FRAGMENT Z MOJEGO EBOOKA, KTÓRY NIEDŁUGO BĘDZIE MIAŁ PREMIERĘ – MAJ 2025

Aspekty Latencji Audio

Przyjrzyjmy się ogólnym zagadnieniom związanym z wydajnością systemu audio.

Latencja audio to krótki okres opóźnienia (zwykle kilka milisekund) między momentem, gdy sygnał audio trafia do systemu, a chwilą, gdy pojawia się na wyjściu. Każdy element w torze sygnałowym – interfejs audio, system operacyjny, sterowniki, DAW, wtyczki VST – wprowadza pewną wartość latencji. W systemach analogowych latencja praktycznie nie istnieje, jest bliska zeru. Konwersja analogowo-cyfrowa (ADC) i cyfrowo-analogowa (DAC) generują minimalne opóźnienie, mierzone w nanosekundach, które w praktyce można pominąć. Problem zaczyna się dopiero przy przetwarzaniu cyfrowym.

Gdzie występuje zauważalna latencja audio?

• Rodzaj połączenia interfejsu audio z komputerem (USB, Thunderbolt, PCIe – każdy ma inną przepustowość)
• Sterowniki interfejsu audio w systemie operacyjnym (ASIO, CoreAudio, WASAPI, itp.)
• System operacyjny, który może dodatkowo opóźniać sygnał, miksując go z innymi strumieniami
• DAW (Digital Audio Workstation) – szczególnie śledzenie sygnału na żywo, efekty natywne, routing, wtyczki
• Wtyczki AU, AAX, VST – niektóre efekty i instrumenty mogą dodawać własne opóźnienia

Przebieg sygnału

Konwerter ADC przekształca analogowy sygnał audio (np. z mikrofonu, gitary, syntezatora) na postać cyfrową – czyli zestaw liczb zapisanych w buforze (czyli określonej wielkości tablicy). Z kolei konwerter DAC wykonuje proces odwrotny – przekształca dane cyfrowe z powrotem w sygnał analogowy i przesyła go do głośników lub słuchawek.

W nagrywaniu cyfrowym dźwięk zapisywany jest jako ciąg tzw. próbek (samples). Każda próbka to liczba reprezentująca wartość napięcia analogowego w danym momencie. Im wyższa częstotliwość próbkowania, tym więcej „klatek” dźwięku zapisywanych jest na sekundę. Popularne wartości to 44100 Hz, 48000 Hz, 96000 Hz oraz 192000 Hz. Wyższy sample rate zmniejsza minimalnie ogólną latencję, ale zwiększa obciążenie procesora.

Bufory i ich wpływ na latencję

Do konwersji sygnału potrzebny jest bufor – czyli obszar pamięci RAM, który przechowuje próbki dźwięku. Systemy często używają dwóch lub trzech buforów na raz, aby zapobiec zakłóceniom (glitches, drop-outs). Kiedy jeden bufor jest przetwarzany, drugi się zapełnia i tak w kółko.

Minimalna latencja odpowiada czasowi, jaki potrzeba do przetworzenia jednej porcji danych (bufora) w określonej liczbie próbek na sekundę. Obliczamy to tak:

Rozmiar Bufora (ilość próbek) ÷ Częstotliwość Próbkowania (Hz)

= Oczekiwana Latencja (ms)


Przykład:
Jeśli pracujesz z buforem 128 próbek przy 44100 Hz (czyli 44,1 kHz), interfejs audio wygeneruje ok. 2,9 ms latencji zanim sygnał trafi do DAW. Następnie kolejne 2,9 ms potrzebne będzie, by DAW odesłał sygnał z powrotem do interfejsu – np. na wyjście słuchawkowe.

Ale to nie wszystko – musimy dodać latencję wewnętrzną DAW oraz wszystkie opóźnienia wprowadzone przez VST, efekty czy routingi.

Całkowita latencja audio

Podany powyżej wzór dotyczy tylko jednego etapu – wejścia lub wyjścia. Pojęcie Overall Latency (latencja całkowita) obejmuje wszystkie etapy przetwarzania:

Latencja wejściowa + Latencja DAW/Wtyczek + Latencja wyjściowa

= Oczekiwana Latencja (ms)


Warto pamiętać, że niektóre interfejsy audio mogą błędnie raportować wartości latencji. Wtedy potrzebna jest ręczna kompensacja błędu sterownika, jeśli DAW na to pozwala.

Różne opóźnienia na ścieżkach w DAW

W każdej sesji w DAW może się zdarzyć, że różne ścieżki mają różne poziomy opóźnienia – powodowane przez instrumenty MIDI, wtyczki VST, efekty czy routing. Każda z tych ścieżek może wprowadzać własne opóźnienie, które niekoniecznie będzie równe innym.

Aby wszystko brzmiało spójnie, DAW korzysta z mechanizmu kompensacji opóźnienia (Delay Compensation). Jak to działa? Najdłuższe opóźnienie w projekcie jest traktowane jako punkt odniesienia – a pozostałe ścieżki są do niego dopasowywane. Dzięki temu wszystko gra równo, nawet jeśli jedna ścieżka ma np. 64 ms opóźnienia, a inna tylko 4 ms.

Warto wiedzieć, że opóźnienie widoczne na wyjściu danej ścieżki jest interpretowane jako latencja, szczególnie jeśli monitorujesz sygnał na żywo (np. wokal w czasie rzeczywistym).

WTYCZKI – DLACZEGO ZWIĘKSZAJĄ OPÓŹNIENIE?

Każda wtyczka efektowa (np. EQ, kompresor, limiter, pogłos) wymaga czasu na przetworzenie sygnału audio. Szczególnie „ciężkie” wtyczki to te, które mają funkcję „look-ahead” (analizują sygnał z wyprzedzeniem, np. limitery), a także pogłosy konwolucyjne czy narzędzia masteringowe (np. iZotope Ozone). Te wtyczki znacząco zwiększają latencję.

Rodzaje wtyczek a typowa latencja

Latencja na ścieżkach w Cubase

Cubase oferuje przydatne narzędzie o nazwie Channel Latency Overview, które pokazuje dokładne opóźnienia każdej ścieżki w projekcie.

Na przykład:
W jednym z kanałów z wtyczką FabFilter Pro-Q latencja wynosi aż 64 ms (3072 próbki). Cubase uzna tę wartość za latencję całkowitą (overall latency), ponieważ to największe opóźnienie spośród wszystkich ścieżek.

Channel Latency Overview pokazuje opóźnienia spowodowane przez:

• wtyczki insertowe (np. EQ, kompresory)
• moduły channel strip (np. built-in efekty Cubase)
• panoramy (panning)

Funkcja Lookahead i duże bufory

Niektóre wtyczki audio, szczególnie kompresory i inne procesory dynamiki (np. limiter), używają specjalnej funkcji o nazwie lookahead.
W dosłownym tłumaczeniu „lookahead” oznacza „spojrzenie w przód” – i dokładnie o to tu chodzi.

Wtyczka z lookahead wprowadza celowe, bardzo małe opóźnienie sygnału, żeby „zobaczyć”, co za chwilę się wydarzy. Dzięki temu może zareagować szybciej i dokładniej, np. obniżyć głośność dokładnie wtedy, kiedy dźwięk miałby przebić się ponad ustalony poziom.
Bez tej funkcji wtyczka reagowałaby dopiero po fakcie – czyli za późno, a efekt mógłby być mniej naturalny.

➡️ Zaleta: lepsza kontrola nad sygnałem, dokładniejsze działanie.
➡️ Wada: wprowadza latencję – czyli opóźnienie w czasie rzeczywistym.
To nie problem podczas miksu, ale może przeszkadzać np. przy nagrywaniu na żywo, gdzie każda milisekunda opóźnienia ma znaczenie.

Duże bufory i wtyczki analizujące sygnał (np. Ozone)

Inna grupa wtyczek, np. spektralne analizatory (pokazujące wykresy częstotliwości) czy zaawansowane narzędzia masteringowe (jak iZotope Ozone), działa trochę inaczej.

Takie wtyczki nie przetwarzają dźwięku „na bieżąco”, tylko najpierw zbierają większy fragment sygnału do tzw. bufora, a potem wykonują skomplikowane obliczenia – często w domenie częstotliwości, a nie czasu.
Mówiąc prościej: zamiast słuchać pojedynczych nut, patrzą na „cały akord”, żeby lepiej go zrozumieć i przetworzyć.

➡️ Zaleta: bardzo dokładna analiza i wysokiej jakości przetwarzanie dźwięku.
➡️ Wada: wymaga dużego bufora, co również oznacza większe opóźnienie (latencję).

Podsumowując:

• Lookahead = małe opóźnienie, które pozwala np. kompresorowi działać szybciej i dokładniej.
• Duże bufory = konieczne przy zaawansowanej analizie dźwięku (np. przy masteringu), ale też powodują opóźnienia.

Dlatego podczas nagrywania lepiej unikać takich wtyczek (lub wyłączyć je tymczasowo), a używać ich dopiero na etapie miksowania i masteringu, gdzie latencja już nie przeszkadza.

Constrain Delay Compensation – Cubase

Zdarza się, że podczas gry na instrumencie VST lub prawdziwym instrumencie w czasie rzeczywistym, masz na ścieżce sporo wtyczek, które wprowadzają zauważalne opóźnienie. To może sprawić, że gra staje się wręcz niemożliwa i frustrująca.
Właśnie w takich przypadkach przydaje się funkcja Constrain Delay Compensation – czyli ograniczenie kompensacji opóźnienia.

Jak działa Constrain Delay Compensation w Cubase?

Po aktywacji tej funkcji dla kanałów instrumentów, ścieżek z włączonym nagrywaniem, grup oraz kanałów wyjściowych, dzieje się kilka rzeczy:

• Dla wtyczek VST3 z przyciskiem „Live” lub trybem niskiej latencji (także od firm trzecich), funkcja ta automatycznie aktywuje tryb Live lub low latency dla danej wtyczki
• Dla wtyczek bez trybu niskiej latencji, Cubase wyłącza daną wtyczkę, aby nie wprowadzała opóźnień
• Wtyczki na kanałach FX są pomijane i nie są dezaktywowane.

Po zakończeniu nagrywania lub grania na instrumencie VST, warto wyłączyć Constrain Delay Compensation, aby przywrócić pełną kompensację opóźnień i poprawne brzmienie miksu

Ustawienie progu opóźnienia (threshold)

W Cubase możesz samodzielnie ustawić wartość progową, powyżej której wtyczki będą wyłączane przez Constrain Delay Compensation.
Wystarczy przejść do:
Cubase → Ustawienia → VST
Tam ustawiasz, jaka maksymalna latencja (w milisekundach) jest akceptowalna – wszystko powyżej zostanie automatycznie odłączone.

W EBOOKU ZNAJDZIECIE ODPOWIEDNIKI TEJ WTYCZKI WE WSZYSTKICH POPULARNYCH PROGRAMACH DAW - A PRZYNAJMNIEJ PODOBNE FUNKCJE BO NIE WSZYSCY MAJĄ DOKŁADNIE TO SAMO 😎

Czy interfejs graficzny DAW wpływa na opóźnienie audio?

Nie. Elementy graficzne interfejsu DAW nie mają wpływu na opóźnienie audio.
Obliczenia graficzne i audio są przetwarzane w osobnych wątkach procesora. Co najwyżej UI może lekko się przycinać lub lagować, ale nie wpłynie to na dźwięk.

Wyjątek może się pojawić, gdy interfejs wyświetla dane zależne od przetwarzania audio – np. analiza spektralna oparta na transformacjach Fouriera (FFT). Wtedy lag interfejsu może wynikać z przetwarzania danych, ale nadal nie wpłynie bezpośrednio na latencję audio 

Jak znaleźć odpowiedni balans latencji audio?

Jak już wcześniej wspomniałem, latencja to czas potrzebny na przetworzenie dźwięku. Aby komfortowo korzystać z DAW na co dzień, należy uwzględnić wiele elementów:

• model i jakość interfejsu audio
• sterowniki interfejsu (np. ASIO, CoreAudio)
• ustawienia DAW i bufora
• ustawienia wtyczek i ich liczba
• system operacyjny, procesor, ilość RAM
• dodatkowe procesy działające w tle

Im szybszy komputer, tym więcej ścieżek, efektów i EQ można przetwarzać jednocześnie bez odczuwalnego opóźnienia.

Jak dużo opóźnienia jesteśmy w stanie usłyszeć?

Ludzkie ucho potrafi zauważyć nawet bardzo małe opóźnienia. Najnowsze badania z Uniwersytetu Aalto pokazują, że człowiek może zarejestrować opóźnienia rzędu nawet 0,5 ms. Jednak ogólne wytyczne branżowe mówią:

• Opóźnienia do 4 ms – idealne do nagrywania i monitorowania w czasie rzeczywistym
• Opóźnienia od 4 do 7 ms – akceptowalne do nagrywania i monitorowania
• Opóźnienia powyżej 8 ms – rozpraszające i niewygodne podczas nagrywania/monitoringu
• Powyżej 8 ms – w pełni dopuszczalne przy miksie i masteringu, ale nie przy nagrywaniu

Uwaga: każdy słyszy inaczej

Warto pamiętać, że każdy z nas ma indywidualną percepcję dźwięku – wrażliwość na latencję może się różnić w zależności od osoby. Te wartości są uśrednione i nie stanowią reguły dla wszystkich.

Ustawienia audio w Cubase 13

Przyjrzyjmy się bliżej ustawieniom audio w Cubase 13. Zaczniemy od otwarcia głównego okna ustawień. Informacje poniżej pochodzą z oficjalnego podręcznika Cubase 13, który jest najbardziej wiarygodnym źródłem. Zalecam również sprawdzenie dokumentacji producenta dla najnowszych informacji.

Aby otworzyć ustawienia audio, przejdź do:
Studio → Studio Setup → Audio System

Studio Setup – Ustawienia systemu audio

• ASIO Driver – wybrany sterownik audio dla Twojego interfejsu.
• Release Driver when Application is in Background – zwalnia sterownik, gdy Cubase działa w tle, dzięki czemu inne aplikacje mogą korzystać z interfejsu audio. Przydatne szczególnie w systemie Windows.
• Input Latency – pokazuje opóźnienie sygnału wejściowego.
• Output Latency – pokazuje opóźnienie sygnału wyjściowego.
• ASIO-Guard Latency – pokazuje opóźnienie związane z mechanizmem ASIO-Guard.
• HW Sample Rate – częstotliwość próbkowania ustawiona w interfejsie audio.
• HW Pull Up/Down – informuje o statusie pull-up/down urządzenia.

Opcje zaawansowane

• Processing Precision – wybór precyzji przetwarzania audio: 32-bit lub 64-bit float. 64-bit może poprawić jakość, ale zużywa więcej CPU i RAM.
• Activate Multi Processing – aktywuje wielowątkowe przetwarzanie dźwięku na wielu rdzeniach procesora. Zalecane, by zostawić włączone.
• Activate ASIO-Guard – uruchamia ASIO-Guard, który stabilizuje system i redukuje drop-outy.
• ASIO-Guard Level – poziom działania ASIO-Guard. Im wyższy, tym większa stabilność, ale i większe opóźnienie.
• Audio Priority (tylko Windows) – ustaw na „Normal”, jeśli pracujesz z MIDI. Dla samego audio można wybrać „Boost”.
• Activate Steinberg Audio Power Scheme (tylko Windows) – wyłącza funkcje oszczędzania energii, co poprawia działanie przy bardzo niskich latencjach.
• Disk Preload – określa ile sekund dźwięku jest wczytywane do RAM przed odtworzeniem. Pomaga uniknąć zacięć.
• Adjust for Record Latency – uwzględnia opóźnienia wtyczek podczas nagrywania.
• Record Shift – przesuwa nagrane ścieżki o określoną wartość w czasie.

Konfiguracja interfejsu audio – Audio System → Scarlett 4i4 USB Settings

Kliknięcie nazwy interfejsu (np. Scarlett 4i4 USB) otwiera dodatkowe ustawienia:

• Control Panel – otwiera panel sterowania urządzenia.
• Input/Output Latency – pokazuje dokładne opóźnienia wejścia i wyjścia.
• Clock Source / Externally Clocked – wybór źródła zegara i możliwość korzystania z zewnętrznego zegara.
• Direct Monitoring – pozwala monitorować sygnał bezpośrednio przez interfejs audio.

Sekcja portów:

• Reset – przywraca domyślne nazwy i widoczność portów.
• I/O / Port System Name / Show As / Visible / State – ustawienia widoczności, nazw i statusu portów wejścia/wyjścia.
• Reset (na dole okna) – resetuje aktywne urządzenie ASIO, co może pomóc w przypadku problemów z dźwiękiem.

Ustawienia CoreAudio Device (macOS)

W panelu sterowania urządzenia możesz ustawić Buffer Size – im mniejszy bufor, tym mniejsza latencja, ale większe obciążenie CPU.
Większy bufor oznacza większe opóźnienie, ale lepszą stabilność przy słabszych komputerach.
Warto eksperymentować, by znaleźć balans idealny dla swojego setupu.

ASIO-Guard – stabilność i wydajność

ASIO-Guard przenosi część obciążenia z toru real-time do toru przetwarzania wstępnego. To pozwala:

• Przetwarzać więcej ścieżek i efektów
• Zmniejszyć ryzyko drop-outów
• Używać mniejszych buforów

Uwaga: ASIO-Guard nie działa dla sygnałów monitorowanych na żywo (np. VSTi czy wejścia audio). Wtedy dany kanał jest automatycznie wyłączany z ASIO-Guard i wraca do real-time, z delikatnym fade-out/in.

Okno Audio Performance

Aby otworzyć panel wydajności, przejdź do:
Studio → Audio Performance

• Real-Time – pokazuje średnie obciążenie przetwarzania real-time
• ASIO-Guard – pokazuje obciążenie w przetwarzaniu offline
• Peak – szczytowe zużycie CPU. Wysoka wartość może oznaczać drop-outy
• Processing Overload – wskaźnik przeciążenia (gdy przetwarzanie przekracza 100%)
• Disk Cache / Disk Cache Overload – pokazuje obciążenie dysku i ewentualne przeciążenia

Możesz zresetować wskaźniki klikając je lub przypisać skróty klawiszowe do ich obsługi.

VST Plug-in Manager

Zarządzaj wtyczkami w oknie VST Plug-in Manager:
Studio → VST Plug-in Manager

Znajdziesz tu:

• informacje o zgodności z ASIO-Guard
• konfigurację I/O
• latencję danej wtyczki w próbkach
• możliwość włączenia/wyłączenia obsługi ASIO-Guard dla konkretnej wtyczki.

BONUS

WINDOWS i latencja

ASIO4ALL – szybkie wprowadzenie

ASIO4ALL to darmowy, „uniwersalny” sterownik ASIO, który opakowuje zwykłe urządzenia audio klasy WDM w interfejs ASIO znany z profesjonalnych interfejsów audio. Dzięki temu pozwala zejść z latencją do kilku–kilkunastu ms nawet na tanim, zintegrowanym kodeku laptopa – bez potrzeby kupowania zewnętrznej karty dźwiękowej.​

Dlaczego nie wystarcza domyślny sterownik Windows?

• WASAPI/DirectSound bufory są większe (rzędu 50–100 ms), co w DAW-ach czy wirtualnych instrumentach powoduje wyczuwalne opóźnienie.
• ASIO omija warstwę miksującą systemu i pozwala DAW-owi gadać bezpośrednio z urządzeniem, redukując overhead i latencję.

Jeśli Twój interfejs audio ma już natywny sterownik ASIO (RME, Focusrite, Steinberg), używaj go – ASIO4ALL to ratunek głównie dla zintegrowanych układów Realtek/Intel, a czasem dla tanich USB-mikserów bez własnego ASIO.

Najnowsza wersja a zgodność

• 2.16 (28 czerwca 2024) – obsługa Windows 10/11, działa także na 7/8 (drobne artefakty GUI); przywrócono „Off-Line Settings” i naprawiono ograniczenie do 16 bitów.​AudioSEX – Professional Audio Forum
• 2.15 (16 lutego 2022) – pierwsza stabilna wersja z pełnym wsparciem Win 10/11.​asio4all.org

Wskazówka: jeśli pracujesz na starszym systemie (< Win 7) albo potrzebujesz podpisu cyfrowego WHQL, rozważ pozostanie przy 2.14; nowsze buildy mogą wymagać wyłączonego Secure Boot.

Pobieranie i instalacja krok po kroku

1. Przejdź na stronę asio4all.org i kliknij link do wersji 2.16 (lub najnowszej widocznej).
2. Pobierz installer (zawiera 32- i 64-bit w jednym pliku).​Sweetwater
3. Uruchom setup.exe → Akceptuj licencję → Zaznacz „Off-Line Settings” (opcjonalnie) → Install.
4. Restart? Zwykle niepotrzebny, ale reboot bywa ratunkiem, gdy DAW nie widzi sterownika.

Konfiguracja w DAW-ie (przykład FL Studio / Reaper / Ableton)

1. Audio Device / Preferences → wybierz ASIO → ASIO4ALL v2.
2. Kliknij “Show ASIO Panel” – otworzy się szare okienko ze znakiem gwiazdki.
3. Włącz tylko to urządzenie (input + output), którego faktycznie używasz – odhacz zbędne, bo każde dodatkowe zwiększa latency i ryzyko konfliktów.
4. Buffer Size / ASIO Buffer ustaw na 128 samples (start) → testuj mniejszą wartość, aż pojawią się drop-outs, potem cofnij o jeden krok.
5. Jeżeli słyszysz trzaski, w panelu Latency Compensation zwiększ wartości „ASIO Buffer” albo włącz tryb Allow Pull Mode (WaveRT).

Typowe problemy i rozwiązania

Kiedy ASIO4ALL nie wystarczy

• Nagrywanie wielośladowe powyżej 2 wejść–wyjść (brakuje synchronizacji word-clock).
• Projekty 192 kHz / 32-bit – zintegrowany kodek i tak tego nie obsłuży.
• Routing w obsłudze hardware-monitoringu – kup interfejs z natywnym ASIO i miksowaniem w FPGA.

Podsumowanie: ASIO4ALL to szybka, darmowa metoda na minimalizację latencji w Windowsie, gdy korzystasz z zintegrowanej karty lub taniego USB audio. Pamiętaj jednak, że to obejście – w poważnej produkcji najlepszym krokiem w stronę stabilności i niższych opóźnień pozostaje interfejs z własnym, firmowym sterownikiem ASIO.