OpenAL播放Windows，C ++中的固有延迟高于预期

如何解决OpenAL播放Windows，C ++中的固有延迟高于预期

TL / DR：一个简单的回声程序可以立即记录并播放音频，显示出的延迟高于预期。

我正在研究实时音频广播应用程序。我决定使用OpenAL来捕获和回放音频样本。我正在计划通过LAN网络发送带有原始PCM数据的UDP数据包。一台机器上录制到另一台机器上播放之间的理想延迟时间是30ms。 （一个崇高的目标）。

作为测试，我制作了一个小程序，该程序记录了麦克风中的样本，并立即将其播放回主扬声器。我这样做是为了测试基线延迟。 但是，从简单的录制音频和播放音频中，我看到固有的延迟约为65-70 ms。 我已将openAL使用的缓冲区大小减小为每秒44100个样本的100个样本。理想情况下，这将产生2-3 ms的延迟。

我尚未在其他平台（MacOS / Linux）上尝试此操作，以确定这是OpenAL问题还是Windows问题。

这是代码：

using std::list;

#define FREQ 44100   // Sample rate
#define CAP_SIZE 100 // How much to capture at a time (affects latency)
#define NUM_BUFFERS 10

int main(int argC,char* argV[])
{
    list<ALuint> bufferQueue; // A quick and dirty queue of buffer objects
    ALuint helloBuffer[NUM_BUFFERS],helloSource;
    ALCdevice* audioDevice = alcopenDevice(NULL); // Request default audio device

    ALCcontext* audioContext = alcCreateContext(audioDevice,NULL); // Create the audio context
    alcMakeContextCurrent(audioContext);

    // Request the default capture device with a ~2ms buffer
    ALCdevice* inputDevice = alcCaptureOpenDevice(NULL,FREQ,AL_FORMAT_MONO16,CAP_SIZE);

    alGenBuffers(NUM_BUFFERS,&helloBuffer[0]); // Create some buffer-objects

    // Queue our buffers onto an STL list
    for (int ii = 0; ii < NUM_BUFFERS; ++ii) {
        bufferQueue.push_back(helloBuffer[ii]);
    }

    alGenSources(1,&helloSource); // Create a sound source

    short* buffer = new short[CAP_SIZE]; // A buffer to hold captured audio
    ALCint samplesIn = 0;  // How many samples are captured
    ALint availBuffers = 0; // Buffers to be recovered
    ALuint myBuff; // The buffer we're using
    ALuint buffHolder[NUM_BUFFERS]; // An array to hold catch the unqueued buffers

    alcCaptureStart(inputDevice); // Begin capturing

    bool done = false;
    while (!done) { // Main loop
        // Poll for recoverable buffers
        alGetSourcei(helloSource,AL_BUFFERS_PROCESSED,&availBuffers);
        if (availBuffers > 0) {
            alSourceUnqueueBuffers(helloSource,availBuffers,buffHolder);
            for (int ii = 0; ii < availBuffers; ++ii) {
                // Push the recovered buffers back on the queue
                bufferQueue.push_back(buffHolder[ii]);
            }
        }
        // Poll for captured audio
        alcGetIntegerv(inputDevice,ALC_CAPTURE_SAMPLES,1,&samplesIn);
        if (samplesIn > CAP_SIZE) {
            // Grab the sound
            alcCaptureSamples(inputDevice,buffer,samplesIn);

            // Stuff the captured data in a buffer-object
            if (!bufferQueue.empty()) { // We just drop the data if no buffers are available
                myBuff = bufferQueue.front(); bufferQueue.pop_front();
                alBufferData(myBuff,samplesIn * sizeof(short),FREQ);

                // Queue the buffer
                alSourceQueueBuffers(helloSource,&myBuff);

                // Restart the source if needed
                // (if we take too long and the queue dries up,//  the source stops playing).
                ALint sstate = 0;
                alGetSourcei(helloSource,AL_SOURCE_STATE,&sstate);
                if (sstate != AL_PLAYING) {
                    alSourcePlay(helloSource);
                }
            }
        }
    }
    // Stop capture
    alcCaptureStop(inputDevice);
    alcCaptureCloseDevice(inputDevice);

    // Stop the sources
    alSourceStopv(1,&helloSource);

    alSourcei(helloSource,AL_BUFFER,0);

    // Clean-up 
    alDeleteSources(1,&helloSource);
    alDeleteBuffers(NUM_BUFFERS,&helloBuffer[0]);
    alcMakeContextCurrent(NULL);
    alcDestroyContext(audioContext);
    alccloseDevice(audioDevice);

    return 0;
}

这是波形图，显示了输入声音的延迟和产生的回声。此示例显示了大约70ms的延迟。

Waveform with 70ms echo delay

系统规格：

英特尔酷睿i7-9750H 24 GB内存 Windows 10 Home：V 2004-内部版本19041.508 声音驱动程序：Realtek Audio（驱动程序版本10.0.19041.1） 输入设备：Logitech G330耳机

问题可以在其他Windows系统上重现。

编辑：

我尝试使用PortAudio做类似的事情，并获得了类似的结果。我确定这是由于Windows音频驱动程序引起的。 我仅使用ASIO音频重建了PortAudio并安装了ASIO4ALL音频驱动程序。这样可以实现小于10ms的可接受延迟。

解决方法

我最终通过放弃OpenAL转向PortAudio和Steinberg ASIO解决了这个问题。我安装了ASIO4ALL并重建了PortAudio以仅接受ASIO设备驱动程序。我需要使用Steinberg中的ASIO SDK来执行此操作。 （遵循指南here）。这使我获得了5到10毫秒之间的延迟。

这篇文章有很大帮助：input delay with PortAudio callback and ASIO sdk