Windows directsound или windows wasapi

Цифра цифрой, но в какой-то момент любители аудио столкнулись с утверждениями, что программные проигрыватели звучат по-разному. Стали субъективно оценивать воспроизведение на foobar2000, jriver, winamp, aimp, aplayer и развеиватели мифов сообщали, что слышат разницу, кому-то один проигрыватель заходил, кому-то другой.

Учитывая проприетарный код многих проигрывателей провести анализ и найти причины такого поведения мы не в силах, но помимо проигрывателя, в воспроизведении аудио участвует и часть операционной системы компьютера. Т.е. это такой компонент, который отвечает за воспроизведение звучания в ОС.

В разных операционных системах аудиосистема разная, и даже в одном семействе операционных систем могут использоваться разные методы взаимодействия с аудио.

Например в Linux изначально использовалась звуковая архитектура OSS (Open Sound System от компании 4Front Technologies),

которая использовалась в профессиональных целях с музыкальным оборудованием — она прекрасно звучала, но здесь произошли коллизии с лицензией — OSS была выпущена тогда под закрытой лицензией, а сообщество требовало GPL. Поэтому разругавшись часть программистов-линуксоидов просто решила написать с нуля аудиосистему и создала ALSA.

Alsa не была лучше (по звучанию даже хуже, по крайней мере на начальном этапе, в настоящий момент не сравнивал), в ней даже нормального микшера не было, пришлось дописать костыль pulseaudio, но были соблюдены GPL-лицензии.

Я помню еще время, когда для лучшего звучания специально выбирал в Linux звуковую архитектуру OSS, чтобы послушать более «вкусное и живое» исполнение в лице Supermax .

На данный момент Alsa доминирует в Linux, а ряд популярных дистрибутивов выпилили OSS даже из ядра, поэтому прикрутить OSS к той же Ubuntu без перекомпиляции ядра просто не получится, а более демократичный Arch Linux вам позволит использовать и OSS. Есть другая небольшая проблема — если раньше все аудиопрограммы были написаны под звуковую архитектуру OSS,  и при появлении alsa они не работали (поэтому был написан модуль совместимости и при его установке OSS программы думают, что работают с OSS, хотя на самом деле с «новой» ALSA посредством aoss из пакета alsa-oss), то теперь наоборот — современные линукс-программы работают только с ALSA и уже их придеться обманывать аналогичным модулем для OSS — они будут думать, что работают с ALSA, а на самом деле с OSS (osspd — OSS Proxy Daemon).

Что мне очень нравилось в звуковом ядре OSS — это истинный юникс вей, т.е. абсолютно юниксовый подход — всё есть файлы, и с любым устройством я могу делать все тоже, что и с обычным файлом, копировать в него, с него, читать, писать.

TrueOS — десктопная BSD-система 

Ваша звуковая карта в Linux — это файл с названием dsp (а так же audio), который лежит в папке /dev.

Чтобы проиграть музыкальный файл (сырой raw или PCM) я могу просто копировать этот файл (или перенаправить просмотр) в устройство dsp и буду слушать музыку вообще без использования проигрывателей.

Например так

cat music.wav > /dev/dsp

или так

cp mucic.wav /dev/dsp

Ну вы поняли это волшебство силы юникс.

Но, чтобы вас добить, я так же скажу, что раз файл dsp это звуковая карта, то я могу на нее же что-то и записать. Если писать с нее, то она является микрофоном (или другим устройством, если вы измените настройки по умолчанию).

Соответственно  я могу вообще без каких либо сторонних программ записать звук с микрофона в файл, вот так например:

cat /dev/dsp > mysound.wav

Вот это все умела OSS. Alsa так не умеет — в ней много костылей, которые  приходиться настраивать между собой во множестве конфигурационных файлов. Зато лицензия GPL (сарказм). На самом деле для Linux OSS теперь тоже GPL, но поезд ушел.

Немного перевода с wikipedia:

Изначально проект OSS был свободным программным обеспечением, но после успеха проекта, Саволайнен заключил контракт с компанией 4Front Technologies и запатентовал поддержку новых звуковых устройств и усовершенствований. В ответ сообщество Linux отказалось от реализации OSS, включенной в ядро, и усилия по разработке переключились на замену Advanced Linux Sound Architecture (ALSA). Некоторые дистрибутивы Linux, такие как Ubuntu, решили отключить поддержку OSS в своих ядрах и игнорировать любые ошибки, связанные с пакетами OSS4 (хотя поддержка OSS может быть повторно включена в Ubuntu).

Несмотря на это, несколько операционных систем, таких как FreeBSD, продолжали распространять предыдущие версии OSS и продолжают поддерживать и улучшать эти версии.

В июле 2007 года 4Front Technologies выпустила исходные коды для OSS под CDDL для OpenSolaris и GPL для Linux. 

В январе 2008 года 4Front Technologies выпустила OSS для FreeBSD (и других систем BSD) под лицензией BSD. 

При этом и OSS и ALSA — это профессиональные и великолепные по качеству аудио архитектуры дающие цифровому звуку прямой доступ к внешнему устройству (сохраняя битперфект разумеется).

Такой идеальный вариант в Windows называется ASIO (Audio Stream Input/Output). И если в Linux архитектура ALSA и в большей части OSS поддерживает все, что у вас выступает в роли аудиокарты, то в Windows на это могут претендовать только устройства со специальными драйверами от производителя, содержащими ASIO (а это далеко не все устройства).

Поэтому прямой кратчайший звук в Linux мы получаем даром, а в Windows не для всех и не всегда, но об этом позже.

OSS в Linux — это не устаревшая система, это современная система, которая и сейчас развивается, последняя версия уже OSS4. Просто в Linux по идейным соображениям (не по звуковым) она задвинута на задний план (смотрите выше).

Но зато в семействе истинно юниксовых операционных систем BSD — FreeBSD, OpenBSD, PC-BSD, TrueOS и тд — OSS единственная звуковая система.

PC-BSD

Кто-то спрашивал на тематическом форуме почему на BSD не портируют ALSA, на что ответили: а зачем, в OSS все есть и без костылей, как в ALSA. Плюс есть конечно и у ALSA — быстрее всего поддержка новых чипов аудио появляется (скорее всего) именно в ней за счет большей поддержки.

Поэтому самый простой путь ощутить прелесть OSS4 — установить ОС на базе BSD .

Аудио опыты с FreeBSD и ее OSS 4.2 я наметил на ближайшее время, а пока вернёмся к WIndows.

В Windows плохой звук?

Для начала неплохо понять о какой Windows вообще речь. Все еще в ходу Windows XP, Windows 7, Windows 8 и тд.

В Windows XP со звуком было все плохо, что у ж говорить, там вы использовали по умолчанию архитектуру DirectSound — очень непрямой путь рассчитанный на добавление игровых эффектов ибо DSound был частью игрового API DirectX.

По картинке мы может увидеть сколь долог путь звука в Windows XP по пути DirectSound. Особенно жестоко портил звук всем знакомый микшер.

Я думаю вы без труда найдете измеренные графики и убедитесь в этом, как сделал я готовясь к написанию этого обзора.

Поэтому было очевидно, что хороший звук можно получить только с ASIO, драйвера на который есть не для любого аудиоустройства.

Но времена XP прошли и настала эпоха Windows Vista/7, которую я тоже не советую сегодня использовать.

Ее схема:

Microsoft пыталась улучшить качество звука результатом чего стала прослойка WASAPI *(Window Audio Service API).

Многие отметили возросшее качество благодаря WASAPI, но стоит отметить, что  WASAPI то же далеко не краткий путь (левая часть картинки), так же обратите внимание на блок с названием KST внутри WASAPI — это KS — kernel stream. В программе foobar2000 есть отдельный модуль для реализации kernel stream — его использование сильно сократит путь цифрового звука до аудиоустройства (будет выкинуто всё, что находиться «до»), а так же, логично, лишит вас возможности управлять например громкостью/микшером.

Мы видим, что KS очень схож с ASIO, но к сожалению его реализации достаточно нестабильны и его можно использовать только если на конкретно вашем компьютере он работает и не глючит.

Путь звука через KS — кратчайший

Так же обратите внимание, что никакого DirectSound на который многие любители аудио ругались за качество, здесь (в Vista, 7 и выше) уже нет.

Вы меня можете разоблачить заглянув в устройства в проигрывателе, где такое название будет присутствовать, но это название, как я понимаю, оставлено для совместимости и на самом деле все работает через  WASAPI в режиме эмуляции DSound.

Кстати, в самом WASAPI присутствует более короткий эксклюзивный режим WASAPI exclusive mod (очень низкие задержи (latency) до 10 ms), активация которого приводит к удалению из пути звука ряда компонентов, т.е. по сути  WASAPI exclusive оставляет на пути только Kernel Stream, т.е. довольствуется меньшей кровью (напомню — отдельный модуль KS нестабилен).

ASIO по-прежнему остается самым кратким, но мы видим, что и Kernel Stream и WASAPI exclusive позволяют нам и без ASIO получить высочайшее качество.

Очень сильно аудиочасть доработана в Windows 10, поэтому именно эту ОС, я бы и посоветовал аудиофилам (или Linux). Windows 10 (1809) в конце 2018 начале 2019 наконец-то выдала в моей системе звучание не уступающее линуксовой ALSA!

Так же отмечу, если вы при прослушивании регулируете громкость звука через микшер Windows — вы ухудшаете звучание. Регулятор громкости в проигрывателе и Windows всегда стоит держать на максимуме, а громкость регулировать на самом усилителе.

Итак, подведем итоги, какой же интерфейс в проигрывателе лучше выбирать.

Если с Linux и BSD вопрос не стоит, там ALSA и OSS, то в Windows у нас есть вариации.

В Windows XP есть только одно качественное решение — это ASIO, при условии наличия таких драйверов на ваше устройство.

Что касается более новых ОС, то конечно стоит перейти на Windows 10 и иметь в виду, что никакого DirectSound уже нет — есть лишь эмуляция этого режима посредством WASAPI (подробнее).

Остается выбор между ASIO, которое доступно не для всех устройств, между KS (kernel stream, который может быть нестабилен) и WASAPI.

Безотносительно стабильности эти вариации распределяются (гипотетически) так (выше — лучше):

1. ASIO

2.KS

3.WASAPI

Путь через WASAPI 

ASIO замечателен для популярных сегодня транспортов XMOS, Amanero и тд, но если вы пользуетесь другими устройствами, то драйверов ASIO может просто не существовать.

Продвинутые аудиоманы возразят, что существует универсальный драйвер asio4all, но какой профит вы собираетесь получить с него, если он на самом деле работает через WASAPI?

Т.е. смысла в ASIO4ALL на Windows выше XP никакого нет для прослушивания аудио.

На условном втором месте расположился Kernel Stream (KS), он передает напрямую, как и ASIO данные сразу получателю, в данном случае ЦАП-у, но KS глючный с рядом оборудования, и не факт, что у вас заработает, а кроме того, более менее, вменяемый плагин KS я знаю только для проигрывателя Foobar2000.   Итого — KS хорош, он имеет путь короче WASAPI, но он опять же может у вас не работать.

Остается WASAPI. Для аудиофильных задач нас интересует только режим WASAPI exclusive, который фактически отрубает большую часть лишнего оставляя лишь KC и еще немного. Мы получаем дико низкие лэтенси (задержки) вплоть до 10 миллисекунд, как и в ASIO! Ну, на самом деле, у меня есть один ASIO-интерфейс Korg, в нем задержка 1 мс, но это нетипично, даже для ASIO-устройств.

И по сути нет никаких сокровенных причин не использовать нативный, поддерживающий безглючно все и вся WASAPI exclusive получая, по сути, тоже самое, что и в других случаях.

Т.е. гипотетически я бы использовал в первую очередь ASIO. Если не работает, то  KS. Если не работает, то WASAPI exclusive. Но по звуку они все дают великолепный звук и нет никакой причины зацикливаться на одно варианте — будет звучание одинаково. Просто выбирайте  то, что вам удобнее использовать. И, да, больше нет никакого ужасного, не аудиофильного DSound.

Windows Audio Session API (WASAPI) позволяет клиентским устройствам управлять потоком аудиоданных между приложением и конечным аудиоустройством. Делает комфортным прослушивание музыкальных композиций и микширование без нежелательных задержек и без потери качества. Удобно wasapi скачать на нашем сайте и установить.

Каждый аудиопоток, воспроизводимый на устройстве, является участником audio сеанса. С помощью абстракции сеанса клиент WASAPI может идентифицировать аудиопоток как член группы связанных аудиопотоков. Система может управлять всеми потоками в session как единым целым.

Аудиодвижок – это аудиокомпонент пользовательского режима, через который приложения совместно используют доступ к конечному аудиоустройству. Звуковая машина передает аудиоданные между буфером конечной точки и конечным устройством. Для воспроизведения аудиопотока через устройство конечной точки рендеринга приложение периодически записывает аудиоданные в буфер конечной точки рендеринга. Звуковой движок микширует потоки из различных приложений. Чтобы записать аудиопоток с устройства конечной точки захвата, приложение периодически считывает аудиоданные из буфера конечной точки захвата.

WASAPI состоит из нескольких интерфейсов. Первый из них – это интерфейс IAudioClient. Чтобы получить доступ к интерфейсам WASAPI, клиент сначала получает ссылку на интерфейс IAudioClient конечного аудиоустройства, вызывая метод IMMDevice :: Activate с параметром iid, установленным на REFIID IID_IAudioClient. Клиент вызывает метод IAudioClient :: Initialize для инициализации потока на устройстве конечной точки. После инициализации потока клиент может получить ссылки на другие интерфейсы WASAPI, вызвав метод IAudioClient :: GetService.

Многие методы в WASAPI возвращают код ошибки AUDCLNT_E_DEVICE_INVALIDATED, если конечное аудиоустройство, используемое клиентским приложением, становится недействительным. Часто приложение может исправить эту ошибку.

WASAPI реализует следующие интерфейсы в foobar.

• AudioCaptureClient. Позволяет клиенту читать входные данные из буфера конечной точки захвата и передавать в браузер.
• AudioClient. Создавать, настроить и инициализировать аудиопоток между аудиоприложением и аудиосистемой или аппаратным буфером конечного аудиоустройства.
• AudioClock. Отслеживать скорость передачи данных потока и текущую позицию в потоке.
• AudioRenderClient. Записывать выходные данные в буфер конечной точки рендеринга.
• AudioSessionControl. Настраивать параметры управления для аудиосеанса и отслеживать события в сеансе, в том числе default.
• AudioSessionManager. Включить доступ к элементам управления сеансом и элементам управления громкостью как для межпроцессных, так и для конкретных аудиосеансов.
• AudioStreamVolume. Контролировать и отслеживать уровни громкости для всех каналов в аудиопотоке.
• ChannelAudioVolume. Управлять уровнями громкости для всех каналов в аудиосеансе, которому принадлежит поток.
• SimpleAudioVolume. Управлять общим уровнем громкости аудиосеанса.
• AudioSessionEvents. Предоставляет уведомления о событиях, связанных с сеансом, таких как изменения уровня громкости, отображаемого имени и состояния сеанса. Открывает доступ пользователю данной программы в mode и support.

В чем отличие Wasapi Exclusive (Event) от Wasapi Exclusive (Push)

Если вы решили скачать wasapi exclusive , то есть два варианта на 32 и 64 bite. Есть два основных способа связи с помощью:

• Wasapi Exclusive (Event).
• Wasapi Exclusive (Push).

Оба передают одни и те же аудиоданные и звучат одинаково. Отличие заключается, исключительно, в возможности работать с тем или иным оборудованием.

Обратите внимание: начиная с версии «MC 18.0.183», WASAPI теперь используется, как программа по умолчанию. Если ваше аудиоустройство не поддерживает этот режим, его можно отключить в диалоговом окне настроек устройства.

Версии до 18.0.183. В режиме вывода WASAPI данные из Media Center передаются на звуковое устройство. Он работает практически со всем оборудованием.

WASAPI Event Style позволяет звуковому устройству извлекать данные из Media Center. Этот метод поддерживается не всем оборудованием, но рекомендуется, если он поддерживается. Это дает несколько преимуществ:

Это позволяет аудиоподсистеме извлекать данные вместо того, чтобы отправлять данные в систему.

Оборудование (или интерфейс WASAPI) никогда не видит вызовов паузы или сброса. Вместо этого при паузе или сбросе тишина доставляется в цикле pull. Это устраняет необходимость во взломах карт, которые окружают свои буферы при паузе, сбросе и т. Д. (ATI HDMI и т. д.). Это обеспечивает более прямой путь данных к driver/оборудованию. В основном «цикле извлечения» используется круговой буфер без блокировки (система, которую Дж. Ривер построил для ASIO), поэтому выполнение запроса на извлечение выполняется как можно быстрее.

Расширенные настройки

По нажатию кнопки Detailed settings

мы попадаем в расширенные настройки программы.

Первая группа настроек относится к монопольному режиму. Здесь можно выбрать формат данных, в котором будет выводиться звук. Здесь следует либо установить параметр в режим автовыбора, либо выбрать поддерживаемый режим с наибольшей разрядностью (см. таблицу). Также здесь можно включить дизеринг (по видимому, с нойз шейпингом), который будет выполняться при понижении разрядности (например, если источник 24-битный, а вывод — 16-битный). Кстати, давайте посмотрим на качество дизеринга.

NS on

Очень странно — никакого дизеринга, а уж тем более нойз шейпинга здесь не видно. Программа лишь добавляет какой-то странный дополнительный шум. Вероятно, это баг — я уже сообщил об этой странности разработчику.
Добавлено: по словам разработчика, обработка всё же выполняется и называется это формовкой шума первого порядка (first order noise shaping). Т.е. дополнительный шум в запись не вводится, а уже имеющийся шум квантования с помощью специального алгоритма, включающего обратную связь, вытесняется в область высоких частот. Разработчик также утверждает, что в качестве дизера могут запросто выступать естественные шумы микрофона, присутствующие на большинстве записей. Т.е. такой алгоритм даёт преимущественно лучшие результаты на живых, не синтетических записях.Добавлено: в весрии 4.0.63 была добавлена возможность использовать комбинации dither и noise shaping.
Далее у нас следуют настройки общего режима WASAPI. Здесь мы можем управлять качеством ресемплера (resampler MFT или Audio resampler DSP), входящего в Windows Audio Service. Как написано в документации Microsoft, если программа не выполняет управление качество ресемплера, устанавливается значение по умолчанию — 30. Давайте сравним качество ресемплинга 44.1->96 кГц с качеством 1, 30 и 60 (максимум).

На слух минимальное качество имеет значительные искажения, режимы качества 30 и 60 на слух практически одинаково приемлемы. Кстати, интересно, что управление качеством ресемплинга было введено только в Windows 7.

Здесь же имеется настройка автоматического масштабирования сигнала по амплитуде до 98% от максимума, что предотвращает вмешательство лимитера Windows (иначе он будет компрессировать сигнал).

Что касается режима Shared — с особенностями его работы вы можете ознакомиться в обзоре Windows Media Player.

И последняя группа настроек, которая нас интересует — Playback thread settings, т.е. настройки потока воспроизведения. Здесь мы сталкиваемся с новшеством под названием MMCSS (Multimedia Class Scheduler Service). Эта служба занимается распределением процессорных ресурсов между процессами, отвечающими за выполнение задачи реального времени — записи, воспроизведения (рендеринга). Включив данную функцию (DwmEnableMMCSS(True) и установив тип задачи в Pro Audio, мы тем самым установим для проигрывания максимальный приоритет доступа к ЦП, что позволит еще больше уменьшить латентность (размер буфера). Таким образом, установка режима Pro Audio уменьшает вероятность опустошения буфера (что и является причиной щелчков), однако этот режим менее эффективен с точки зрения эффективности энергопотребления.

В общем, это все, настройки, касающиеся качества воспроизведения. Следует также добавить, что перед воспроизведением плейлиста программа выполняет декодирование и необходимую обработку (например, дизеринг или масштабирование амплитуды), помещая результат в оперативной памяти компьютера в выбранном формате (для монопольного режима используется режим выбранный в настройках, для общего — исходный формат). Вот пример лога после запуска и включения трека:

PlayPcmWin 4.0.62.0 64bit wasapi.Init() 00000000 wasapi.DoDeviceEnumeration(Play) 00000000 wasapi.ChooseDevice(Динамики (Creative SB X-Fi)) 00000000 wasapi.Setup(PCM 44.1kHz Sint32V24 2ch ProAudio Exclusive EventDriven latency=3ms zeroFlush=500ms timePeriod=0.5ms) 00000000 Endpoint buffer size = 132 frames. Read playgroup 0 completed. Elapsed time: 1632ms wasapi.StartPlayback(0) 00000000

Продолжительность трека — около 6 минут. После запуска программа потребляла 70 Мб ОЗУ, после включения трека — 212 Мб.

Как вы можете видеть на скриншоте. мне удалось осуществить вывод аудио в формате i32V24 с задержкой всего 3 мс. При этом звуковые артефакты не наблюдались

Что самое интересное — в режиме Shared программа выполняет ресемплирование средствами алгоритма resampler MFT, а затем получает поток обратно, помещая уже ресемпилрованное аудио в ОЗУ (т.е. ресемплинг выполняется не на лету). Вот лог:

PlayPcmWin 4.0.62.0 64bit wasapi.Init() 00000000 wasapi.DoDeviceEnumeration(Play) 00000000 wasapi.ChooseDevice(Динамики (Creative SB X-Fi)) 00000000 wasapi.Setup(PCM 44.1kHz Sint16 2ch ProAudio Shared EventDriven latency=3ms zeroFlush=500ms timePeriod=0.5ms) 00000000 Endpoint buffer size = 2880 frames. Resampling… Read playgroup 0 completed. Elapsed time: 6677ms wasapi.StartPlayback(0) 00000000

После начала произведения программа потребляла около 340 Мб ОЗУ.

PlayPcmWin поддерживает форматы WAV, AIFF, FLAC, а также имеет поддержку CUEsheet.

В чем разница между Directsound и Wasapi Shared

Windows – наиболее широко используемая операционная система в мире. люди используют ее для решения повседневных задач, и прослушивание звука – одна из них. Microsoft Windows 7 и выше может воспроизводить звук двумя способами. используя прямую поддержку звука Directx и поддержку WASAPI. большинство приложений Windows используют подход Direct Sound. Windows может воспроизводить несколько потоков из разных приложений при использовании прямого звука. Directsound работает как промежуточный уровень между программным обеспечением и звуковыми драйверами. Он берет звук из другого программного обеспечения, затем передискретизирует весь звуковой поток в один поток, а затем отправляет его в аудиодрайверы. Обратной стороной этого подхода является то, что мы никогда не получаем то, что на самом деле играем. например, если кто-то воспроизводит звуковой файл на 192 кГц, 24 бит. тогда окна, вероятно, преобразуют его в 44 кГц, 16 бит с другим звуком. Прямой звук автоматически передискретизирует звуковой поток до соответствующей частоты дискретизации, которая может поддерживаться аудиооборудованием.

Как установить плагины в foobar2000

Перед установкой плагинов для плеера необходимо и все необходимые плагины в один каталог. Почти все популярные расширения есть на официальном сайте плеера. Используйте версию foobar 1.4.6 – она самая стабильная на данный момент.

Важно! Плагины скачиваются в виде архивов в формате zip (чаще всего) или fb2k-component. Разархивировать их в каталог программы не нужно (если в описании плагина не указано иное), программа сделает это сама при установке.

Есть 2 способа установки.

Первый способ:

• Если загруженный архив имеет формат zip или fb2k-component, то открываем foobar2000, затем кликаем по пункту File сверху и переходим к Preferences (Настройки).

• Нажимаем на первый пункт в меню слева – Components.

• Снизу кликаем по кнопке Install, чтобы установить сторонний плагин. При этом программа сама извлечет из архива нужные файлы и поместит их в правильную директорию. Плагин появится в списке.

Второй способ:

1. Если скачанный архив имеет другой формат, его необходимо сначала распаковать (к примеру, с помощью WinRar).
2. Находим файл с расширением dll и переносим его в папку Components в директории, где установлена программа.
3. Перезапускаем плеер. Плагин должен появиться в списке компонентов.

Как видите, foobar2000 легко настраивать под себя, так как существует огромное количество плагинов, с помощью которых можно подобрать необходимое качество звука. Процесс их установки тоже крайне прост и производится в 2 клика.

Что лучше ASIO или WASAPI

ASIO был разработан для обхода исходной некорректной аудиоподсистемы Windows, которая заставляла все работать с фиксированной скоростью, смешивала системные звуки и аудиопотоки и имела серьезные проблемы с задержкой. ASIO был разработан для обеспечения интерфейса с малой задержкой для профессиональных аудио вычислений. Wasapi – это разработка Microsoft, устраняющая недостатки на более ранней стадии, и она работает стабильно. Но она меньше поддерживает нестандартные скорости воспроизведения и может не поддерживать dop dsd или более высокие скорости dsd.

ASIO изначально поддерживает все частоты дискретизации, которые может обрабатывать подключенный ЦАП, и не имеет проблем с dsd. Длина буфера в основном зависит от общей загрузки системы, поскольку компьютеру приходится прерывать другие операции для загрузки следующего фрагмента выборок в выходной буфер, поэтому в системах с низким энергопотреблением или более загруженных системах очень короткий или очень длинный буфер может увеличить нагрузку на процессор. Это может спровоцировать нежелательную задержку при воспроизведении музыкальных композиций.

ASIO – это модель аудиоинтерфейса Steinberg, используемая практически во всех профессиональных аудиоприложениях, и обычно это лучший способ работы с очень низкими задержками. Производители профессиональных звуковых карт предоставляют драйверы ASIO. Его единственная слабость заключается в том, что вы можете использовать только один драйвер ASIO за раз, что может вызвать проблемы в будущем, поскольку все больше и больше студийного оборудования, такого как микрофоны, звуковые модули и мониторы (именно так называются динамики в мире профессионального обучения). audio) поставляются с интерфейсами USB, а не с более старой моделью, объединяющей все ваши входы и выходы в единый аудиоинтерфейс.

Многие компании, производящие потребительское аудио, в наши дни производят asio-драйверы для своих ЦАП, поскольку они исключают из уравнения любые вычисления в Windows и обеспечивают более высокие шансы на получение хороших результатов от их продукта.

DSP

При обработке цифрового сигнала (DSP — digital sound processing) сэмпл масштабируется как минимум к 64-битному числу с плавающей точкой (double64) в диапазоне от –1 до 1. Наиболее часто применяются преобразования upsampling/downsampling и upscale/downscale. Второе заключается в изменении разрядности сэмпла и в подавляющем большинстве реализаций сводится к простому масштабированию 64-битного double к желаемой битовой разрядности. Данное преобразование помимо масштабирования полезного сигнала делает точно такое же масштабирование и шума, поэтому upscale не меняет соотношение сигнал/шум исходного сигнала, а downscale дополнительно увеличивает долю шума за счет деградации разрядности полезного сигнала.

Upsampling/downsampling очень часто выполняется через решения полинома n-го порядка (как правило, кубического). Берется последовательность из K-сэмплов, и из них рассчитываются коэффициенты интерполирующего полинома, затем полученный полином решается для новых точек семплирования. В идеальном случае, согласно теореме Найквиста-Котельникова, upsampling может только сохранить разрешение исходного сигнала на новой частоте семплирования. В неидеальном случае возможно появления шума на высших гармониках. Интересно, что downsampling после upsampling вернет исходное значение сигнала, даже если после upsampling в нем появились искажения и шум.

В студиях используют алгоритмы, объединяющие upsampling и upscale в единый процесс для увеличения разрешения сигнала и его динамического диапазона. Эти алгори и не могут быть использованы при воспроизведении в реальном времени.

Еще один случай обработки DSP — это convolution (свертка), применимая для адаптации сигнала под акустические свойства комнаты. Здесь исходный сигнал разлагается на гармоники в ряд Фурье до n-го порядка. К сожалению, все быстрые алгоритмы как правило работают с амплитудой сигнала определенной частоты без учета фазы (которую еще очень непросто правильно измерить). Более того, быстрые алгоритмы не решают интеграл, а берут среднее значение в диапазоне. В результате вся коррекция сводится к параметрическому эквалайзеру. Простые полосные фильтры вносят фазовые искажения на частотах разделения, из-за этого параметры convolution нужно еще раз и еще раз подстраивать.

MQA на высоких гармониках, на мой взгляд, инкрементально кодирует первую производную (наклон) функции амплитуды сигнала. Зная частоту гармоник кодировки, простым разложением в ряд Фурье очень просто вытащить и восстановить поведение производной. А имея производную, можно уже делать upsampling не полиномами, а сплайнами со сглаживанием. Вот тогда, уже в реальном времени, можно делать upsampling и upscale с увеличением разрешения и динамического диапазона сигнала. Конечно, это не будет оригинальный Hi-Res, но уже кое-что.

Выводы: Upscale не улучшает соотношение сигнал/шум. Upsampling не улучшает разрешения сигнала. Upsampling имеет смысл для перехода от линейки 44100 к 48000, если осциллятор Вашего устройства лучше для 48000. Использование room correction требует итеративной настройки и, во многом, непредсказуемо.

Вывод

WASAPI предоставляет два варианта рендеринга звука – общий режим и эксклюзивный режим. В монопольном режиме вы – единственное приложение, которое обращается к рассматриваемой аудио конечной точке – все остальные приложения не могут издавать никакого шума. Это дает наилучшую возможную производительность, как и все профессиональные аудио-приложения, такие как Cubase, SONAR, REAPER, Pro Tools и т. д. Но они не используют WASAPI. Они используют aimp ASIO или Kernel Streaming.

Радиоинженер (по первому высшему образованию). С раннего детства слушаю разнообразную музыку. Всегда интересовался звуковоспроизводящей аппаратурой, которую обновлял множество раз. Я увлеченный любитель и музыка по жизни всегда со мной. Увлекаюсь HI-Fi уже более 20 лет.

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

WASAPI — это драйвер с низкой задержкой, когда он используется в монопольном режиме и напрямую взаимодействует с драйвером аудиоустройства. Это собственный ASIO от Microsoft.

Windows Audio Session API (WASAPI) позволяет клиентским устройствам управлять потоком аудиоданных между приложением и конечным аудиоустройством. Делает комфортным прослушивание музыкальных композиций и микширование без нежелательных задержек и без потери качества. Удобно wasapi скачать на нашем сайте и установить.

Каждый аудиопоток, воспроизводимый на устройстве, является участником audio сеанса. С помощью абстракции сеанса клиент WASAPI может идентифицировать аудиопоток как член группы связанных аудиопотоков. Система может управлять всеми потоками в session как единым целым.

Аудиодвижок – это аудиокомпонент пользовательского режима, через который приложения совместно используют доступ к конечному аудиоустройству. Звуковая машина передает аудиоданные между буфером конечной точки и конечным устройством. Для воспроизведения аудиопотока через устройство конечной точки рендеринга приложение периодически записывает аудиоданные в буфер конечной точки рендеринга. Звуковой движок микширует потоки из различных приложений. Чтобы записать аудиопоток с устройства конечной точки захвата, приложение периодически считывает аудиоданные из буфера конечной точки захвата.

WASAPI состоит из нескольких интерфейсов. Первый из них – это интерфейс IAudioClient. Чтобы получить доступ к интерфейсам WASAPI, клиент сначала получает ссылку на интерфейс IAudioClient конечного аудиоустройства, вызывая метод IMMDevice :: Activate с параметром iid, установленным на REFIID IID_IAudioClient. Клиент вызывает метод IAudioClient :: Initialize для инициализации потока на устройстве конечной точки. После инициализации потока клиент может получить ссылки на другие интерфейсы WASAPI, вызвав метод IAudioClient :: GetService.

Многие методы в WASAPI возвращают код ошибки AUDCLNT_E_DEVICE_INVALIDATED, если конечное аудиоустройство, используемое клиентским приложением, становится недействительным. Часто приложение может исправить эту ошибку.

WASAPI реализует следующие интерфейсы в foobar.

• AudioCaptureClient. Позволяет клиенту читать входные данные из буфера конечной точки захвата и передавать в браузер.
• AudioClient. Создавать, настроить и инициализировать аудиопоток между аудиоприложением и аудиосистемой или аппаратным буфером конечного аудиоустройства.
• AudioClock. Отслеживать скорость передачи данных потока и текущую позицию в потоке.
• AudioRenderClient. Записывать выходные данные в буфер конечной точки рендеринга.
• AudioSessionControl. Настраивать параметры управления для аудиосеанса и отслеживать события в сеансе, в том числе default.
• AudioSessionManager. Включить доступ к элементам управления сеансом и элементам управления громкостью как для межпроцессных, так и для конкретных аудиосеансов.
• AudioStreamVolume. Контролировать и отслеживать уровни громкости для всех каналов в аудиопотоке.
• ChannelAudioVolume. Управлять уровнями громкости для всех каналов в аудиосеансе, которому принадлежит поток.
• SimpleAudioVolume. Управлять общим уровнем громкости аудиосеанса.
• AudioSessionEvents. Предоставляет уведомления о событиях, связанных с сеансом, таких как изменения уровня громкости, отображаемого имени и состояния сеанса. Открывает доступ пользователю данной программы в mode и support.

В чем отличие Wasapi Exclusive (Event) от Wasapi Exclusive (Push)

Если вы решили скачать wasapi exclusive , то есть два варианта на 32 и 64 bite. Есть два основных способа связи с помощью:

• Wasapi Exclusive (Event).
• Wasapi Exclusive (Push).

Оба передают одни и те же аудиоданные и звучат одинаково. Отличие заключается, исключительно, в возможности работать с тем или иным оборудованием.

Обратите внимание: начиная с версии «MC 18.0.183», WASAPI теперь используется, как программа по умолчанию. Если ваше аудиоустройство не поддерживает этот режим, его можно отключить в диалоговом окне настроек устройства.

Версии до 18.0.183. В режиме вывода WASAPI данные из Media Center передаются на звуковое устройство. Он работает практически со всем оборудованием.

WASAPI Event Style позволяет звуковому устройству извлекать данные из Media Center. Этот метод поддерживается не всем оборудованием, но рекомендуется, если он поддерживается. Это дает несколько преимуществ:

Это позволяет аудиоподсистеме извлекать данные вместо того, чтобы отправлять данные в систему.

Оборудование (или интерфейс WASAPI) никогда не видит вызовов паузы или сброса. Вместо этого при паузе или сбросе тишина доставляется в цикле pull. Это устраняет необходимость во взломах карт, которые окружают свои буферы при паузе, сбросе и т. Д. (ATI HDMI и т. д.). Это обеспечивает более прямой путь данных к driver/оборудованию. В основном «цикле извлечения» используется круговой буфер без блокировки (система, которую Дж. Ривер построил для ASIO), поэтому выполнение запроса на извлечение выполняется как можно быстрее.

Как установить плагины в foobar2000

Перед установкой плагинов для плеера необходимо и все необходимые плагины в один каталог. Почти все популярные расширения есть на официальном сайте плеера. Используйте версию foobar 1.4.6 – она самая стабильная на данный момент.

Важно! Плагины скачиваются в виде архивов в формате zip (чаще всего) или fb2k-component. Разархивировать их в каталог программы не нужно (если в описании плагина не указано иное), программа сделает это сама при установке.

Есть 2 способа установки.

Первый способ:

• Если загруженный архив имеет формат zip или fb2k-component, то открываем foobar2000, затем кликаем по пункту File сверху и переходим к Preferences (Настройки).

• Нажимаем на первый пункт в меню слева – Components.

• Снизу кликаем по кнопке Install, чтобы установить сторонний плагин. При этом программа сама извлечет из архива нужные файлы и поместит их в правильную директорию. Плагин появится в списке.

Второй способ:

1. Если скачанный архив имеет другой формат, его необходимо сначала распаковать (к примеру, с помощью WinRar).
2. Находим файл с расширением dll и переносим его в папку Components в директории, где установлена программа.
3. Перезапускаем плеер. Плагин должен появиться в списке компонентов.

Как видите, foobar2000 легко настраивать под себя, так как существует огромное количество плагинов, с помощью которых можно подобрать необходимое качество звука. Процесс их установки тоже крайне прост и производится в 2 клика.

В чем разница между Directsound и Wasapi Shared

Windows – наиболее широко используемая операционная система в мире. люди используют ее для решения повседневных задач, и прослушивание звука – одна из них. Microsoft Windows 7 и выше может воспроизводить звук двумя способами. используя прямую поддержку звука Directx и поддержку WASAPI. большинство приложений Windows используют подход Direct Sound. Windows может воспроизводить несколько потоков из разных приложений при использовании прямого звука. Directsound работает как промежуточный уровень между программным обеспечением и звуковыми драйверами. Он берет звук из другого программного обеспечения, затем передискретизирует весь звуковой поток в один поток, а затем отправляет его в аудиодрайверы. Обратной стороной этого подхода является то, что мы никогда не получаем то, что на самом деле играем. например, если кто-то воспроизводит звуковой файл на 192 кГц, 24 бит. тогда окна, вероятно, преобразуют его в 44 кГц, 16 бит с другим звуком. Прямой звук автоматически передискретизирует звуковой поток до соответствующей частоты дискретизации, которая может поддерживаться аудиооборудованием.

WASAPI предоставляет два режима работы. общий режим и эксклюзивный режим. Общий режим работает так же, как прямой звук, а микшер Win выполняет повторную выборку и микширование. В эксклюзивном режиме WASAPI обходит звуковой микшер Windows, и приложение может напрямую отправлять данные на звуковую карту. в этом режиме приложение может декодировать такие форматы, как DTS, DTS master audio, DOLBY True HD, Dolby digital, Flac и т. д., и отправлять неизмененный поток на звуковую карту.

Кроме различных режимов, важно также, как WASAPI управляет данными между буферами. WASAPI использует подход пуш и PULL для запроса данных, которые необходимо обработать. При использовании метода push приложение помещает данные в буферы и постоянно отслеживает их, и как только видит, что они опустошены, оно заполняет их снова. В подходе PULL, который является современной разработкой, приложение использует два буфера. Аудиодрайверы вызывают приложение, как только оно видит пустой буфер, и начинает использовать данные из другого буфера. тем временем приложения заполняют пустой буфер.

Basic

Звуковой сигнал, в общем случае, кодируется последовательностью значений амплитуды сигнала, измеренных через равные промежутки времени. Единичное значение амплитуды называют сэмплом, а время между двумя соседними измерениями — частотой дискретизации или частотой квантования. В подавляющем большинстве случаев сэмпл при передаче на аудиоустройство описывают знаковым целым числом — разрядности 16, 24 или 32 бита. Разрядность в 32 бита может быть использована для выравнивания буфера устройства по границе двойного слова, тогда семпл кодируется только первыми 24 битами, или же для полноразрядного кодирования. Первый вариант доступен в ASIO и WASAPI, второй только в WASAPI.

Максимально достижимое соотношение сигнал/шум определяется разрядностью сэмпла и вычисляется как 20log(2^q) где q — разрядность сэмпла.

16 бит — диапазон сэмпла [−32768, 32767], SNR 96.33 дБ 24 бит — диапазон сэмпла [−8388608, 8388607], SNR 144.49 дБ 32 бит — диапазон сэмпла [−2147483648, 2147483647] , SNR 192.66 дБ

Частоты дискретизации (количество сэмплов в секунду для одного канала) из-за взаимной кратности стоит выписать в два набора: {44100, 88200, 192000} и {48000, 96000}. Два набора частот приводят к тому, что аудиоустройству нужно два осциллятора для качественной синхронизации. Конечно, можно использовать и один с кратной частотой, например, как 88200, так и 96000 Гц, но это существенно повышает сложность исполнения точного тактового контура.

Вывод: качественное аудиоустройство должно иметь два осциллятора, один для работы с частотами {44100, 88200}, второй для {48000, 96000, 192000}.

Что лучше ASIO или WASAPI

ASIO был разработан для обхода исходной некорректной аудиоподсистемы Windows, которая заставляла все работать с фиксированной скоростью, смешивала системные звуки и аудиопотоки и имела серьезные проблемы с задержкой. ASIO был разработан для обеспечения интерфейса с малой задержкой для профессиональных аудио вычислений. Wasapi – это разработка Microsoft, устраняющая недостатки на более ранней стадии, и она работает стабильно. Но она меньше поддерживает нестандартные скорости воспроизведения и может не поддерживать dop dsd или более высокие скорости dsd.

ASIO изначально поддерживает все частоты дискретизации, которые может обрабатывать подключенный ЦАП, и не имеет проблем с dsd. Длина буфера в основном зависит от общей загрузки системы, поскольку компьютеру приходится прерывать другие операции для загрузки следующего фрагмента выборок в выходной буфер, поэтому в системах с низким энергопотреблением или более загруженных системах очень короткий или очень длинный буфер может увеличить нагрузку на процессор. Это может спровоцировать нежелательную задержку при воспроизведении музыкальных композиций.

ASIO – это модель аудиоинтерфейса Steinberg, используемая практически во всех профессиональных аудиоприложениях, и обычно это лучший способ работы с очень низкими задержками. Производители профессиональных звуковых карт предоставляют драйверы ASIO. Его единственная слабость заключается в том, что вы можете использовать только один драйвер ASIO за раз, что может вызвать проблемы в будущем, поскольку все больше и больше студийного оборудования, такого как микрофоны, звуковые модули и мониторы (именно так называются динамики в мире профессионального обучения). audio) поставляются с интерфейсами USB, а не с более старой моделью, объединяющей все ваши входы и выходы в единый аудиоинтерфейс.

Многие компании, производящие потребительское аудио, в наши дни производят asio-драйверы для своих ЦАП, поскольку они исключают из уравнения любые вычисления в Windows и обеспечивают более высокие шансы на получение хороших результатов от их продукта.