用 Raspberry Pi 聽音樂

之前灌的  RaspBMC 當然也能播放音樂，但是每次要聽音樂都要打開電視實在不太方便，加上電視的音質其實不如我那便宜的 UCA-202 好，總希望聲音能從  USB 音效卡出來。

之前嚐試使用 RaspBMC 仍在測試中的 AudioEngine，能順利地用 USB DAC 播放音樂，但是有兩個問題。第一是播放外接硬碟裏面的影片時，影音會不同步，而且每次都要重新設定聲音的 offset，並不會被記憶住。第二個問題比較嚴重，即時播放線上影片的時候，會造成整個沒有進度！第三個小困擾是沒有任何 EQ ，無法修正我家小客廳的聲音。

偶然之間遇到了 RaspyFi，這是一個以輕量化 Debian 運行 Music Player Daemon (MPD) 的 distribution，主打是支援大多數的 USB DAC，甚至是非同步和 24bit/192kHz 的 DAC。使用方法很簡單，先把 image 抓下來後，用 Win32DiskImager 燒進去一張 4G 以上的 SD 卡就行了。現在的 v1.0 也比之前的 1.0 beta 好用很多，不用任何設定就會抓到你整個外接硬碟上面的音樂，讓你可以用各種方式選取樂曲編成 Play List，輕鬆的播放。

不過， MPD 需要其他的 mpd client 來控制，Windows 的機器上我是用 gnome music player client ， Android 手機上我是用 MPDroid，後者無法讀取 cue 的曲目資料，我都是用前者先設定好 play list，已經加到 play list 裡面的 cue 曲目後者還是可以撥放的。RaspyFi v1.0 更是加上了網頁介面，讓很多東西都變得非常容易。

唯一要注意的是 RaspyFi 只接受 ssh 進去關機，務必記得下面指令：
sudo shutdown -h now

於是我快樂的過著換 SD 卡的生活，要看影片或是下載 torrent 就換到 RaspBMC 那張 SD 卡，要聽音樂就換到 RaspyFi 的 SD 卡。


使用一陣子之後就開始手癢想加上 EQ，最早只是想加上一個全域的 ALSAEQ，但是沒搞定。後來按照 Richard's Staff 上面 software cross over 的方式，用 ecasound 加上 PEQ，也算是替 DIY 喇叭的目標 Linkwitz Pluto 做準備。

第一步是安裝 ecasound 還有相關的 LADSPA plugin
sudo apt-get update sudo apt-get install ecasound sudo apt-get install cmt sudo apt-get install swh-plugins

然後我安裝了 Richard 撰寫的 RT-plugins，下載之後我用 filezilla 的 sftp 功能把檔案上傳到 RaspyFi 上面，安裝 gcc 後，編譯並安裝 RT-plugins (檔案以 0.0.3 為例)
sudo apt-get install gcc sudo apt-get install ladspa-sdk tar xfz rt-plugins-0.0.3.tar.gz cd rt-plugins-0.0.3/ make sudo make install

要測試到目前為止正確安裝，可以上傳一段聲音檔到 RaspyFi 上面之後執行
sudo service mpd stop ecasound -i test.wav -f:16,2,44100 -o alsa,hw:0,0

第一行是把 mpd 關掉避免兩者搶音效卡，後者單純的就是用 ecasound 播放聲音。
聲音如果有正確出來的話，我們就可以來試試看 RT-plugins 的效果
ecasound -i test.wav -el:RTlr4lowpdass,1500 -f:16,2,44100 -o alsa,hw:0,0

這是把原先的聲音加上一個 Linkwitz-Riley 四階低通濾波器，設定在 1500Hz。這樣的聲音聽起來應該是大提琴、低音鼓、Bass 之類的樂器都不見了，人聲也會變的很薄。如果你有聽到這樣的效果的話，那 ecasound 和這些 plugin 都沒問題了！

接下來我們要把 mpd 輸出的聲音都透過 ecasound 加上我們想要的 plugin，但是不幸的 RaspyFi 預設的 mpd 並不提供這樣的功能，按照 RaspyFi 早期公佈的資料，我們可以自己重新編譯 mpd。首先要補上的是 git 和 g++，下載 mpd 之後先自動偵測目前系統的設定，再加上我們需要的 --enable-pipe-output。
sudo pat-get install git sudo apt-get install g++ git clone git://git.musicpd.org/master/mpd.git cd mpd ./autogen.sh ./configure --enable-pipe-output

這時候我的系統上跑出來的資訊是
########### MPD CONFIGURATION ############ Archive support: (-bzip2) (-ISO9660) (-ZIP) Client support: (+IPv6) (+TCP) (+UNIX Domain Sockets) File format support: (+AAC) (-AdPlug) (-C64 SID) (+FFMPEG) (+FLAC) (-FluidSynth) (-GME) (+libsndfile) (-MikMod) (+MODPLUG) (+MAD) (+MPG123) (+Musepack) (-Opus) (-OggTremor) (+OggVorbis) (+WAVE) (+WavPack) (-WildMidi) Other features: (+libsamplerate) (+libmpdclient) (+inotify) (-SQLite) Metadata support: (+ID3) Playback support: (+ALSA) (+FIFO) (+File Recorder) (+HTTP Daemon) (+JACK) (+libao) (+OSS) (-OpenAL) (-OS X) (+Pipeline) (-PulseAudio) (-ROAR) (+SHOUTcast) (-Solaris) (-WinMM) Streaming encoder support: (+FLAC) (+LAME) (+Ogg Vorbis) (-Opus) (+TwoLAME) (+WAVE) Streaming support: (-CDIO_PARANOIA) (+CURL) (-Despotify) (-Last.FM) (+Soundcloud) (+MMS) ##########################################

確定你想要的功能都有了之後就可以編譯並安裝了，但這次的編譯會很花時間歐。
make sudo service mpd stop make install sudo mv /usr/bin/mpd /usr/bin/mpd.old sudo cp /usr/local/bin/mpd /usr/bin/mpd

我的作法是把舊有的 mpd 執行檔改名為 mpd.old，這樣要是什麼你需要的功能不見了，還有機會比較並調整上面編譯的參數。

最後，就是用老朋友 nano 調整 /etc/mpd.conf 了！先把原先的 alsa output 全部用 # 註解掉，並加上下面這樣的設定，我這裡摹仿 Richard 的作法把 PEQ 寫在另外一個叫作 pre.ecp 的檔案裡，並把這個檔案放到 /etc/ 裏面去。
audio_output { type "pipe" name "DSP crossover/eq" format "44100:32:2" mixer_type "software" command "ecasound -q -z:nodb -a:pre -f:s32_le,2,44100 -i:stdin \ -pf:/etc/pre.ecp -f:16,2,44100 -o:alsa,hw:0,0" }
用 \ 分開的那兩行必須是同一行，最後的 -f:16,2,44100，表示我用雙聲道 16bit/44.1kHz 輸出，這部份請根據你自己的 DAC 調整。

Richard 網頁上 pre.ecp 的範例是做一個簡單的 PEQ cut 來消除某個特定的房間共振，內容是
pre = -el:RTpara,-8.5,82,2.6 }

這是一個 -8.5dB, Q=2.6，頻率在 82Hz 的 PEQ， 如果有多個房間共振，就會使用多個 PEQ 來消除他們 （有時候則是強化被消掉的頻率，這時候 dB 那欄就會是正的）。

至於房間共振要怎找？一個最簡單的辦法就是自己用聽的，我嚐試用 Expression Tone Generator 自己聽過一次，實在很不容易。相對有效的辦法就是用一個頻率響應相對平坦的麥克風，加上免費軟體 REW 用量的。這個軟體量測好之後會有圖形幫手來幫你找到每個 PEQ 的設定。

如果用的是無指向性又有校正檔的專用量測麥克風，效果當然更好，像是 MiniDSP UMIK-1，這是一支有個別量測檔的 USB 麥克風。