Цифровой программный кроссовер

[emaster]

Господа! Представляю вам свою разработку. Изначально это была консольная программа-кроссовер, которую я сделал для использования с НЧ акустикой требовательной к фильтрации сигнала (tapped horn). А недавно у программы появился графический интерфейс к консольной части и я решил, что возможно мой кроссовер будет полезен кому-то ещё.

Программа делает из компьютера с одной или несколькими звуковыми картами аналог «железного» цифрового кроссовера, обрабатывая сигнал со входов звуковых карт в реальном времени и выдавая его на выходы. Причём число выходов обычно больше чем число входов.
Аналогичный компонент для foobar – всем известный xover. Есть ещё некоторые vst плагины, которые можно вставить в vst host, есть драйверы kxProject в которых можно (наверное, не пробовал) сделать кроссовер прямо во внутреннем dsp карты. Но объединяет все эти способы одно — каждый пользователь настраивает окружение (т.е. весь набор программ) в котором работают эти плагины практически с нуля. В моей программе настройка и запуск кроссовера делаются гораздо проще.

В текущей версии доступны следующие возможности:

- вся обработка производится в 64-bit floating point
- доступны семейства фильтров IIR: chebyshev, butterworth, elliptic, legendre
- доступен FIR фильтр
- доступны типы фильтров lowpass, highpass, bandpass, bandstop
- регулировка усиления на входе и на выходе канала
- настраиваемая задержка в каждом канале
- компрессор динамического диапазона
- возможность работы с несколькими звуковыми картами одновременно (но без перенаправления звука с одной звуковой карты на другую — разбегутся тактовые генераторы)

Программа состоит из двух компонентов — composer и launcher. В composer-e пользователем определяется конфигурация кроссовера, выбираются устройства-источники и устройства-получатели. После чего конфигурация сохраняется и запускается в launcher-e. Сейчас у launcher-a минимальный функционал — запуск конфигурации, отображение уровней сигнала и отладочная консоль.

Текущая версия использует DirectSound через интерфейс BASS, с задержкой сигнала вход-выход около 500 мс. Есть asio версия, в которой задержка определяется возможностями оборудования — менее 20 мс для драйвера asio4all и менее 10 мс для audigy2. Asio версия в перспективе планируется как коммерческая, поэтому в открытом доступе её нет. Но я готов отправить её некоторому количеству пользователей в обмен на тестирование и информирование меня об успехах в её использовании.
Самым активным тестировщикам могу обещать полную asio версию после её релиза.

Контактный e-mail: info@dephonica.com
Сайт программы: http://dephonica.com/
Размер дистрибутива — 1.1 Мб. Программе для запуска необходим установленный в системе .NET framework 4. Если его нет, при запуске будет предложение скачать его с сайта Microsoft или с сайта программы.

Текущая версия живёт в надежде на бета-тестирование, супер надёжностью и функционалом пока не наделена, но по моему опыту вполне работоспособна. Поэтому буду рад вашим отзывам, комментариям и опыту использования.

Видео канал dePhonica: http://www.youtube.com/user/dephonica/videos

[Traktorist3d]

Уважаемый автор, очень заинтересовал ваш плагин. Есть несколько вопросов.
1. Что-то так и не разобрался как задействовать фильтра при проигрывании с плееров, foobar или album player. Использую звуковую карту Audigy RX выбыраю асио 96/24 т.к. в этом режиме карты раскрывается максимально по качеству звучания. Если нетрудно тыкните носом меня где написана настройка.
2. Вообще планирую данную карту использовать для работы в CarPC соответственно буду резать каналы кроссами, задержки ну и без эквалайзера никуда не деться, поэтому ваш плагин приглянулся. Так вот сам вопрос, насколько сильно влияет ваш плагин на качество звучания?? Есть в наличии например аудио процессор для авто alpine pha701, в нем используется DSP yamaha YSS932 на который , впрочем как и на все DSP чипы в подобных устройствах грешат что гробит звук (в итоге люди делятся на 2 половинки в автозвуке - те кому нужна нормальная сцена и те кому важна тоналка). Есть ли у ваших плагинов преимущества в этом случае? Не считаем конечно намного большее количество настроек).
3. Где поглядеть сколько стоит платная версия и есть ли смысл ее приобретения в моем случае использования?
4. Почему в фильтрах не регулируется крутизна среза, или выбор способа фильтрации это и есть 12дб/окт, 24дб/окт и т.д.?
5. Крутит ли эквалайзер фазу? В voxengo curve eq вроде как реализован фазолиненый режим.

Спасибо вам за труды.
Заранее извиняюсь если вопросы тупые.

[emaster]

Уважаемый автор, очень заинтересовал ваш плагин. Есть несколько вопросов.
1. Что-то так и не разобрался как задействовать фильтра при проигрывании с плееров, foobar или album player. Использую звуковую карту Audigy RX выбыраю асио 96/24 т.к. в этом режиме карты раскрывается максимально по качеству звучания. Если нетрудно тыкните носом меня где написана настройка.

В той версии, что сейчас доступна на сайте, перенаправить звук из плеера в кроссовер можно только сторонними программами. Чуть выше по ветке приводились примеры таких программ для ASIO. Они создают в системе виртуальное ASIO устройство, для которого можно настроить перенаправление сигнала отдельно для входных каналов и выходных каналов. Процесс достаточно нетривиальный и парой кликов не решается, но всё работоспособно.

2. Вообще планирую данную карту использовать для работы в CarPC соответственно буду резать каналы кроссами, задержки ну и без эквалайзера никуда не деться, поэтому ваш плагин приглянулся. Так вот сам вопрос, насколько сильно влияет ваш плагин на качество звучания?? Есть в наличии например аудио процессор для авто alpine pha701, в нем используется DSP yamaha YSS932 на который , впрочем как и на все DSP чипы в подобных устройствах грешат что гробит звук (в итоге люди делятся на 2 половинки в автозвуке - те кому нужна нормальная сцена и те кому важна тоналка). Есть ли у ваших плагинов преимущества в этом случае? Не считаем конечно намного большее количество настроек).

Кроссовер влияет минимально: в основном его влияние определяется характеристиками выбранных фильтров и качеством аналогового тракта у звуковой карты.
Т.е. тут большое поле для hollywars о выборе звуковой карты.
В самом кроссовере все вычисления производятся с огромной избыточностью и практически не ухудшают теоретические характеристики фильтров.

3. Где поглядеть сколько стоит платная версия и есть ли смысл ее приобретения в моем случае использования?

У старой версии кроссовера платные версии сейчас не доступны - они все делались под конкретные пожелания заказчика.
Новая версия сейчас в стадии закрытого альфа-тестирования и доработки и она будет платная начиная релиза с возможностью 30 дней бесплатного использования.

4. Почему в фильтрах не регулируется крутизна среза, или выбор способа фильтрации это и есть 12дб/окт, 24дб/окт и т.д.?

Крутизна среза определяется типом фильтра и его порядком - это для IIR фильтров.
Для FIR фильтра крутизна среза определяется числом taps (точнее, числом taps определяется частотное разрешение огибающей фильтра).

5. Крутит ли эквалайзер фазу? В voxengo curve eq вроде как реализован фазолиненый режим.

В эквалайзере используется FIR фильтр, который фазу не крутит.
В новой версии будет доступен фазовый эквалайзер, который помогает эту самую фазу подровнять под особенности помещения/салона, где установлена акустика.
IIR фильтры крутят фазу тем сильнее, чем выше их порядок.

[rsergio]

Только сегодня наткнулся на данный цифровой кроссовер, как-то раньше уплывал от внимания

Было интересно изучить продукт, с учетом того, что у меня сейчас как-раз активная система на аппаратном кроссовере miniDSP, которому неспешно ищу замену.

Сама идея использовать компьютер очень интересная т.к. можно задействовать всю мощь ЦП для FIR и подобрать подходящее железо для ввода и вывода звука.
Только не совсем удобно для этого использовать Windows, система на Linux была бы чуть интересней (как вариант - настраиваем на Windows, а потом готовую настройку переносим на Linux, где она только играет).

Загрузил, поставил, настроил простой кроссовер. К сожалению у меня пока нет многоканальной карты для вывода звука на основные АС, поэтому тестировал на двухканальной ЗК.

Настройки красивые конечно, но не совсем удобные - тяжело выставить точно частоту "крутилками", а вбивать с клавиатуры цифры тоже не очень удобно из-за применяемого шрифта.
Не увидел любимых фильтров Linkwitz-Riley, видимо нужно ставить два Butterworth друг за другом.
В FIR вообще никак не указать желаемую крутизну спада. Плюс нет никакой визуализации получаемого результата. Придется ставить в слепую, а потом замерять что же там на выходах творится.

Хотел послушать звук напрямую с плеера через Virtual Cable, но программа почему-то не видит каналов и не дает настроить связку. Хотя тот же Foobar без проблем транслирует свой звук в виртуальный кабель.

По эквалайзеру. Не нашел возможности загрузить свой импульс в FIR эквалайзер, форматы wav и bin не подхватились.
Также не нашел возможность использовать стандартные параметрические фильтры с указанием добротности. Например, мне нужен high shelf для компенсации баффл-степа. Параметры уже известны - нужно только их вбить и все.
Получается править АЧХ только визуальным эквалайзером, подгоняя результат под требуемый.

Все эти нюансы не позволяют быстро перенести настройки с других железок. Потребуется заново все подстраивать. Усложняет процесс то, что нельзя оперативно менять данные и смотреть на результат - это сильно затянет процесс с настройкой, замерами, корректировкой настроек, замерами и т.д.

Также не нашел опции инверсии сигнала на 180 градусов - нужная опция при настройке системы. В лаунчере не хватает кнопочек быстрого отключения конкретных полос. Конечно можно бегать к АС и перетыкать провода, но не совсем удобно.

Но продукт интересный, буду следить за развитием ;)

[anpir]

Только не совсем удобно для этого использовать Windows, система на Linux была бы чуть интересней

А чем Brutefir не устраивает http://www.ludd.luth.se/~torger/brutefir.html
Лучше фильтра и эквалайзера для Linux, не найдешь

[rsergio]

А чем Brutefir не устраивает http://www.ludd.luth.se/~torger/brutefir.html
Лучше фильтра и эквалайзера для Linux (и не только) не найдешь

Я еще с BruteFIR не разбирался, но считал что это только FIR эквалайзер и функции кроссовера в нем нем.

[Traktorist3d]

Emaster спасибо за развернутый ответ. Заманчиво однако. Ждем новую версию. Если для использования в CArPC пойдет то можно и купить данное ПО (хотя насчет цены даже не представляю сколько примерно такое ПО будет стоить).
Сделать еще=бы чтоб все работало сразу с запуска операционной системы при проигрывателе в автозагрузке, или хотя-бы чтоб каждый раз не выбирать сохраненную настройку в лаунчере.

Emaster, в новой версии плагин будет определяться в OS как звуковое устройство? и его можно будет выбрать в устройствах вывода в любом проигрывателе?
Будут поддерживаться режимы ASIO 96/24, DS 48/24 ?

[ВЕТЕР]

Было бы ещё интересно узнать рекомендуемые многоканальные карточки под это дело, а то от выбора глаза разбегаются.

[Traktorist3d]

Было бы ещё интересно узнать рекомендуемые многоканальные карточки под это дело, а то от выбора глаза разбегаются.

Для прослушивания музыки открыл для себя Audigy RX, отлично звучащая карта с охр-ной сценой и живым звучанием. Дает фору более дорогим картам ASUS STX и т.д.

[ВЕТЕР]

Для прослушивания музыки открыл для себя Audigy RX, отлично звучащая карта с охр-ной сценой и живым звучанием. Дает фору более дорогим картам ASUS STX и т.д.

Интересно, но подозрительно дёшево. У меня Джулия, в общем то всем нравится, но... руки уже зачесались.

[Traktorist3d]

Ну если у вас джулия то вам наверное можно и не париться. Если интересно вот тут все расписано, куча мнений спецов и просто купивших карту http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=12:54830-6. Да цена смущала, и цап не топовый, и всякие обзоры бестолковые в инете. Аж прозрел когда начал слушать, в голове не укладывалось, что не дорогая и без крутых кондеров и т.д. Взял и не пожалел, теперь продаю свою Creative Titanium HD)). Одну в CarPC сделаю, еще одну возьму домой слушать пока до хорошего ЦАПА на мультибитах не созрею. в Audigy RX сцена очень хороша и музыкальность, просто приятно слушать.

[ВЕТЕР]

Ну если у вас джулия то вам наверное можно и не париться. Если интересно вот тут все расписано, куча мнений спецов и просто купивших карту http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=12:54830-6. Да цена смущала, и цап не топовый, и всякие обзоры бестолковые в инете. Аж прозрел когда начал слушать, в голове не укладывалось, что не дорогая и без крутых кондеров и т.д. Взял и не пожалел, теперь продаю свою Creative Titanium HD)). Одну в CarPC сделаю, еще одну возьму домой слушать пока до хорошего ЦАПА на мультибитах не созрею. в Audigy RX сцена очень хороша и музыкальность, просто приятно слушать.

Музыкальность это конечно супер...
Многоканальная карта интересна именно в контексте этого кроссовера. Так то понятно, если стерео, то менять только на внешний приличный стереоЦАПу.
Для разнообразия разное хочется послушать и сравнить. Встроенная звучка слишком упрощает звук, хоть и можно её слушать.

[Traktorist3d]

Музыкальность это конечно супер...
Многоканальная карта интересна именно в контексте этого кроссовера. Так то понятно, если стерео, то менять только на внешний приличный стереоЦАПу.
Для разнообразия разное хочется послушать и сравнить. Встроенная звучка слишком упрощает звук, хоть и можно её слушать.

Если возьмете буду только рад, вместе проще будет разобраться как реализовать на ней функции плагина. Если все сделать по уму, в моем случае, разрулить поканалку в авто. 2ВЧ, 2 мидбаса и саб, все это настроить с плагином, выровнять АЧХ, Фазу, задержки, будет очень приятно играть с этой картой. По идее, если дома хорошо звучит, то и в других местах тоже если по уму настроить).

[emaster]

Только не совсем удобно для этого использовать Windows, система на Linux была бы чуть интересней (как вариант - настраиваем на Windows, а потом готовую настройку переносим на Linux, где она только играет).

Пока в работе исключительно windows версия. В будущем возможны разные варианты и сочетания (windows, linux, os x да и те-же мобильные платформы в качестве конфигуратора), но это в отдалённой перспективе.

Не увидел любимых фильтров Linkwitz-Riley, видимо нужно ставить два Butterworth друг за другом.

А какой именно функционал вы хотите реализовать этими фильтрами? Коррекция НЧ динамика?

Но продукт интересный, буду следить за развитием ;)

Спасибо за отзыв, отметил для себя ваши пожелания и попробую учесть некоторые из них в новой версии кроссовера.

[rsergio]

А какой именно функционал вы хотите реализовать этими фильтрами? Коррекция НЧ динамика?

Фильтры LR - это два в подряд фильтра BW (например LR4 = BW2 + BW2).
В итоге чуть другая АЧХ и ФЧХ. Многие считают, что за счет более пологой зоны первоноачального спада фильтры LR звучат лучше.

Но изучив программу rePhase в принципе хватит лишь возможности загрузки своих FIR фильтров и их визуализация. Все остальное можно сгенерить в rePhase в каком хочешь виде - любые фильтры, с правкой АЧХ и ФЧХ.
Т.е. я бы оставил все текущие блоки и добавил новый - "FIR", в котором пользователь загружает фильтр, предварительно рассчитанный в rePhase (или похожей программе). Плюс визуализация АЧХ этого фильтра. Или в текущем варианте "FIR эквалайзера" дать возможность загружать свои импульсы.

PS: На днях получилось поработать с проф. цифровым кроссовером Electro-Voice DX46 - настраивал, замерял, слушал.
Советую скачать их ПО для настройки и поиграться с ним, это можно сделать даже без устройства. Для оценки интерфейса.
Вот софт: http://www.electrovoice.com/downloadfile.php?i=969266
Там нужно добавить DX46 на "рабочий стол" и открыть интерфейс настройки.
Или хотя бы посмотреть обзорное видео: https://youtu.be/CRRrwbWAVJs?t=1m6s
Что не понравилось у них - обычные фильтры не более 4 порядка, а в FIR нельзя указать порядок фильтра, что выливается в заметный "предзвон" на импульсной хар-ке из-за крутых спадов. Плюс загрузка внешних FIR в своем формате, к которому я пока не нашел ПО.

[emaster]

Фильтры LR - это два в подряд фильтра BW (например LR4 = BW2 + BW2).
В итоге чуть другая АЧХ и ФЧХ. Многие считают, что за счет более пологой зоны первоноачального спада фильтры LR звучат лучше.

Сейчас фильтрующее ядро тестируется и перерабатывается и, вполне вероятно, что IIR фильтры из него исчезнут вообще, если текущая реализация FIR обеспечит аналогичные или лучшие параметры.

Но изучив программу rePhase в принципе хватит лишь возможности загрузки своих FIR фильтров и их визуализация. Все остальное можно сгенерить в rePhase в каком хочешь виде - любые фильтры, с правкой АЧХ и ФЧХ.
Т.е. я бы оставил все текущие блоки и добавил новый - "FIR", в котором пользователь загружает фильтр, предварительно рассчитанный в rePhase (или похожей программе). Плюс визуализация АЧХ этого фильтра. Или в текущем варианте "FIR эквалайзера" дать возможность загружать свои импульсы.

В эквалайзер старой версии тоже можно загрузить импульсный отклик фильтра, если перевести его в форму АЧХ и сохранить как текстовый файл со значениями "частота"-"амплитуда". ФЧХ при этом потеряется.
Новая версия не имеет почти ничего общего со старым кроссовером, но эквалайзеры (амплитудный и фазовый) в ней есть и сделать в них загрузку импульса из wav файла несложно - к релизу должно заработать.

PS: На днях получилось поработать с проф. цифровым кроссовером Electro-Voice DX46 - настраивал, замерял, слушал.
Советую скачать их ПО для настройки и поиграться с ним, это можно сделать даже без устройства. Для оценки интерфейса.

Видео посмотрел, но нельзя объять необъятное - этот софт со своим (весьма нетривиальным в освоении) интерфейсом заточен под единственное устройство (или линейку устройств). Софтверный кроссовер тут в почти не пересекающейся плоскости - каких только звуковых устройств не подключают к PC и визуальный интерфейс обязан усреднить все их особенности.

[rsergio]

Сейчас фильтрующее ядро тестируется и перерабатывается и, вполне вероятно, что IIR фильтры из него исчезнут вообще, если текущая реализация FIR обеспечит аналогичные или лучшие параметры.

У IIR перед FIR есть одно преимущество - маленькая задержка, что позволяет использовать кроссовер и для real-time применения (игра на музыкальных инструментах, игра в видео игры).
Я бы не стал убирать IIR фильтры. Но к IIR фильтрам нужен еще и IIR эквалайзер.
По крайней мере я не видел ни одну "железку", где бы был FIR, но не было IIR.

Новая версия не имеет почти ничего общего со старым кроссовером, но эквалайзеры (амплитудный и фазовый) в ней есть и сделать в них загрузку импульса из wav файла несложно - к релизу должно заработать.

Это будет достаточно для реализации многих задумок. Можно делать различные фильтры для кроссоверов, а также рум-коррекцию сторонними программами.

[dee-jan]

ТС, а какие инструкции AVX вы используете? первой версии или второй?

[emaster]

У IIR перед FIR есть одно преимущество - маленькая задержка, что позволяет использовать кроссовер и для real-time применения (игра на музыкальных инструментах, игра в видео игры).

Тут палка о двух концах - в IIR при повышении порядка фильтра задержки на НЧ растут до вполне слышимых величин, а на минорных порядках фльтра фронт АЧХ весьма пологий. Аналогично в FIR, можно уменьшить задержку, уменьшая число taps. Понятное дело, это будет не вполне аналогично IIR фильтру, но для гитары/вокала/игр/кино сгодится - есть работающая инсталляция с FIR taps = 1024 и задержкой вход-выход порядка двух десятков миллисекунд. И да, это особенность именно straight fir фильтра, т.к. для fft fir нужно сначала накопить в буфере taps семплов, а потом одним куском обработать. А straight fir обрабатывает минимальный блок, который способна отдать звуковая карта (от 128-256 семплов).

---------- Сообщение добавлено 13.12 ---------- Предыдущее сообщение было 13.11 ----------

ТС, а какие инструкции AVX вы используете? первой версии или второй?

AVX первой версии.
При этом полно пользователей, у которых процессор не поддерживает даже их.

[rsergio]

Тут палка о двух концах

Я предлагаю отдать на откуп пользователю какой вариант деления ему больше импонирует. Многим хватает LR4 - и спады нормальные и ГВЗ приемлемое.

[emaster]

Я предлагаю отдать на откуп пользователю какой вариант деления ему больше импонирует. Многим хватает LR4 - и спады нормальные и ГВЗ приемлемое.

К сожалению, на IIR фильтрах очень сложно/невозможно сделать фильтр, описываемый огибающей. А в новой версии кроссовера всё основывается на графиках АЧХ и ФЧХ для каждого канала. Зато тракт кроссовера получается прозрачный и предсказуемый - что на экране, то и в звуке.