Buffer size és latency: miért késik a hang?

Röviden

A gép nem mintánként dolgozza fel a hangot, hanem adagokban. A buffer size (pufferméret) szabja meg az adag nagyságát. Kis adag kevés latency (késleltetés), de nagy hajtás a gépnek. Nagy adag stabil lejátszás, de érezhető csúszás. Felvételhez kicsi kell, keveréshez nagy.

Mit látsz a képen?

Felül két nagy panel áll szemben. A bal, kék keretes a kis puffer, a jobb, narancs keretes a nagy. Mindkettőn négy sor van: késés, processzor, stabilitás és egy kiinduló érték. Felvételhez 32 és 128 minta között, keveréshez 256 és 1024 között ajánl indulni.

Alattuk egy csíkban a képlet: egy puffer ideje a mintaszám osztva a mintavételi frekvenciával. A példa 64 mintát számol 48 kHz-en, ami 1,33 ms. Lejjebb a teljes út látszik a mikrofontól a hangszóróig, öt dobozon át. Bal alul egy gyors döntési táblázat, jobbra pedig egy figyelmeztetés a magas mintavételi frekvenciáról.

Hogyan működik?

A hangkártya a bejövő sample (minta) értékeket egy átmeneti tárolóba, a buffer (puffer) területre gyűjti. Ha az megtelt, a CPU (processzor) egyben dolgozza fel, és továbbadja a kimenetnek. Amíg egy adag gyűlik, a következőnek már a feldolgozása folyik.

Képzelj el egy pincért. Ha minden egyes pohárral külön fordul, gyorsan kiér az első ital, de hamar kifullad. Ha tele tálcával megy, kényelmesen bírja, viszont az első vendég tovább vár. A puffer a tálca mérete.

Az egy pufferre eső idő kiszámolható: mintaszám osztva a sample rate (mintavételi frekvencia) értékével. 48 kHz-en így néz ki:

Pufferméret	Egy puffer ideje 48 kHz-en	Mire jó
64 minta	kb. 1,3 ms	Felvétel, erős géppel
128 minta	kb. 2,7 ms	Felvétel, átlagos géppel
256 minta	kb. 5,3 ms	Átmenet, könnyű felvétel
512 minta	kb. 10,7 ms	Keverés
1024 minta	kb. 21,3 ms	Nehéz keverés, sok plugin

Mélyebben: miért több a valódi késés?

A táblázat csak egy irányt mutat. Amit a fülhallgatóban hallasz, az a round-trip latency (oda-vissza késleltetés). Ebben benne van a bemeneti puffer, a converter (átalakító) ideje mindkét irányban, a driver (illesztőprogram) saját tartaléka és a kimeneti puffer. A valódi szám ezért jóval nagyobb, mint egy puffer ideje. A legtöbb felvevőprogram kiírja a hangbeállításoknál.

Egyes pluginok maguk is késnek, mert előre kell látniuk a jelet. Ez a plugin latency (plugin késleltetése). Egy előrenéző limiter vagy egy lineáris fázisú EQ a felvett sávon akkor is késést okoz, ha a puffer kicsi.

Hogy mennyi késés zavar, az egyénenként és hangszerenként más. Pár milliszekundumot szinte senki nem vesz észre. Az énekesek és a dobosok általában hamarabb érzik a csúszást, mint a billentyűsök.

A kép jobb alsó sarka a mintavételi frekvenciára figyelmeztet. 96 kHz-en ugyanaz a 128 mintás puffer feleannyi ideig tart, mint 48 kHz-en. Csakhogy a processzornak ilyenkor kétszer annyi mintát kell feldolgoznia. Ha a géped már 48 kHz-en is küszködik, a magasabb értéktől inkább több recsegést kapsz, mint kevesebb késést. A kisebb puffer általában olcsóbb út ugyanahhoz az eredményhez.

Csináld így

1. Felvétel előtt nyisd meg a hangbeállításokat, és állítsd a puffert 128 mintára.
2. Élesítsd a sávot, és beszélj vagy játssz bele fülhallgatóval.
3. Ha recseg, lépj egyet feljebb. Ha még késik, lépj egyet lejjebb.
4. A felvett sávról vedd le az előrenéző pluginokat, vagy kapcsold ki őket a felvétel idejére.
5. Tracking (sávfelvétel) után, a mixing (keverés) előtt, állítsd a puffert 512 vagy 1024 mintára.
6. Ha keverés közben kell még valamit felvenned, csak arra az időre vidd le újra.

Próbáld ki

Tegyél fel fülhallgatót, és kapcsold be a programban a bemenet visszahallgatását egy mikrofonos sávon. Állítsd a puffert a legnagyobb értékre, és szólj bele röviden: „ta, ta, ta”. A saját hangodat visszhangszerűen, csúszva hallod. Most vedd a legkisebbre, és ismételd meg. A csúszás szinte eltűnik.

Második kör: a legkisebb pufferen tegyél fel tíz-húsz virtual instrument (szoftveres hangszer) vagy plugin (beépülő effekt) példányt, és játssz le. Előbb-utóbb meghallod az első click (kattanás) hangokat. Ekkor emeld a puffert, és figyeld, ahogy elmúlnak.

Kevés pénzből

• Használd a hangkártya gyártójának saját driverét. A rendszer általános hangkezelése sokszor jóval többet késik. Letöltheted a gyártó oldaláról.
• Közvetlen visszahallgatás. Sok olcsó hangkártyán van egy gomb vagy tekerő, ami a bemenetet a gépet megkerülve küldi a fülhallgatóba. Ez a direct monitoring (közvetlen visszahallgatás), és gyakorlatilag nem késik.
• Laptopon töltőről dolgozz. Akkumulátorról sok gép visszafogja a processzort, és hamarabb recseg.
• Zárj be mindent, ami nem kell. A böngésző, a csevegőprogram és a háttérben futó frissítés is elveszi a processzoridőt.
• Fagyaszd le a kész sávokat. Így felvételkor is elfér a kis puffer egy nagyobb session (projekt) mellett.

Gyakori hibák

• Kicsi pufferrel keversz. A sok plugin miatt recseg és kihagy a hang, ez a dropout (hangkiesés). Keveréshez nyugodtan emeld meg.
• Nagy pufferrel veszel fel. A zenész csúszva hallja magát, és elkezd bizonytalanul játszani. Ha a felvétel „nem jön össze”, nézd meg a puffert is.
• Azt hiszed, a puffer rontja a hangot. A pufferméret nem változtat a hangminőségen. Csak akkor hallasz különbséget, ha a gép nem bírja, és kattog.
• A pluginban keresed a késést. Ha a puffer kicsi, de mégis késik a monitoring (lehallgatás), nézd meg, van-e előrenéző plugin a sávon vagy a master buszon.

Kapcsolódó témák

• Sample rate: 44,1, 48 vagy 96 kHz? Miért ad a magasabb mintavételi frekvencia kisebb késést, és mi az ára.
• Direct vagy software monitoring: mit hallasz a fejhallgatóban? A késés megkerülése a hangkártyán belül.
• Round-trip latency: mennyit késik a hang? Hogyan mérd meg a teljes kört a saját gépeden.
• Latency compensation: így igazítja a DAW a pluginokat Mi történik a pluginok saját késésével a keverésben.
• Freeze vagy render in place: CPU-kímélés okosan Így marad hely a kis puffernek egy nehéz projektben.