Высококачественный звук в Linux и в Linuх-подобных ОС

[Роман М]

Возможно баян, но хочется узнать на счет возможность реализации высококачественного цифрового источника на базе Linux и Linux-подобных OC, например Ubuntu, Android. В первую очередь интересуют следующие вопросы:
1) Поддержка USB Audio девайсов
2) Вывод аудиопотока с бит-перфектом
3) Поддержка losless и hi-res контента
4) Подходящие софтовые плейеры
5) Сравнение по качеству звука с виндой
У кого есть опыт просьба поделиться.

[Delta213]

Ох уж эти сказки .Поэтому преимущества директ дсд, как обычно, связаны с плацебо и с более высоким уровнем шума. А шум многие очень любят и считают это признаком качественного звука .

Ну, не знаю, может этот шум и работает как дополнительный дизеринг, но дсд звучит лучше чем пцм, факт! Это очень хорошо слышно.

[Mike-Lm]

Ээээ....

Ну, ты видел. Что не удивительно . Но масс продукты на нем пока по пальцам пересчитать.

---------- Сообщение добавлено 13:34 ---------- Предыдущее сообщение было 13:33 ----------

Ну, не знаю, может этот шум и работает как дополнительный дизеринг, но дсд звучит лучше чем пцм, факт! Это очень хорошо слышно.

Да на здоровье, лишь бы в удовольствие .

[renice]

Подниму тему «качественного» звука в Линукс. Если кому-то интересны плагины ALSA , а без них никак не обойтись, здесь лежит описание на русском языке:
https://coollib.net/b/560915/read

Брошюра называется «Линукс для музыканта: плагины ALSA» Это перевод с комментариями документации API.
Смысл книги в следующем.
Понятно, сейчас в Линукс весь звук идет через ALSA, подсистема встроена в ядро. Иногда перфекционисты любят компилировать ядро, оптимизированное под ALSA (в сети есть интересные примеры).
И несмотря на это, о плагинах редко говорят в связи с тем, что считается, дескать, файл asoundrc это мрачный темный лес. Иногда плагины стараются отключать, выпиливая из системы файл .asoundrc.

Основные плагины следующие: hw, mmap_emul, shm, null, copy, linear, lfloat, mulaw, alaw, adpcm, route, rate, plug, file, multi, share, hooks, dmix, dshare, dsnoop, ladspa, asym, iec958, softvol, empty, remap.

Вся обработка в ALSA «высококачественного звука» начинается в тот момент, когда включается в дело конфигурационный файл .asoundrc (если он есть).
Но по умолчанию ALSA «настраивается» так, чтобы меньше нагружать процессор.
Правила настройки звука в Линукс в общем-то хорошо освещаются в Сети на профильных ресурсах, например, на Alsa Вики https://alsa.opensrc.org/

Правила сводятся к простейшим рекомендациям.

1. Должен быть баланс между «качеством» и нагрузкой на процессор. Разработчики ALSA
говорят о настройке ALSA по умолчанию как «звуковой подсистеме бытового назначения».
Приоритет уделяется надежности, но не качеству.
Поэтому по умолчанию используется плагин dmix, который «портит» (с точки зрения меломана и аудиофила) звук.
Плагин dmix поддерживает только одну первичную конфигурацию: фиксированную частоту дискретизации 48000, формат S16, 2 канала и period_time
125000. Разумеется, никакого качественного звука здесь нет. Зато нагрузка на процессор оптимизирована.

Кстати, я когда-то часа два не мог понять, почему у меня звук не «тянет», пока не проверил настройки командой
aplay --device hw /dev/urandom —dump-hw-params (на выводе надо смотреть, какие параметры поддерживаются, если там только S16, то это dmix лукавит)

Итак, если необходима «качественная» конфигурация, следует явно задать новые значения.
ALSA поддерживает весьма много форматов, в частности,
S16_LE(BE), S24_LE(BE), S32_LE, S32_BE, U32_LE, U32_BE и т.*д.
Но придется самостоятельно прописать значения в .asoundrc.
При этом, даже если нет файла .asoundrc, передискретизация будет происходить, если «исходный» формат не совпадает с «конечным» (например, если используется серверное приложение, такое как ARTSD, ESD, Jack.

2. Настройки буфера, латенси и прочего. ALSA по умолчанию не является системой «с низкой задержкой» ((low latency). То есть все разговоры о Линукс как о системе «с низкой задержкой» подразумевают предварительную настройку прежде всего ALSA. Настройка Jack возможна только после настройки ALSA.
Настройка ALSA как системы с «низкой задержкой» начинается с настройки буферов.
«По умолчанию» буферы настроены с приоритетом на «надежность», чтобы не было проблем со звуком. В каждом случае, в зависимости от звуковой карты или возможностей Jack, придется настраивать буферы «индивидуально».

Стандартно буфер настраивается, например, в связке с period_size.

period_size 1024
buffer_size 4096 # размер буфера < 6653, но pow(x, 2)

Пресловутая латенси зависит от размера периода и буфера. Насколько
малым может быть размер периода, настолько малой задержки вы добьетесь.
Разумеется, низкая задержка требует хорошего планировщика задач в ядре.

Чтобы превратить ALSA в систему с «низкой задержкой» придется серьезно потрудиться.
Так, надо будет включить виртуальную звуковую карту (модуль snd-aloop), чтобы ALSA
общалась с Jack. Преимущество — живучесть соединения, недостаток — повышенное потребление ресурсов.
«Общение» с Jack в данном случае происходит через две программы:
$ alsa_in -j cloop -dcloop -q1 & (на выход)

$ alsa_out -j ploop -dploop -q1 & (на вход)

Или придется настроить .asoundrc

pcm.jack {
type jack
playback_ports {
0 alsa_pcm:playback_1
1 alsa_pcm:playback_2
}
Это, кстати, меньше нагружает процессор.

3. Настройка внутренний алгоритмов передискретизации. Вообще об этом мало пишут, хотя с этого и надо начинать. Для более качественной повторной выборки ALSA можно поменять установку внутреннего конвертера на speexrate_medium или speexrate_best.
defaults.pcm.rate_converter "speexrate_medium"
Эти значения определены в ALSA так:
- speexrate_best Use quality 10 (equivalent to SRC_SINC_BEST_QUALITY)
- speexrate_medium Use quality 5 (equivalent to SRC_SINC_MEDIUM_QUALITY)
- speexrate Use quality 3 (equivalent to SRC_SINC_FASTEST)

Разрешается применять libsamplerate или ресемплеры lavcrate (Ffmpeg).

Но чем выше «качество», тем серьезнее нагрузка на процессор. Учитывая,
что после ALSA потребуется какой-то «звуковой сервер», например, я использую Jack,
где также есть ресемплеры и регулировка «качества», процессор на маленьких компьютерах ARM (например, на Малине) просто перегружается. У меня при установке «качества» на максимум, top показывает около от 40% до 80 % на процессор.
Звук при этом, подхрипывает. «Среднее» качество работает безукоризненно.

Ну вот, такие выводы я сделал после нескольких лет использования Линукс как «медиа системы». Надо еще добавить, что невозможно сделать качественную связку Jack → ALSA
только средствами Jack.
Лучше использовать, как делают мужики на линуксмузыкант (сайт) связку
Jack <-> zita-njbridge

У себя я тоже разделил звук на два компьютера — один выступает «сервером Jack» и занимается исключительно выводом на звуковую карту, что позволяет отдать все вычислительные мощности на звук. Второй — обычный компьютер с snd-aloop и клиентом
Jack. Я оставил программный микшер (плагин softvol), потому что иначе приходилось бы крутить ручку громкости усилителя низкой частоты.

Надеюсь, информация будет полезной.

[ditter]

У себя я тоже разделил звук на два компьютера — один выступает «сервером Jack» и занимается исключительно выводом на звуковую карту, что позволяет отдать все вычислительные мощности на звук.

возможно ли для целей сервера использовать медиа-приставку (андроид ТВ) там как правило 4 ядра по 1,5-2ГГЦ и памяти 2-4Гб что конечно же в разы больше чем у микроплатки.

[Meta|_]

возможно ли для целей сервера использовать медиа-приставку (андроид ТВ)

Да на некоторые приставки есть готовые образы Линукс. Но надо понимать, что это опенсорс в худшем его проявлении - сломано может оказаться всё что угодно...

[renice]

Это все будет зависеть от приставки — какая там архитектура и поддерживаются ли драйвера Линукс. У меня была проблема в том, что я использовал 24 битную звуковую карту USB, поддержка которой была «условная» в последних ядрах Линукс (т.*н. деградация драйвера). Мне пришлось откатиться до более старого ядра, чтобы карта нормально играла.
Я тоже хотел поставить сервер на приставку ТВ, но потом оказалось, что Raspberry Pi 3+
намного лучше справляется с задачей и «универсальнее», дешевле, чем приставка - позволяет организовать еще небольшой NAS с поддержкой nfs. И образы уже готовые встречаются. Я написал когда-то об этом сообщение на форуме Raspberry, ставил я Volumio, а поверх него Jack без PulseAudio. Безукоризненно работает уже несколько лет.

[Delta213]

Raspberry Pi 3+намного лучше справляется с задачей и «универсальнее», дешевле, чем приставка

Дешевле? Цены последние на малину видели? Если уж на одноплатник нацелились, то надо смотреть в сторону апельсин, если подешевле, или одроид, если нужна производительность.

[renice]

Я знаком с ценами на Малины версии 3+, у нас они стоят сейчас 4000-5000 руб. с рук.
Когда я покупал, они стоили 3000 руб., 4 версия продавалась по пять тысяч рублей (4 Gb памяти). Одроид продавался (предпоследний) по той же цене. Для звукового сервера неплохо подойдет Малина 3 (без плюс), я ее летом покупал за 3000 руб. Цены, конечно, выросли и будут расти, к сожалению. ТВ приставки не такие уж дешевые у нас в городе, при этом нет гарантии, что звуковой сервер на них будет стабильно работать (если будет).
Кроме всего прочего, прошивка Volumio, хорошо работает со многими звуковыми картами именно на третьей малине. (Напомню, в Линуксе есть проблема с деградацией драйверов на ядре, поставляемом с Бастер и выше, Volumio использует апргейженный Джесси.)
Ничего не могу сказать о том, насколько легко можно будет сделать «звуковой сервер» на
Одроиде или «апельсинке». Подозреваю, что в процессе настройки окажется, что надо самому писать скрипты, искать драйвера. Также я легко настроил тепловыделение на третьей малине (снизил частоты процессора, вывел сервер на один из четырех и т.*д.).
Здесь надо учитывать, что Jack требователен к сетевым настройкам, желательно иметь гигабитную сетевую карту.
Поэтому я ответил на вопрос, исходя исключительно из своего позитивного опыта настраивания Малины 3+. Настройка заняла у меня два часа, с учетом того, что я поставил последний рабочий образ Volumio. Здесь подробности, писал на английском, потому что на официальном форуме так проще для общения с разработчиками Малины https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=256841 Настройки я там даю для монофонического звука и PulseAudio. Разумеется, лучше не включать PulseAudio, тем более в Volumio пульс по умолчанию отключен (но все библиотеки поставлены). Dmix для полноценного звкука надо настроить, скажем, хотя бы до 96000. Но это делается через asoundrc прямым указанием, как уже выше писал

[Delta213]

Значит не в курсе цен, вторичка не показатель, тем более сейчас, все скоро подтянется.
https://aliexpress.ru/item/1005001581071769.html

Я на самой дешевой апельсине зиро с 512мб памяти делал плеер, конечно никакого NAS не потянет, но музло играет и со своих дисков и с сетевых, по сети ее диски доступны, голый дебиан+самба+аплеер.

[ditter]

Raspberry Pi 3+
намного лучше справляется с задачей и «универсальнее», дешевле,

понятно, короче не стоит смотреть в сторону софтовой обработки = не хватит ресурса, проще взять ADAU1467 к самому дешевому микроплатнику и ни в чём себе не отказывать.

[Delta213]

проще взять ADAU1467 к самому дешевому микроплатнику и ни в чём себе не отказывать.

Если надо свой мастеринг делать, то конечно адау, или хороший комп чтобы на лету успевал преобразовывать, ставишь фабфильтр, или изотоповские плагины и вперед.

[Meta|_]

Плагин dmix поддерживает только одну первичную конфигурацию: фиксированную частоту дискретизации 48000, формат S16, 2 канала и period_time
125000.

Извините за некро, но не могу пройти мимо.
dmix поддерживает любые доступные частоты дискретизации форматы семплов, число каналов, размер буферов и т. п. Просто для этого нужно вручную прописывать его конфиг, а не использовать дефолтное устройство с именем вида "dmix:".
Например, вот рабочий конфиг с апельсинки:

pcm.dmix_usb88k2 {
    type dmix
    ipc_key 6734782  # any unique value
    ipc_key_add_uid false
    ipc_perm 0666
    slave {
        pcm "hw:CARD=Audio,DEV=0"
        format S32_LE
        rate 88200
        channels 2
    }
}

pcm.usb88k2 {
    type plug
    slave {
        pcm "dmix_usb88k2"
        rate 88200
    }
    rate_converter "speexrate_medium"
    hint {
         show on
         description "Output to USB with dmix and SRC to 88k2"
    }
}

То есть все источники ресемплятся в 88200 и затем микшируются.
Параметры про ipc - по задумке должны позволять одновременно воспроизводить потоки от нескольких пользователей, но это я ещё не пробовал.
К слову, один канал загружает одно ядро примерно на 15%, если поставить speexrate_best - будет 60+.
Единственное ограничение - что микширование осуществляется в 24-х битах, но думаю, для рилтайма это не страшно.

[bbest]

Подниму тему «качественного» звука в Линукс. Если кому-то интересны плагины ALSA , а без них никак не обойтись, здесь лежит описание на русском языке:
https://coollib.net/b/560915/read

Брошюра называется «Линукс для музыканта: плагины ALSA» Это перевод с комментариями документации API.
Смысл книги в следующем.
....

Я давно достаточно успешно занимаюсь кастомизацией Linux-а. У меня такая связка:
* HTPC: Debian, MPD -> alsa -> USB карта от PVD Audio
* DAC: Amanero или аналог Xing U30
Какие плагины, какая конвертация, боже упаси. Все микшеры, программные РГ сразу отключаются.
То же долго смотрел в сторону одноплатников. Технически из-за малого потребления звук должен быть только лучше. Но есть существенные минусы: * кривые сборки Linux и ПО под него, и это ни чем не лечится, * из-за слабого железа малый простор для эксперементов, тонкой настройки состояний процессоров и USB портов. Поэтому остановился на традиционном HTPC.
Если интересна тема Linux можем списаться в личке.

[Михаил45]

* кривые сборки Linux и ПО под него, и это ни чем не лечится, * из-за слабого железа малый простор для эксперементов, тонкой настройки состояний процессоров и USB портов.
Если интересна тема Linux можем списаться в личке.

Нормальные сборки, спокойно самому в vm собрать можно под любой одноплатник. Еще скажи, что правишь коды на С для "тонкой настройки процессора" и драйвера usb пишешь свои.

[hippo64]

Таки стремится постоянно человек быть творцом. Скучная проза жизни состоит в том, что идентичный цифровой сигнал, независимо как он получен, дает идентичный звук на выходе одного и того же ЦАП. Все попытки это оспорить - голимое лукавство (в простонародье -ложь. Да и в сложнонародье тоже). Я пользуюсь той системой, которая мне удобней на конкретном устройстве. Астра на компе на столе, Хрюша на ноуте (необходимость), ведроиды на мобильных гаджетах.

[Михаил45]

Таки стремится постоянно человек быть творцом. Скучная проза жизни состоит в том, что идентичный цифровой сигнал, независимо как он получен, дает идентичный звук на выходе одного и того же ЦАП. Все попытки это оспорить - голимое лукавство (в простонародье -ложь. Да и в сложнонародье тоже). Я пользуюсь той системой, которая мне удобней на конкретном устройстве. Астра на компе на столе, Хрюша на ноуте (необходимость), ведроиды на мобильных гаджетах.

Offтопик:
Володя, я не люблю, когда врут, даже в интернетах. Мозгов у этого удифила не хватает даже для понимания, что фраза "тонкой настройки процессора" - бессмысленна,а он еще предлагает с ним советоваться о чем-то.

[bbest]

Offтопик:
Володя, я не люблю, когда врут, даже в интернетах. Мозгов у этого удифила не хватает даже для понимания, что фраза "тонкой настройки процессора" - бессмысленна,а он еще предлагает с ним советоваться о чем-то.

Ты сам Михаил без мозгов, я тебя не однократно здесь указывал не комментировать мои посты. Но у тебя память как у золотой рыбки и опять амнезия.

[hippo64]

я тебя не однократно здесь указывал не комментировать мои посты.

Указывать кому либо , кроме себя, вы не можете.
А вольное обращение с физикой, логикой и здравым смыслом настолько уже надоело .

[Михаил45]

Ты сам Михаил без мозгов, я тебя не однократно здесь указывал не комментировать мои посты. Но у тебя память как у золотой рыбки и опять амнезия.

Ну так скажи конкретно, что такое "тонкая настройка процессора и порта усб", раз ты шаришь на уровне протоколов, регистров железа и пр.

[bbest]

Ну так скажи конкретно, что такое "тонкая настройка процессора и порта усб", раз ты шаришь на уровне протоколов, регистров железа и пр.

так а смысл, цель какая тебе это объяснять: в разницу звука в проводах ты не не веришь а не слышишь, как и многое другое, профита нет в общении. И как ты уже понял у меня нет интересе заниматься обучением и тем более навязыванием своей точки зрения.