PC電腦音效系統就像其他多數的PC配備一般，經過了一系列周邊規格與附加卡標準的演進改變，早期PC電腦的唯一發聲工具就是藏在Case裡的一顆小喇叭，現在PC之中依然保有這顆小喇叭，只是它唯一的功能僅剩下開關機時的嗶嗶聲或是工程軟體用來警告除錯用。

自從1987年AdLib制定了業界首張音效合成卡(OPL2 FM合成器)以來，PC電腦的音效世界便開始進入了有音樂的時代，緊接著1989年創巨公司(Creative Labs)推出了SoundBlaster聲霸卡，除了整合FM音樂合成器外，還提供了8位元錄放音功能，並可以提供DOS GAME數位的語音效果，成了當時音效卡市場的規格霸主。

在1990年代初期，幾乎所有的DOS遊戲開發者皆以Sound Blaster 2.0/Pro的軟硬體規格為平台，直到1997年以後，Windows95/98以Direct X為介面標準的3D電腦遊戲才逐漸取代了DOS mode的遊戲軟體，而其硬體介面也由ISA Bus逐漸轉變成為PCI Bus，只是在2000年以前，硬體廠商為了避免舊型遊戲不相容造成客戶服務的問題，Sound Blaster compatible還是一項被考慮的音效規格之一。

就PC音效而言，其主要提供的功能應該要有：MIDI音樂合成器(Music synthersizer)和數位音效錄放音；在ISA bus sound card的時代，MIDI音樂合成器的演變由單聲道的FM YM3812，演進到FM YM262的立體音，接下來音色更擬真的Wave-table音樂合成技術，也在高階音效卡上快速風行。近年來由於CPU速度的大幅提昇，讓硬體Wave-table合成器的所有運算功能已經可以完全由軟體所取代，因此，目前的PC MIDI音樂合成器多半是使用軟體來合成所有的音樂。

有關數位音效錄放音的部分，也由早期單聲道8 bits的規格發展到立體音8 bits的規格，到了1995年後，幾乎大部分的音效晶片皆已經可以提供48K 16bits Stereo CD等級的聲音品質了，不過相關的音效功能與技術的研發仍持續的改進，朝向更高階的HRTF 3D sound和多聲道音效發展。

3D定位音效可說是PC音效技術的重大突破，它使用了HRTF(Head-Related Transfer Function)的轉換函數式將三度立體空間的音源、時間、相對距離與回饋換算出來，進而展現出擬真的三度空間效果。

目前比較知名的技術有Aureal的A3D，Creative Labs開發的EAX(Environmental Audio Extensions)、Sensaura的3D音效定位演算法、Qsound Labs.的Qsound 3D。如果使用者的PC上都沒有使用到上面的3D引擎也不要緊，因為微軟的DirectSound3D也會幫遊戲做簡單的3D處理，讓使用者可以分辨出左右音源的差異性。

此外，PC市場從1999年之後DVD ROM的佔有率逐步竄升，並且在2000年時產生了DVD ROM與CD ROM世代交替的市場發展，加上高速CPU的演進，更讓Software DVD player在PC上使用方案成為可行，由於DVD影片的特色除了解析度高之外，5.1多聲道的音效更是引人入勝，也因而將音效晶片的發展帶入了多聲道聆聽架構的模式之下，使目前音效晶片的品質需提高到能處理經解碼過後的Dolby Digital AC-3和DTS等多聲道音訊資料。

PC音效硬體架構沿革

1998年以前，音效晶片幾乎是以Sound Blaster及Windows sound system相容的ISA bus晶片為主，相關晶片設計公司的技術也都成熟到可以提供價格低廉且高整合度的單晶片(ISA interface，FM DSP，16 bits CODEC)。

可是由於主機板晶片架構的改變，低速的ISA bus會造成系統整體performance的下降，所以Intel跟Microsoft在1998年之後的PC就不再提供ISA介面，從此PC98的認證標準就不再接受ISA相關硬體的測試了，也因此主機板可以開始逐漸拋棄舊有的Legacy compatible包袱，進而帶動PCI音效晶片在市場上的崛起。

而當PC音效市場在拋棄調ISA架構的同時，PC晶片組的龍頭大廠---Intel，也開始準備要為下一個世代的PC市場，提供一個更低價且高整合度的主機板晶片，而這個整合型的晶片組事實上是整合了音效晶片的數位部分，也就是將單晶片音效解決方案的核心拆成了數位(Digital)與類比(Analog)CODEC兩個部分，這個架構就是目前眾所周知的AC97。

其中音效數位電路的部份整合到主機板南橋晶片之中，因此，外部僅需要一個的類比的Codec，就可完成廉價基本型的音效系統；在此架構之下，主機板可以利用AMR slot來擴充Audio Channel或Software Modem的功能。

而微軟在2000年的多媒體發展架構下，WindowsME全面支援了USB audio的匯流介面，同時還提供software Legacy audio emulator以及CDDA播放控制的功能，未來這些功能都將成為音效擴充的基本架構之一。至此，目前市場上的PC audio硬體架構大致可區分為：PCI架構、AC97(on board only)架構與USB1.0等三種模式。

PC音效功能分析

DVD

DVD在聲音方面的發展，多聲道聆聽的音訊標準與喇叭環境成了市場發展的主力(圖一)，以往多聲道的聆聽環境與享受，僅能在特定的場所與昂貴的配備下來展現，而制定此多聲道標準規格的主要推動者便是杜比實驗室。

《圖一　》

從1960年代開始杜比便致力於音效壓縮技術的開發，從提供專業工作室高品質的音訊製作技術，到1975年成為電影工業的音訊製作標準，一直到90年代提出多聲道音訊規格，杜比儼然成為目前多聲道音效的代名詞。不過隨著市場與產業的發展需求，多聲道環境已經成為公元2000年音效產業的標準規格，也因此其它強調更高品質的多聲道壓縮技術開始加入戰場(如DTS)，然而這樣的發展對於消費者而言卻是一件相當好的事(圖二)。

《圖二　》

2000年可視為數位音效的快速發展年，在IA資訊家電的帶領下多聲道音效的聆聽模式將成為家庭劇院的標準規格，為了讓家庭劇院的聆聽享受普及成真，音效晶片廠商展現了高效率的研發實力，提出了更合理、更具效率、更多工且更高品質的多聲道單晶片方案。

從類比到數位的演進，消費市場對於影音品質與功能的要求已經必須和PC同步，而電影工業音效技術與Content的發展則引領著家電功能規格的制定，使資訊家電成功地實現家庭劇院的夢想，讓消費者以低價的付出獲得專業級戲院般的享受。這樣的發展使得音效晶片Codec廠商必須將類比與數位轉換元件(Analog to Digital、Digital to Analog)的開發，鎖定在多媒體PC與消費性家電的市場。

對於廠商而言，高階音效消費性市場等同於專業音效市場，低價PC的普及則使製造商必須將家電的功能規格整合進PC之中，而音效晶片就必須能夠處理多聲道的音訊資料、提供SPDIF IN/OUT的傳輸介面、整合3D Sound技術，總而言之，在數位音效的時代，家電與PC的界線不再壁壘分明，資訊家電必須提供多聲道的解決方案，並且要輕易地與PC以及消費性家電相互溝通(表一)。

《表一　》

音效晶片市場現在與未來的趨勢

未來PC、資訊家電與消費性電子間將會有更重大的連結演進，那就是統一的共同匯流介面標準，首先是通用串列匯流排標準(Universal Serial Bus，USB)，在Compaq、HP、Intel、Lucent、Microsoft、NEC與Philips等公司的努力之下，USB2.0的規格已經在今(2000)年的四月二十七日正式公佈，提供設備製造商與OEM廠商足夠的時間來準備USB2.0版產品。USB2.0所帶來的更高頻寬將為個人電腦週邊設備帶來更多的功能，包括更快的寬頻網際網路連接、更高解析度的視訊會議攝影機、新一代的印表機及掃瞄器，以及快速的外部儲存設備。

另外一個標準則是由蘋果電腦所研發出的FireWire技術，經由電子電機工程師協會IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)審核通過之後定名為IEEE 1394，在蘋果電腦、惠普、康柏、戴爾、蓋特威以及日本的富士通、松下電器、夏普、NEC以及Sony等諸多國際知名電腦大廠支援IEEE 1394規格的情況下，使其逐漸應用在消費性電子產品與未來的數位電視、音響等，它不但傳輸速度相當快，且近距離最大傳速可達3.2Gbps，遠距離(50公尺內)最快也能達到400Mbps，同時還支援熱插拔，並可以以樹狀方式相互連結，對於大型資料的傳輸，如數位影音資料檔來說，是個十分便捷的方式(表二)。

《表二　音效晶片市場的重要趨勢》

在等待此兩套規格被整合之際，大多數的廠商將會在未來兩年內提供幾種不同形式的支援產品，例如以主機為基礎的分離式USB 2.0或插入式的PCI卡來滿足需求。而這樣的發展對音效晶片廠商而言將必須在未來的幾年內開始整合支援此兩套規格，以因應市場的演進。

音效在未來所扮演的角色

今天，音效在多媒體資訊領域的地位與過去10年大不相同，就PC、Consumer以及Professional Multimedia的市場而言，音效將扮演著更重要的角色，在個人電腦的市場中PC廠商必須能夠提供使用者一個更高品質且更多樣化的功能選擇，如迴音效果、3D定位音效等，以便遊戲玩家滿足聽覺上的需求，就消費資訊家電與專業多媒體市場而言，廠商必須要提供如Karaoke、升降Key、等化器、環繞音場與多聲道的輸出處理(Dolby Digital、DTS)等，以便消費者達成家庭電影院的夢想，享受與專業級劇院同等級的聆聽享受。

就此而言，音效將可成為一個重要且具相當規模的數位產業，其中音效晶片廠商更是扮演著舉足輕重的角色，未來，消費者對於音效的需求不會再是只會發出聲音就好，而是要能虛擬實境、自由操控。

下一代音效晶片的應用發展藍圖

▓基本的音效處理功能：Wavetable、3D Sound、Echo Effect、Surround Sound、Key Control、Equalizer、Multi-channel等。

▓更完整的軟體支援，驅動程式支援Windows95、98(WDM and VxD)、Windows2000、Linux、Dos以及其它普及的OS系統；應用程式支援全功能音效播放與影像播放(Audio CD、MP3、WAVE、MIDI、VCD & DVD)。

▓支援多聲道音訊規格(Dolby Digital AC-3、DTS)輸出處理。

▓SPDIF IN/OUT傳輸介面的支援。

▓麥克風強化功能。

▓耳機聆聽功能的支援，電壓與虛擬多聲道的處理技術。

▓更高等級的音訊擴大技術(Amplifier Technology)。

▓更佳的數位訊號處理與音訊演算法則(Algorithms)。

▓系統單晶片的整合發展，未來除了Controller、A"D Codec、DSP & Processor之外，將須逐步整合不同音訊格式的壓縮與解壓縮技術於整體音效方案之中。未來，音訊產業的發展將更加蓬勃，音效晶片廠商也將提供更經濟且功能更強悍的單晶片產品以造福消費者。