Latência do áudio no windows

Sérgio Izecksohn

Gravar no PC já é realidade na maioria dos estúdios, embora alguns sistemas continuem sujeitos a falhas. As máquinas bem configuradas apresentam bastante estabilidade. Contudo, permanece o problema da latência do áudio. O que é a latência, quais as suas causas e qual a solução?

A latência é o tempo necessário para localizar os dados da memória secundária e carregá-los na memória principal dos computadores. Trabalhando com áudio, notamos um atraso entre alguma alteração que mandamos o programa fazer no som e o momento em que efetivamente notamos a alteração. Cada sistema operacional, cada programa de gravação, cada placa de som tem suas latências, afetando todo o funcionamento do sistema de gravação, a monitoria do som em tempo real e a execução dos sintetizadores virtuais.

Vários obstáculos se colocam entre os sons gravados num computador e a sua audição, a saber:

Latência de conversão. Os conversores de áudio analógico/digital (AD) e digital/analógico (DA) localizados nas entradas e saídas das placas de som causam, em geral, um atraso de um a 1,5 milissegundo quando operando na taxa de 44,1 kHz.

Latência de interrupção. No PC, o sistema operacional (Windows 98, Me, NT ou 2000) acrescenta um atraso entre o pedido de interrupção (IRQ) do hardware e o controle de recepção mais básico do driver. A latência de interrupção varia de um a 100 milissegundos.

Latência de mixagem. É o tempo necessário para um programa de gravação como o Cakewalk SONAR encher um buffer com dados de áudio para tocar.

Um disco de áudio como um CD tem os sons registrados seqüencialmente. O CD é gravado numa espiral, de dentro para fora, enquanto um disco de vinil era gravado de fora para dentro. Um HD grava as informações, áudio inclusive, em setores espalhados pelo disco. Quando queremos tocar diversas pistas de áudio num programa gravador, a cabeça de leitura do HD tem que ler diversos arquivos com o conteúdo do áudio (bumbo, caixa, baixo, voz). Só que esses arquivos estão espalhados em vários setores pela superfície do HD, e a cabeça de leitura é uma só. Como tocar todas as pistas ao mesmo tempo?

Um buffer é uma memória temporária onde o programa guarda trechos da música. Funciona assim: a cabeça de leitura do HD envia os primeiros compassos de cada arquivo (bumbo, caixa, prato, voz) para o buffer. Quando este receber material de todos os arquivos, ele os envia à memória principal, e daí os sons vão para a placa de áudio e nós os escutamos. Enquanto ouvimos os primeiros compassos da música, a cabeça de leitura do HD envia para o buffer os próximos compassos da música. Quando o material de todos os arquivos tiver chegado ao buffer, ele estará apto para enviar os sons para fora. Podemos ajustar o tamanho do buffer. Quanto maior for o buffer, maior será a latência. Trabalhando com um buffer menor, reduzimos a latência, mas aumentamos o tempo de processamento, por causa da necessidade de recarregar o buffer mais freqüentemente. Isto pode causar interrupções ou dropouts na execução da música.

Precisamos aumentar a latência de mixagem quando usamos muitos efeitos em tempo real e/ou quando a placa de som não funciona bem em baixa latência. Os programas Cakewalk Pro Audio e SONAR têm um recurso chamado Wave Profiler que detecta a placa de som e ajusta a latência para otimizar o seu funcionamento.

Latência dos sintetizadores virtuais. A nova tendência no universo MIDI são os sintetizadores virtuais. Eles já existem há muitos anos, mas sempre sofreram com uma enorme latência. Com novos drivers que aceleram o funcionamento das placas de áudio no Windows, como o WDM, esses sintetizadores estão mudando o panorama no mundo dos instrumentos MIDI. Para funcionarem em 'tempo real', além do driver, os instrumentos DirectX (DXi) precisam trabalhar com uma latência bem pequena (geralmente abaixo de 10 milissegundos), o que exigirá grande velocidade de processamento.

Drivers. Os fabricantes de placas de som precisam escolher entre diversas tecnologias sobre as quais elas vão funcionar. No desenvolvimento dos drivers que controlam essas placas, a indústria opta entre sistemas operacionais (Windows 9x ou 2000), entre MME, DirectX, ASIO ou EASI e entre vários tipos de drivers. Muitas vezes, reduzem a latência consideravelmente, mas reduzindo a compatibilidade com hardware e software. Entre os mais compatíveis, encontramos os drivers MME e WDM.

Em comparação com os velhos drivers MME (Multi-Media Extensions, ou extensões multimídia), os novos drivers WDM (Windows Driver Model), têm características promissoras: latência muito mais baixa, trabalham com Windows XP, 2000, Me e 98SE e têm sido implementados na grande maioria das placas de som. São incomparavelmente melhores que os drivers MME, que só devem ser usados quando temos uma placa que não disponha de WDM.

Macintosh. De fato, os computadores Macintosh G4 têm uma latência infinitamente menor que os PCs rodando Windows. Sem dúvida, é um conforto trabalhar com áudio sem ter que aguardar intermináveis milésimos de segundo toda vez que vamos mexer nos sons. O que faz com que uma grande parcela do mercado internacional de áudio opte, ainda assim, pelo Windows é o custo muito mais baixo dos computadores e sua atualização mais freqüente, graças à arquitetura aberta dos PCs.

Conclusões. Para os usuários de Macintosh, céu de brigadeiro: com um ProTools HD e suas DSP Farm, a latência é imperceptível e o sistema é muito estável. Para a maioria usuária de PCs, a boa notícia é o WDM, que faz um programa como o SONAR e seus plug-ins funcionarem como um estúdio completo, incluindo efeitos em tempo real, processamento de sons ao vivo, uso de sintetizadores e samplers virtuais, mixagem automática de inúmeras pistas de áudio e MIDI, seqüenciamento de loops etc., etc. Com um bom e rápido computador, com muita memória e espaço no HD, dá pra rodar tudo ao mesmo tempo. E 'quase' sem latência.

Sérgio Izecksohn é músico, produtor e professor-coordenador dos cursos do Home Studio