數(shù)字系統(tǒng)與延遲
如何和諧共存

今天要討論的是由處理數(shù)字信號(hào)所需的時(shí)間引起的延遲——這是任何數(shù)字系統(tǒng)都無法避免的。在我們踏入數(shù)字領(lǐng)域的那一刻，延遲就注定如影隨形。

電信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，供數(shù)字處理器和計(jì)算機(jī)理解和操作，在輸出時(shí)再轉(zhuǎn)換回電信號(hào)。

而對(duì)數(shù)字信號(hào)的任何更改——即使是電平或 EQ 這樣的基本變化——都需要混音器或處理器執(zhí)行簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算。而運(yùn)算是需要時(shí)間的。

在數(shù)字系統(tǒng)中，延遲以毫秒 (ms) 為單位，即 1/1000 秒。延遲在我們的大腦如何“定位”聲源方面起著重要作用。對(duì)于打擊樂的聲音或具有大量高頻內(nèi)容的聲音（例如鈸的敲擊聲），即使是幾毫秒的延遲也足以改變定位判斷。

知名制造商往往會(huì)在手冊(cè)和規(guī)格表中列出延遲數(shù)據(jù)。通過查看 10 種常見的控制臺(tái)延遲時(shí)間，從專業(yè)級(jí)到巡回級(jí)，大都控制在2 毫秒。一些標(biāo)稱“超低延遲”的設(shè)備，延遲不到 1 毫秒。

還有一點(diǎn)要注意的是：這樣的延遲與頻率無關(guān)——它對(duì)所有頻率的影響都是相同的。

FOH 與監(jiān)聽

聲音在空氣中傳播需要時(shí)間。尤其聲音從FOH到達(dá)聽眾的耳朵需要相當(dāng)長的時(shí)間。因此，前端信號(hào)鏈中的延遲幾乎可以忽略，一些音頻工程師喜歡添加許多有趣的效果，讓他們的聲音更加“特別”。與從 PA 到聽眾的傳播時(shí)間相比，許多插件在前端多幾毫秒延遲并不一定會(huì)被發(fā)覺。

然而，監(jiān)聽音箱——尤其是入耳式監(jiān)聽器 [IEM]——就在聽者的耳道內(nèi)，信號(hào)會(huì)與音樂家演奏時(shí)顱骨的自然振動(dòng)相互作用。此時(shí)，即使是輕微的延遲也會(huì)變得非常明顯。如果音樂家在演奏或演唱時(shí)感覺到他們的彈奏/唱歌動(dòng)作和他們所聽到的內(nèi)容之間存在延遲，會(huì)導(dǎo)致表演時(shí)產(chǎn)生時(shí)空錯(cuò)位的脫節(jié)感，容易打亂節(jié)奏甚至跑調(diào)——這是我們永遠(yuǎn)不想要的。此外，將 IEM 設(shè)為無線時(shí)應(yīng)格外小心。

典型網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)中的延遲

計(jì)算機(jī)通常會(huì)增加很多延遲。將音頻從控制臺(tái)運(yùn)行到單獨(dú)的計(jì)算機(jī)，然后再次返回會(huì)增加巨大的延遲。這可能導(dǎo)致各種混音信號(hào)在不同時(shí)間到達(dá)主混音總線。如果一組信號(hào)被插件大大延遲，它將不再與其他未通過插件的信號(hào)同步。一些插件主機(jī)會(huì)使用延遲補(bǔ)償來確保未處理的通道被充分延遲以保持一切同步——因此如非特殊需求，盡可能使用控制臺(tái)的內(nèi)置處理器。

無線網(wǎng)絡(luò) (WiFi) 有一些基本限制，使其不適用于音頻信號(hào)傳輸——這就是為什么大多數(shù)支持 WiFi 的系統(tǒng)僅使用 WiFi 來傳輸控制數(shù)據(jù)，而不是實(shí)際的音頻信號(hào)。由于 WiFi 非常不可靠，不推薦你使用 WiFi 音頻——它的故障不是“有沒有”的問題，而是“什么時(shí)候有”的問題。

延遲在計(jì)算機(jī)的音頻信號(hào)鏈中產(chǎn)生的簡化圖

假設(shè)在軍鼓上放置兩個(gè)麥克風(fēng)。在其中一個(gè)通道上插入一個(gè)插件（比如壓縮器），將會(huì)增加該通道的延遲。如果在隨后的混音中將兩個(gè)通道組合在一起，這可能會(huì)導(dǎo)致令人不快的干涉。因?yàn)橐粋�(gè)通道已經(jīng)有了延時(shí)（即使是非常微小的量），這兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了變化。結(jié)果聽起來有可能很不錯(cuò)，也可能很糟糕！

減少系統(tǒng)延遲的一個(gè)非常有效的方法是整套系統(tǒng)選擇同樣采樣率的設(shè)備。如果設(shè)備需要對(duì)傳入的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行采樣率轉(zhuǎn)換 (SRC)，這會(huì)增加延遲，我們可以通過將所有設(shè)備設(shè)置為相同的時(shí)鐘頻率來避免。這與選擇哪種采樣率無關(guān)，重要的是僅選擇一個(gè)采樣率并保持一致。

延遲是數(shù)字音頻的眾多組成部分之一，關(guān)注它可能會(huì)使事情變得復(fù)雜，但有助于更好地理解音頻工程。