Audio Interface

คู่มือ Audio Interface | การที่จะได้งานเพลงที่มีคุณภาพ ในการบันทึกเสียงด้วยคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เราต้องเข้าใจวิธีการนำเสียงเข้า และออกจากคอมพิวเตอร์ ไม่ว่างานเพลงของคุณจะถูกสร้างขึ้นด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ล้วน ๆ หรือบันทึกดนตรีสดทั้งวง อย่างไรก็ตาม เราก็ต้องการได้เสียงที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และคงปฏิเสธไม่ได้ว่า Audio Interface เป็นปัจจัยหลัก ๆ ที่สามารถสร้างความแตกต่างของคุณภาพงานบันทึกเสียงได้เป็นอย่างมาก ถ้าต้องหา Audio Interface มาใช้สักตัว สำหรับนักดนตรี คนทำ Home Studio อาจมองเรื่องคุณภาพ และการตอบสนองของเสียงเป็นปัจจัยสำคัญข้อแรก ๆ และสำหรับงานเพลงที่เน้นการบันทึกสดทั้งวง จำนวนอินพุต และวิธีการเชื่อมต่อก็อาจเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดเช่นกัน บทความนี้ จะพูดถึงเรื่องเทคโนโลยี การเชื่อมต่อ และทฤษฎีเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่คนทำงานบันทึกเสียงจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ Audio Interface เพื่อให้คุณสามารถเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับงานบันทึกเสียงของคุณ

ประวัติความเป็นมา

ในช่วงปีแรก ๆ ของการพัฒนาคอมพิวเตอร์ ไม่มีใครให้ความสำคัญกับดนตรี หรือการบันทึกเสียงมากนัก แต่ในปี 1982 ได้มีการเปิดตัว Commodore 64 (โฮมคอมพิวเตอร์ 8 บิท) พร้อมกับการสร้างชิประบบเสียง ที่เรียกว่า “Sound Interface Device” หรือชิป “SID” ซึ่งเป็น Oscillator Synth 3 เสียงพร้อม Filter ที่คิดค้นโดย “Robert Yannes” ผู้ที่ต่อมาได้ก่อตั้งบริษัทผลิตเครื่อง Synthesizer โดยใช้ชื่อว่า “Ensoniq” ซึ่งประสบความสำเร็จอย่างยิ่งในสมัยนั้น และเหนือกว่าบริษัทร่วมสมัยอื่น ๆ เป็นอย่างมาก  เช่น บริษัท Atari ที่เป็นบริษัทอุตสาหกรรมเกมส์

Adlib Soundcard
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Wikimedia Commons)

ในขณะเดียวกัน IBM Personal Computers หรือ ต้นแบบคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ภายใต้เครื่องหมายการค้าของบริษัท IBM กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น และเริ่มมีการนำมาใช้งานที่บ้าน แทนที่การใช้เป็นคอมพิวเตอร์สำนักงานงานอย่างเดียว เนื่องจากศักยภาพที่มีมากกว่าแค่ความสามารถในการทำงานเอกสารทั่วไป และในปี 1987 บริษัท AdLib ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับระบบเสียงเครื่องแรกในตลาดผู้ใช้ PC นั่นคือ “AdLib Music Synthesizer Card” (ALMSC) มีลักษณะเป็นซาวด์การ์ด ผลิตที่โรงงาน Yamaha OLP ใช้ชิปสังเคราะห์เสียงที่มีต้นแบบจาก Yamaha DX7 (เครื่อง Synthesizer) ด้วยการใช้ Modulation (การผสมเสียง) อย่างชาญฉลาด คุณสามารถสร้างเสียงที่ค่อนข้างสมจริงได้ ในอุตสาหกรรมเกมส์ก็ได้มีการนำรูปแบบของ AdLib (ALMSC) มาใช้ เพื่อรวมเพลง และเอฟเฟคเสียง เข้ากับการเปิดตัวเกมส์ของพวกเขา อย่างไรก็ตาม มันก็ยังไม่สามารถบันทึกเสียง หรือทำให้มีเสียงออกมาได้

 

ทั้งหมดนี้เปลี่ยนไปในไม่ช้า เมื่อ Creative Labs ได้เปิดตัว Soundblaster และมันเข้ากันได้กับ AdLib (ALMSC) แถมยังมีช่อง PCM 8 บิต ที่สามารถส่งสัญญาณเป็นแบบดิจิตอล ซึ่งเป็นการปฏิวัติคุณภาพของเอฟเฟคเสียงในเกม นอกจากนี้ SoundBlaster ยังมีพอร์ตเกมสำหรับจอยสติ๊ก ที่ยังสามารถใช้เป็นพอร์ต MIDI ได้อีกด้วย ซึ่งช่วยให้คีย์บอร์ด MIDI เล่น และควบคุมเสียงบนชิป Yamaha OPL ได้ และนี่เป็นครั้งแรกที่ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับเสียงบนคอมพิวเตอร์ได้ และการ์ด Soundblaster รุ่นหลังที่ค่อย ๆ เปิดตัวตามมา เริ่มมีการใช้ระบบเสียง Stereo 16 บิต การเชื่อมต่อภายในสำหรับไดรฟ์ซีดี การสังเคราะห์ Wavetable (การสร้างเสียง Synthesizer โดยใช้ Waveform) และสุดท้ายคือการบันทึกเสียงแบบดิจิตอล ซึ่งเป็นการเปิดทาง PC ให้กลายเป็นเครื่องผลิตเพลงอย่างเป็นทางการ

Soundblaster 4.1 Digital
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

Creative Labs ไม่ได้ให้ความสำคัญกับตลาดเพลงอย่างจริง ๆ จัง ๆ แต่มุ่งเน้นไปที่ตลาดเกมส์แทน ในขณะเดียวกัน วิศวกรผู้รักเสียงเพลง เริ่มทำการทดลองกับซาวด์การ์ด เพื่อสำรวจความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์เสียง และจัดการเสียงที่บันทึกแบบดิจิตอล

Soundblaster 16
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

บริษัทเทคโนโลยีดนตรี เช่น Soundscape และ Digidesign ใช้คอมพิวเตอร์เป็นสมองควบคุมเทคโนโลยีการบันทึกเสียงแบบ Standalone แต่บริษัทซอฟต์แวร์อย่าง Steinberg เปิดเผยว่า PC สามารถทำอะไรได้บ้างในแง่ของเสียงดิจิตอล ด้วย Virtual Studio Technology (VST) และไดรเวอร์ ASIO ซึ่งให้การเชื่อมต่อที่เสถียร และรวดเร็วกับ Audio Interface แนวคิดในการทำสตูดิโอจึงเริ่มปรากฏขึ้น ในช่วงปลายสหัสวรรษ คอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นส่วนสำคัญในสตูดิโอ สำหรับการสร้างเสียง การบันทึก และการตัดต่อเสียง

ฟังก์ชันการทำงานของ Audio Interface

• Traditional Soundcard (ซาวด์การ์ดแบบดั้งเดิม)

ชิป FM (Frequency Modulation เป็นการสังเคราะห์เสียงแบบผสมความถี่) และ Wavetable ที่พบในซาวด์การ์ดแบบดั้งเดิม มีใช้กันอย่างล้นหลามในปัจจุบัน เกมสมัยใหม่ และแอพพลิเคชันมัลติมีเดีย ต่างก็ใช้เสียงที่เป็นดิจิตอล ทั้งเพลง และเอฟเฟคเสียง แต่คุณภาพของซอฟต์แวร์ Synthesizer และซอฟท์แวร์เครื่องดนตรี ที่ทำงานด้วยศักยภาพของคอมพิวเตอร์นั้น ล้ำหน้าไปไกลมากกว่าที่จะประมวลผลข้อมูลนั้นบนชิปได้ และในปัจจุบันเป็นไปได้ยากมาก ถ้าจะหาชิป Synthesizer ฮาร์ดแวร์ หรือซาวด์การ์ดที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตเพลง เนื่องจากการบันทึกเสียงนั้น เป็นการนำสัญญาณเสียงเข้าคอมพิวเตอร์ในรูปแบบดิจิตอลล้วน ๆ

• Digital Audio Interface

Audio Interface ทำหน้าที่ช่วยให้นำสัญญาณเสียงผ่านเข้า และออกจากคอมพิวเตอร์ได้ เพื่อให้คอมพิวเตอร์เข้าใจเสียงที่เป็นอนาล็อก โดยการวัดค่าตามช่วงเวลาที่กำหนด เพื่อสร้างค่าทั้งหมดที่สามารถอธิบายได้ในภาษาไบนารีของคอมพิวเตอร์ การวัดค่านี้เรียกว่า “Sampling” (การสุ่มตัวอย่าง) และช่วงเวลาที่การสุ่มตัวอย่างเกิดขึ้นเรียกว่า “Sample Rate” (อัตราการสุ่มตัวอย่าง) เพื่อให้ได้ Waveform (ภาพคลื่นเสียง) ที่แม่นยำ จะต้องทำการสุ่มตัวอย่างหลายครั้งต่อวินาที ตัวอย่างเช่น Sample Rate มาตรฐานสำหรับซีดีคือ 44.1kHz อธิบายก็คือ อัตราการสุ่มตัวอย่าง อยู่ที่ 44,100 ครั้งต่อวินาที ปัจจัยอีกประการหนึ่ง คือ ช่วงของจำนวนเต็ม ที่สามารถกำหนดให้กับกลุ่มตัวอย่างเฉพาะได้ สิ่งนี้ถูกกำหนดเป็น “Bit” (บิท) ที่ประกอบไปด้วยเลข 0 และ 1 ในภาษาไบนารีของคอมพิวเตอร์ 16 บิทเป็นมาตรฐานสำหรับซีดี ซึ่งเมื่ออธิบายในรูปแบบไบนารี (2 ยกกำลัง 16) สามารถแสดงค่าความต่างได้ระหว่าง 0 ถึง 65,535 เมื่อทำการสุ่มตัวอย่างเสียงอนาล็อกแล้ว คอมพิวเตอร์จะสามารถใช้ และจัดการเสียงดังกล่าวได้ในรูปแบบดิจิตอลได้

สำหรับการ Playback จากคอมพิวเตอร์ จะเป็นกระบวนการย้อนกลับ Audio Interface จะใช้ค่าไบนารี และสร้างรูปคลื่นอนาล็อกต่อเนื่อง จากนั้นจึงส่งสัญญาณต่อไปยังลำโพง

ไม่ว่าในกรณีใด การเปลี่ยนแปลงสัญญาณจากอนาล็อกเป็นดิจิตอล (A/D Converter) หรือจากดิจิตอลเป็นอนาล็อก (D/A Converter) คุณภาพ หรือความแม่นยำของการเปลี่ยนแปลงสัญญาณเหล่านี้ส่วนใหญ่ จะมีคุณภาพหรือไม่ ก็ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ใน Audio Interface

 

สัญญาณเสียงอนาล็อกที่เข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

 

 

สัญญาณเสียงดิจิตอล
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณภาพจาก Thomann)

 

 

เมื่อเกิดการแปลงสัญญาณเสียงจากอนาล็อก เป็นสัญญาณดิจิตอล สัญญาณนั้นจะถูกกำหนดค่าทั้งหมด

 

 

ข้อมูลไบนารี
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

 

อ่านบทความที่เกี่ยวข้อง

ทำความรู้จัก ซาวด์การ์ด และ ออดิโออินเตอร์เฟส

มือใหม่ อยากทำ โฮม สตูดิโอ ต้องมีอะไรบ้าง 2020

 

 

PCI, USB หรือ FireWire?

ควรเลือกใช้ Bus แบบใด ?

เมื่อข้อมูลจากซาวด์การ์ด ถูกแปลงเป็นรูปแบบที่ถูกต้องแล้ว จากนั้นจะถูกส่งเข้าไปในระบบคอมพิวเตอร์ และเข้าสู่โปรแกรมในที่สุด เพื่อให้บรรลุขั้นตอนนี้ การสตรีมข้อมูลเสียง จะถูกส่งเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่เรียกว่า ”Data Bus” (บัสข้อมูล) ไปยังหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ โดยที่บัสจะทำให้เป็นสัญญาณเสียงดิจิตอล ในขณะเดียวกันสายสัญญาณจะทำให้เป็นสัญญาณเสียงอนาล็อก อธิบายก็คือ Bus คือ เส้นทางที่ใช้ส่งข้อมูลจากจุด A ไปยังจุด B นั่นเอง

ประเภทของ Bus ที่มีในปัจจุบัน มีดังต่อไปนี้

• PCI / PCI-X

เป็นบัสข้อมูลแบบคู่ขนาน ที่สามารถส่งข้อมูลโดยมีหน่วยเป็น Bit ภายในระบบคอมพิวเตอร์ ได้หลายเลนพร้อม ๆ กัน (PCI 32 เลน, PCI-X 64 เลน) บัส PCI เป็นส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์ และใช้การเชื่อมต่อโดยตรงกับเมนบอร์ด ในรูปแบบของสล็อตสำหรับ PCB (แผ่นปริ้นท์วงจร)

 

 

PCI / PCI-X
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

• PCIe / PCI-E (PCI express)

แม้ว่าจะคล้ายกับ PCI ที่เป็นการเชื่อมต่อโดยตรงกับเมนบอร์ด แต่โดยพื้นฐานแล้วก็มีความแตกต่างกันที่ PCIe เป็นบัสอนุกรม ส่งข้อมูลทางเดียว ทำให้มีความเร็วมากกว่า PCI ถึง 2 เท่าโดยประมาณ  PCIe สามารถมีได้มากถึง 32 เลน และส่งข้อมูลได้สูงถึง 8GB ต่อวินาที

PCIe / PCI-E
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

• FireWire / IEEE-1394

FireWire/IEEE-1394 คือตัวอย่างที่ดีที่สุดของบัสอนุกรม ข้อมูลจะถูงส่งโดยมีหน่วยเป็นบิท ผ่านเส้นทางเดียว หลัก ๆ แล้วสามารถใช้สายเชื่อมต่อที่ค่อนข้างยาวระหว่างคอมพิวเตอร์ และ Audio Interface ได้

 

FireWire/IEEE-1394
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

• USB 1.0 / 2.0 / 3.0 (Universal Serial Bus)

บัสอนุกรมสากล เป็นที่นิยมอย่างมากในวงกว้าง แถมยังเป็นที่ชื่นชอบของ Intel และ Microsoft อีกด้วย ในขณะที่อุปกรณ์ FireWire สามารถเชื่อมต่อได้อย่างอิสระระหว่างกัน แต่ USB ใช้โครงสร้างแบบต้นไม้ชนิดหนึ่ง โดยมีศูนย์กลางควบคุมอยู่ที่คอมพิวเตอร์

 

USB 1.0 / 2.0 /3.0
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

• Thunderbolt

เป็นบัสที่ได้รับการพัฒนาโดยบริษัท Intel ร่วมกันกับบริษัท Apple หากพูดในทางเทคนิคแล้ว มันเป็นการก้าวข้ามระหว่าง DisplayPort และ PCI Express เลยก็ว่าได้ ในปัจจุบันมี Audio Interface เพียงไม่กี่รุ่น ที่ได้ติดตั้งบัสสำหรับ Thunderbolt เอาไว้

 

Thunderbolt
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

• CardBus / ExpressCard / PCMCIA

สล็อตแยกขยายของแล็ปท็อป ซึ่งมีลักษณะเช่นเดียวกับบัส PCI แบบขนาน แต่อยู่ในรูปแบบที่มีขนาดกะทัดรัดกว่ามากเท่านั้น และมีความเป็นไปได้ที่จะเสียบการ์ด จากภายนอกคอมพิวเตอร์ได้อีกด้วย

 

 

CardBus / ExpressCard / PCMCIA
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

ความเร็วที่แตกต่างกันของ Bus แต่ละประเภท :

• FireWire 400 – สูงสุด 400 เมกะบิตต่อวินาที (Mbit/s)
• FireWire 800 (1394b) – สูงสุด 800Mbit/s
• USB 1.1 – สูงสุด 12Mbit/s
• USB 2.0 – สูงสุด 480Mbit/s
• PCI (32bit/33Mhz) – 133MByte/s (1066Mbit/s)
• PCI-X (64bit/133MHz) – 1066MByte/s (8528Mbit/s)
• PCIe x1 (1 เลน) – 250MByte/s (2000Mbit/s)
• PCIe x16 (16 เลน) – 4000MByte/s (32,000Mbit/s)

ภาพเปรียบเทียบ อัตราความเร็วการส่งข้อมูล
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

ทั้งนี้ควรใช้ดุลยพินิจในการพิจารณากราฟนี้  ค่าที่เห็นในกราฟเป็นเพียงค่าสูงสุดที่วัดได้ตามทฤษฎี เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบเท่านั้น ในการใช้งานจริงความเร็วที่ได้อาจช้ากว่ามาก อัตราความเร็วการส่งข้อมูล ก็ยังขึ้นอยู่กับจำนวนช่องสัญญาณเสียงที่สามารถส่งพร้อมกันได้

 

Unbalanced , Balanced หรือ Auto-Balanced ?

ทุก 1 ช่องสัญญาณไฟฟ้า ปกติจะเป็นสัญญาณ Unbalanced และเดินทางผ่านสายสัญญาณเส้นเดี่ยว (และสายกราวด์) ขณะที่สัญญาณ Balanced จะเดินทางโดยใช้สายสัญญาณคู่ โดยที่เส้นหนึ่งจะเป็นการเดินทางของสัญญาณปกติ และอีกเส้นหนึ่งจะเป็นการ Phase Reversed (กลับเฟส) ของสัญญาณปกติ เมื่อสัญญาณที่ถูกกลับเฟส และสัญญาณปกติได้มารวมกัน จะเป็นการหักล้างกัน เพื่อนำสิ่งไม่พึงประสงค์ที่เข้ามารบกวนสัญญาณ (Noise) ออกไป ส่วนสายสัญญาณที่เป็น Auto-Balanced จะสลับเป็น Balanced หรือ Unbalanced ก็ขึ้นอยู่กับช่องสัญญาณที่เชื่อมต่อด้วยเป็นสัญญาณแบบใด

Stacking คืออะไร ?

เป็นการใช้ Audio Interface รุ่นเดียวกัน 2 ตัวขึ้นไปพร้อมกัน เพื่อเป็นการเพิ่มช่องเชื่อมต่อสัญญาณนั่นเอง แต่ในกรณีนี้ จำเป็นต้องมี Driver ที่รองรับเพื่อที่จะทำให้ใช้งานได้ และไม่สามารถใช้ Audio Interface ต่างรุ่น ต่างยี่ห้อได้

Level ไหนถึงดี, -10dB หรือ +4dB ?

ท้ายที่สุดแล้ว ก็ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่คุณใช้ ในความดัง +4dB จะมี “ความแรง” ของสัญญาณที่มากกว่า -10dB ที่ความดัง Output นี้อาจจะทำเสียงให้เกิด Distortion ผ่าน Amplifier ได้ แต่ในขณะที่ในความดัง -10dB สัญญาณค่อนข้างเบาเกินไป อาจทำให้เสียความละเอียดบางอย่างในการประมวลผล Dynamic ไป Audio Interface ส่วนใหญ่สามารถสลับไปมาระหว่างความดังทั้ง 2 ระดับ เพื่อให้คุณสามารถออกแบบ และเลือกใช้ให้เหมาะสมตามวัตถุประสงค์ของคุณได้

Phantom Power คืออะไร ?

โดยทั่วไปแล้วมันก็คือ ไฟ 48V ซึ่งทำหน้าที่จ่ายไฟให้ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ เพื่อให้มันสามารถทำงานได้ โดยส่งกระแสไฟผ่านสายสัญญาณเสียง โดยที่ไม่จำเป็นต้องต่ออุปกรณ์ใด ๆ แยกต่างหากสำหรับการจ่าย Phantom

อะไรคือความต่างระหว่าง Coaxial และ Optical S/PDIF ? 

สาย Coaxial คือ สายสัญญาณที่มีฉนวนไฟฟ้าสูง ในส่วนที่สัญญาณจะเดินทางผ่านจะเป็นตรงกลางของสายที่ถูกหุ้มด้วยฉนวน ซึ่งเสาสัญญาณ (Antenna) ก็นับว่าเป็น Coaxial ด้วยเช่นกัน ในขณะที่สาย Optical จะเป็นการส่งสัญญาณโดยใช้แสง หรือ เลเซอร์ ผ่านสายสัญญาณที่เป็น Fibre Optic (ใยแก้วนำแสง) ซึ่งสายสัญญาณทั้ง 2 ประเภท ต่างก็ถูกออกแบบมาเพื่อการเชื่อมต่อสัญญาณในรูปแบบดิจิตอลเหมือนกัน แม้ว่าสาย Optical จะได้เปรียบในเรื่องของการถูกรบกวนสัญญาณจากสนามพลังไฟฟ้าน้อยกว่าก็ตาม สาย Coaxial และ Optical ก็ไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้โดยตรง จึงจำเป็นต้องใช้กล่องแปลงสัญญาณ เพื่อสลับไปมาระหว่าง 2 รูปแบบ

96kHz เสียงดีกว่า… 48kHz จริงหรือ ?

แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้ว เราไม่สามารถที่จะได้ยินถึงความละเอียดของเสียงที่ถูกบันทึกในความละเอียดถึง 96kHz หรือสูงกว่านั้น แต่ก็ถือว่าเป็นเสียงที่มีคุณภาพมากว่าเสียงที่ความละเอียดน้อยกว่านี้แน่นอน โดยหลัก ๆ ก็เป็นเพราะ Anti-Aliasing” Filter (เทคโนโลยีลบรอยหยัก) ที่เข้ามาช่วยจัดการไม่ให้เกิดผลเสีย ต่อสเปกตรัมของเสียงที่บันทึกในความละเอียดสูง แม้ว่าจะมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่จะส่งผลต่อคุณภาพของเสียงก็ตาม ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ตามหลักทฤษฎีว่า 96kHz โดยทั่วไปให้เสียงที่ดีก่า 48kHz ถ้าเทียบกับ Audio Interface ตัวเดียวกัน แต่ถึงอย่างนั้น ที่ความละเอียด 96kHz ยังสร้างปริมาณของข้อมูลเพิ่มเป็น 2 เท่าของ 48kHz อีกด้วย ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงต้องทำงานหนักขึ้น เพื่อรับมือกับข้อมูล และยังต้องการพื้นที่ของฮาร์ดดิสก์เพิ่มเป็น 2 เท่าเพื่อจัดเก็บ

คุณภาพของ Converters มีความสำคัญหรือไม่ ? 

ใช่ครับ แต่ด้วยอะไรหลาย ๆ อย่าง ตามกฎผลตอบแทนคุณภาพดีขึ้น ก็แลกมาด้วยราคาที่สูงขึ้น แม้ว่าตามกฎแล้ว คุณจะได้คุณภาพที่ดีขึ้นหากคุณจ่ายแพงขึ้น แต่การจ่าย 2 เท่านั้น ไม่ได้เพิ่มคุณภาพเป็น 2 เท่าตามไปด้วยเสมอไป เว้นแต่ว่าคุณมีหูที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี ดังนั้นคุณอาจจะพบว่ามันเป็นเรื่องยาก ที่จะตรวจจับความแตกต่างใด ๆ ในขณะที่คุณพยายามเพิ่มราคาให้สูงขึ้น เพื่อหาสิ่งที่มีคุณภาพที่สุด

Signal-to-Noise Ratio (อัตราส่วนสัญญาณเสียง ต่อสัญญาณรบกวน) ควรจะสูงแค่ไหน ?

โดยตามหลักการแล้ว ให้สูงที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ยิ่งสูงเท่าไหร่ยิ่งดี SNR (Signal-to-Noise Ratio) สูงสุดสำหรับ CD คือ 96dB และมันทำให้สัญญาณรบกวนค่อนข้างเงียบเลยทีเดียว แต่หากต้องการใช้ SNR ที่สูงกว่า 96dB คุณต้องทำในความละเอียด 24 บิท ซึ่งถือว่าเป็นข้อดีอย่างหนึ่งของการทำงานในความละเอียดที่สูงกว่า 16 บิท

 

เกี่ยวกับ Drivers สำหรับ Audio Interface

ไดร์เวอร์ คือ ส่วนหนึ่งของซอฟท์แวร์ ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการสื่อสารกัน ระหว่าง Audio Interface และโปรแกรมบันทึกเสียง ถ้าไม่มีไดร์เวอร์ ระบบปฏิบัติการจะไม่รู้ว่ามี Audio Interface ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์อยู๋ คุณสมบัติที่มีอยู่ในไดร์เวอร์ จะเป็นตัวกำหนดการทำงานของ Audio Interface และอินพุต หรือเอาท์พุตใดบ้างที่ใช้งานได้

Driver Standards (ไดร์เวอร์พื้นฐาน)

มีไดร์เวอร์พื้นฐานอยู่สองสามตัวที่มีประสิทธิภาพสูง ในการใช้งานระหว่าง Audio Interface และโปรแกรมบันทึกเสียง แต่ที่นิยที่สุด ก็คือ ไดร์เวอร์ ASIO (Audio Stream Input/Output) คิดค้นและพัฒนาโดยบริษัท Steinberg เพื่อใช้งานกับ Virtual Studio Technology (VST) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

RME Control Panel
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

บริษัท Apple ได้เปิดตัวไดร์เวอร์ “Core Audio” ซึ่งเป็นไดร์เวอร์พื้นฐานที่ติดมากับระบบปฏิบัติการ OSX ส่วนในฝั่งของ Windows ก็มีไดร์เวอร์พื้นฐานของตนเอง ที่เรียกว่า “WDM” (Windows Driver Model) ในระบบปฏิบัติการ XP ซึ่งต่อมาได้ถูกแทนที่โดย “WaveRT” ใน Windows Vista อีกหนึ่งไดร์เวอร์ที่ต้องแนะนำ ก็คือ “GSIF” (GigaSampler InterFace) คิดค้นและพัฒนาโดย บริษัท Tascam ให้รองรับแอพพลิเคชั่น GigaSampler เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุด อย่างไรก็ตาม ASIO ก็ยังคงเป็นที่นิยมที่สุดในขณะนี้ และ Audio Interface เกือบทุกรุ่น ก็ถูกออกแบบมาให้รองรับกับไดร์เวอร์พื้นฐานนี้

 

Latency คืออะไร ?

เนื่องจากข้อมูลเสียงนั้นต้องใช้เวลาพอสมควรในการเดินทาง จากแหล่งที่มาของเสียง ผ่านกระบวนการบัสข้อมูล จากนั้นจึงเข้าสู่คอมพิวเตอร์ ทุกขั้นตอนเกิดการ Sampling (การสุ่มตัวอย่าง) และการแปลงเป็นค่าทางดิจิตอลทั้งหมด ทั้งกระบวนการสื่อสารระหว่างไดร์เวอร์ กับระบบปฏิบัติการ และสุดท้ายต้องการประมวลผลโดยซอฟท์แวร์บันทึกเสียง ทุกกระบวนนี้ต่างก็ต้องใช้เวลา เราจึงสามารถเรียกความหน่วงเวลานี้ว่า “Latency”

Latency ค่อนข้างมีความซับซ้อนมากขึ้น ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า ข้อมูลที่เข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ผ่าน Bus จะต้องได้รับการควบคุม และป้องกันการสูญเสีย หรือความผิดปกติของข้อมูล มันจึงต้องใช้เวลาคิดในตัวมันเอง เพื่อให้แน่ใจว่าการสตรีมข้อมูลนั้นคงที่ เรียกว่า “Buffer” ซึ่ง Buffer จะจัดเก็บข้อมูลเอาไว้ และทำให้คอมพิวเตอร์มีพื้นที่หายใจ เพื่อจัดระเบียบการสตรีมข้อมูลอย่างเหมาะสม และป้องกันไม่ให้เกิดการสูญหายของข้อมูล Buffer ที่มีขนาดใหญ่จะเพิ่มปริมาณข้อมูล ที่คอมพิวเตอร์สามารถจัดการได้สำเร็จในจำนวนที่มากกว่า แต่ก็จะทำให้ความหน่วงเวลาเพิ่มขึ้นตามไปด้วย หากต้องการไม่ให้เกิดความหน่วงเวลาที่มากเกินไป Buffer ควรจะขนาดที่เล็กลง แต่ก็จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานหนักขึ้นตามไปด้วย เพื่อรักษาการสตรีมข้อมูลให้คงที่

ดังนั้นควรทำให้มีความสมดุลระหว่าง Buffer กับหน่วยประมวลผล และระหว่างจำนวนช่องสัญญาณเสียง กับความเร็วในการตอบสนอง หากทำให้ Buffer มีขนาดที่เล็กเกินไป อาจทำให้เสียงมีความหน่วงเวลาที่น้อยก็จริง ในขณะที่หน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์อย่างหนักหน่วง เพื่อรับมือกับความเร็วของข้อมูลที่ไหลผ่าน หากทำให้ Buffer มีขนาดที่ใหญ่เกินไป การตอบสนองของซอฟท์แวร์นั้นจะดูช้าลง และสามารถได้ยินความหน่วงเวลาได้อย่างชัดเจน

Latency
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

Latency จะเป็นปัญหาเมื่อใด ?

ความหน่วงเวลาอาจไม่ใช่ปัญหาเสมอไป และในความจริงแล้ว คนส่วนใหญ่ไม่ได้สัมผัสกับประสบการณ์ ที่ Latency ส่งผลกระทบต่อระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จริง ๆ น้อยคนนักที่จะฟังออกในความหน่วงแค่ 3ms ซึ่งไม่ต่างอะไรกับการยืนห่างจากแอมป์กีตาร์ในระยะ 6 ฟุต แต่เมื่อใดที่ค่าความหน่วงเวลาสูงกว่า 10ms ขึ้นไป เมื่อนั้นสมองถึงจะรับรู้ และฟังออก

แต่ก็มีบางสถานการณ์ที่ Latency ก็อาจเป็นปัญหาได้ อย่างแรกก็คือ เมื่อ Monitor(การแสดงผล) สัญญาณเสียงผ่านซอฟท์แวร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณกำลังบันทึกเสียงกับนักร้อง ที่ต้องการ Monitor เสียงร้องตัวเองด้วยการเปิดเสียงเอฟเฟค Reverb ไปด้วย ดังนั้นคุณจึงไม่เพียงแค่มี Latency ในระบบคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณยังต้องใช้เวลาในการประมวลผล Plug-In Reverb อีกด้วย ถ้า Latency มีค่าที่สูงเกินไป ดังนั้นจึงส่งผลให้เสียงของนักร้อง จะไม่ตรงกับสิ่งที่เขาได้ยินในหูฟัง นอกจากนี้ Latency อาจจะเป็นปัญหาได้เมื่อใช้ซอฟท์ประเภท Virtual Instruments หรือ ซอฟท์แวร์ Synthesizer ที่ควบคุมและเล่นสดด้วยคีย์บอร์ด หากค่า Latency สูงเกินไป จะส่งผลให้เกิดความหน่วงระหว่างการกดปุ่ม และการได้ยิน และปัญหานั้นสามารถทำให้การเล่นเป็นไปไม่ได้เลย

ดังนั้นการหาความสมดุลระหว่าง Latency กับหน่วยประมวลผลในระบบคอมพิวเตอร์ของคุณ คือ กุญแจสำคัญที่จะทำให้มีความเสถียร และใช้งานได้จริงในสตูดิโอ

 

การเชื่อมต่อของ Audio Interface

Audio Interface สามารถมาพร้อมกับการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน ทั้งแบบอนาล็อก และดิจิตอล ดังนี้

Digital Connections

• S/PDIF
  (Sony / Philips Digital Interface ที่คิดค้นและพัฒนาโดยทั้งสองบริษัท ในระหว่างการสร้าง CD) เป็นรูปแบบที่แพร่หลาย มีทั้งแบบ Optical ผ่านสายสัญญาณ Fibre Optic และแบบไฟฟ้า ผ่านสายสัญญาณ Coaxial ส่งสัญญาณ 2 แชนแนล ความละเอียดสูงสุดที่ 24bit/192kHz รวมถึงเสียงรอบทิศทาง 5.1 ที่สามารถถ่ายโอนสัญญาณผ่าน S/PDIF

 

S/PDIF
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

• AES/EBU
  (Audio Engineering Society/European Broadcasting Union) ทางเลือกระดับมืออาชีพ สำหรับทดแทน S/PDIF ถ่ายโอนสัญญาณด้วยสายสัญญาณแบบ Balanced (XLR) หรือบางครั้งก็ใช้สาย Coaxial ซึ่งมีคุณภาพสูง และยังสามารถส่งสัญญาณได้ระยะไกลมาก โดยส่งสัญญาณได้ 2 แชนแนล ความละเอียดสูงสุดที่ 24bit/192kHz
  

 

AES/EBU
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

• ADAT
  (Alesis Digital Audio Tape) แต่แรกเดิมที เป็นชื่อของเครื่องบันทึกเสียง 8 แชนแนลจากแบรนด์ Alesis ที่มีการเชื่อมต่อนี้ แต่ปัจจุบันถูกออกแบบ และสร้างใหม่หมดจดในฐานะ Interface โดยสามารถส่งสัญญาณได้ 8 แชนแนล ความละเอียดสูงสุดที่ 24bit/48kHz ในสายสัญญาณ Optical เพียงหนึ่งเส้น และในโหมด S/MUX (Sample Multiplexing) แชนแนลที่มีอัตรา Sampling ที่สูงกว่าแชนแนลอื่น ๆ สามารถที่จะส่งสัญญาณโดยการใช้สายสัญญาณร่วมกันได้ ซึ่งทำให้มี 4 แชนแนล ที่ความละเอียด 96kHz หรือ 2 แชนแนล ที่ความละเอียด 192kHz
  

 

ADAT
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

• TDIF
  (Tascam Digital Interface) อีกทางเลือกจาก Tascam สำหรับทดแทน Alesis Interface ที่มีคุณสมบัติเป็ฯของตัวเอง นั่นคือการเป็น Multi-Channel Interface และการส่งสัญญาณ 8 แชนแนล ให้ความละเอียดสูงสุดที่ 24bit/96kHz

 

TDIF
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

• Word Clock
  ไม่ได้ใช้สำหรับการส่งข้อมูลเสียงแต่อย่างใด แต่ใช้สำหรับการกำหนดจังหวะการทำงานของ Digital Interface ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ Setup ระบบเสียงขนาดใหญ่
  

 

Word Clock
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

• mLAN
  (Music local Area Network) เป็นโปรโตคอลสำหรับการส่งข้อมูลแบบซิงโครไนซ์ ส่ง และจัดการระบบเสียงดิจิตอล หรือวิดีโอแบบ Multi Channel ควบคุมสัญญาณ MIDI หลายพอร์ตผ่านระบบเครือข่าย คิดค้นและพัฒนาโดย Yamaha

 

Yamaha mLan16E2
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Muziker)

• MIDI
  (Musical Instrument Digital Interface) ไม่ใช่การเชื่อมต่อของระบบเสียง แต่ใช้สำหรับการรับส่งคำสั่ง MIDI และควบคุมจากคีย์บอร์ด หรืออุปกรณ์ MIDI อื่น ๆ
  

 

MIDI
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

Analogue Connections

• Line Inputs/Outputs
  ใช้สำหรับการเชื่อมต่อ ที่มีในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น Synthesizer , Mixer หรือเครื่องเล่น CD ซึ่ง Line แต่ละประเภทก็จะมีค่าความดังที่ต่างกันออกไป (โดยทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ระดับ Consumer จะอยู่ที่ -10dB และสำหรับอุปกรณ์ระดับสตูดิโอมืออาชีพจะอยู่ที่ +4dB เป็นต้น) มีทั้งสัญญาณที่เป็น Balanced และ Unbalanced โดยตัวเชื่อมต่อที่ใช้กันทั่วไปก็คือ Phono/RCA (Unbalanced) , แจ็ค TRS (Balanced) หรือแจ็ค TS (Unbalanced) และ XLR (Balanced)
• Mic Inputs
  สัญญาณอินพุตจะถูกกำหนดไปยังภาค Pre-Amplifier เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ขยายสัญญาณของไมโครโฟน เพื่อให้ไมโครโฟนสามารถทำงานได้ ซึ่งช่องเสียบไมโครโฟนอาจจะมีลักษณะที่แตกต่างกันออกไป แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็น XLR เพื่อให้สามารถจ่าย Phantom ได้ ซึ่งมีความจำเป็นสำหรับไมโครโฟนที่มีคุณภาพสูง
• Instrument Inputs
  อินพุตที่มีค่า Impedance (ความต้านทาน) สูง ที่จำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงของกีตาร์ไฟฟ้า และเบส
• Phono Inputs
  เป็นช่องเชื่อมต่อสำหรับเครื่องเล่นแผ่นเสียง ที่มีการตั้งค่าระดับความดัง และ EQ Preset เอาไว้แล้วล่วงหน้า ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน RIAA (สมาคมอุตสาหกรรมแผ่นเสียงแห่งอเมริกา)
  
• Phones Outputs
  ช่องสำหรับการเชื่อมต่อหูฟังโดยตรง โดยที่ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องขยายเสียงภายนอก
• Inserts
  การเชื่อมต่อแจ็ค Stereo เพื่อให้สามารถส่งไป และกลับไป (Send-Return) จากตัวประมวลผลสัญญาณภายนอก ที่อยู่หลังอินพุต ก่อนที่จะแปลงสัญญาณจากอนาล็อก เป็นดิจิตอลตามระบบ Audio Signal Chain (เช่น Compressor หรือ Limiter เป็นต้น)

 

ฟังก์ชันมาตรฐาน

Audio Interface ส่วนใหญ่จะมีพอร์ตเชื่อมต่อที่คล้ายคลึงกัน สำหรับการเล่น และบันทึกเสียง แต่จพแตกต่างกันที่จำนวน มากกว่าประเภท และส่วนใหญ่จะมีการเชื่อมต่อสำหรับ S/PDIF และ MIDI แต่เฉพาะรุ่นเกรดมืออาชีพเท่านั้น ที่จะมี Word Clock หรือ ADAT I/O

 

M-Audio Fast Track Pro
S/PDIF, MIDI, 2 Microphone / Instrument Inputs และ Inserts
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

ระดับมืออาชีพ

นอกเหนือจากการเชื่อมต่อปกติแล้ว Audio Interface บางตัวยังมีฟังก์ชันพิเศษอีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น Internal Mixer ซึ่งมีประโยชน์สำหรับกำหนดเส้นทางสัญญาณ และการ Monitor หรือการ Bypass ซอฟท์แวร์หรือสิ่งใด ๆ ที่อาจทำให้เกิด Latency ขึ้นได้ แม้กระทั่งการมี DSP ในตัว (Digital Signal Processing) ที่ให้กำลังในการประมวลผลเอฟเฟคต่าง ๆ โดยที่ไม่ต้องใช้หน่วยประมวลของคอมพิวเตอร์ และไม่ทำให้เกิด Latency

 

Motu 896 mk3 Hybrid
คู่มือ Audio Interface
(ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann)

 

สรุป

หากกำลังมองหา Audio Interface สักตัว ควรเลือก Audio Interface ที่มีความเหมาะสมต่อการใช้งาน และความต้องการส่วนบุคคล โดยตามหลักแล้วคุณไม่ควรซื้อ Audio Interface ที่เป็นชุด Bundle ที่มีรวมคุณสมบัติใด ๆ ที่คุณไม่ได้ใช้ หรือไม่ต้องการ หรือในทางกลับกัน คุณอาจจะมีเหตุผลให้ซื้อเผื่อเป็นตัวเลือก ในการขยับขยายในอนาคตก็ได้ บางทีอาจเป็นการประหยัดเงินมากกว่าหากซื้อเป็นชุด Bundle ที่แถมซอฟท์แวร์มาด้วย หรือยอมเสียเงินเพิ่ม เพื่อได้อัพเกรดซอฟท์แวร์เป็นระดับมืออาชีพ อีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณา ก็คือ คุณภาพของ Converter , Latency และไดร์เวอร์นั่นเอง

 

คู่มือ Audio Interface
ขอบคุณรูปภาพจาก Thomann

 

บทความโดย : ณัฐพจน์ วิจารัตน์
บทความอ้างอิง : https://www.thomann.de/gb/onlineexpert_topic_audio_interfaces.html

 

• Facebook
• Twitter
• Line