PortAudio 回调和 ASIO sdk 的输入延迟

Posted 2023-02-21

【中文标题】PortAudio 回调和 ASIO sdk 的输入延迟

【英文标题】：input delay with PortAudio callback and ASIO sdk

【发布时间】：2015-10-16 13:17:48

【问题描述】：

我正在尝试使用 portaudio 库和 ASIO sdk 从我的吉他获取输入以通过我的计算机播放。

我一直在关注官方网站上的一些教程来设置基础知识。目前我让它工作了，所以 portaudio 正在监听正确的输入和输出设备，我有回调设置来输出输入并且像这样不做任何事情：

static int paTestCallback(const void *inputBuffer, void *outputBuffer, unsigned long framesPerBuffer, const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo, PaStreamCallbackFlags statusFlags, void *userData)

    float *out = (float*)outputBuffer;
    float* in = (float*)inputBuffer;

    for (int i = 0; i<framesPerBuffer; i++)
    
        *out++ = *in++;  /* left */
        *out++ = *in++;  /* right */
    
    return 0;

这个回调是通过调用这个来设置的：

PaError error = Pa_OpenDefaultStream(&stream, 2, 2, paFloat32, 44100, paFramesPerBufferUnspecified, paTestCallback, &data);
Pa_StartStream(stream);

现在，这确实有效，但是当我在吉他上敲弦以及通过监视器听到它时，我有很多延迟（大约 0.5 秒）。

有没有办法解决这个延迟？需要重写回调方法吗？

编辑：

所以，使用此代码而不是基本的Pa_OpenDefaultStream()，我得到了更好的延迟

int defaultIn = Pa_GetDefaultInputDevice();
int defaultOut = Pa_GetDefaultOutputDevice();

PaStreamParameters *inParam = new PaStreamParameters();
inParam->channelCount = 2;
inParam->device = defaultIn;
inParam->sampleFormat = paFloat32;
inParam->suggestedLatency = 0.05;

PaStreamParameters *outParam = new PaStreamParameters();
outParam->channelCount = 2;
outParam->device = defaultOut;
outParam->sampleFormat = paFloat32;
outParam->suggestedLatency = 0;

error = Pa_OpenStream(&stream, inParam, outParam, 44100, paFramesPerBufferUnspecified, paNoFlag, paTestCallback, &data);
if (error != paNoError) 
    Logger::log("[PortAudioManager] Could not open default stream. Exiting function...");
    return;


Pa_StartStream(stream);

不过还是有一点延迟，主要是在演奏多于一个音符时很明显。

编辑：

在 Ross-Bencina 的帮助下，我发现 Windows 默认输入设备和输出设备不会对 PortAudio 中主机 api 的索引进行任何更改。我似乎一直在使用 MME。我执行以下操作以获得 ASIO 设备的正确索引：

int hostNr =  Pa_GetHostApiCount();

std::vector<const PaHostApiInfo*> infoVertex;
for (int t = 0; t < hostNr; ++t) 
    infoVertex.push_back(Pa_GetHostApiInfo(t));

然后我检查了哪个是带有 ASIO 的，并将 PaStreamParameters 中的建议延迟设置为 0，延迟现在消失了，声音很好（虽然现在是单声道）。

【参考方案1】：

使用paFramesPerBufferUnspecified，您在正确的轨道上。

ASIO 延迟行为取决于驱动程序。有两种可能：

ASIO 驱动程序让代码（即 PortAudio）请求延迟（可能有一些限制）。 PortAudio 在支持的驱动程序缓冲区大小和您请求的延迟之间找到最佳匹配。

另一种可能性是您的音频接口不提供对延迟设置的编程控制。相反，延迟只能从驱动程序的 ASIO 控制面板 UI 中选择（并且驱动程序将在 PortAudio 上强制固定缓冲区大小）。在这种情况下，您应该调查驱动程序控制面板 UI 以设置最低的可用延迟。

在任何一种情况下，您使用Pa_OpenStream 的方法都接近最佳，但您应该要求输入和输出的延迟为零（在您的编辑中，您要求输入延迟为 50 毫秒，输出延迟为零）。最终结果将是 PortAudio 选择最小的可用 ASIO 缓冲区大小。如果这变得不稳定（音频故障），那么您需要增加请求的延迟。

include/pa_asio.h 公开了一个特定于主机 API 的接口，用于查询驱动程序允许的 ASIO 缓冲区大小（请注意，如果您更改控制面板中的设置，这可能会发生变化）。它还提供了显示驱动程序控制面板 UI 的功能。

编辑：请注意，如果您仅为 ASIO 构建 PortAudio，Pa_GetDefaultInputDevice() 和 Pa_GetDefaultOutputDevice() 只会返回 ASIO 设备。如果您在构建中包含任何其他更常见的 API（例如 WMME 或 DirectSound），它们将被优先作为（最低公分母）默认设备。您可以添加一个检查，确认您实际上正在访问 ASIO 设备：

assert(Pa_GetHostApiInfo(Pa_GetDeviceInfo(Pa_GetDefaultOutputDevice())->hostApi)->type == paASIO);

如果 PortAudio 编译时支持多个主机 API： 获取默认 ASIO 设备：使用 Pa_GetHostApiCount 和 Pa_GetHostApiInfo 枚举主机 API 以查找 ASIO 主机 API。然后从返回的PaHostApiInfo 结构中提取默认的 ASIO 设备索引。

【讨论】：

很高兴听到我在想同样的事情。我尝试将两个延迟都设置为零，这给了我真正的切碎声音。关于 Asio 控制面板：设备加载 portaudio 时没有。它不像我启动 Guitar Rig 时那样显示在我的任务栏中。

我也尝试了PaAsio_ShowControlPanel(defaultIn, hwnd)，但我收到一个错误，提示我的设备无效。对此有什么想法吗？

嗯。如果您为only ASIO 构建了PortAudio，Pa_GetDefaultInputDevice 只会返回一个 ASIO 设备。如果您还使用例如WMME 或 DirectSound，然后 Pa_GetDefaultInputDevice 将通过 ASIO 返回那些。您可能需要确定哪个设备是您的 ASIO 服务。例如通过运行 pa_devs 或检索默认 ASIO 设备（查看设备枚举 API 了解详细信息）。

天哪！非常感谢你。我认为在 Windows 选项中设置默认播放和录制设备会更改这些值，但事实并非如此。我列出了所有的 hostAPI，然后就这样搞定了！

设置 Windows 默认设备永远不会选择 ASIO。很高兴你让它工作了:)