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October 24, 2018

Verständnis der Plug-In-Verzögerungskompensation

Technikalitäten, damals und heute

Musikproduktion und Plattenaufnahme sind facettenreiche Prozesse, bei denen viele Elemente eine Rolle spielen. Einige davon sind künstlerischer Natur, andere sind rein technischer Natur.

„Damals” (schottischer Akzent, diesmal) mussten alle technischen Elemente eine Anzahl von Personen einbeziehen, die mit Bandmaschinen, analogen Mischpulten, Outboard-Geräten, Leitungen und sogar echten Hallräumen vertraut waren. Das Letzte, was jemand wollte, war, dass eine Sitzung ins Stocken geriet, während der Künstler wertvolle Zeit und Inspiration verlor, aufgrund einer technischen Kleinigkeit.

All dies gilt auch heute noch, selbst wenn sich diese technischen Aspekte geändert haben, für diejenigen, die Musik mit Computern machen (Fab sagte mir, es scheint eine ganze Menge davon zu geben).

Einer der am meisten übersehenen und unterschätzten Aspekte einer DAW ist ihre Fähigkeit, interne Verzögerungen zu handhaben, die mit Routing und Verarbeitung einhergehen. In diesem Artikel werden wir uns die Art und Weise der Verwaltung von ADC (Automatische Verzögerungs-Kompensation) in Pro Tools ansehen, aber die hier dargestellten Konzepte werden dir das nötige Know-how und den Detektivhut verleihen, um diese Überprüfungen und Diagnosen in jeder DAW durchzuführen.

Puffergröße vs. Latenzkompensation

Jedes Mal, wenn du „Play” auf deiner DAW drückst, forderst du Daten von dem „Gehirn” deines Computers zu deinen Lautsprechern an. Denk daran wie an eine Anzahl von Kisten, die regelmäßig von deinem Computer zu deinen Lautsprechern reisen. Diese Kiste ist dein Puffer.

Je kleiner deine Puffergröße ist, desto kleiner sind die Kisten, die dein Computer verwendet, um Daten zu packen und an deine Lautsprecher zu senden. In einem bestimmten Zeitraum (z. B. 1 Sekunde) muss dein Computer mehr Kisten verwenden, mehr Energie aufwenden, um die Daten hineinpacken und sie sicher verpacken zu können, bevor er sie an deine Lautsprecher sendet. Da die Kiste klein ist, ist die Zeit, die benötigt wird, um die erste Kiste vom Moment des „Play”-Drückens bis zu deren Versand zu verpacken, sehr kurz, aber dein Computer benötigt mehr Arbeit (höhere CPU-Nutzung), um sicherzustellen, dass all diese kleinen Kisten gesendet werden. Genau wie im echten Leben, lassen diese Kisten nicht viel Platz, sodass du viele Kisten, viel Klebeband, viel Verpackung und viel Energie benötigen wirst.

Mit einer großen Puffergröße wird dein Computer ruhiger arbeiten: eine große Kiste bedeutet, dass viel Daten hineinpassen, und die Kiste wird geschlossen und gesendet, sobald sie voll ist. Das bedeutet, dass von dem Moment, in dem du „Play” drückst, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die erste Kiste deine Lautsprecher erreicht, mehr Zeit vergehen wird. Auf der anderen Seite macht es die größeren Kisten dem Computer einfacher, in einem bestimmten Zeitintervall (z. B. 1 Sekunde) zu arbeiten.

Zusammengefasst:

  • Kleinere Puffergrößen: erhöhte Reaktionsfähigkeit, höhere CPU/Systemressourcennutzung
  • Größere Puffergrößen: verringerte Reaktionsfähigkeit, niedrigere CPU/Systemressourcennutzung
kleine Puffergrößen bei der Aufnahme bevorzugt (und benötigen die kleinste Latenz zwischen dem, was du spielst, und dem, was du von deiner DAW zurück hören kannst) und größere Puffergrößen werden beim Mischen bevorzugt (wenn du keine zeitkritische Reaktionsfähigkeit mehr benötigst und mehr Plug-ins zu verwenden möchtest, indem du die Belastung deines Systems entspannst).

Wie unterscheiden sich nun „interne Verarbeitungsverzögerungen” von „Puffergrößen”? Während die Puffergröße ein systemweit gültiger Parameter ist, ändert sich die Verarbeitungsverzögerung dynamisch mit Routing, Plug-ins und Verarbeitungsketten. Und hier kann es kompliziert werden.

Verarbeitungsverzögerung und ihre Kompensation

Lass uns zwei Audiospuren nehmen: Track A hat einen Kick- und Snare-Groove, Track B hat ein Bassgitarre-Riff. Während wir dabei sind, nehmen wir an, die beiden Spuren wurden von einem erstklassigen, groovigen, funky Duo aufgenommen. Du sitzt am Mischpult und entscheidest, dass Track A ein wenig EQ, etwas Kompression und einen Hauch von Reverb benötigt. Track B ist perfekt, so wie er ist. Du drückst „Play”, um das Ergebnis zu hören, und alles klingt erstaunlich. Ein Teil davon liegt daran, dass deine DAW automatisch die Plug-in-Verzögerung ausgleicht. Warum ist das so?

Nun, im Grunde benötigt Track A mehr Zeit, um das Ende seiner Signalverarbeitungskette zu erreichen: Track B ist völlig „nackt” und geht direkt durch dein Routing, aber Track A muss durch einen EQ, einen Kompressor und einen Reverb verarbeitet werden.

Die automatische Verzögerungskomensation stellt sicher, dass Track B nicht alleine die Ziellinie überquert: vielmehr wird er auf Track A warten, und wenn sie alle zusammen sind, werden sie gemeinsam die Ziellinie überschreiten, wodurch die ursprünglichen Zeitbeziehungen zwischen den beiden erhalten bleiben.

Wenn deine DAW kein „ADC” (Automatische Verzögerungs-Kompensation) hätte, würde Track A so klingen, als wäre er zeitlich später aufgenommen worden. Wenn der Unterschied groß ist, wird der Schlagzeuger im Vergleich zum Bassisten vollkommen falsch und untimig klingen, und da - in unserem Beispiel - die beiden Jungs eine berühmte Funkband sind, würdest du wegen dieses Fehlers gefeuert werden.

Es ist jetzt einfach zu verstehen, wie wichtig ADC ist, wenn man bedenkt, dass du normalerweise:

  • mehr als zwei Spuren hast
  • mehr als drei Plug-ins insgesamt verwendest
  • mehr Routing verwendest, mit Auxs für Busse und Sende/Retouren

und am wichtigsten: die Dinge klingen nicht immer vollkommen falsch. Möglicherweise hast du einen kleinen Phasenverschiebung zwischen deinen Kanälen (z. B. Kick und Bass und den Rest des Schlagzeugs? Horror!), die dich dazu bringt, Mischentscheidungen auf der Grundlage eines technischen Problems zu treffen und nicht auf der Grundlage des Inhalts deiner Spuren. Und all das verschiebt sich mit jeder Änderung am Routing oder an den Plug-ins! Wieder: Horror.

Aus diesem Grund lass uns sicherstellen, dass wir wissen, wie man diagnostiziert, ob ADC korrekt funktioniert.

Fehlerbehebung und Optimierung von ADC

Lass uns zwei identische Audiospuren nehmen, die alle zu demselben Bus geroutet sind. Sie enthalten ein identisches Stück Audio: eine 1 kHz Sinuswelle bei -20dBfs (aber alles funktioniert, solange es dasselbe Audioclipp ist).

Ich drehe die Phase (= invertiere die Polarität) auf einem Kanal. Einige DAWs haben einen einfachen „Phase umkehren”-Button auf der Kanalstrecke, aber mein Pro Tools hat das nicht. Also setze ich zwei identische Trim-Plug-ins auf beide Spuren, bypasse es auf der ersten und lasse es auf der zweiten aktiviert, um die Phase umzudrehen. Auf diese Weise wende ich die gleiche Verarbeitung auf beide Spuren an und halte sie für alle praktischen Zwecke identisch.

Auf dem Summenbus, genannt „MIX”, setze ich ein einfaches Phasescope-Plug-in ein, um Polarität, Pegel und Stereoabbildung zu sehen.

Wenn ich die Sitzung spiele, heben sich die beiden Spuren gegenseitig auf und das Ergebnis ist vollständige Stille (-unendlich). Ah, die Schönheit, mit Einsen und Nullen im digitalen Bereich zu arbeiten.

Jetzt füge ich ein Plug-in auf der ersten Spur hinzu und setze es auf Bypass. Auf diese Weise erhöhe ich die Arbeitslast des Plug-ins selbst, aber ich ändere den Klang auf keine Weise. Beachte, dass das Umgehen eines Plug-ins in einigen DAWs es auch aus dem Verarbeitungsweg entfernt. In meinem Pro Tools bedeutet Bypass, dass das Plug-in immer noch auf der CPU „lastet”, aber keinen Einfluss auf den Audio-Track selbst hat.

Wenn ADC ordnungsgemäß funktioniert, wird das Ergebnis immer noch eine vollständige Null sein. Das liegt daran, dass Track B schneller als Track A ist (es müssen keine Berechnungen dafür gemacht werden), aber sie wird aufgefordert, auf Track A zu warten, bis dieser bereit ist, und dann werden sie alle abgespielt.

Wenn wir ADC in Pro Tools ausschalten (Setup-Menü > Verzögerungs-Kompensation deaktiviert), wirst du sehen, dass das Phasescope uns jetzt ein Rest-Signal anzeigt. Das bedeutet, dass die beiden Spuren nicht kompensiert werden.

Im dritten Beispiel machen wir Track A, dass er durch einen zusätzlichen Aux-Track geht, und leiten ihn dann zum MIX-Bus, während Track B gerade dorthin geht. Wenn ADC korrekt funktioniert, findet immer noch eine Kompensation statt und das Ergebnis muss eine vollständige Null sein.

Im vierten Beispiel lassen wir Track A durch einen Audio-Track gehen, mit aktivem Eingang-Monitoring. Hier wird es interessant. In Pro Tools drücken wir Play und das Signal wird nicht Null. Ist das ein Fehler? Nein.

Pro Tools hat eine Funktion namens „Auto Low Latency”, die in der Regel standardmäßig aktiviert ist. Die Idee dahinter ist, dass, wenn du einen Audio-Track ins Eingang-Monitoring und/oder Aufnahmemodus versetzt, du etwas aufnehmen möchtest. Und wenn dies von einer echten Quelle geschieht (z. B. dein Gitarrist muss ein Overdub aufnehmen), geht Pro Tools davon aus, dass du die geringstmögliche Latenz möchtest, um sicherzustellen, dass der Gitarrist hören kann, was sie spielt (ja, sie) im Einklang mit ihrer Darbietung. „Auto Low Latency” stellt sicher, dass die Regel der automatischen Verzögerungs-Kompensation für Tracks, die ins Eingang-Monitoring und/oder im Aufnahme-Modus (grünes „I” oder roter Punkt aktiviert) gesetzt sind, überschritten wird.

Meistens ist das, was du willst (insbesondere, wenn die Sitzung bereits viele Plug-ins hat), aber in diesem Fall wollen wir das nicht. Wir könnten diese Technik verwenden, um einen Track in einen anderen zu bouncen, und es ist von größter Wichtigkeit, dass ADC aufrechterhalten wird, damit wir korrekt überwachen und uns daran festhalten können.

Um dies zu beheben, gehen wir zum „Verzögerungs-Kompensations”-Bereich, am Ende dieses Audio-Tracks (stelle sicher, dass „Verzögerungs-Kompensation” im Menü „Ansicht > Mischfenster” aktiviert ist, um es zu sehen). Die drei Felder anzeigen von oben nach unten:

  • die gesamte Verzögerung in Samples dieses Tracks
  • der Benutzer-Versatz in Samples dieses Tracks (falls vorhanden)
  • die gesamte Kompensation in Samples dieses Tracks, die erforderlich ist, um die Verzögerung der langsamsten Spur in der Sitzung auszugleichen

Normalerweise sind diese Felder alle grün, aber in Pro Tools können sie orange werden, um die langsamste Spur in der Sitzung hervorzuheben. Wenn sie rot sind, bedeutet das, dass der Track nicht korrekt kompensiert wird. Jede DAW hat eine maximale Anzahl an Samples, die sie kompensieren kann.

Um den Modus „Auto Low Latency” für einen bestimmten Track auszuschalten, klicken wir mit der rechten Maustaste auf das dritte, unterste Feld des Verzögerungs-Kompensations-Panels, und klicken dann auf „Auto Low Latency AUS”. Das Kompensationsfeld wird jetzt blau aussehen, um dir mitzuteilen, dass der Low-Latency-Modus für diesen Track deaktiviert ist.

Wenn du deine Sitzung jetzt abspielst, wirst du die vollständige Null bemerken. Die Dinge funktionieren jetzt wieder wie erwartet.

Du kannst diese Diagnose in jeder Situation verwenden (auch bei Sendungen/Rückführungen), indem du einfach sicherstellst, dass das Endergebnis von zwei identischen Spuren (aber mit entgegengesetzter Polarität) in einer vollständigen Null zurückkehrt. Das ist nicht diskutierbar: Es ist keine künstlerische Wahl oder eine Arbeitsweise: DAWs sollten den Timing deines Materials NICHT beeinflussen (ob vorab aufgenommen oder in Echtzeit generiert) basierend auf technischen, operationellen Faktoren.

ADC und Virtuelle Instrumente

Wie sieht es mit virtuellen Instrumenten aus? Wie wissen wir sicher, dass sie alle korrekt kompensiert werden? Nun, wir wissen es nicht. Wir vertrauen den Software-Entwicklern. In der Regel.

Aber es gibt eine Art von virtuellen Instrumenten, die ich nicht übersehen möchte: Schlagzeugbibliotheken und Schlagzeugersatz-Plug-ins. Wenn ich einen Kick- und Snare-Sample zu einem vorhandenen Schlagzeug-Track hinzufüge, wie weiß ich, dass diese beiden Samples perfekt phasen-ausgerichtet sind?

In diesem letzten Beispiel haben wir drei Spuren von Drums: Kick, Snare und Overheads und sie klingen so:

Originalauszug

Es könnte besser sein. Ich höre nicht genug Kraft im Kick und Snare und möchte sie mit Samples verstärken. Dazu öffne ich ein virtuelles Instrument, in meinem Fall Slate Digital SSD 4, aber du kannst dieses Prinzip auf jedes ähnliche Plug-in anwenden.

Sobald ich meinen Kick und Snare ausgewählt habe, spiele ich die Sitzung und sie klingt so. Ziemlich gut, es macht, was ich will.

Drums mit hinzugefügten Samples

Für mich ist die erste Überprüfung mit meinen Ohren erledigt. Es klingt gut, also behalte ich es. Ich weiß jedoch, dass die Sitzung bald viel größer sein wird als das und möchte jegliche Möglichkeit verringern, dass etwas schiefgeht. Also, anstatt das virtuelle Instrument aktiviert zu lassen und darauf angewiesen zu sein, treffe ich die Entscheidung, die Sample-Tracks in reales Audio zu bouncen. Das macht die Sitzung autark und nicht abhängig von einer Klangbibliothek, die vielleicht jemand in ein paar Jahren nicht mehr installiert hat, oder die dein Mischingenieur vielleicht nicht besitzt... und es wird auch sicherstellen, dass die Samples zeitlich fixiert sind und dort bleiben, wo sie sind.

Ein Wort der Warnung: Lass alle virtuellen Instrumente so schnell wie möglich los, sobald deine Arrangements/Songwriting-Sitzungen abgeschlossen sind. Ich persönlich vertraue MIDI *nicht so sehr* und bevorzuge es, mich an eine schlankere, effizientere Sitzung zu halten, bevor ich mit dem Mischen beginne.

Im SSD-Mischer routiere ich die Dinge wie folgt:

  • Kick (direkt): Stereo-Ausgang 2
  • Snare (direkt): Stereo-Ausgang 3
  • Alle Ambient-Tracks (Overheads/Räume usw.): Stereo-Ausgang 4

Dann erstelle ich in Pro Tools 3 Stereo-Audio-Tracks, benenne sie entsprechend und setze die Eingänge auf die Ausgänge der SSD-Virtuellen Instrumente, die ich oben aufgelistet habe. Um ein wenig mehr Routing (und mehr Prüfungen) zuzufügen, gehen diese 3 Spuren zu ihrem eigenen Bus und dann zum MIX-Bus.

Wenn ich das Eingang-Monitoring für diese Spuren aktiviere und Play drücke, wird es seltsam und unkoordiniert klingen.

Etwas stimmt nicht

Das liegt daran, dass ich vergessen habe, „Auto Low Latency” auf AUS zu setzen, wie ich zuvor erklärt habe. Wenn dies behoben ist, klingt alles genau wie zuvor vor dem Bouncen.

Ich mache dann mit dem Bouncen der Spuren weiter und hier sind sie, separat gedruckt und bereit, zur Mix-Sitzung hinzugefügt zu werden. Das Lustige ist, dass selbst mit aktivem „Auto Low Latency”-Modus das gedruckte Ergebnis korrekt kompensiert wäre! Denn Pro Tools verwendet diesen Low-Latency-Modus nur für die Monitoring-Seite, nicht für das interne Drucken (gute Arbeit, Entwickler).

Lass uns jetzt die Drum-Tracks genauer ansehen. Während die gesampelte Snare perfekt ausgerichtet und phasengleich mit der Originalen ist, siehst du eine Verzögerung zwischen den beiden Kicks. Das hat nichts mit der automatischen Verzögerungs-Kompensation zu tun, sondern mehr mit den tatsächlichen Samples im virtuellen Instrument. Sie sind alle unterschiedlich, haben verschiedene Engines, Samples und daher unterschiedliche Ergebnisse. Deshalb ist eine finale Überprüfung immer ratsam.

Wie wäre es, wenn wir den Abstand zwischen dem Anfang des echten Kicks und dem der gesampelten Kick auswählen, und herausfinden, dass es 72 Samples beträgt (das steht im Transportbereich von Pro Tools, sobald mein Raster auf „Samples” eingestellt ist). Jetzt können wir -72 im „Benutzer-Versatz”-Feld im Verzögerungs-Kompensations-Bereich der gesampelten Kick eingeben.

Dies wird Pro Tools sagen, dass diese Spur um 72 Samples „vorher” verschoben werden soll, wodurch die gesampelte Kick mit der echten ausgerichtet wird. Es bedeutet nicht immer, dass es besser klingt, ich sage nur, dass es sich lohnt, dies zu überprüfen! In diesem Fall klingt die ausgerichtete Version besser und lässt die beiden Kicks mehr wie eins erscheinen. Subtil, aber es ist da.

Original + Samples (ausgeglichene Kickdrum)
written-by

Pianist and Resident Engineer of Fuseroom Recording Studio in Berlin, Hollywood's Musicians Institute Scholarship winner and Outstanding Student Award 2005, ee's worked in productions for Italian pop stars like Anna Oxa, Marco Masini and RAF, Stefano 'Cocco' Cantini and Riccardo Galardini, side by side with world-class musicians and mentors like Roger Burn and since 2013 is part of the team at pureMix.net. Alberto has worked with David White, Niels Kurvin, Jenny Wu, Apple and Apple Music, Microsoft, Etihad Airways, Qatar Airways, Virgin Airlines, Cane, Morgan Heritage, Riot Games, Dangerous Music, Focal, Universal Audio and more.