^q) где q — разрядность сэмпла.
16 бит — диапазон сэмпла [−32768, 32767], SNR 96.33 дБ 24 бит — диапазон сэмпла [−8388608, 8388607], SNR 144.49 дБ 32 бит — диапазон сэмпла [−2147483648, 2147483647] , SNR 192.66 дБ
Частоты дискретизации (количество сэмплов в секунду для одного канала) из-за взаимной кратности стоит выписать в два набора: {44100, 88200, 192000} и {48000, 96000}. Два набора частот приводят к тому, что аудиоустройству нужно два осциллятора для качественной синхронизации. Конечно, можно использовать и один с кратной частотой, например, как 88200, так и 96000 Гц, но это существенно повышает сложность исполнения точного тактового контура.
Вывод: качественное аудиоустройство должно иметь два осциллятора, один для работы с частотами {44100, 88200}, второй для {48000, 96000, 192000}.
ASIO Часто задаваемые вопросы относительно обновления
Для чего нужны драйверы устройств ASIO ?
По сути, драйверы — это небольшие программные приложения, которые позволяют ASIO вашего устройства «взаимодействовать» с операционной системой, а также являются залогом функциональности аппаратных средств.
Какие операционные системы совместимы с драйверами ASIO?
Операционные системы, поддерживаемые ASIO, включают Windows.
Как обновить драйверы ASIO?
Опытные пользователи ПК могут обновить драйверы ASIO через Device Manager (Диспетчер устройств) Windows, в то время как начинающие пользователи ПК могут использовать утилиту для автоматического обновления драйверов.
Каковы существуют преимущества и риски обновления драйверов ASIO?
Преимущества обновления драйверов ASIO включают повышение производительности и расширение возможностей аппаратного обеспечения, а также повышение его общей функциональной совместимости. Потенциальные риски установки неверных драйверов включают нестабильность ПК, снижение производительности и случайные сбои.
Об авторе: Джей Гитер (Jay Geater) является президентом и генеральным директором корпорации Solvusoft — глобальной компании, занимающейся программным обеспечением и уделяющей основное внимание новаторским сервисным программам. Он всю жизнь страстно увлекался компьютерами и любит все, связанное с компьютерами, программным обеспечением и новыми технологиями.