Latenz

Digitale Systeme arbeiten mit Abtastwerten und verarbeiten diese häufig blockweise. Eingangswandler, Treiberpuffer, Bearbeitungsstufen, Netzwerkempfänger und Ausgangswandler können jeweils Zeit hinzufügen. Die Gesamtlatenz ergibt sich aus der Summe aller beteiligten Stufen, nicht aus dem kleinsten beworbenen Wert einer einzelnen Komponente. Manche Prozessoren benötigen außerdem Lookahead oder Analysefenster. Diese können selbst dann eine Verzögerung verursachen, wenn der Computer noch reichlich freie Rechenleistung besitzt.

Nach der Schallerzeugung durch den Lautsprecher kommt die akustische Laufzeit hinzu. Unter gewöhnlichen Bedingungen legt Schall ungefähr einen Meter in drei Millisekunden zurück. Die genaue Geschwindigkeit hängt von den Umgebungsbedingungen ab. Wer weit von einem Lautsprecher entfernt sitzt, erlebt daher andere Zeitbeziehungen als eine Person mit In-Ear-Monitoring auf der Bühne. Bei elektrischen Latenzmessungen sollte angegeben werden, ob der akustische Weg enthalten ist. Andernfalls können scheinbar vergleichbare Zahlen unterschiedliche Dinge beschreiben.

• Die Eingangslatenz beschreibt den Weg vom eintreffenden Signal bis zu einem festgelegten Bearbeitungs- oder Aufnahmepunkt.
• Die Ausgangslatenz beschreibt den Weg von einem definierten Wiedergabepunkt bis zu einem Ausgang.
• Die Roundtrip-Latenz umfasst den Weg in das gemessene System hinein und wieder heraus.
• Die Ende-zu-Ende-Latenz erfasst den gesamten für die Anwendung relevanten Weg einschließlich aller verbundenen Stufen.

Mitwirkende hören nicht nur ihr Monitorsignal. Beim Singen wird die eigene Stimme auch über Luft- und Knochenleitung wahrgenommen, während am Schlagzeug der direkte akustische Klang des Instruments hinzukommt. Eine verzögerte Monitorkopie kann mit diesen unmittelbaren Hörreferenzen zusammenwirken und Klangfarbe oder Timinggefühl beeinflussen. Deshalb kann eine Verzögerung, die bei normaler Wiedergabe kaum auffällt, während einer Live-Darbietung oder eines Overdubs störend sein.

Für das Publikum stehen andere Aspekte im Vordergrund. Verzögerungslautsprecher werden unter Umständen absichtlich zeitlich angepasst, um die Beschallung zu verbessern. Videosysteme können eine Audiosynchronisation benötigen, damit Sprache und sichtbare Bewegungen zusammenpassen. Eine möglichst niedrige Latenz ist deshalb nicht immer das einzige Ziel. Entscheidend ist, ob jeder Signalweg die für seinen Zweck richtige Zeitbeziehung besitzt und dabei zuverlässig mit ausreichenden Verarbeitungsreserven arbeitet.

Bei Mitwirkenden mit In-Ear-Monitoren sollte der vollständige Weg vom Mikrofon bis zum Ohrhörer untersucht werden. Pultbearbeitung, Computer-Inserts, digitale Übertragung und Funktechnik können jeweils zur Gesamtlatenz beitragen. Einen unnötigen Hin- und Rückweg zu entfernen, kann mehr bewirken, als einen einzelnen Puffer zu verkleinern, während mehrere andere verzögernde Stufen unverändert bleiben.

Bei einer gegebenen Abtastrate entspricht ein kleinerer Block einer kürzeren Zeitspanne. Das tatsächliche System kann jedoch mehrere Puffer und zusätzliche Sicherheitsstufen des Treibers verwenden. Eine höhere Abtastrate verändert die Zeitdauer einer bestimmten Anzahl von Abtastwerten, erhöht aber zugleich die Anforderungen an Verarbeitung und Übertragung. Gehen Sie daher nicht davon aus, dass eine Verdopplung der Abtastrate die gemessene Ende-zu-Ende-Latenz halbiert oder einen bereits ausgelasteten Computer zuverlässiger macht.

Ermitteln Sie die tatsächliche Signalweglatenz mit einer kontrollierten Loopback-Messung oder einem geeigneten Testsystem. Geben Sie Ein- und Ausgangspunkte, Abtastrate, Puffereinstellung und aktive Bearbeitung an. Die von einer DAW gemeldete Latenz kann hilfreich sein, erfasst aber möglicherweise nicht jede externe Stufe. Die Latenzkompensation richtet unterstützte Wiedergabewege aufeinander aus, indem sie an anderer Stelle Verzögerung ergänzt. Sie kann ein Live-Signal nicht früher ausgeben, als es die physische Verarbeitung erlaubt.

Bei einer Overdub-Sitzung in einem Studio in Abu Dhabi empfindet eine Sängerin ihre abgehörte Stimme als zeitlich losgelöst. Das Mikrofon läuft über ein Audiointerface in die Aufnahmesoftware, durch mehrere Plug-ins und zurück zum Kopfhörer. Die verantwortliche Fachkraft prüft, ob im Monitorweg ein Mastering-Prozessor mit Lookahead aktiv ist, und vergleicht das Softwaresignal mit der Direct-Monitoring-Funktion des Interfaces.

1. Dokumentieren Sie den aktuellen Signalweg und stellen Sie sicher, dass nicht zwei Monitorwege gleichzeitig wiedergegeben werden.
2. Umgehen Sie unnötige Bearbeitung mit hoher Latenz und testen Sie unter der tatsächlichen Sitzungslast eine kleinere Puffereinstellung.
3. Nutzen Sie gegebenenfalls Direct Monitoring und achten Sie gleichzeitig darauf, dass der aufzunehmende Eingang korrekt in die Sitzung geroutet bleibt.
4. Lassen Sie eine kurze Passage singen, prüfen Sie den Hörkomfort und kontrollieren Sie, ob der aufgenommene Take weiterhin zeitlich korrekt ausgerichtet ist.

Bei einer Live-Veranstaltung in Dubai könnte ein Gesangskanal stattdessen ein Mischpult, einen über Netzwerk eingebundenen Computereffekt und ein digitales In-Ear-System durchlaufen. Die Fachkraft berücksichtigt die gesamte Kette im Latenzbudget und vermeidet einen Insert mit hoher Verzögerung im unverzichtbaren Monitorweg. Ein separater Effektrückweg kann das Publikum versorgen, während auf der Bühne ein einfacherer Signalweg genutzt wird. Das ist ebenso eine Routing- wie eine Rechnerleistungsentscheidung.

Das Angebot zur Audioproduktion ist ein geeigneter Ausgangspunkt für die Planung eines Aufnahmeablaufs. Die technische Abnahme sollte sich dennoch auf die tatsächliche Sitzungskonfiguration und die Rückmeldung der Mitwirkenden stützen. Ein mit nur einer Spur angenehm wirkender Test belegt noch keine Stabilität, sobald die vollständige Sitzung samt Automation läuft.

Wer Puffer so weit verkleinert, bis Knackser auftreten, tauscht ein Problem gegen ein anderes. Ein Puffer muss dem System ermöglichen, seine Arbeit durchgehend rechtzeitig zu erledigen, auch in anspruchsvollen Passagen und bei Hintergrundaktivität. Testen Sie mit realistischer Kanalzahl und Bearbeitung, nicht nur mit einer leeren Sitzung. Ist die stabile Einstellung für das Monitoring unangenehm, vereinfachen Sie den Signalweg, nutzen Sie geeignetes Direct Monitoring oder überdenken Sie, welche Bearbeitung während der Darbietung wirklich notwendig ist.

• Addieren Sie Herstellerangaben zur Latenz erst, nachdem Sie geprüft haben, ob sie vergleichbare Messgrenzen und Betriebsarten beschreiben.
• Hören Sie ein Direktsignal und ein verzögertes Softwaresignal nicht gleichzeitig ab, sofern diese Kombination nicht beabsichtigt ist.
• Gehen Sie nicht davon aus, dass der Bypass eines Plug-ins in jeder Host-Konfiguration auch dessen gemeldete Verzögerung entfernt.
• Prüfen Sie Szenenwechsel und Prozessormodi, da sie die Zeitverhältnisse eines zuvor getesteten Signalwegs verändern können.

Parallele Signalwege verlangen besondere Aufmerksamkeit. Wird ein trockenes Signal mit einer verzögerten bearbeiteten Kopie kombiniert, kann sich die Klangfarbe bereits verändern, bevor die Verzögerung als Echo hörbar wird. Hier besteht ein Zusammenhang zwischen Latenz sowie Polarität und Phase. Eine Polaritätsumkehr ist jedoch kein allgemeines Gegenmittel. Richten Sie geeignete Signalwege bei Bedarf zeitlich aus, entfernen Sie unerwünschte Doppelungen und beurteilen Sie das Ergebnis in der tatsächlich relevanten Hörsituation.