JAK NAUČIT KVÁKAČ ZPÍVAT

[o úroveň výše]

     Jistě každý z  vás zkoušel na počítači  pracovat se zvukem. Úplně
  nejjednodušší způsob,  jak dostat  z PC   jiný zvuk,  než je bzučení
  pevného  disku,   vrčení  diskety,  cvakání   klávesnice  či pískání
  monitoru je tento:

        begin
            Write(#7); {Zapíše přes  MS-DOS znak číslo 7, který vyvolá
                        pípnutí}
        end.

     Turbo   Pascal   nabízí  poněkud   méně   krkolomný   a nepoměrně
  flexibilnější způsob vydávání skřeků  pomocí procedur Sound, NoSound
  a  Delay.  Principem  je  přibližně  toto:  Nějaký  obvod,  který je
  připojen na PC speaker začne  rytmicky kmitat v určité, předem dané,
  frekvenci,  nějakou dobu  se  v  tomto  kmitání udrží  a  pak kmitat
  přestane.

        begin
           Sound(200); {Začne hrát tón o frekvenci 200 Hz}
           Delay(500); {Bude ho hrát 0.5 sekundy}
           NoSound;    {Pak přestane}
        end.

    K tomu, abychom si  vysvětlili jak se  pracuje se zvukem na vyšší
  úrovni si musíme  říci něco teorie  zvuku. To,  že vůbec nějaký zvuk
  vnímáte  je  způsobeno  dopadem  zvukových  vln  na  ušní  bubínek a
  následné silové působení bubínku na  kostěnné orgány ve vašem uchu a
  nakonec  i  na  sluchový  nerv.  Zvukové  vlny  se  přenášejí pomocí
  neustálého   zhušťování  a   zřeďování   vzduchu  mezi   vysílačem a
  příjemcem. Pokud je vysílačem  reproduktor (PC speaker je jednoduchý
  reproduktor, ve sluchátkách jsou reproduktorky, i u HiFi věžě bývají
  reproduktory...), zhušťování se provádí pomocí velmi rychlých pohybů
  membránou  reproduktoru  k  příjemci  a   od  něj.  To,  jak funguje
  reproduktor tady,  doufám,  vysvětlovat nemusím,  jenom  se zmíním o
  tom, že to,  jak se vysune  či zasune  membrána reproduktoru je dáno
  proudem protékajícím cívkou reproduktoru.  Když je tento proud velký
  a kladný, je  membrána vychýlena  značně směrem ven,  když je menší,
  ale stále kladný, je  vychýlena méně, ale  stále směrem ven, když je
  nulový, je v  prostřední pozici, když  je protékající proud záporný,
  je vychýlena  směrem  dovnitř reproduktoru  (od  příjemce). To, jaký
  proud  bude protékat  skrz  cívku  můžeme programově  ovládat pomocí
  hodnot, které posíláme na určité  porty. Maximální hodnota, jakou se
  ještě to které zvukové zařízení dá ovládat určuje, kolika bitové je.
  Speaker je  6 bitový,  takže největší  hodnota, kterou  na jeho port
  můžeme poslat je  2^6, čili 64.  Takže pokud  chceme, aby nám kvákač
  vyloudil zvuk přibližně "TRRRRRRRRRR",  tak pošleme na port speakeru
  nejdříve nulu, a  pak 64. Membrána  se "vcucne"  dovnitř, a v zápětí
  zase vytlačí úplně ven. Prográmek na to je asi tento:

        var
          x:word;
      begin
          port[$61]:=port[$61] or  2; {Bit číslo 1 (počítáno od 0) na
                        portu 61h povoluje výstup do reproduktoru}

          for x:=0 to 50000 do
              begin
              Port[$42]:=0;  {Membrána je "vcucnuta" dovnitř}
              Port[$42]:=64; {Membrána je vytlačena úplně ven}
              end;
      end.

     Zde je ještě  třeba poznamenat, že  poměrem rozdílu mezi nejvyšší
  a nejnižší  hodnotou, kterou na  port 42h  posíláme můžeme regulovat
  hlasitost - pokud jsme posílali 0 a  64, pak jejich rozdíl je 64, to
  děleno maximální hodnotou  64 dává  1, což znamená  100 % hlasitost.
  Pokud bychom posílali hodnoty  16 a 48, rozdíl mezi  nimi je 32 a to
  děleno 64 dává 0.5 = 50 % hlasitost.
     Stejným  způsobem můžeme  přehrát  na  speakeru i  nějaký zvukový
  soubor (nejlépe WAV či VOC).
     Zde vyvstává problém "vzorkovací  frekvence". To je frekvence, se
  kterou výrobce toho  kterého zvuku opakovaně  snímal úroveň zvuku na
  mikrofonu. Typické  vzorkovací frekvence  jsou 8000,  11025, 22050 a
  44100 vzorků  za  sekundu (Hertzů).  Jak  však zaručit,  aby hodnota
  zvuku byla poslána  na reproduktor právě 11025  krát, 22050 krát ...
  za sekundu?  Zde  máme dvě možnosti:  Buď  budeme  hodnoty posílat v
  cyklu,   kde  si   mezi  nimi  necháme   čekat  počítač   právě dobu
  1/vzorkovací_frekvence sekund,  což přináší  řadu  nevýhod, např. na
  různě rychlých  počítačích  bude zvuk  přehráván  různě rychle, nebo
  využijeme  časovače 8253,  který  má ve  svém  PC snad  každý. První
  možnost vypadá přibližně takto:

        var zvuk:Array[0..50000] of byte;
            x:   Word;
        begin
           Nacti_zvuk('soubor.wav',zvuk); {Jakákoliv procedura, která
                                        načte data ze souboru do pole}
           port[$61]:=port[$61] or 2;
           for x := 0 to SizeOf(zvuk) do
              begin
              Port[$42]:=zvuk[x];
              Pockej_chvili;   {Jakási neurčitá procedura na čekání,
                       kterou nemohu jen tak napsat, protože nevím,
                       jak rychlý máte počítač}
              end;
        end.

     Při  použití  té  druhé  možnosti  musíme  pracovat  s přerušením
  od časovače. To  je sice o  něco složitější,  nicméně zvuk bude znít
  stejně i na různě  rychlých počítačích nebo  můžete hrát i na pozadí
  běžící aplikace. Toho docílíme několika kroky:
     1. Nainstalujeme  svoji obsluhu  vektoru přerušení  INT 08, který
  je vyvolán při každém tiku časovače. Obsluha by mohla spočívat třeba
  i v poslání  určitého byte  na port speakeru,  ale bezpečnější bude,
  když obsluha nastaví pouze určitou vlajku do stavu, že již přerušení
  prošlo a hlavní program se postará o to, že tuto vlajku schodí.
     2.  Přeprogramujeme  časovač   na  hodnotu  vzorkovací frekvence.
  Prakticky to provedeme tak, že na řídící port časovače (43h) pošleme
  řídící slovo 36h, a na port  40h pošleme nejdříve dolní a poté horní
  byte dělící konstanty. Tu vypočteme jednoduchým poddělením 1193180 /
  vzorkovací_frekvence.
     3. V  programu  v každý  vhodný  okamžik zkontrolujeme  vlajku  a
  pokud je nastavena,  tak na port  speakeru pošleme konkrétní hodnotu
  zvuku, posuneme ukazatel na další byte a vymažeme vlajku.
     4.  Po  přehrání  celého  zvuku  přeprogramujeme  časovač stejným
  způsobem, jako v  bodě 2, jen jako  dělící konstantu použijeme číslo
  0.
     5. Odinstalujeme obsluhu přerušení a nainstalujeme původní.

     A to  je vše.

[o úroveň výše]