آموزش, مقالات, مقالات استودیویی
تأخیر صوتی یا Latency چیست؟
سپتامبر
یکی از مهم‌ترین مواردی که هنگام ضبط صدا و ساخت موسیقی با کامپیوتر باید از آن آگاه باشید، تأخیر صوتی یا Latency است.
کامپیوترهای امروزی توانایی پردازش و تبدیل سیگنال‌های صوتی را با سرعتی بسیار بالا دارند. اما با وجود قدرت و سرعت زیاد کامپیوترها، باز هم چند میلی‌ثانیه زمان نیاز است تا سیگنال صوتی از کارت صدا وارد کامپیوتر شده، در آن پردازش شود و باز به کارت صدا ارسال شود. در صورتی که این تأخیر بیش از ۶ میلی‌ثانیه باشد، گوش ما متوجه آن می‌شود و با افزایش این تأخیر، نواختن بر روی بکینگ ترک یا خواندن بر روی موسیقی دشوار خواهد شد؛ زیرا صدای ساز یا وکال با تأخیری بسیار محسوس به گوش می‌رسد و در این صورت، حفظ ریتم آن تقریباً غیرممکن خواهد شد.
درک کامل این مقوله و چگونگی مدیریت و کاهش آن، می‌تواند فرآیند آهنگسازی آسان‌تر و بی‌دردسرتری را برای شما رقم بزند.
نگاهی عمیق‌تر به مقوله تأخیر صوتی
در این مطلب، برای درک بهتر مقوله تأخیر صوتی در کامپیوتر، آن را به یک سرویس پستی تشبیه می‌کنیم. شرایط بی‌نقص و ایده‌آل یک سرویس پستی به شرح زیر است:
در شرایط ایده‌آل و البته غیرطبیعی، پس از اینکه فرستنده نامه را به پست تحویل می‌دهد، نامه بلافاصله به دست گیرنده می‌رسد. اما این امر در دنیای واقعی ممکن نیست؛ زیرا نامه باید مسافتی فیزیکی را طی کند تا به مقصد برسد که این امر زمان‌بر است.
در سیستم‌های صوتی نیز شرایط تا حدی به یک سرویس پستی شبیه است. حالت ایده‌آل این است که سیگنال صوتی بلافاصله تبدیل شود و به گوش کاربر برسد؛ اما در اکثر سیستم‌های مدرن، این سیگنال باید از چندین پردازنده و سپس، مسافتی مشخص از سیم‌ها عبور کند تا به اسپیکرها و پس از آن به گوش شنونده برسد. این امر، تأخیری ناچیز را به دنبال دارد که به تأخیر صوتی یا Latency شناخته می‌شود.
معمولاً در سیستم‌های مدرن، این تأخیر بسیار ناچیز است و اگر هم زیاد باشد، متغیر نیست و پس از ضبط صدای ورودی، قابل اصلاح است. اما اگر سیستم آهنگسازی شما تأخیری محسوس در پخش سیگنال ورودی دارد و ضبط و آهنگسازی را برای شما دشوار ساخته است، پیشنهاد می‌کنیم این مقاله را مطالعه کنید.
مانیتورینگ مستقیم (Direct Monitoring)
به تشبیه ستاپ صوتی به سرویس پستی بازمی‌گردیم. سریع‌ترین راهی که می‌توان یک نامه را به مقصد رساند، این است که فرستنده، شخصاً نامه را به مقصد برساند. این حالت تا حدی شبیه به قابلیت مانیتورینگ مستقیم یا Direct Monitoring است. در این حالت، سیگنال ورودی، بدون ارسال به کامپیوتر، مستقیماً به هدفون یا اسپیکرها ارسال می‌شود. استفاده از این قابلیت به دلیل حذف بخش اعظم مسیر پردازش سیگنال، تأخیر را به میزانی بسیار زیاد کاهش می‌دهد. در کارت صداهای امروزی، یک دکمه برای فعال‌سازی این حالت در نظر گرفته شده است و در برخی از آنها نیز (مانند کارت صداهای آدینت) باید ناب مانیتور میکس را کاملاً به سمت Input بچرخانید.
اما در برخی شرایط، مانیتورینگ مستقیم ممکن نیست و سیگنال باید تمامی مسیر پردازش خود را طی کند تا به مقصد برسد؛ زیرا در حالت مانیتورینگ مستقیم، صدا به‌صورت خام و به همان شکل که وارد کارت صدا شده است به هدفون یا اسپیکر ارسال می‌شود و در صورتی که بخواهید صدا را همراه با افکت‌های اعمال‌شده بر روی آن بشنوید، این قابلیت برای شما کاربردی نخواهد داشت.
پردازش سیگنال
متغیر دیگری که نقشی مهم در میزان تأخیر صوتی دارد، پردازش سیگنال در مبدل‌ها و پلاگین‌ها است. برای توضیح ساده این موضوع، باز هم مسیر سیگنال را به سرویس پستی تشبیه می‌کنیم. هر پردازنده، شبیه به یک مرکز پستی است که در آن، مرسوله پس از پردازش، به مرکز پستی بعدی یا مقصد خود ارسال می‌شود.
یک سیگنال صوتی نیز مانند یک نامه، هرچه پردازنده‌های بیشتری در مسیر خود داشته باشد، با فاصله زمانی بیشتری به مقصد می‌رسد. در نتیجه، یک قدم بسیار مفید که می‌توانید در راستای کاهش تأخیر صوتی پروژه خود بردارید، کاهش افکت‌های فعال بر روی سیگنال صوتی است. افکت‌هایی که هنگام ضبط به آنها نیاز ندارید را غیرفعال کنید و در مرحله میکس، مجدداً آنها را فعال کنید. اگر به تمامی افکت‌های فعال خود نیاز دارید، پیشنهاد می‌کنیم ترک‌های موجود در پروژه را در قالب فایل‌های WAV رندر کنید و آنها را با لاین‌های حقیقی پروژه جایگزین کنید.
آخرین قدمی که می‌توانید برای بهینه‌سازی “سرویس پستی” خود بردارید، بهبود بازده مراکز پردازش مرسوله هر مرکز پستی است! در سیستم‌های صوتی، دو مؤلفه نقشی بسیار مهم در بازده پردازنده‌ها دارند؛ اندازه بافر و نرخ نمونه‌برداری.
اندازه بافر (Buffer Size)
کامپیوترها داده ورودی را در قالب بسته‌هایی بزرگ و در فواصل زمانی مشخص دریافت می‌کنند؛ زیرا در صورتی که کامپیوتر داده را در قالب بسته‌های کوچک و به‌صورت مداوم دریافت کند، توانایی پردازش تنها یک داده ورودی را خواهد داشت و نمی‌تواند سایر وظایف خود را انجام دهد.
این امر، به دلیل ماهیت موجی صوت، می‌تواند برای سیستم‌های صوتی متصل به کامپیوتر دردسرساز باشد. مبدل‌های صوتی برای حل این مشکل، راهکاری به نام بافر را به کار می‌گیرند.
در تشبیه سیگنال صوتی به یک نامه در سرویس پستی، بافر نقش کامیون‌های حمل نامه را ایفا می‌کند. با بافر، در هر چند میلی‌ثانیه، اندازه‌ای مشخص از داده صوتی به مبدل‌ها وارد می‌شود. بیایید فرض کنیم که در یک سرویس پستی هم روش ارسال مرسولات به همین شکل است؛ با در نظر گرفتن این امر، تصور کنیم که یک کامیون نامه‌رسان، ظرفیتی معادل با صد هزار نامه دارد و پر کردن این کامیون در مرکز پستی در حدود ۱۰ ساعت طول می‌کشد. در این مثال، اندازه بافر، معادل است با اندازه این کامیون نامه‌رسان. اگر فرض کنیم این کامیون به جای صدهزار نامه، تنها ظرفیت پنجاه‌هزار نامه را داشته باشد، می‌تواند در زمانی بسیار کمتر پر شود و نامه‌ها را با تأخیر کمتری به مقصد برساند. این امر به مرکز پستی امکان می‌دهد تا پس از پر کردن بار کامیون مذکور، برای انجام کارهای دیگر و پر کردن کامیون‌های بعدی نیز فرصت داشته باشد. در سیستم صوتی کامپیوتر نیز می‌توانید با کاهش اندازه بافر، تأخیر صوتی را به حداقل برسانید و در کل، کنترلی مستقیم بر میزان تأخیر صوتی و بار موجود بر روی پردازنده کامپیوتر خود داشته باشید؛ اما زیاده‌روی در کاهش بافر نیز باعث فشار بیش‌ازحد به پردازنده، ایجاد مشکل در زنجیره سیگنال و بروز تیک‌های صوتی می‌شود.
جمع‌بندی
درک دلایل بروز تأخیر صوتی می‌تواند به شما در مدیریت آن و در نتیجه، افزایش کیفیت جلسات ضبط موسیقی کمک کند. آزمودن نرخ‌های نمونه‌برداری و اندازه‌های بافر مختلف باعث می‌شود بتوانید تأخیر سیستم صوتی خود را به حداقل ممکن برسانید و بازده کامپیوتر خود را نیز افزایش دهید.
برخی از اوقات نیز تنظیمات ویندوز می‌تواند مانع بازده حداکثری کامپیوتر و سیستم صوتی شما شود. اگر در مورد تنظیمات سیستم خود پرسشی دارید، می‌توانید به‌صورت تلفنی یا آنلاین با کارشناسان گیتارایران مشورت کنید.
منبع: Audient
مترجم: امیر تولی