portaudio - 回调调用之间的时间间隔？

Question

我有一个主要使用 PyAudio 的实验室项目，为了进一步了解其工作方式，我做了一些测量，在本例中是回调之间的时间(使用回调模式)。

我计时了，得到了一个有趣的结果

(@256 chunk size, 44.1k fs): 0.0099701;0.0000365;0.0000201;0.0201579

这种模式一直持续下去。

在两个较长的调用之间，我们有两个较短的调用，有时较长的调用更短(请注意，除了回调时间之外，我在程序中没有做任何其他事情)。

如果我们对此进行平均，我们就会得到所需的回调时间:

1/44100 * 256 (roughly 5.8ms)

这是我的可视化测量结果:

那么有人可以解释一下到底发生了什么吗？

Answer 1

PortAudio 内部发生的情况取决于许多因素，包括:

• PortAudio 正在与哪个 native 音频 API 进行通信
• 您传递给 Pa_OpenStream() 的缓冲区大小和延迟参数
• 音频硬件及其驱动程序的功能，包括其支持的缓冲区大小、缓冲模型和时序特征。

在某些情况下，PortAudio 将从 native 音频 API 请求更大的缓冲区，然后快速连续多次调用 PortAudio 用户回调。如果您选择了较小的回调缓冲区大小和较长的延迟，则可能会发生这种情况。

另一种情况是 native 音频 API 不支持您为回调大小请求的缓冲区大小(Pa_OpenStream() 的 framesPerBuffer 参数)。在这种情况下，PortAudio 将被迫使用驱动程序支持的缓冲区大小，然后在该缓冲区大小和回调缓冲区大小之间进行“调整”。此适应过程可能会导致计时不规则。

另一种可能性是 native 音频 API 使用大型环形缓冲区。每次 PortAudio 轮询 native 主机 API 时，它都会根据需要多次调用回调来填充 native 环形缓冲区。在这种情况下，不规则的计时与轮询率有关。

以上并不是唯一的可能性。

对于您的情况，一种可能的解释是，由于上述原因之一，PortAudio 快速连续调用回调 3 次(猜测 native 缓冲区大小是回调缓冲区大小的 3 倍)。

另一种可能性是 native 音频子系统不规则地向 PortAudio 发送信号。如果 PortAudio 下面的系统层正在执行与我上面描述的类似类型的缓冲，则可能会发生这种情况。例如，我曾在 Windows 7 上的 DirectSound 中看到过这种情况。 ASIO4ALL 驱动程序将出现 +/- 1ms 抖动(这不是您所看到的)。

您可以尝试将请求的流延迟减少到 0，看看结果是否会改变。这将强制双缓冲，这可能会也可能不会产生稳定的输出。另一件可以尝试的事情是使用 paFramesPerBufferUnspecified 参数，这将导致使用 native 缓冲区大小调用回调 - 然后您可以观察是否存在更大的周期性、缓冲区大小是多少，以及以及缓冲区大小是否因回调而异。

您没有说明您的目标操作系统和主机 API，因此很难提供比上述更具体的详细信息。

The internal buffering models used by the various PortAudio host API backends are described in some detail on the PortAudio wiki.

回答一个相关问题:为什么会这样？除了 native 音频子系统的较低层或缓冲区适应过程的函数的情况外，它通常是这是为 Pa_OpenStream() 指定较大建议延迟的结果。如果指定的延迟非常高，一些 PortAudio 主机 API 将放宽缓冲区周期，以减少高频计时器回调造成的系统负载。