Latenza Audio Guida

Cos’è la Latenza Audio e Come Ridurla | Guida Completa

Se hai mai usato una DAW per registrare, scrivere musica o mixare, ti sei sicuramente trovato a sbattere contro un ostacolo fastidioso: la latenza.

Hai presente quell’irritante ritardo che senti quando registri, monitori in cuffia, suoni uno strumento virtuale sulla DAW, o premi il tasto play e l’audio tarda a partire?

Ecco, tutto questo è dovuto alla latenza.

In questo articolo ti spiego nel dettaglio cos’è la latenza audio e da cosa dipende, e ti do alcuni suggerimenti per tenerla a bada, riducendola il più possibile in modo da avere un’esperienza d’uso dei software audio piacevole e anzitutto non frustrante.

Ho cercato di scrivere un articolo il più esauriente possibile, in modo da essere utile sia a chi non ha nemmeno la più pallida idea di cosa sia la latenza, sia a chi, già avendoci avuto a che fare, non è ancora riuscito a domarla a dovere.

Nelle prossime righe scoprirai:

  • Cos’è la Latenza Audio
  • Da Cosa Dipende la Latenza
  • Cosa Sono e Come Impostare Driver e Buffer della Scheda Audio
  • Come Calcolare la Durata della Latenza
  • Come Ridurre la Latenza della Scheda Audio

C’è tanta roba, iniziamo subito!

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Cos’è la Latenza Audio

Cos'è la Latenza Audio

Semplificando, posso dire che la latenza è il tempo risultante dalla somma di elaborazione e conversione analogico-digitale e digitale-analogica di un segnale audio.

Cerco di spiegare il concetto in maniera più pratica.

Quando devi registrare una traccia sulla tua DAW, la scheda audio che fa da tramite tra il microfono e il PC ha al suo interno un convertitore analogico-digitale (ADC) che converte il segnale elettrico proveniente dal microfono in insiemi di numeri, leggibili appunto dal software.

Il software, a sua volta, deve leggere e interpretare questi numeri. Dato che quello che mette in moto il software è il processore del computer (CPU), è in effetti tramite quest’ultimo che i dati devono transitare per essere elaborati.

Allo stesso modo, se quello che stai registrando, o quello che hai già registrato e vuoi solamente sentire, deve “riuscire” dal computer, il segnale ora digitale deve seguire il percorso inverso per tornare a essere analogico e poter essere ascoltato tramite un diffusore.

Ora, tieni presente che ho stra-semplificato il concetto, ma il punto è che il segnale audio (analogico e digitale) per compiere il suo percorso impiega necessariamente una certa quantità di tempo.

Questo tempo crea quel ritardo che chiamiamo latenza.

In alcuni casi la latenza non è un problema, in altri lo è eccome.

Per capire meglio come gestirla è bene sapere che ci sono diversi “tipi” di latenza.

C’è la latenza in ingresso, che definisce il tempo che impiega il segnale per passare dal microfono (o dallo strumento collegato alla scheda audio) all’interno della DAW.

C’è poi la latenza in uscita, che indica il tempo che impiega il segnale per compiere il percorso dalla DAW alle cuffie / casse monitor.

Per finire c’è la latenza roundtrip, ossia la somma tra latenza in ingresso e latenza in uscita.

Quando registri devi considerare attentamente la latenza in ingresso.

Se vuoi solo ascoltare quello che è già presente sul sequencer devi badare alla latenza in uscita.

Quando devi registrare e monitorare contemporaneamente il suono che stai registrando, o quando stai suonando uno strumento virtuale tramite tastiera MIDI, devi considerare la latenza roundtrip.

Immagino ora ti starai chiedendo: si ok, ma quanto deve “durare”, che valore deve avere la latenza?

Quanto deve durare - che valore deve avere la latenza

La risposta è: dipende.

Dipende da vari fattori, primo fra tutti la tua personalissima sensibilità.

Eh già, perché la percezione del ritardo è un fattore anche soggettivo.

In linea di massima comunque posso tranquillamente dirti che più basso è il valore della latenza, meglio è.

Tendenzialmente, quando questa è inferiore ai 10ms (millisecondi) in pochi avvertono il ritardo. Quando la latenza sta entro questo limite si sente l’audio come se fosse in tempo reale.

Quando il tempo di latenza supera i 10-15ms, una buona percentuale di persone inizia a sentire dei ritardi un pochino fastidiosi.

Se la latenza supera i 30ms, praticamente chiunque sente un ritardo decisamente disturbante.

Ti faccio un esempio pratico per farti capire come si manifesta questo fastidio.

Immagina di dover registrare un cantante, che in cuffia vorrà sicuramente sentire, durante la sua esecuzione, sia la base sulla quale sta cantando sia la sua voce.

Se in questa circostanza la latenza dovesse superare i valori che ti ho appena indicato, si avrebbe come risultato che il cantante in cuffia sente la sua voce in ritardo, quasi come avesse un effetto delay.

Ovviamente avere un ascolto di questo tipo in registrazione pregiudica la buona riuscita della registrazione stessa, causando a volte l’impossibilità pratica di registrare.

Un altro esempio classico che ti potrei fare è quello che ti vede maledire il computer quando cerchi di suonare uno strumento virtuale con una tastiera MIDI collegata alla DAW e non c’è verso di farlo in tempo reale.

Premi un tasto e senti il suono distintamente in ritardo. Suonare in queste condizioni è pressoché impossibile.

Capisci ora perché è estremamente importante conoscere la latenza del proprio sistema e sapere come gestirla?

Quindi direi di procedere così: ti spiego prima più dettagliatamente da cosa dipende la latenza, ti mostro come calcolarla e per finire ti do alcuni consigli su come impostare / scegliere la scheda audio per avere una latenza bassa.

Non balzare subito alla fine dell’articolo, prosegui nella lettura in modo ordinato altrimenti ti perdi dei passaggi importanti!

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Da Cosa Dipende la Latenza Audio

Da Cosa Dipende la Latenza Audio
Image Credit: Auricsound

Come detto prima, la latenza audio indica il tempo impiegato da un segnale per compiere il suo percorso da e verso un computer.

Ma da cosa dipende più nello specifico questo tempo?

Vediamolo subito, seguendo passo passo il percorso che il segnale compie a partire da quando entra in un microfono.

Anzi, ancora prima, da quando la sorgente sonora inizia a emettere suono.

Nel calcolo della latenza (intesa in senso più ampio) infatti, entra in gioco anche la distanza del microfono dalla sorgente sonora che deve registrare.

Scommetto che non ci avresti mai pensato 🙂

Se microfoni uno strumento a pochi centimetri di distanza, il ritardo tra quando lo strumento emette il suono e quando il microfono lo converte in segnale elettrico è estremamente basso.

Immagina invece di microfonare uno strumento a un metro di distanza.

Sai che il suono non viaggia alla velocità della luce?

Non per nulla ha un nome tutto suo, la sua velocità di propagazione si chiama infatti velocità del suono.

La velocità del suono nell’aria è relativamente bassa, circa 340 m/s. Se quindi un’onda sonora per percorrere 340 metri impiega un secondo, per coprire la distanza di un metro che la separa dal microfono impiega circa 3 millisecondi (1/340).

E che cavolo! Stai già creando latenza ancor prima di iniziare a registrare!

Il segnale acustico è ora in mano del microfono, che lo converte in segnale elettrico e lo trasmette al preamplificatore della scheda audio, collegato a sua volta al convertitore analogico-digitale.

Il tragitto del segnale elettrico lungo il cavo è quasi istantaneo, per cui la sua latenza è trascurabile.

Anche il convertitore è velocissimo nella sua azione, il ritardo che introduce è spesso inferiore al millisecondo.

Il segnale, ora diventato digitale, deve essere elaborato dal computer per poter essere immagazzinato e riprodotto.

È proprio qui che nascono i problemi.

Per prima cosa, va considerato che il segnale deve ancora arrivarci al computer. Eravamo infatti fermi alla scheda audio.

In base al tipo di connessione che la scheda ha con il computer, si può introdurre un tempo di latenza anche vistoso.

Alcune schede audio USB 2, specialmente se collegate a PC non particolarmente recenti e/o performanti, posso introdurre fino a 10ms di latenza, per il semplice fatto che il bus di comunicazione rallenta la trasmissione di dati.

Questo è uno dei motivi principali per i quali oggi si tende a preferire schede audio thunderbolt quando si vuole registrare a bassa latenza.

Le schede di questa tipologia si interfacciano col PC tramite appunto un connettore thunderbolt, basato su una tecnologia assai più performante di quella alla base delle trasmissioni dati via USB 2.

Presonus Quantum 2
Presonus Quantum 2, scheda audio che promette tempi di latenza prossimi allo zero.

Seguendo il mio ragionamento le due domande più ovvie che potresti pormi sarebbero queste:

  1. Allora con una scheda audio USB non posso avere una bassa latenza? 
  2. Quindi mi basta avere una scheda audio thunderbolt per registrare e monitorare a latenza zero?

La risposta è NO a entrambe le domande.

Si trovano facilmente schede audio USB a latenza relativamente bassa. Se collegate a un PC non dell’età della pietra garantiscono buone prestazioni.

Allo stesso tempo, non necessariamente una scheda è a latenza zero solo perché thunderbolt. Ci sono ancora alcune variabili da considerare.

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I Driver e il Buffer della Scheda Audio

I Driver e il Buffer della Scheda Audio
Image Credit: Antelope

La scheda audio deve comunicare con il computer non solo a livello hardware, ma anche e soprattutto a livello software.

Così come ogni altro hardware, lo fa attraverso un driver.

Un driver è sostanzialmente un software che consente al sistema operativo del PC di comunicare e di interfacciarsi con un hardware.

Il driver della scheda audio è quindi un software che permette al computer (e per estensione alla DAW) di riconoscere e utilizzare la scheda stessa.

Ogni scheda audio acquistata deve essere accompagnata da un driver specifico, scritto appositamente per quel dato modello.

Usare un driver generico non sempre è consigliato, perché probabilmente non è ottimizzato per quella scheda specifica.

Tanto migliore è il driver, tanto maggiori saranno le performance della scheda a livello di stabilità e di velocità.

Usare una scheda con un driver non suo o non aggiornato potrebbe causare un significativo aumento dei tempi di latenza.

Meglio quindi installare il driver consigliato per il modello che hai!

Dopo aver fatto questo, puoi anche decidere la velocità con la quale la scheda trasferisce i dati da elaborare al computer.

Praticamente, in questa fase scegli tu quanta latenza aggiungere al tuo sistema.

Lo fai impostando la dimensione del buffer.

Il buffer non è altro che una piccola quantità di memoria utilizzata come alloggiamento temporaneo per i dati (i campioni audio digitali) in attesa di essere elaborati dal processore.

Più è alto il valore del buffer (espresso tipicamente in samples), maggiore sarà la latenza aggiunta.

Più è basso il valore del buffer, minore sarà la latenza.

In alcuni casi, quando la scheda non è recente e non lo è nemmeno il computer, il buffer impostato al valore massimo può causare una latenza totale che arriva alla spaventosa durata di 1 secondo.

Quando la scheda, il suo driver e il PC sono altamente performanti, la latenza può aggirarsi intorno anche ai soli 2-3ms.

Fare un calcolo preciso ed esatto a priori è abbastanza complicato, ma si può comunque fare una misurazione a spanne.

Come Calcolare la Durata della Latenza

Come Calcolare la Durata della Latenza

Per capire a quanto corrisponde la latenza totale (roundtrip) di un sistema audio è sufficiente sommare le piccole latenze introdotte da ciascun anello della catena.

Alcune di queste non sono note o sono comunque difficili da misurare, altre sono addirittura “selezionabili”.

Nello specifico mi ricollego a quanto appena detto nello scorso paragrafo in relazione al buffer.

Selezionando un dato buffer, è facile capire come questo tende a incrementare o a ridurre la latenza.

I tipici valori di buffer impostabili sono: 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096.

Di rado si trovano numeri diversi.

Lascia che ti spieghi più precisamente a cosa si riferiscono questi numeri.

Se scegli di impostare il buffer ad esempio a 256, significa che in memoria verranno immagazzinati pacchetti da 256 samples per volta.

Dovendo aspettare che vengano analizzati tutti prima di passare al pacchetto successivo, si avrà un ritardo nell’elaborazione uguale (almeno) al tempo che quei samples stanno codificando.

Ad esempio, se i file audio in questione hanno una risoluzione di 44.100Hz, il ritardo aggiunto sarà di circa 6ms (256/44.100).

Tendendo inalterata la risoluzione dei file e aumentando il buffer fino a, diciamo, 4096, il tempo di latenza aumenta fino a superare i 90ms. Una differenza non da poco.

Ora che sai cosa causa l’aumento dei tempi di latenza, ti mostro come ovviare al problema e quali sono le soluzioni per tenere la latenza bassa.

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Come Ridurre la Latenza della Scheda Audio

Come Ridurre la Latenza della Scheda Audio

Le raccomandazioni sono la conseguenza di tutto quello che ho detto finora.

Cerco di riassumerle in modo ordinato dividendole in punti.

1. Usa una Scheda Audio recente

Lavorare con una scheda audio che arriva dai primi anni 2000 significa quasi certamente avere prestazioni non soddisfacenti.

Ci sono modelli interessanti anche se stai su un modello con connessione USB. Trovi le schede USB della fascia entry level che consiglio in questa pagina: Scheda Audio USB Economica | Guida all’Acquisto.

Le performance di questi modelli non saranno fenomenali, ma mediamente meglio delle alternative della stessa fascia di mercato.

2. Preferisci una Scheda Audio Thunderbolt

Se puoi permetterti di spendere qualcosina in più, punta su un modello thunderbolt.

Anche su questi ho preparato un articolo nel quale presento alcuni modelli interessanti: Scheda Audio Thunderbolt | Guida all’Acquisto.

Ovviamente, per poterla usare devi avere un computer che presenta questo tipo di connessione.

3. Usa il Driver Migliore

Preoccupati di installare il driver più aggiornato che il produttore della tua scheda mette a disposizione.

Se invece con la tua scheda non è fornito nessun driver specifico e usi Windows, ti consiglio di provare i driver ASIO4ALL.

4. Riduci la Dimensione del Buffer

Cerca di spingere il buffer al livello più basso possibile.

Considera che più è basso questo livello, più la CPU del tuo computer viene messa sotto sforzo.

Se il processore non è abbastanza veloce, avvertirai dei problemi, come la comparsa glitch e dropout, o nei casi limite, crash della DAW.

L’ideale sarebbe avere un computer performante, uno che non lo è non consente in partenza bassi buffer e ciò si traduce inesorabilmente in alta latenza, a prescindere dalla scheda utilizzata.

Se di informatica non ci capisci granché e vuoi capire meglio qual è come dev’essere un computer adatto al lavoro sull’audio potresti trovare interessante il mio eBook che tratta proprio di questo argomento.

Trovi più informazioni al riguardo qui: Enjoy Your Workstation | la Guida alla Scelta del Computer per l’Home Recording e la Produzione Musicale.

5. Scegli una Scheda Audio Zero-Latency

Ovvero scegli una scheda a latenza zero e preferisci il monitoraggio diretto.

Ormai quasi tutte le schede audio offrono la possibilità di monitorare in analogico, creando due copie del segnale in ingresso: uno diretto alla DAW e uno diretto all’uscita cuffie integrata.

Scegliendo di monitorare il segnale che stai registrando dalla scheda e bypassando in toto la DAW ottieni veramente una latenza prossima allo zero.

Il guaio è che non risolvi comunque il problema di un’eventuale alta latenza in ingresso, e così facendo non puoi sentire nessun effetto applicato in real-time alla traccia che stai registrando.

Per ovviare a questi inconvenienti puoi optare per una scheda audio con processore DSP integrato.

In questo modo avrai un monitoraggio “digitale”, ma effettuato da un processore apposito che si occupa di fare soltanto quello. Così avrai garantita una latenza molto bassa anche se in cuffia stai sentendo degli effetti applicati in real-time (in quanto elaborati sempre dalla stessa scheda).

Un esempio fra tutti può essere la Universal Audio Apollo Twin MKII, della quale ho scritto in questo articolo, oppure della ancor più recente ed economica Arrow, della quale ho scritto in quest’altro post.

6. Attiva la funzione Zero-Latency della tua DAW

È una soluzione un po’ di ripiego, ma in parecchie situazioni si rivela parecchio utile.

Questa funzione è chiamata in diverso modo in base alla DAW, e sempre in base alla DAW fa cose diverse. Ad esempio su Cubase tale funzione è chiamata Forza compensazione ritardo.

In linea di massima ciò che fa la DAW è bypassare i plugin più onerosi di risorse di calcolo, ottimizzando per quanto possibile il flusso sonoro.

Direi che è tutto!

In questo articolo hai scoperto cos’è la latenza, da cosa è causata e quali sono i metodi per gestirla e ridurla il più possibile.

Non ti resta che mettere in pratica quanto hai appena appreso e, se vuoi conoscere anche altri aspetti del mondo dell’audio digitale, approfondire leggendo le altre guide / tutorial che trovi sul blog 😉

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