JACK Audio Connection Kit

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インストール

JACK を動かすには、/etc/security/limits.d/99-audio.conf で ulimit を高く定義 (音声をリアルタイム処理するのに必須) できるようにユーザーを audio グループに追加する必要があります。

ノート: logind を使っている場合でも、logind はハードウェアへの直接アクセスしか対応しないため、ユーザーを手動で audio グループに追加する必要があります。

JACK の実装は2つあります。違いについては この比較 を見て下さい。簡単に説明すると、Jack 1 と Jack 2 はどちらも同じプロトコルの実装です。Jack 1 でコンパイルされたプログラムは特に修正を加えなくても Jack 2 で動作します (逆もしかり)。

JACK2

JACK2 はマルチプロセッサハードウェア向けに書きなおされています。jack2 パッケージでインストールしてください。環境が64ビットで JACK が必要な32ビットのアプリケーションを動かす必要がある場合は、multilib リポジトリから lib32-jack2 もインストールしてください。

JACK2 D-Bus

D-Bus を使う JACK2 は jack2-dbus でインストールできます。jack2 パッケージと同じものですが、レガシーな "jackd" サーバーは入っていません。

jack_control ユーティリティを使って操作します。jack_control ユーティリティを使うには python2-dbus パッケージもインストールする必要があります。

重要なコマンドは以下の通り:

jack_control start  -  jack サーバーを起動する
jack_control stop  -  jack サーバーを停止する
jack_control ds alsa  -  ドライバー(バックエンド)として alsa を選択する
jack_control eps realtime True  -  エンジンのパラメータを realtime などに設定する
jack_control dps period 256  -  ドライバーパラメータを 256 に設定する

JACK

また、jack パッケージでインストールできる、旧式の JACK も存在します。環境が64ビットで JACK が必要な32ビットのアプリケーションを動かす必要がある場合は、multilib リポジトリから lib32-jack もインストールしてください。

GUI

  • Cadence — オーディオプロダクション向けの便利なツールのセット。システムチェックや JACK の管理、他のツールの呼び出しなどの設定を行います。
https://kxstudio.linuxaudio.org/Applications:Cadence || cadence
  • Patchage — JACK と ALSA ベースのオーディオ・MIDI 環境向けのモジュール式パッチベイ。
https://drobilla.net/software/patchage || patchage
  • PatchMatrix — マトリックス方式の JACK パッチベイ。
https://git.open-music-kontrollers.ch/lad/patchmatrix/about/ || patchmatrix
  • QjackCtl — JACK サウンドサーバーデーモンを制御するシンプルな Qt アプリケーション。
https://qjackctl.sourceforge.io/ || qjackctl

基本設定

概要

ハードウェアやアプリケーションの適切な設定は様々な要因によって決まります。JACK を使用する場合、サウンドカードと CPU が遅延に強い影響を与えます。

メインライン Linux カーネルはリアルタイムスケジューリングをサポートしているため、カーネルにパッチを適用することは必ずしも必須ではありません。linux-rtAUR パッケージは遅延をさらに少なくするためのパッチが複数適用されています。

シェルを使った設定の例

JACK2 の D-Bus 版はとても簡単に始めることができます。以前は、QjackCtl や daemonizer などを使う必要がありました。jack2-dbus を使うことで、シェルスクリプトで簡単に JACK2 の起動・設定が可能です。

シェルスクリプトを作成して X のログイン時に起動するように出来ます:

start_jack.sh
#!/bin/bash

jack_control start
jack_control ds alsa
jack_control dps device hw:HD2
jack_control dps rate 48000
jack_control dps nperiods 2
jack_control dps period 64
sleep 10
a2jmidid -e &
sleep 10
qjackctl &

これで複数のツールが統合され、完全にリアルタイムな JACK の live-synthesis セットアップが立ち上がります。それぞれの行の詳細は下で説明しています。最適な設定を探す際には、D-Bus を使わないバージョンの JACK2 で QJackCtl の GUI を使って色々と試すと良いでしょう。

シェルを使った設定の例の概要

jack_control start

JACK を起動します (起動していない場合)。

jack_control ds alsa

ALSA ドライバーを使うように JACK を設定します。

jack_control dps device hw:HD2

HD2 という名前の ALSA 対応のサウンドカードを使うように JACK を設定します。cat /proc/asound/cards で名前を見つけることができます。ALSA チュートリアルやデフォルト設定ではカードの番号を使っていますが、外部 MIDI デバイスを使うときに混乱のもとになるので、名前を使うほうが楽です。

jack_control dps rate 48000

48000 khz サンプリングを使うように JACK を設定します。このハードではこれで上手く動きます。カードによっては 44100 だったり、もっと高い数値を使ったりします。数値を上げれば上げるだけ、レイテンシが少なくなりますが、カードや CPU を良い物にする必要があり、ソフトウェアもサポートしている必要があります。

jack_control dps nperiods 2

2周期を使うように JACK を設定します。マザーボード, PCI, PCI-X などでは2が適切で USB には3が適切です。

jack_control dps period 64

1フレームあたり64周期を使うように JACK を設定します。低いほうが遅延が少なくなりますが、このスクリプトの設定では 2.67 ms の遅延になり、ある程度低いわりにはこの例で使うハードウェアにあまり負担をかけません。USB サウンドシステムを使う場合は32にすると良いでしょう。リアルタイムシンセサイズや FX には 3-4 ms 以下なら問題ありません。人間が認識できる限界は 5ms です。CPU に負担をかけずに 1 ms の遅延を処理できる高級なハードウェアもありますが、必ずしも必須とは限りません。QjackCtl は負担を知らせてくれます。負担がない(クライアントが動いていない)とき、最大でも 3-5% の CPU 使用量で、xruns がないと出来ない場合は (赤い数字はシステムが要求に答えられていないことを示しています)、ハードウェアを良くする必要があります。

sleep 10

利用できるようになるまで待って下さい。

a2jmidid -e &

ALSA-to-JACK MIDI ブリッジを起動します。JACK ではなく ALSA を使って MIDI 入力を受け取るアプリケーションのミキシングに使えます。

sleep 10

利用できるようになるまで待って下さい。

qjackctl &

QjackCtl をロードします。システムトレイに GUI の設定が表示されます。D-Bus によって起動した JACK セッションをスムーズに拾うはずです。手動で起動した JACK アプリケーション間のパッチベイ・接続を管理します。パッチベイは手動の GUI を使って設定しますが、パッチベイの設定済み接続は QjackCtl によってアプリが起動したときに自動で作成されます。

GUI を使った設定の例

以下は GUI を使って JACK を設定・管理する例です:

  • jack2-dbus をインストールしてください。
  • qjackctl をインストールして、ブート時に起動するように GUI のウィンドウ・デスクトップシステムを設定してください。
  • QjackCtl が以下のようになっているか確認してください:
    • D-Bus インターフェイスを使用する
    • ブート時に起動する
    • 設定をデフォルトの場所に保存する
    • アプリケーションの起動時に JACK オーディオサーバーを起動する
    • システムトレイアイコンを有効にする
    • システムトレイに最小化された状態で起動する
  • 再起動してください。
  • ログインした後、システムトレイに QjackCtl が表示されるはずです。左クリックしてください。
  • QjackCtl GUI で遅延を少なくするように設定を行ってください。遅延に影響を与えるのは Frame Size, Frame Buffer, Bitrate の設定です。フレームサイズを大きくしたり、フレームバッファを少なくしたり、ビットレートの設定を高くすれば遅延が小さくなりますが、サウンドカードや CPU の負担が大きくなります。ライブ音声生成や何らかのフィルタを通すときは遅延を 5ms 以下に抑える必要があります。そうしないとプレイヤーと聞こえてくる音の遅延がはっきりとわかるくらいになっていまいます。

ALSA を使って再生する

jack の実行中に Alsa のプログラムが再生できるようにするには alsa の jack プラグインが入っている alsa-plugins をインストールする必要があります。

/etc/asound.conf (システム全体の設定) に以下の行を含めるように編集 (もしくは作成) して有効にしてください:

# convert alsa API over jack API
# use it with
# % aplay foo.wav

# use this as default
pcm.!default {
    type plug
    slave { pcm "jack" }
}

ctl.mixer0 {
    type hw
    card 1
}

# pcm type jack
pcm.jack {
    type jack
    playback_ports {
        0 system:playback_1
        1 system:playback_2
    }
    capture_ports {
        0 system:capture_1
        1 system:capture_2
    }
}

コンピュータを再起動する必要はありません。alsa の設定ファイルを編集して、jack を起動すれば、それで問題ありません。

ユーザーとして起動することを覚えておいて下さい。jackd -d alsa をあるユーザーによって起動した場合、他のユーザーから使うことはできません。

他の方法として、ALSA の loopback デバイスを使う方法 (複雑ですが堅牢になります) が この記事 で説明されています。

gstreamer

gstreamer で JACK を使うには gst-plugins-good パッケージが必要です。JACK のサポートを追加するプラグインが含まれています。

適当な GNOME アプリケーションの設定マネージャを使用してください (gconf2, gconf-editor, gstreamer-properties など)。

以下のパラメータの値を:

/system/gstreamer/0.12/audio/default/musicaudiosink
/system/gstreamer/0.12/audio/default/audiosink

以下のように変更してください:

jackaudiosink buffer-time=2000000

バッファ時間の値はあまり重要ではありませんが、高い値にすることで音が割れにくくなります。

参照: http://jackaudio.org/faq/gstreamer_via_jack.html

PulseAudio

pulseaudio をインストールしたままにしたい場合 (gnome-settings-daemon など他のパッケージによって必要なときなど)、PulseAudio が X と一緒に自動で起動して JACK を乗っ取ってしまうのを防ぐ必要があります。

/etc/pulse/client.conf を編集して "autospawn" をアンコメントして "no" に設定してください:

;autospawn = yes
autospawn = no

JACK と PulseAudio 両方で再生したい場合、次を参照: PulseAudio/サンプル#PulseAudio と JACK

Firewire

ALSA が firewire デバイスを触らないように、firewire に関連するカーネルモジュールは全てブラックリスト化してください。また、PulseAudio も firewire が使えなくなります。以下のファイルを作成:

/etc/modprobe.d/alsa-no-jack.conf
blacklist snd-fireworks
blacklist snd-bebob
blacklist snd-oxfw
blacklist snd-dice
blacklist snd-firewire-digi00x
blacklist snd-firewire-tascam
blacklist snd-firewire-lib
blacklist snd-firewire-transceiver
blacklist snd-fireface
blacklist snd-firewire-motu

モジュールのリストは Alsa Firewire Improve Repository に書かれているのが最新です。

ロードした firewire モジュールをアンロードするか再起動してください。

MIDI

JACK は1つのサウンドカードと、(USB などで接続された) 任意の数の MIDI デバイスを扱うことができます。 JACK を起動して、MIDI キーボードやシンセサイザーやその他のピュア MIDI デバイスを使用したい場合、適当なサウンドカードを使って JACK を起動する必要があります (PCM 音源を入出力するサウンドカード)。 そうすればすぐに、MIDI デバイスを接続して QjackCtl (qjackctl) などで接続ボタンをクリックすれば、(ドライバーによって) JACK-MIDI か ALSA-MIDI の下にデバイスが表示されます。

JACK-MIDI の場合、QjackCtl の Setup > SettingsMIDI Driverseq または raw に設定してください。これで MIDI デバイスが MIDI タブに表示されるはずです。また、Setup > Display > Enable client/port aliasesEnable client/port aliases editing (rename) を有効にすれば、クライアントの名前を (共通の "midi_capture_1" という名前から意味のある名前に) 変更することができます

ALSA-MIDI の場合、QjackCtl の Setup > MiscEnable ALSA Sequencer support をオンにしてください。これで QjackCtl の Connect ウィンドウに ALSA タブが追加され MIDI コントローラーがそこに表示されます。

ALSA-MIDI を JACK-MIDI にブリッジするには、a2jmidid (a2jmidid) を使って下さい。次のコマンドは全ての ALSA MIDI ポートを JACK MIDI ポートに伝えます:

$ a2jmidid -e

QjackCtl では MIDI タブに "a2j" クライアントとして表示されます。 QjackCtl の Setup > Options > Execute script after Startup に追加することで a2jmidid を自動で起動させることが可能です: /usr/bin/a2jmidid -e &

ノート: QjackCtl で MIDI キーボードコントローラに接続するときは、最初に Expand All を押してから適当な Output Ports (Readable Clients) を Input Ports (Writable Clients) に接続してください。ショートカットとして、接続先として個々のポートを選択する代わりに書き換え可能なクライアントを選択することで、表示されている全ての出力端子に接続することができます。
  • Q: JACK-MIDI と ALSA-MIDI の違いは何ですか?
  • A: 前者は MIDI イベント処理のタイミングとサンプルの正確性が良くなっています。後者を置き換えることもできますが、今のところ共存しています。

M-Audio MIDI キーボードをインストールするには、ファームウェアパッケージ midisport-firmwareAUR が必要になります。また、snd_usb_audio モジュールを使えるようにしてください。 個別の USB MIDI デバイスに関する情報は http://alsa.opensrc.org/USBMidiDevices を見て下さい。

トラブルシューティング

起動時に "Cannot lock down memory area (Cannot allocate memory)" というメッセージが表示される

リアルタイムプロセス管理#PAM の設定を見て下さい。そしてユーザーが audio グループに属していることを確認してください。

jack2-dbus と qjackctl のエラー

(jack2-dbus パッケージをインストールしていて) qjackctl の start ボタンを押すと "Cannot allocate memory" や "Cannot connect to server socket err = No such file or directory" などのエラーが発生する場合 ~/.jackdrc, ~/.config/jack/conf.xml, ~/.config/rncbc.org/QjackCtl.conf を削除してください。jackdbus を終了し、初めから再起動してください。

(Thanks to nedko)

以下も試して下さい:

$ fuser /dev/snd/*

PID で確認するには:

$ ps ax | grep [PID here]

上記のコマンドで衝突しているプログラムが表示されることがあります。

ログに "ALSA: cannot set channel count to 1 for capture" エラー

ALSA の入出力チャンネルを 1 から 2 に変更してください。

クラックノイズ・ポップノイズが音に混じる

あなたの JACK の設定を処理するには CPU やサウンドカードの能力が不足しています。ノイズが止むまでビットレートやフレームサイズを下げるか、フレーム間隔を少しずつ上げてみてください。

特定のアプリケーションの問題

VLC - JACK を起動した後に音が鳴らない

VLC を起動して以下のメニューオプションを変更してください:

  • ツール > 設定
  • 設定の表示: 全て
  • オーディオ > 出力モジュール > オーディオ出力モジュール: JACK オーディオ出力
  • オーディオ > 出力モジュール > JACK: 書き込み可能なクライアントに自動的に接続 (有効にする)

参照