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

[gagarin77]

А никто не копал такой вопрос - в 8 канальном ЦАПе для цифроактива немного поддать в цифре СЧ и ещё больше - ВЧ.
На всех фонограммах, особенно, на классике, на верхних СЧ уже серьёзный спад спектра. Т.е. если полосу не резать, то ЦАП на ВЧ недорабатывает 20-40 дб динамического диапазона.
Поддать в цифре, в 64 битах, громкости на этих полосах, а в усилителях убавить. Справедливости ради, на ВЧ вообще понадобится чистый повторитель с КУ=+-1.

Эквалайзером либо лимитером можно добавить. Только лучше ли от этого станет звук? На записях иногда уровень на частотах свыше 6-7кГц скачет выше, чем на более низких частотах. Если мы поднимем высокие частоты, то получится еще выше. Будет клиппинг и искажения в таких местах записи. Лимитер нужен с внутренним апсемплингом 4-16x, чтобы не было слышимых артефактов при таком преобразовании. И лимитер нужно выбирать с чистыми спектрами. С эквалайзером аналогично будет. Ресурсы процессора задействует (к разговору о мощных процессорах для аудио-компьютера). Преобразование производить в 64-битах с плавающей запятой, чтобы качественно было.

[dee-jan]

Т.е. если полосу не резать, то ЦАП на ВЧ недорабатывает 20-40 дб динамического диапазона.

Думаю, что вместе с СЧ ВЧ вы вытащите наверх еще и шумы и в системах с высокой чуйкой это будет атас.

[emaster]

А никто не копал такой вопрос - в 8 канальном ЦАПе для цифроактива немного поддать в цифре СЧ и ещё больше - ВЧ.
На всех фонограммах, особенно, на классике, на верхних СЧ уже серьёзный спад спектра. Т.е. если полосу не резать, то ЦАП на ВЧ недорабатывает 20-40 дб динамического диапазона.
Поддать в цифре, в 64 битах, громкости на этих полосах, а в усилителях убавить. Справедливости ради, на ВЧ вообще понадобится чистый повторитель с КУ=+-1.

Идея хорошая. Скорее всего скажется на звуке положительно.

[Alex]

Ну я все-таки тупой, в компах и программах не разбираюсь.
Вот какая картинка правильная, для 4-х полосного кроссовера - А или В?


И на каких выходах ЗК: 1-2-3-4-5-6-7-8 чего будет ?

[emaster]

Думаю, что вместе с СЧ ВЧ вы вытащите наверх еще и шумы и в системах с высокой чуйкой это будет атас.

Наоборот, аналоговые шумы задавятся более низким КУ усилителя. В цифре шумов не увеличится, а задействованная разрядность вырастет пропорционально увеличению громкости (1 бит на 6 дБ добавочной громкости).

[Alex]

Ну я все-таки тупой, в компах и программах не разбираюсь.
Вот какая картинка правильная, для 4-х полосного кроссовера - А или В?


И на каких выходах ЗК: 1-2-3-4-5-6-7-8 чего будет ?

Или правильнее так:

?

[emaster]

Ну я все-таки тупой, в компах и программах не разбираюсь.
Вот какая картинка правильная, для 4-х полосного кроссовера - А или В?


И на каких выходах ЗК: 1-2-3-4-5-6-7-8 чего будет ?

Если нормально, что первые три фильтра low-pass, а не band-pass, то Ver. B.
На выводах 1-2-3-4 будет НЧ-СЧ1-СЧ2-ВЧ фильтрованные из левого канала, на выводах 5-6-7-8 НЧ-СЧ1-СЧ2-ВЧ из правого.

---------- Сообщение добавлено 11.12 ---------- Предыдущее сообщение было 11.11 ----------

Или правильнее так:

?

Это уже зависит от коммутации выходов ЗК. У меня работает именно такой вариант.

[gagarin77]

Наоборот

При условии, что не будет клиппинга.

[emaster]

При условии, что не будет клиппинга.

Клиппинг в любом случае нужно мониторить.
Кроссовер его отображает.

[gagarin77]

Клиппинг в любом случае нужно мониторить.
Кроссовер его отображает.

Придется мониторить после такого преобразования. Я могу даже треки скинуть, где выше 6кГц скачет довольно высоко временами. После подобного преобразования там будет клиппинг.

[dee-jan]

Наоборот, аналоговые шумы задавятся более низким КУ усилителя. В цифре шумов не увеличится, а задействованная разрядность вырастет пропорционально увеличению громкости (1 бит на 6 дБ добавочной громкости).

Я про шумы самой фонограммы, а они там есть иногда, особенно в ВЧ диапазоне. Эту идею проверить несложно. Отфильтровать, поднять и послушать.

[gagarin77]

Я про шумы самой фонограммы, а они там есть иногда, особенно в ВЧ диапазоне. Эту идею проверить несложно. Отфильтровать, поднять и послушать.

Шумы, по идее не растут. Потому что в цифре поднимаем, а в аналоге опускаем. Уровни остаются прежние. А на практике будет ухудшение. Потому что идеальных преобразований не существует, даже если делать всё по стандартам звукоиндустрии, то будет деградация сигнала, хоть и меньшая чем при использовании виндовых микшеров и примитивных эквалайзеров. Плюс грузим проц доп. обработкой, что понизит качество звука. И в качестве последнего выстрела в голову иногда будет фиксироваться клиппинг на частотах выше средних. Есть такие частоты в записях. В той же попсе достаточно таких частот. Глупо считать, что в студиях сводят одни дураки и дома на компе можно все легко "улучшить". Есть и хорошие записи.

[emaster]

Шумы, по идее не растут. Потому что в цифре поднимаем, а в аналоге опускаем. Уровни остаются прежние. А на практике будет ухудшение. Потому что идеальных преобразований не существует, даже если делать всё по стандартам звукоиндустрии, то будет деградация сигнала, хоть и меньшая чем при использовании виндовых микшеров и примитивных эквалайзеров.

На фоне FIR фильтра (а, тем более, FFT FIR) масштабирование сигнала в double 64-bit это абсолютно прозрачная для сигнала операция. Тем более, что это не отдельная операция, а один из параметров фильтра. Т.е. если уж заморачиваться битперфектностью то, конечно, никаких цифровых фильтров в тракте быть не должно - максимально короткий цифровой тракт за счёт длинного аналогового. Кому-то такое подход ближе, у всех предпочтения разные.

[gagarin77]

На фоне FIR фильтра (а, тем более, FFT FIR) масштабирование сигнала в double 64-bit это абсолютно прозрачная для сигнала операция. Тем более, что это не отдельная операция, а один из параметров фильтра. Т.е. если уж заморачиваться битперфектностью то, конечно, никаких цифровых фильтров в тракте быть не должно - максимально короткий цифровой тракт за счёт длинного аналогового. Кому-то такое подход ближе, у всех предпочтения разные.

Мне трудно адекватно рассуждать, какой именно из перечисленных изъянов повлияет больше на звук. Для этого надо быть, как минимум, серьезным специалистом в данной области. Но то, что всё это в куче подпортит звук даже на топовом процессоре от Интел со всеми оптимизациями, я могу утверждать с уверенностью. Даже на самом мощном железе.

Более правильный вариант мне видится, это подредактировать запись, проверить её на клиппинг и сохранить. А уже из сохраненной играть без всяких преобразований.

[Карта]

даже на топовом процессоре

Ранее Вы произнесли правильное слово - DSP.
Опять же, не так давно стали использовать видяхи.

[emaster]

Мне трудно адекватно рассуждать, какой именно из перечисленных изъянов повлияет больше на звук. Для этого надо быть, как минимум, серьезным специалистом в данной области. Но то, что всё это в куче подпортит звук даже на топовом процессоре от Интел со всеми оптимизациями, я могу утверждать с уверенностью. Даже на самом мощном железе.

Железо и процессоры тут вообще никаким боком. Или процессора хватает - и звук есть, или не хватает - и звука нет. Остальное, простите, аудиофильский онанизм.

Более правильный вариант мне видится, это подредактировать запись, проверить её на клиппинг и сохранить. А уже из сохраненной играть без всяких преобразований.

Ага. А при изменении конфигурации акустики ещё раз

подредактировать запись, проверить её на клиппинг и сохранить.

ИМХО, если хочется тёплого, лампового и эзотерики - нужно купить аналоговые вертушки (CD-транспорт/кассетный магнитофон/etc), ламповый усилитель и рупорную акустику.
А если всё-таки пользоваться длинным цифровым трактом, то доверять математике. Но в ней эзотерики нет.

[gagarin77]

Ранее Вы произнесли правильное слово - DSP.
Опять же, не так давно стали использовать видяхи.

DSP - это хорошо. Но где оно это DSP такое, чтобы даже на слабеньком компе получить звук самого высокого качества? У Стейнберг тоже внешне фирменное железо к компам подключается, где есть DSP, а компы всё равно нужны мощные и оптимизированные. Я не сильный дока в этих делах, но рост производительности процессора у меня всегда сказывался положительно на качестве звучания. Оригинальных Стейнберг, или Про Тулз, или Пирамикс пока дома не поставил чтобы однозначно утверждать на этот счет.

[Карта]

Вот потому задействуют аццкую производительность видеокарт.

[gagarin77]

Железо и процессоры тут вообще никаким боком. Или процессора хватает - и звук есть, или не хватает - и звука нет. Остальное, простите, аудиофильский онанизм.
Ага. А при изменении конфигурации акустики ещё раз
ИМХО, если хочется тёплого, лампового и эзотерики - нужно купить аналоговые вертушки (CD-транспорт/кассетный магнитофон/etc), ламповый усилитель и рупорную акустику.
А если всё-таки пользоваться длинным цифровым трактом, то доверять математике. Но в ней эзотерики нет.

Вся эта тема - это технический онанизм. Но люди тренируются, работают извилинами, а потом начинает получаться что-то. Может и совсем другое выйдет в результате. Но опыт помог прийти к правильному результату.

[emaster]

Оригинальных Стейнберг, или Про Тулз, или Пирамикс пока дома не поставил чтобы однозначно утверждать на этот счет.

А что есть у стенберга, имеющего отношения к домашнему прослушиванию музыки?

---------- Сообщение добавлено 12.59 ---------- Предыдущее сообщение было 12.55 ----------

Вся эта тема - это технический онанизм.

Эта тема про мою разработку. Я здесь не анализирую, нужна она или нет - для себя я решение уже принял. А эту разработку можно объективно испытать, померять и доработать в меру моих сил. Поэтому пространные рассуждения - не сюда.
По конкретным вопросам связанным с кроссовером о подробностями его работы я могу отвечать подробно и достоверно - кроссовер, включая фильтры, целиком собственной разработки и я прочувствовал каждую строчку кода.
В отличии от проектов на 99% состоящих из готовых плагинов, где разработчик на пушечный выстрел к обработке звукового потока не подходил.