Windows 10: Novinky pro ovladače zvuku

Toto téma obsahuje základní souhrn novinek ve zvuku pro Windows 10.

Souhrn funkcí

Tady jsou nové zvukové funkce ve Windows 10.

• Implementace komunikace zvukového modulu

• Vylepšení zvuku s nízkou latencí

• Režimy zpracování signálu a kategorie zvuku

• Efekty APO využívající zpracování hardwaru

• Aktivace hlasem Cortany

• Univerzální ovladače systému Windows pro zvuk

• Správa prostředků pro ovladače zvuku

• Rebalancování PNP pro ovladače zvuku

Vylepšení zvuku s nízkou latencí

Latence zvuku je prodleva mezi tímto časem, kdy se zvuk vytvoří a kdy je slyšet. Nízká latence zvuku je velmi důležitá pro několik klíčových scénářů, například následující.

• Pro Audio
• Hudební tvorba a míchání
• Komunikace, jako je Skype
• Virtuální a rozšířená realita
• Hry

Celková latence zařízení je součet latencí následujících komponent:

• Operační systém
• Objekty pro zpracování zvuku
• Ovladač zvuku
• Zvukový hardware

Ve Windows 10 se pracovalo tak, aby se snížila latence operačního systému. Bez jakýchkoli změn ovladačů budou aplikace ve Windows 10 mít nižší latenci 4,5–16 min. Navíc pokud byl ovladač aktualizován tak, aby využíval nové DDI s nízkou latencí, které ke zpracování zvukových dat používají malé vyrovnávací paměti, sníží se latence ještě více. Pokud ovladač podporuje 3ms zvukové vyrovnávací paměti, je latence odezvy přibližně 10 ms.

Zvukový zásobník podporuje více velikostí paketů a změnu velikosti dynamických paketů, aby bylo možné optimalizovat kompromis mezi latencí a výkonem na základě scénáře uživatele. Kromě toho budou datové proudy upřednostňovány, aby se zajistilo, že datové proudy s vysokou prioritou (např. telefonní hovory) mají vyhrazené prostředky.

Aby ovladače zvuku podporovaly nízkou latenci, windows 10 nabízí následující 3 nové funkce:

1. [Povinné] Deklarujte minimální velikost vyrovnávací paměti podporovanou v každém režimu.
2. [Volitelné, ale doporučené] Zlepšení koordinace toku dat mezi řidičem a operačním systémem.
3. [Volitelné, ale doporučené] Zaregistrujte prostředky ovladačů (přerušení, vlákna), aby je operační systém mohl chránit ve scénářích s nízkou latencí. Další informace najdete v tématu Zvuk s nízkou latencí.

Režimy zpracování signálu a kategorie zvuku

Režimy zpracování signálů

Ovladače deklarují podporované režimy zpracování zvukových signálů pro každé zařízení.

Kategorie zvuku (vybrané aplikace) jsou mapovány na režimy zvuku (definované ovladači). Systém Windows definuje sedm režimů zpracování zvukových signálů. OEM a IHV můžou určit, které režimy chtějí implementovat. Režimy jsou shrnuty v tabulce uvedené níže.

Režim	Vykreslení/zachycení	Popis
Syrový	Oboje	Režim bez úprav určuje, že u proudu by nemělo být použito žádné zpracování signálu. Aplikace může požádat o nezpracovaný datový proud, který je zcela nedotčený, a provádět vlastní zpracování signálu.
Výchozí	Oboje	Tento režim definuje výchozí zpracování zvuku.
Filmy	Vykreslit	Přehrávání zvuku videa
Média*	Oboje	Přehrávání zvuku hudby (výchozí nastavení pro většinu mediálních streamů)
Projev*	zachycení	Záznam lidského hlasu (např. vstup do Cortany)
Komunikace*	Oboje	Vykreslování a zachycení VOIP (např. Skype, Lync)
Oznámení*	Vykreslit	Vyzváněcí tóny, alarmy, výstrahy atd.

Ovladače zvukových zařízení musí podporovat alespoň nezpracovaný nebo výchozí režim. Podpora dalších režimů je volitelná.

Vyhrazené režimy pro řeč, film, hudbu a komunikaci. Ovladače zvuku budou moct definovat jiný typ zvukových formátů a zpracování na základě typu datového proudu.

Kategorie zvuku

V následující tabulce jsou uvedeny kategorie zvuků ve Windows 10.

Aby bylo možné informovat systém o použití zvukového streamu, mají aplikace možnost označit stream s konkrétní kategorií zvukového streamu. Ve Windows 10 je devět kategorií zvukových streamů.

Kategorie	Popis
Film*	Filmy, video s dialogem (Nahrazuje ForegroundOnlyMedia)
Média*	Výchozí kategorie pro přehrávání médií (Nahrazuje BackgroundCapableMedia)
Herní chat*	Komunikace mezi uživateli ve hře (nová kategorie ve Windows 10)
Projev*	Vstup řeči (např. osobní asistent) a výstup (např. navigační aplikace) (nová kategorie ve Windows 10)
Komunikace	VOIP, chat v reálném čase
Výstrahy	Alarm, vyzváněcí tón, oznámení
Zvukové efekty	Pípnutí, cinknutí atd.
Herní média	Hudba ve hře
Herní efekty	Skákající míče, zvuky motoru auta, kulky atd.
Ostatní	Nezařazené streamy

* Nové ve Windows 10.

Další informace naleznete v tématu Režimy zpracování zvukových signálů a objektová architektura zpracování zvuku.

Efekty APO s přesměrováním zatížení hardwaru

Windows 10 podporuje efekty APO s hardwarovým přenesením. APOs lze načíst nad offload pin. To umožňuje provádět zpracování zvuku v softwaru i hardwaru. Zpracování se navíc může dynamicky měnit. Některé nebo všechny zpracování je možné přesunout ze softwarového objektu APO do ZSP, pokud je k dispozici dostatek hardwarových prostředků, a pak se při zvýšení zatížení VSP přesunout zpět do softwarového objektu APO.

Další informace najdete v tématu Implementace efektů APO s přesměrováním zatížení hardwaru.

Hlasová aktivace Cortany – Probuzení hlasem

Cortana, technologie osobního asistenta byla poprvé ukázaná na konferenci Microsoft BUILD Developer Conference v roce 2013. Aktivace hlasem je funkce, která uživatelům umožňuje vyvolat modul pro rozpoznávání řeči z různých stavů napájení zařízení tím, že řekne konkrétní frázi " Hey Cortana". Funkce "Hey Cortana" Voice Activation (VA) umožňuje uživatelům rychle zapojit prostředí (např. Cortanu) mimo svůj aktivní kontext (tj. to, co je aktuálně na obrazovce) pomocí hlasu. Tato funkce je určená pro scénáře, kdy je obrazovka vypnutá, nečinná nebo když je plně aktivní. Pokud hardware podporuje ukládání do vyrovnávací paměti, můžou uživatelé zřetězovat klíčové fráze a příkazové fráze dohromady. Tím se zlepší zkušenost s probuzením hlasem od začátku až do konce pro uživatele. Další informace najdete v tématu Aktivace hlasem.

Univerzální ovladače systému Windows pro zvuk

Windows 10 podporuje jeden model ovladačů, který funguje pro počítače PC a 2:1 a Windows 10 pro telefony a tablety s malou obrazovkou. To znamená, že IHV můžou vyvíjet ovladač v jedné platformě a tento ovladač funguje na všech zařízeních (stolní počítače, notebooky, tablety, telefony). Výsledkem je snížení času a nákladů na vývoj.

K vývoji univerzálních zvukových ovladačů použijte následující nástroje:

1. Visual Studio 2015: Nová nastavení ovladačů umožňují nastavit cílovou platformu na Univerzální, aby se vytvořil ovladač pro více platforem.
2. APIValidator: Jedná se o nástroj WDK, který kontroluje, jestli je ovladač univerzální a zvýrazňuje volání, která je potřeba aktualizovat.
3. Zvukové ukázky v GitHubu: Sysvad a SwapAPO byly převedeny na univerzální ovladače. Další informace a ukazatele na vzorový kód GitHubu najdete v tématu Univerzální ovladače systému Windows pro zvuk.

Správa prostředků pro ovladače zvuku

Jednou z výzev při vytváření dobrého zvukového prostředí na mobilním zařízení s nízkými náklady je, že některá zařízení mají různá omezení souběžnosti. Je například možné, že zařízení může současně přehrávat až 6 zvukových streamů a podporuje pouze 2 streamy snižování zátěže. Pokud je na mobilním zařízení aktivní telefonní hovor, je možné, že zařízení podporuje pouze 2 zvukové streamy. Když zařízení zachytává zvuk, může zařízení přehrávat až 4 zvukové streamy.

Windows 10 obsahuje mechanismus pro vyjádření omezení souběžnosti, aby bylo možné přehrávat zvukové streamy s vysokou prioritou a mobilní telefonní hovory. Pokud systém nemá dostatek prostředků, datové proudy s nízkou prioritou se ukončí. Tento mechanismus je k dispozici pouze v telefonech a tabletech, ne na stolních počítačích nebo přenosných počítačích.

Další informace naleznete v tématu Správa hardwarových prostředků audio.

Vyvážení PNP pro ovladače zvuku

Vyrovnávání PNP se používá v určitých scénářích PCI, ve kterých je potřeba relokovat paměťové prostředky. V takovém případě se některé ovladače uvolní a znovu načtou v různých umístěních paměti, aby se vytvořila volná souvislá paměť. Rovnováhu je možné aktivovat ve dvou hlavních scénářích:

1. PCI hotplug: Uživatel připojí zařízení a sběrnice PCI nemá dostatek prostředků pro načtení ovladače pro nové zařízení. Mezi příklady zařízení, která spadají do této kategorie, patří Thunderbolt, USB-C a NVME úložiště. V tomto scénáři je potřeba uspořádat a konsolidovat prostředky paměti (znovu vytvořit rovnováhu), aby podporovaly přidání dalších zařízení.
2. PCI resizable BARs: Po úspěšném načtení ovladače zařízení do paměti požádá o další prostředky. Mezi příklady zařízení patří grafické karty high-end a úložné zařízení. Další informace najdete v tématu Implementace vyrovnávání PnP pro ovladače zvuku PortCls.