Рассмотрим сначала базовую задачу — как играть, при использовании преимущественно СПО. Про запись гитары, и про коммерческое ПО - возможно, будет отдельно.
Итак, у вас есть гитара, и вы хотите использовать компьютер как гитарный процессор для нее, вместо гитарного комбика. Что надо знать, актуальный список пунктов на 2025 год:
Подключение гитары
Встроенная карта компьютера имеет только вход под электретный микрофон (самый дешевый «для скайпа»), и, если повезет, линейный вход. Ни то, ни другое не подходит для подключения гитары! Вы можете подключить гитару в эти входы, и что-то даже будет звучать, но звук будет сильно ухудшен по сравнению с нормальным подключением к гитарному (инструментальному) входу. Можно немного улучшить ситуацию, спаяв предусилитель, согласующий гитару и микрофонный вход. Гуглите: «истоковый повторитель для гитары», «DI-box для гитары».
Для нормального подключения гитары, нужен аудио-интерфейс (дискретная звуковая карта) с инструментальным входом. С ним гитара будет работать как надо из коробки. Настоятельно рекомендуется этот вариант. На 2025 год, самые базовые и дешевые, но безусловно качественные варианты: Focusrite Scarlett Solo 4gen, Arturia MiniFuse1. Обе эти карты из коробки работают в Linux.
Обеспечение низких задержек при обработке звука
Если вы хотите играть через компьютер без внешнего мониторинга, слушая звук, обработанный самим коспьютером, то нужно добиться минимальной задержки между входным и выходным сигналом звуковой карты.
Для игры на гитаре, при игре в наушниках через компьютер, желательно добиться задержки в пределах 4-6 мс. Это соответствует задержке при игре через традиционный аналоговый комбик, который стоит в 1.5 метрах от вас. Более высокая величина задержки будет мешать попадать точно в ритм и ровно играть быстрые пассажи. Для начинающего гитариста, высокая задержка может стать сильным барьером к росту техники игры. К этому надо отнестись очень серьезно!
Для Linux систем, задержка <5 мс является серьезным вызовом. Заставить систему работать с такой низкой задержкой не так просто, тут надо применить некоторые танцы с бубном! НО — возможно что у вас реально мощная производительная система, и задержка уровня 5 мс будет достигнута легко, в таком случае дальнейшие пункты вам могут показаться преувеличением. Сразу говорю, что пишу со слабой системы для слабых систем!
Важнейнше! Реальная, физическая величина задержки (roundtrip) может быть совсем иной, чем это показывает софт! Например, у меня в Ardour показывается величина задержки 1.3 мс, при этом реальная задержка может составлять, при разных настройках Pipewire, от 3.8 мс до 15 мс! Поэтому, крайне желательно измерять реальную задержку путем соединения входа и выхода звуковой карты кабелем, используя плагин LSP Latency Meter. Надо промерять задержку для каждой комбинации настроек, которые вы делаете, и ориентироваться на результаты измерений, а не на показания программ типа Ardour или QJackCtl.
Многочисленные руководства по снижению задержки, которые можно найти в интернете, зачастую устарели на 20 лет, поэтому лучше к ним относиться скептически.
-
Установка linux-rt ядра: На 2025 год, его использование часто не дает улучшения задержки аудио. В то же время, обычное общего назначения ядро Linux, давно улучшено для аудио задач, и может давать очень низкие задержки аудио! Можно попробовать установить ядро linux-rt для эксперимента и сравнения с обычным ядром, но не стоит ждать от него заметного результата.
-
Не все дистрибутивные ядра одинаково хороши! Например, штатное ядро Arch Linux у меня не может работать с приемлемым уровнем задержки. А ванильное ядро с kernel.org, без каких-либо дистрибутивных патчей - работает без нареканий. Поэтому требуется подбор ядра, для вашей системы! Я рекомендую пробовать сразу ванильное LTS ядро Linux, без дистрибутивных патчей. В Arch Linux в репозитории есть LTS ядро, оно практически ванильное и нам подходит. Также, хорошо себя показывают себя ядра Xanmod, Liquorix.
-
Широко распространено мнение, что для низких задержек обязательно надо ставить и использовать JACK или Pipewire. Это не всегда так. Pipewire и JACK это отдельные процессы от приложения, которое обрабатывает гитарный звук. Поэтому требуются дополнительные затраты на переключение контекста, если вы выводите звук через JACK либо Pipewire. Это, само по себе, явно не положительным образом сказывается на минимально достижимой задержке! Поэтому, для достижения максимально низкой задержки, надо не добавить, а исключить все дополнительные прослойки между приложением и звуковой картой! Приложение должно работать поверх чистой ALSA, но тут есть несколько нюансов.
-
Есть Ardour и Reaper, и в них очень хорошо реализована работа поверх ALSA и JACK/Pipewire с экстремально низкими задержками. Лучше сразу пробовать работать в этих программах, и использовать этот результат как основу для сравнения с другими вариантами. С другими приложениями, минимально достижимая задержка может быть выше. Надо пробовать и сравнивать.
-
Правильные настройки приложения-хоста для достижения минимальной задержки. Важно! Этот пункт сначала лучше пропустить, и проверить что будет без этих настроек. Если стабильная работа с частотой дискретизации 48000 Гц и буфером 64 семпла не достигается, можно пробовать сделать следующие пункты.
-
Если используется Pipewire, то прежде всего надо переключить профиль звуковой карты в Pro Audio. Сделать это можно при помощи Pavucontrol. Открываем вкладку Configuration, там сразу видны настройки выбора профиля для всех доступных карт в системе. Выбираем профиль Pro Audio. Этот профиль отключает все программные обвязки над физической картой (split configuration и подобное), и самое главное - он переключает Pipewire в режим работы, аналогичный JACK и ALSA приложениям. Именно такой режим лучше подходит для работы с экстремально низкими задержками!
-
Надо правильно настроить Ardour. В его настройках, есть раздел Производительность, там надо включить: 1) использование только одного ядра процессора, либо другой вариант из этого списка, проверяется экспериментально, что для вас лучше будет работать 2) Управление питанием: Lowest (prevent CPU sleep states) 3) Что делать с обработчиками: Использовать FlushToZero и DenormalsAreZero.
-
Настройки Reaper. Открываем диалог Reaper Preferences. Находим в в дереве настроек Audio / Buffering. Настройка Allow live FX Multiprocessing On: 4 CPUs. Отключаем или уменьшаем количество CPU.
-
При создании проекта в Ardour/Reaper, выбираем бэкенд ALSA, количество периодов — лучше 3, далее подбираем размер буфера, минимальный при котором будет без глюков воспроизводиться звук. Для игры на гитаре, нужно добиться хотя бы вариантов 96000 Гц / 128 семплов, 48000 Гц / 64 семпла. Такие настройки дадут реальную задержку порядка 5 мс.
-
При работе Ardour или Reaper на ALSA, он полностью захватит звуковую карту и другие приложения ничего воспроизводить не смогут! С этим придется мириться и сложно бороться, потому что только исключив все побочное, можно добиться минимальной, экстремально низкой задержки. У проблемы есть два основных решения. 1) если у внешней аудиокарты есть несколько входов и аппаратный микшер, можно подать кабелем туда звук со встроенной аудио карты, работающей с высокой задержкой. 2) Можно использовать Pipewire (также JACK, но в 2025 году уже смысла для Ardour в нем нет). Вот именно для этого и начинает быть нужен Pipewire — если вам надо воспроизводить звук из другого приложения кроме Ardour, и при этом задержка должна оставаться минимально возможной!
-
Если Ardour работает поверх Pipewire, он будет использовать все звуковые карты которые у вас есть! То есть, как внешнюю так и встроенную! А встроенная, мягко скажем, с низкими задержками может совсем плохо работать, и все порушит. Поэтому, может иметь смысл отключение встроенной аудио карты. Отключить ее можно через конфигурацию wireplumber, как это сделать в настоящий момент времени — лучше искать в Arch Wiki по Wireplumber, там есть пункт где написано как отключить карту. Отключаем встроенную карту, оставляем только внешнюю.
-
Если Ardour запускать поверх Pipewire, он просто подхватит все дефолтные настройки сервера Pipewire (частота дискретизации, буфер). Зачастую, это не то что нужно, поэтому до запуска Ardour надо изменить параметры Pipewire командами (ставим частоту дискретизации 96000 Гц и буфер 128 семплов).
metadata -n settings 0 clock.force-rate 96000
metadata -n settings 0 clock.force-quantum 128
Враги низкой задержки — найти и уничтожить!
Еще раз повторюсь, что если у вас достаточно производительная система, это может не понадобиться, все будет работать с низкой задержкой и так. Если стабильная работа хотя бы на частоте дискретизации 48000 Гц с буфером 64 семпла не достигается, то:
-
Любые тяжелые приложения, прежде всего браузеры — сразу закрываем. Должно работать только системное окружение, Ardour, и плеер из которого воспроизводится минусовка. Конечно, очень хочется минусовку запускать прямо с Youtube, но - это сильный удар по задержке.
-
Сеть и Wifi! Особенно вайфай. Сильно вредит. Отключаем его путем выгруза модуля ядра драйвера Wifi карты:
sudo modprobe -r ath9k
- Энергосбережение. Отключаем все энергосбережение, до чего можно и железо дает дотянуться. Прежде всего вот так:
sudo cpupower frequency-set -g performance
После принятия этих мер, задержку должно получаться выставить на уровне о котором написано выше.
Программная часть
Прежде всего, это руководство ориентировано на свободные программные решения. Они и будут описаны дальше. Но, как мы все понимаем, это одна из узкопрофессиональных не-программистских сфер, и здесь свободные решения зачастую сильно проигрывают коммерческим решениям, с точки зрения пользователя. Если для вас недостаточно перечисленных дальше свободных проектов, используйте проприетарные DAW и плагины, которых под Linux сейчас доступно большое количество. Их обзор выходит за рамки этого руководства (я сторонник использования СПО).
В основном, для формирования звука нам понадобятся плагины. Есть несколько универсальных форматов плагинов, все эти плагины подходят к любому приложению-хосту, который поддерживает соответствующий стандарт. Основные форматы плагинов - это LADSPA, LV2, VST2, VST3. Часто, одни и те же плагины доступны сразу в нескольких форматах. Для использования плагинов, понадобится сначала выбрать приложение-хост, в которое плагины будут добавляться. Здесь есть два типа приложений-хостов:
-
Педалборд, патчборд, модульный хост, модульный синтезатор, или модульная DAW. Может называться по-разному, для гитариста проще всего объяснить, что это эмулятор педалборда. То есть такое пространство, куда можно добавлять плагины-педали и соединять их кабелями любым нужным образом, а потом управлять по MIDI работой этих плагинов.
-
Из свободных решений, ближе всего к такому - MOD Desktop. Отличный графический интерфейс, правда, это веб-интерфейс)) 200+ плагинов внутри. Есть гитарные нейро-усилители AIDA-X и NAM среди них. Также в принципе все эффекты, которые нужны для гитары.
-
Можно использовать Carla, туда можно загружать плагины во всех основных форматах, но у нее нет удобного GUI для управления соединениями между плагинами, и есть проблемы с низким уровнем задержки.
-
Можно использовать Bespoke, есть развитый GUI и удобный патчинг, правда у него направленность больше на модульный синтез.
-
-
DAW (Digital Audio Workstation) общего назначения. С первого взгляда кажется, что это хуже и не так удобно, как использовать специализированные для живой игры программы-педалборды. Но у DAW есть серьезное преимущество - они имеют хорошие аудио-движки, оптимизированные для работы с экстремально низкими задержками. Они также поддерживают все основные форматы плагинов, и они поддерживают управление всем по MIDI. Основное отличие при работе с DAW - надо организовывать плагины не в виде свободного графа соединений, как в педалборде, а в виде последовательных цепочек на разных дорожках DAW. Также к преимуществам можно отнести, что в DAW вы сразу же можете и записывать гитару, а не только играть. В DAW легко воспроизводить минусовку, добавив ее в виде дорожки. Какие DAW рассмотреть для начала:
-
Ardour - это лидер среди свободных DAW. Вызывает некоторые нарекания по сравнению с крутыми коммерческими DAW, прежде всего в задачах редактирования MIDI партий, но в качестве хоста плагинов для живой игры на гитаре, базовой записи и сведения результата - вполне годится (если вы не Abbey Road). Все остальные СПО DAW решения, пожалуй, будут еще хуже для этой задачи.
-
Qtractor - вторая по «масштабу» свободная DAW. Точно так же может использоваться, но она имеет меньше возможностей и пользовательской базы, чем Ardour. Попробовать ее однозначно стоит тоже.
-
Reaper - это коммерческая DAW, но мы ее тоже здесь упомянем, очень уж она хороша! Это очень легкая по размеру и потреблению ресурсов, но функционально развитая и удобная DAW. Как и Ardour, имеет развитые настройки движка для обеспечения минимальной задержки, работает как с ALSA, так и с JACK/Pipewire. Reaper лучше чем Ardour, но это не СПО и он стоит денег.
-
Другие коммерческие DAW. Они есть, но их обзор уже за рамками этого руководства.
-
-
Теперь рассмотрим наборы плагинов, которые можно использовать с перечисленными выше хостами. Снова делаем упор на СПО решения.
-
Набор плагинов KPP (https://github.com/olegkapitonov/Kapitonov-Plugins-Pack). Есть в репах основных дистрибутивов. Это непосредственно базовые гитарные плагины, поддерживают профили гитарного усилителя, позволяющие одним плагином имитировать практически любую модель комбика с любым типом звучания. К ним есть приложение tubeAmp Designer там же, оно позволяет создавать профили, и даже обмерять тестовым сигналом усилители и копировать их звучание.
-
Набор плагинов Guitarix LV2. Есть в репах дистрибутивов. Проект известнейший с большой историей. Есть отдельное приложение Guitarix, но я рекомендую использовать именно DAW систему (Ardour, Reaper) и плагины в ней, потому что DAW системы эффективнее работают со звуковой картой в вопросе минимальной задержки.
-
Нейро-плагины. Есть как минимум три свободных проекта плагинов гитарного усилителя, с моделированием нейросетями. Это AIDA-X, SmartGuitarAmp, Chamelon.
-
Общие наборы плагинов LV2, VST для Linux. Могут понадобиться для дополнительных эффектов/обработки.
-
Свободные и проприетарные плагины можно искать здесь: https://linuxdaw.org/ https://linuxmusic.rocks/
-
Хоть исходники и не доступны (я не нахожу), но очень интересный проект, задается схема гитарного усилителя, и она моделируется: https://nalexplugins.blogspot.com/
-
Список будет продолжаться, актуализироваться, исправляться…
