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Aus Raspberry Pi Geek 04/2019

Den Raspberry Pi als Tonstudio nutzen

© Apidach Jansawang, 123RF

Ton ab!

Hartmut Noack

Auf den ersten Blick erscheint der RasPi zu schwachbrüstig für den Betrieb leistungshungriger DAW-Software. Doch der Schein trügt.

Grundsätzlich lässt sich auf einem Raspberry Pi jede Musiksoftware betreiben (Abbildung 1), die es auch für Linux-PCs gibt. Findet sich kein Quellcode zum Herunterladen, müssen dann allerdings Binaries für die ARM-Plattform bereitstehen. Entsprechende Angebote existieren durchaus: So bietet die Firma Tracktion ihre professionelle DAW Waveform [1] offiziell auch für den RasPi an (Abbildung 2).

Abbildung 1: Das mächtige Ardour läuft auch auf dem Raspberry Pi 3, eignet sich dann aber nur für kleinere Projekte.

Abbildung 1: Das mächtige Ardour läuft auch auf dem Raspberry Pi 3, eignet sich dann aber nur für kleinere Projekte.

Abbildung 2: Interne Synthesizer und Unterstützung für native LXVST-Plugins empfehlen Waveform auch als Musikinstrument für den RasPi.

Abbildung 2: Interne Synthesizer und Unterstützung für native LXVST-Plugins empfehlen Waveform auch als Musikinstrument für den RasPi.

Windows-DAW-Software via Wine auf dem RasPi zu betreiben erwies sich im Test als sinnlos. Zwar erlaubt etwa Eltechs Software Exagear das Verwenden von Wine in einer virtuellen x86-Umgebung auf dem RasPi, die für Echtzeit-Musiksoftware erforderliche optimale Nutzung der schmalen Hardware-Ressourcen schließt solche Methoden aber aus.

Zum Glück gibt es inzwischen jedoch genügend native Linux-Software für Musiker, um auch ohne solche Umwege durchaus professionelle Ergebnisse zu erhalten. Die Grundlage dafür bildet auch auf dem Mini-Rechner der Audioserver Jack (Abbildung 3).

Abbildung 3: Das grafische Frontend Qjackctl erleichtert den Umgang mit den vielen Einstellungsmöglichkeiten und Verbindungsfunktionen von Jack.

Abbildung 3: Das grafische Frontend Qjackctl erleichtert den Umgang mit den vielen Einstellungsmöglichkeiten und Verbindungsfunktionen von Jack.

Solide Basis

Für Standard-PCs gibt es eine ganze Reihe speziell für den Musikbetrieb optimierter Distributionen, beispielsweise das bekannte Ubuntu Studio. Für Fedora und CentOS bietet Planet CCRMA [2] leicht installierbare Optimierungspakete, auch OpenSuse lässt sich ohne große Schwierigkeiten musiktauglich ausgestalten.

Das für RasPi angebotene Ubuntu schnitt im Test aber als unbrauchbar ab: Selbst bei sehr moderaten Einstellungen für die Latenz in Jack gab es sofort Aussetzer und Störgeräusche, sobald wir den Gitarrenverstärker Guitarix auch nur starteten. Die Software steht außerdem nur in einer veralteten Version im Paketmanager bereit. Ubuntu Maté für den Raspberry Pi lässt sich offenbar nur mit sehr großem Aufwand optimieren.

Ganz anders sieht es beim soliden Standardsystem Raspbian 8 “Jessie” aus. Dort klappt der Betrieb ohne langwieriges Einrichten der Jack-Software. Sowohl Jack als auch diverse Anwendungen wie etwa Guitarix gibt es in recht aktuellen Versionen; die Programme laufen mit Einstellungen für nur 8 Millisekunden Latenz ganz normal. Tracktions Waveform steht offiziell jedoch nur für die RasPi-Variante von Ubuntu Maté 16.04 bereit.

Zwar ist auch für Raspbian keine Erweiterung verfügbar, die sich so einfach wie Ubuntu Studio einsetzen lässt. Auf LinuxAudio.org finden Sie aber eine ausführliche Anleitung [3] zum Optimieren von Raspbian “Jessie”, die auch Download-Links der benötigten Zusatzsoftware enthält.

Ganz praktisch

Im Test kam auf einem RasPi 3 zuerst Ubuntu Maté und danach das Standard-Raspbian-Image zum Einsatz. Erste Versuche mit dem eingebauten Soundchip schlugen fehl – das widerspricht Berichten, nach denen auch dieser prinzipiell verwendbar sei. Das 20 Euro billige USB-Interface UCA222 von Behringer dagegen funktionierte sofort nach dem Anschließen ohne Nutzereingriff. Sein einziger Nachteil: Es lässt sich nur per USB mit Strom versorgen; ein Interface mit eigener Speisung würde das Netzteil des RasPi entlasten.

Ardour ließ sich für einfache Audioaufnahmen auf bis zu 8 Spuren in Ubuntu Maté verwenden, allerdings nur mit hohen Puffereinstellungen für Jack. 512 Periods pro Buffer bei der für das Behringer nativen Sample-Rate von 48 kHz ergeben 21 Millisekunden Latenz. Das ist für eine Liveaufnahme im Proberaum akzeptabel, aber für Studioarbeiten wie Overdubbing zu viel. Besser schlug sich das proprietäre, für schmale Ressourcen optimierte Waveform 9: Damit ließen sich auch mit Einstellungen für 10 Millisekunden Latenz einige Spuren aufnehmen und bearbeiten. Ebenso erlaubte es die Software, mit einer angeschlossenen Midi-Tastatur live mit den darin integrierten Synthesizern zu spielen.

In allen Fällen mussten wir für Ubuntu Maté den schlanken Desktop Fluxbox installieren – Matés Standard-Desktop verbraucht für diesen Zweck zu viele Ressourcen. Allerdings war die Leistung mit Raspbian von Anfang an deutlich besser. Die meisten Tests ließen sich mit Einstellungen für 8 Millisekunden Latenz bewerkstelligen, alle Testszenarien (Guitarix mit Effekten, Aufnahmen in Ardour, Seq24 spielt den Yoshimi Software-Synthesizer) funktionierten ohne Aussetzer bei moderaten Anforderungen.

Aber auch unter Raspbian begannen die Xruns in Jack mit hörbaren Störungen, sobald wir höhere Anforderungen einstellten. Bei Guitarix war es der Einsatz des Convolvers, der die ersten Kratzer verursachte. Die Verstärker und Lautsprecheremulationen sowie kleinere Effekte wie der einfache Chorus funktionierten aber fehlerfrei (Abbildung 4). Yoshimi ließ sich mit bis zu zwei einfachen Stimmen und dreifacher Polyphonie sauber spielen.

Abbildung 4: Guitarix macht aus dem RasPi 3 einen gut spielbaren Gitarrenverstärker, der Einsatz des Convolvers bringt ihn aber an seine Grenze.

Abbildung 4: Guitarix macht aus dem RasPi 3 einen gut spielbaren Gitarrenverstärker, der Einsatz des Convolvers bringt ihn aber an seine Grenze.

Läuft ein Puffer über oder leer, verwirft Jack die Daten und wendet sich dem nächsten Puffer zu. Das führt oft zu Wiedergabefehlern und Aussetzern, die bei weniger robust programmierten Anwendungen mitunter auch zum Absturz führen. Größere Puffer verringern das Problem zwar, verursachen aber auch eine höhere Latenz.

Optimieren durch Reduzieren

Es gibt eine ganze Reihe von Funktionen, die sich zugunsten der Audioleistung abschalten lassen. Grundsätzlich gilt: Reduzieren Sie, was Sie nicht unbedingt benötigen. Das beginnt schon mit der Desktop-Oberfläche: Das LXDE von Raspbian lässt sich zwar kaum noch verschlanken; benutzen Sie aber ein Image mit Maté, XFCE oder gar Gnome, empfiehlt sich die Installation und das Verwenden einer schlankeren Lösung. Im Test bewährte sich der simple Minimal-Desktop Fluxbox. Zu den verzichtbaren Funktionen gehören auch der Druckerdienst Cups, der Bluetooth-Daemon und der Zeit-Synchronisierer Ntp.

Anhalten und bei Bedarf auch wieder starten lassen sich diese Dienste am besten via Systemctl. So hält etwa systemctl stop bluetoothd den Bluetooth-Daemon an. Benutzen Sie ssh -X zur Fernbedienung, benötigen Sie auch keinen grafischen Login-Manager. Sie stoppen ihn dann mit systemctl stop lightdm im Terminal. Eine Deinstallation dieser Dienste ist übrigens nicht erforderlich; Sie sollten nur darauf achten, dass sie auch bei einem Neustart ausgeschaltet bleiben. Dabei hilft der Befehl systemctl disable lightdm.

Mit dem Systemctl-Schalter enable schalten Sie den Dienst bei Bedarf wieder automatisch beim Systemstart ein. Beachten Sie: enable und disable beziehen sich nur auf den Systemstart und ändern nichts am aktuellen Laufzustand. Diesen steuern Sie immer mit start oder stop.

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