Cómo funciona la latencia

Un audio búfer es una región de almacenamiento de memoria física utilizada para almacenar temporalmente trozos de datos mientras la señal viaja de una ubicación a la siguiente. (Los búfers de mayor tamaño tardan más en procesarse, lo que aumenta la latencia global).

Dónde se produce la latencia

• La interfaz de audio
• El controlador de la interfaz de audio
• El sistema operativo (que puede requerir tiempo adicional para procesar y mezclar los flujos de otras aplicaciones antes de pasarlos a los altavoces)
• Entre la interfaz de audio y la DAW
• En el procesamiento de señales de la DAW (por ejemplo, pistas monitorizadas, efectos nativos, plug-ins, etc.)

Cómo se calcula la latencia de la interfaz de audio

Para que una señal pase de un punto de la cadena al siguiente, al menos un búfer de audio debe estar completamente procesado.  Como tal, la latencia mínima es equivalente al tiempo necesario para que un solo búfer de audio sea procesado dentro de una tasa determinada de muestras por segundo.

O, en términos más prácticos...
Tamaño del búfer (número de muestras) ÷ Frecuencia de muestreo (kHz) = Latencia esperada (ms).

Por ejemplo, mientras se ejecuta con un tamaño de búfer de 256 muestras y una frecuencia de muestreo de 44.1 kHz, una interfaz de audio convertirá la señal entrante con 5.8 milisegundos de latencia esperada antes de enviarla a Live (256 muestras ÷ 44.1 kHz).

Puede que se haya dado cuenta de que la "Latencia global" mostrada en las Preferencias de Live no coincide con la fórmula anterior. Aunque esto pueda parecer contraintuitivo, lo es por una buena razón:

1. La fórmula anterior se aplica a una única etapa de conversión de la señal. Sin embargo, la latencia global de una interfaz incluye la latencia de entrada y de salida.  Una forma fácil de calcularlo es multiplicar el valor anterior por dos.
2. Esto es menos predecible en el mundo del procesamiento digital de señales (DSP), donde las capas adicionales de procesamiento/conversión afectan a la latencia global en cantidades variables. Para ver varios ejemplos, consulte la sección Casos Prácticos de este documento.
3. Algunas interfaces de audio informan de valores de latencia inexactos.

Ajustes en Live que afectan a la latencia

Compensación de delay

Ver más abajo.

Latencia reducida al monitorizar

Ver más abajo.

Tamaño del búfer

Como ya se ha mencionado, el audio se procesa en pedazos de muestras individuales. El procesamiento en trozos más grandes puede dar lugar a una latencia audible, mientras que los trozos más pequeños suelen crear un valor de latencia global más bajo. Sin embargo, los trozos más pequeños de muestras se cargan/descargan mucho más rápido para mantener una reproducción consistente, lo que crea una mayor carga de CPU en el sistema. Si la CPU no puede seguir el ritmo, los trozos que faltan pueden oírse como crujidos o caídas.

Frecuencia de muestreo

En la grabación digital, el audio se representa mediante una serie de puntos de datos llamados "muestras". Estas muestras son encadenadas en rápida sucesión por el ordenador, lo que da lugar a una forma de onda audible. La frecuencia de muestreo de audio determina la frecuencia a la que estas muestras son grabadas, generadas y emitidas por el sistema. (Las frecuencias de muestreo más altas darán como resultado una latencia global ligeramente inferior pero crearán más demanda en la CPU).

Retardos de pista (Track Delays)

Dado que las señales no pueden procesarse antes de que se produzcan, los valores de retardo negativos no adelantan realmente la señal de la pista en el tiempo. En realidad, cada dos pistas dentro de la sesión se retrasa en esa cantidad para conseguir el mismo efecto.

La salida de cualquier pista se puede retardar o pre-retardar en milisegundos para compensar los retardos humanos, acústicos, de hardware y otros retardos del mundo real (o con fines creativos). Sin embargo, la cantidad de retardo aplicada a la salida de una pista se interpretará como latencia cuando la señal se monitorice en tiempo real.

Gráficos

Los gráficos no compensan la latencia en Live para reservar recursos informáticos al flujo de audio. Esto puede provocar a veces un retraso perceptible en los gráficos de Live en Live Sets con una cantidad extrema de latencia interna, pero es imperceptible en la mayoría de los demás casos.

Edición en Max for Live

Los dispositivos Max for Live introducirán una latencia adicional cuando esté abierta su ventana de editor.

Ajustes del dispositivo que afectan a la latencia

Nota:  A excepción del primer tema, los puntos siguientes se aplican tanto a los dispositivos nativos de Live como a los plug-ins compatibles de terceros.

Relacionados: Cómo ver la latencia de un plugin o dispositivo Live

Compensación del retardo de un plug-in

Si la carga de la CPU de un plug-in es lo suficientemente baja como para que el procesador calcule todas sus funciones dentro de un único búfer de audio, no creará ninguna latencia adicional. En caso contrario, el plug-in informará de la discrepancia de tiempo a la DAW, que retrasa la salida de toda la ruta de señal en la misma cantidad para mantener una reproducción coherente.

Algunos plug-ins pueden causar una cantidad significativa de latencia debido a la cantidad de procesamiento necesario para una salida de alta calidad. Esto puede resultar frustrante a la hora de monitorizar señales en sesiones de gran tamaño, ya que unos pocos dispositivos de alta CPU pueden retrasar significativamente la salida de audio de toda la sesión.

Instrumento externo & Efecto de audio externo

Como estos dispositivos envían y reciben audio desde fuera de Live, retrasarán el audio en la cantidad de Latencia global en las preferencias. Además, si ajusta el deslizador 'Latencia del hardware' a cualquier cantidad distinta de cero, aumentará la latencia global.

Lookahead

Algunos dispositivos incluyen una función "lookahead", que aplica un ligero retardo sobre las señales entrantes. (ej. - El Compressor de Live utiliza Lookahead para aplicar cambios dinámicos que serían imposibles de crear en tiempo real).

Análisis/procesamiento espectral

Se necesita un búfer de audio relativamente grande para convertir una señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia para su procesamiento o visualización. Como consecuencia, es probable que los dispositivos que realicen cualquier tipo de procesamiento espectral generen cierta latencia.

Otras opciones avanzadas de procesamiento (Sobremuestreo / Convolución / etc.)

Algunos dispositivos necesitan enormes búfers de muestras para tomar decisiones inteligentes sobre cómo comportarse, no sólo basándose en un único instante de tiempo (una muestra) sino en un periodo de tiempo (un bloque mayor de muestras). Esto es particularmente cierto en el caso de plugins de masterización como el Ozone de iZotope, que introduce una importante (¡aunque necesaria!) cantidad de latencia para realizar sus operaciones.

Otros factores que causan latencia

Controladores de interfaz de audio ineficaces/no actualizados

En las máquinas Windows, los controladores ASIO suelen funcionar mejor que los MME/DirectX.

Además, los controladores obsoletos pueden ralentizar las cosas debido a la influencia de factores externos, como las actualizaciones del sistema operativo o los cambios realizados en la DAW. Los fabricantes suelen lanzar actualizaciones de firmware para compensar estos cambios o perfeccionar el rendimiento del dispositivo.

Instrumentos y efectos & desactivados

El botón amarillo situado en la esquina superior izquierda de todos los instrumentos y efectos sirve para desactivar el dispositivo. Dado que este parámetro puede ser automatizado/modulado libremente por el usuario, eliminar la latencia del dispositivo cada vez que se conmuta el botón crearía distorsiones notables en la salida. La latencia del dispositivo siempre está en efecto para evitar esto, incluso cuando está desactivado.

Vídeo

El vídeo no tiene latencia compensada en Live.

Casos prácticos

Comprender la latencia puede resultar difícil, ya que los síntomas a menudo difieren de su causa raíz. A continuación encontrará algunos ejemplos que lo ilustran.

Nota: Los tiempos de latencia que se muestran a continuación son simplificados a efectos de demostración. Los resultados reales pueden variar.

Escenario 1 - Latencia MIDI

En este escenario, el usuario experimenta una latencia entre la pulsación de una nota en su controlador MIDI y la audición de la salida de audio resultante.

• La señal tarda 1 ms en pasar de la salida del teclado a la entrada del ordenador.
• Una vez que la señal MIDI está en el ordenador, tarda 1 ms en ser procesada internamente por la DAW (que la convierte en audio).
• La señal de audio resultante tarda 1 ms en salir de la DAW, volver a la interfaz de audio y llegar a los altavoces.

Dado que la señal viaja en una trayectoria lineal, no hay forma de que cada parte del proceso ocurra simultáneamente, y el usuario experimenta una latencia global de 3 milisegundos.

Escenario 2 - Latencia de audio

En este escenario, el usuario experimenta una latencia entre el momento en que habla por el micrófono y el momento en que escucha la salida de audio resultante.

• La señal tarda 0 ms en pasar del micrófono a la entrada de la interfaz de audio (ya que las señales analógicas son casi instantáneas).
• La interfaz de audio tarda 1 ms en convertir la señal a formato digital y pasarla al ordenador.
• Una vez dentro del ordenador, la señal tarda 1 ms en ser procesada internamente por la DAW.
• La señal de audio resultante tarda 1 msen viajar fuera de la DAW, a través del ordenador, a la interfaz de audio y (finalmente) a los altavoces.

Dado que la señal viaja en un trayecto lineal, no hay forma de que cada parte del proceso ocurra simultáneamente, y el usuario experimenta una latencia global de 3 milisegundos.

Cómo se adapta Live a la latencia

Live establece la cantidad de latencia causada por cada componente dentro del sistema para realizar un seguimiento del valor de latencia global de la sesión.

Cuando Compensación de retardoestá activada, este valor viene determinado por la ruta de señal que cause la mayor cantidad de latencia, de modo que Live puede retardar la salida de cada ruta de señal la cantidad de tiempo necesaria para igualarla. Como resultado, el audio reproducido a través de la pista Master es idéntico al de una configuración sin latencia. (Sin embargo, con la Compensación de retardo desactivada, el valor de latencia global se ignora, y cada punto de monitorización contiene una cantidad de latencia única para la ruta de señal que hay detrás).

Tomemos, por ejemplo, el siguiente Live Set con dos pistas...

"Audio Track1 " contiene varios dispositivos que crean una latencia total de 120 ms, y "MIDI Track 1" tiene una latencia de 80 ms. Con la compensación de retardo activada, ambas pistas se retrasan un total de 120 ms, por lo que incluso la pista con mayor latencia puede seguir el ritmo de la reproducción.

Sin embargo, la "Pista MIDI 1" contiene un instrumento de software. Para reproducirlo, debe ajustar el monitor a In o Auto y armar la pista para la grabación. Dado que la pista se retrasa 120 ms (para que se reproduzca a tiempo con el resto de las pistas), se sentirá bastante lenta al reproducirla.

Con Latencia reducida al monitorizaractivada, sin embargo, la latencia general del conjunto se anula para las pistas monitorizadas. Así, cuando se monitorice la pista 2, sólo contendrá los 80 ms de latencia causados por los dispositivos que se encuentran directamente dentro de su ruta de señal. Esto puede resultar útil en situaciones en las que el usuario desea grabar nuevo material en una sesión que, de otro modo, tendría una latencia elevada, pero quiere que el resto de las pistas se reproduzcan con la compensación de retardo activada.

Cómo preparar su sistema para una grabación con precisión de muestreo

Al grabar una nueva pista de audio en Live, a menudo puede resultar útil ajustar el monitor de la pista en "Off" y monitorizar la señal del instrumento directamente mientras graba (pasando por alto Live).

Sin embargo, esto supone un reto, ya que la grabación resultante sonaría ligeramente fuera de tiempo debido a la latencia añadida por el sistema en el momento de la grabación. Para ajustar esta discrepancia de tiempo, Live desplaza automáticamente la grabación en la cantidad de latencia que indique la interfaz de audio. Idealmente, esto da como resultado una grabación que está perfectamente en tiempo con la señal que el intérprete escuchó al grabarla.

Sin embargo, algunas interfaces informan de este valor de latencia de forma inexacta, y Compensación de errores del controlador permite a Live ajustar estos valores incorrectos. Live tiene incluso una lección incorporada que incluye un Set especialmente calibrado que le permite ajustar el DEC. Para la lección, necesitará un cable y una interfaz de audio con al menos una entrada y una salida físicas. Puede encontrarlo en la vista de ayuda. (Ayuda → Vista de ayuda → E/S de audio → Página 18 de la lección, haga clic en el enlace de Compensación de errores del controlador)

Nota:  Aunque la Compensación de errores del controlador tendrá un efecto en la colocación del material grabado, no tiene ningún efectoen la latencia en tiempo real.