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.

[Alex]

(Так, когда-то я полчаса пытался когда-то отключать софтверно питание на usb

Зачем?

потому что придется выключить даже wi-fi, блютуз и любые привычные «сервисы», которые потребляют ресурсы системы и потенциально способы «отнять» процессорное время у звукового потока.

Что-ж там за процессор такой, если какой-то низкосоростной девайс типа блютуса, может как-то повлиять на "звуковой поток"?

Даже самая низкая задержка не сделает из плохой аудиокарты хорошую, увы.

Задержка между чем и чем? И почему 20мс не устраивают?

[Михаил45]

Обычный фетиш непрофессионалов. Про "задержки" от них слышу уже лет 15.

[hippo64]

включение трека в 18-23 вместо 17-00 считается задержкой?

[Russ3000]

Какие задержки, на Малине 3 с Volumio фигачит DSD 256 и никаких задержек, включил и сразу хорошо играет.

[renice]

Зачем?



Что-ж там за процессор такой, если какой-то низкосоростной девайс типа блютуса, может как-то повлиять на "звуковой поток"?




Задержка между чем и чем? И почему 20мс не устраивают?

Добрый день! Давайте по порядку. Зачем иметь возможность управлять usb? Ну, я программист и пишу сейчас программы для встроенных систем, которые уже управляют мультимедиа устройствами. К сожалению, некоторые устройства «понимают» подключение к usb как сигнал отключать внутреннее энергосбережение. На деле это означает, что если устройство с собственным источником питания, то он разряжается очень быстро. Часто формально по этим причинам пишут драйвера управления usb с расширенными возможностями. В ядре Линукс, к сожалению, сейчас есть некоторая путаница из-за того, что ядро достаточно быстро развивается и не всегда сохраняют «прежние» возможности, да и производители чипов «хитрят».
https://www.kernel.org/doc/html/v4.1...anagement.html


Почему нужно отключать блютус? Если мы говорим об устройствах RTOS (именно к этому стремятся все, кто делает сборки «ОС для звука»), то чем больше процессов (задач, task в терминах RTOS) «висит» в памяти, тем выше вероятность того, что операционная система не будет однозначно обеспечивать ответ в пределах заданного времени той или иной программы. То есть «идеальная ОС для звука» все процессорное время отдает звуку. Именно для этого и ставят kernel-rt или «патчи ядра реального времени» и повышают привилегии для звуковых процессов, отказываясь в том числе от «стандартных» планировщиков задач. Система RTOS определяется как система «с детерминированным временным ответом». Пришел сигнал — в течение строго определенного времени должен быть ответ.
https://www.highintegritysystems.com...at-is-an-rtos/

О задержках. Большинство слушателей не заботятся о задержках и поэтому возникает вопрос «а чем задержка 20мс не устраивает». Ну нет у рядового слушателя таких задач, чтобы нужна была минимальная задержка. Но если ты, к несчастью, музыкант или программист, и у тебя звуковой поток идет через сеть на некий общий «звуковой сервер» через тот же jack (второй версии), то вопрос с задержками стоит очень остро.
Сегодня формально поток организуется через sound-aloop alsa, который в свою очередь «подключается» к jack, который также взаимодействует с jack на звуковом сервере (причем взаимодействие может быть сложным, например, через zita-j2n), а последний уже подключается к alsa. Это «длинная цепочка». Подробнее можно посмотреть здесь https://www.alsa-project.org/wiki/Matrix:Module-aloop и здесь https://jackaudio.org/faq/netjack.html
Любое узкое место в этом взаимодействии будет приводить в лучшем случае к «щелчкам» и «трескам». Кроме всего прочего, jack (второй версии) не умеет работать, например, поверх wi-fi. Поэтому есть заранее заданные критерии для «качественного» звука, которым программа, работающая с alsa, должна соответствовать. Именно по этой причине недавно отказались от pulseaudio и теперь широко рекламируют «звуковой сервер pipewire».
Все это широко обсуждается сегодня, к слову сказать. Здесь небольшая заметка
https://itsfoss.com/pipewire-vs-pulseaudio/
9

--- Какие задержки, на Малине 3 с Volumio фигачит DSD 256 и никаких задержек, включил и сразу хорошо играет.

А вы никогда не задумывались, что разработчики Volumio «настраивали» ОС под «звук»? (правда, не совсем «канонически» и говорить в данном случае о RTOS вообще нельзя) Я же пишу о процессе настройки ОС Линукс, а вы говорите «да настроенная ОС уже хорошо играет»! Кстати, Volumio еще год назад был все еще на Джесси именно по этой причине — разработчику проще поддерживать что-то старое, чем каждый год обновлять систему. И конечно, у вас задача совершенно другая, чем у меня. Вы услышите задержки только в том случае, если электрогитару подключите к компьютеру и попытаетесь «передать» звук по сети. Вот тогда «задержки» будут актуальны.
https://linuxmusicians.com/index.php

Успехов, друзья, в настройках нашего любимого Линукса! Я, к сожалению, не могу отвечать быстро, загружен работой.

[Alex]

Зачем иметь возможность управлять usb? Ну, я программист и пишу сейчас программы для встроенных систем, которые уже управляют мультимедиа устройствами. К сожалению, некоторые устройства «понимают» подключение к usb как сигнал отключать внутреннее энергосбережение. На деле это означает, что если устройство с собственным источником питания, то он разряжается очень быстро.

Ну так пусть разработчики тех устройств и думают, если они не знают разницы между Bus-Powered и Self-Powered USB Devices (и что такое Suspend).
Или не указывают все что надо в дескрипторах.
Зачем в хосте порт отключать?! Это вообще мало чего поддерживает.

то чем больше процессов (задач, task в терминах RTOS) «висит» в памяти, тем выше вероятность того, что операционная система не будет однозначно обеспечивать ответ в пределах заданного времени той или иной программы.

У Вас что, икстишка или эйтишка?

Система RTOS определяется как система «с детерминированным временным ответом».

Да я как бы в курсе, особенно FreeRTOS и Keil-RTX.

Только вот ни винда, ни пынгвынукс, ни macos/ios/android - rtos не являются.
Правда, это абсолютно никак не мешает использовать их для аудио, поскольку настоящего реалтайма там мало когда надо (чаще всего - для реализации цифрокросса, да и то). Распаковка ape/flac/etc. "на лету" тоже проблемой реалтаймовости и быстродействия, перестала быть уже несколько поколений компов назад.
И ресурсов у относительно современных (ну примерно 10-12 летних) компов для этого и так с большим избытком. Даже у микроплюшек, типа малины/одроида/нео, и прочих ВВВ.
У меня один комп для аудио - NUC на селероне, разумеется под Виндой.
Другой, для кино, там Андроид. Для музыки, к сожалению, для него нет устраивающего меня хорошего софта (плеера). Может Вы напишете?

Большинство слушателей не заботятся о задержках и поэтому возникает вопрос «а чем задержка 20мс не устраивает».

Прежде чем утвержддать "устраивает/не устраивает", необходмо прояснить два вопроса:
1) устраивает "для чего"
2) задержка "между чем и чем".

Вы услышите задержки только в том случае, если электрогитару подключите к компьютеру

Это только один из ответов на эти вопросы, но подавляющее боьшиство пользователей просто слушают музыку, и летенси между вводом с источника (гитары), обработкой сигнала и выводом обратно - их не интересует,
У них процесс односторонний - прочитали данные с локального/внешнего диска или сети, и отдали на звуковоспроизводящее устройство, и задержка их может интересовать не в 20мс, а на порядки больше, и то если слушается не музыка а смотрится кино (ну чтобы звук не отставал).

Это ответ на первый вопрос, тогда как ответ на второй - тут-же повисает в воздухе.
Вы не первый кто ответить на него не в состоянии, так что мои вопросы были на 99.99% риторические

Любое узкое место в этом взаимодействии будет приводить в лучшем случае к «щелчкам» и «трескам».

Вы не путаете "задержку" с потерей данных"?
Как в иноформационном, так и временнОм аспекте?

Я же пишу о процессе настройки ОС Линукс,

"Обычный пользователь", если ему это нужно для одноплатника, берет это: https://albumplayer.ru/linux/index.html , ставит, и ничего там настраивать кроме ай-пи и устроства вывода не надо.

И конечно, у вас задача совершенно другая, чем у меня.

Но Вы пытаетесь свои задачи рспространить на других, при то что у 99.999% читающих тут это, задачи с Вашими совершенно не совпадают и Ваши проблемы им просто неведомы и не интересны!

нашего любимого Линукса!

Вашего.

"А я их все одинаково ненавижу"(с)Д.О.
(это был ответ одного моего приятеля-программиста, лет 20 назад, на вопрос "а какие процессоры и какие операционки вы любите?").

[alxhh]

Доброго дня всем. Может кто поделится своими конфигами и рекомендациями по настройки FreeBSD для прослушивания через usb dac в максимально прозрачном режиме без ресэмплинга?
К сожаления не смог завести режим BitPerfect с клиентом spotifyd (происходит критическое закрытия приложения при использовании опции dev.pcm.%d.bitperfect=1). Если dev.pcm.%d.bitperfect=0 spotifyd запускается и звучит...

[_Summit_]

Может кто поделится своими конфигами

Конфигами чего?

К сожаления не смог завести режим BitPerfect с клиентом spotifyd

А куда звук выводиться?

настройки FreeBSD

А как эта ось вообще используется?
Что нет мануалов по настройке зв. подсистемы для Фряхи?

[alxhh]

_Summit_, видимо Вы не настраивали Free
Маны есть, но они не сильно развернуты...

Конфигами чего?

/etc/sysctl.conf
/boot/loader.conf

А куда звук выводиться?

MiniPC (Spotifyd) -> USB-DAC -> Усилитель по SE-вход

А как эта ось вообще используется?

OSS поддерживаемая на уровне ядра без всяких alsa и прочих бэкэндов, за что ее и любят звукари

[JazMan]

OSS поддерживаемая на уровне ядра без всяких alsa и прочих бэкэндов, за что ее и любят звукари

ALSA вообще-то, это написанная на замену OSS, звуковая подсистема ядра.

[Meta|_]

Offтопик:
Тут линуксоидов-то три калеки, про БСДю вряд ли кто ответит...

[alxhh]

Offтопик:
Тут линуксоидов-то три калеки, про БСДю вряд ли кто ответит...

а вось повезет)

ALSA вообще-то, это написанная на замену OSS, звуковая подсистема ядра.

Верно для linux-систем, но BSD пошли по своему пути, но это уже и вправду оффтоп...

[Meta|_]

OSS поддерживаемая на уровне ядра без всяких alsa и прочих бэкэндов, за что ее и любят звукари

Лично я вообще ни разу не общался с людьми использующими FreeBSD для чего-либо кроме сугубо серверных задач (разумеется, включая домашние NASы). Можно поспекулировать о внутренностях MacOS, но это всё-таки другое
Думаю, поэтому никто и не пытался туда ALSA портировать. Ну и несовместимость лицензий наверняка...

Если рассуждать о сферически правильном подходе, то наверное, условно монолитное ядро Линукс для звука (как и для других узкоспециализированных задач) подойдёт даже лучше чем БСД. Вообще, именно про OSS я почти ничего не знаю, но разве из Линукса её уже выпилили?

Расскажите уже о решаемой задаче

[alxhh]

Расскажите уже о решаемой задаче

Задача проста: на минипк завести спотифай клиент, попутно поднять mpd, торрент-качалку, dlna и расшарить папку для обещго доступа.
Готовые сборки (daphile, volumio) не зашли...
Раньше всё это дело благополучно крутилось на дебиане с rt-ядром с минимальными настройками alsа, но! Всегда есть "НО" . Прикупил ЦАП Topping E50 и тут началось: когда играет спотифай, компик стал греться до 65 градусов (CPU) и включать активное охлаждение). Как выяснилось новый цап имеет варианты стрима кучи частот, но только с битностью 32! Поэтому решил попробовать другие дистрибы линукса. Про дафиле и волюмио писал (на них идет такой же нагрев). Вот и решил попробовать FreeBSD.
FreeBSD очень хорошо документирована и оф.форум тож очень годный. Но не все опции развернуто описаны, да и не гуру я в аудиостэке ОС).
Настройка аудио для FreeBSD очень проста: опуская самые базовые вещи нужно добавить в конфиг ОС две опции: dev.pcm.%d.bitperfect=1 и dev.pcm.%d.play.vchans=0 . Первая включает битпёрфект (из названия понятно для чего служит), вторая - разрешает воспроизведение звука из одного источника без создания виртуальных каналов. Получаем аудиотракт со сквозной проходимостью и минимальной задержкой в 2мс!
Но опять это НО! Спотифай не может работать с системной опцией (dev.pcm.%d.bitperfect=1) из-за portaudio. Но для MPD всё работает! Вот и была мысля спросить здешних Гуру про FreeBSD.
ОС в итоге настроил и играет отлично. Если кому-то будет интересена настройка самой системы, загляните СЮДА (не за чем вегу засорять лишней инфой)

[Meta|_]

Может я не осознал каких-то нюансов, но звучит как будто вдумчивая настройка ALSA должна решить задачу.
Конкретная величина загрузки процессора естественно будет зависеть от необходимости и алгоритмов ресемплинга. Про задержку тоже не скажу, этим занимался только с Виндой лет 20 назад.

[alxhh]

Было бы здорово, но конфиг прост до безобразия и доп. настройки тут не нужны:

/etc/asound.conf (конфиг ALSA на Debian 12.1)
pcm.!default {
type hw
card E50
}
ctl.!default {
type hw
card E50
}

Перегон аудио спотифай S16 в S32 походу и нагревает проц, хотя нагрузка на каждое ядро (всего 4) при минимальной частоте 800 Мгц ~ 20%.
Daphile и Volumio греются так же.

В итоге остался на FreeBSD, звук хуже не стал, нагрев меньше, да и опыт получен новый!

Всем спасибо!

[JazMan]

У меня вот такой конфиг (~/.asoundrc):

pcm."USB DAC Lynx D29v4" {
    type plug
    hint { description "Bit-perfect 24-bit output" }
    slave {
        pcm "hw:CARD=D29V4,DEV=0"
        format S24_3LE
        channels 2
    }
}

Мне тоже приходится уточнять формат, все конвертится в S24_3LE для Flamenco.
Никой дополнительно загрузки CPU не вызывает.

p.s. Больше никаких конфигов не правил.

[alxhh]

на выходных раскатаю образ debian из бэкапа и тоже попробую явно указать S32! Посмотрим кто победит)
Спасибо.

[Meta|_]

Перегон аудио спотифай S16 в S32 походу и нагревает проц, хотя нагрузка на каждое ядро (всего 4) при минимальной частоте 800 Мгц ~ 20%.
Daphile и Volumio греются так же.

По загрузке проца больше похоже не ресемплинг.
Как вариант, чтобы разобраться:
- прибить гвоздями в конфиге Алсы и битность и частоту, которые она ожидает от клиента (если надо - сделать в самой Алсе конвертацию в формат, поддерживаемый устройством),
- затем путём перебора разобраться в каких случаях спотифай включает дурака передискретизацию,
- в зависимости от результата смотреть что делать дальше.

[alxhh]

На выходных потестил два варианта настройка alsa на последней версии дебиана со стоковым ядром.
Настройка типа "plug" давала постоянный ресэмплинг любой частоты исходного потока в 48к...
Вариант моей изначальной настройки:

pcm.!default {
type hw
card E50
}
ctl.!default {
type hw
card E50
}

сохраняет исходную частоту аудиопотока, но система всё перегоняет в 32 бита, т.к. по другому сам цап не умеет)
Субъективно звук одинаково хорош на всех вариантах настройки linux и FreeBSD))))
Может если сделать запись на студийный микрофон и потом выслушивать эти нарезки, то и можно заметить разницу, но я слишком ленив, да и нет у меня такого микрофона, чтобы этим заниматься))))
Пока оставил свой вариант настройки "type hw" (нагрев проца на чистой ОС составил +5 градусов к температуре CPU на холостых оборотах).
Всем спасибо и может это кому-нибудь пригодится...