SONAR 中的无线音频和 MIDI 功能

出处：The Cakewalk Blog

编译：PrincessX

随着蓝牙设备和IoT（物联网）的不断繁衍进化，无线技术已经成为了当今一个最热门的主流趋势，广泛地影响着音频软件、汽车行业、医疗和其它各行各业。Gibson的研发部门也正在积极投身于自身软硬件中的无线技术研究以及蓝牙空间信息网络的研发，具体来说就是蓝牙技术规范的开发和创新工作。作为Gibson旗下的一个子品牌，Cakewalk也得益于无线音频技术的强大优势。今年，我们高兴地宣布，我们的旗舰级录音、音频编辑和混音软件SONAR，也开始在所有版本中整合无线MIDI技术了！

在2017年3月份发布的SONAR更新中，我们与微软进行了紧密的沟通合作，新增在全新UWP MIDI应用程序接口框架下的蓝牙LE MIDI设备的支持。在2016年11月份，我们还加入了对微软全新的低延迟WASAPI共享模式驱动的支持，里边同样也包含了经由WASAPI驱动的蓝牙音频设备支持。有了这些改进，SONAR现在已经拥有原生的蓝牙无线音频和MIDI支持了。

在这篇文章里，我们讲深入探究这些蓝牙无线音频背后的一些技术细节。

蓝牙就在这里

现在市面上有许许多多不同的无线信号传输标准。但为何唯有蓝牙如此流行？无线技术标准可以大致被归类为以下几个方面：
为短距离信息沟通而优化的无线（蓝牙）
为宽阔场地间沟通而设计的无线（801.11g/n/a、DECT等等，通过AVB的802.11）
全国性或全球性覆盖的无线网络（手机无线3G、4G、LTE网络等等）
私人范围的网络（蓝牙LE、UWB等等）

至今为止在音频设备里最常见的无线协议就是蓝牙。这主要也是因为蓝牙硬件设备的低成本，易用性，原声支持蓝牙设备的广泛性和可用性——汽车、手机、头戴式耳机、音响等等，甚至是装配了蓝牙功能的门锁。

AVB（音频视频桥接）也是一种非常有潜力的音频网络技术，得益于它的高带宽容量和可扩展性，并且它已经在音频行业里有了一定的名气。但遗憾的是有线AVB已经占有了相当大的市场份额，许许多多的专业音频接口和汽车工业里都在使用它，因此无线的AVB还是不幸的被放缓了研发速度。

蓝牙音频在早些时候可能被一些设备发现和配对、高延迟以及播放中的小毛病等问题诟病。但如今采用了最新的蓝牙标准诸如BT 4.0以上，稳定性已经得到了巨大的提升，延迟问题也极大改善了。而蓝牙LE还因其具有额外的MIDI信息传输特性，使得蓝牙变成了一个完善的流媒体传输解决方案。蓝牙5也正在持续进化中，它比蓝牙4拓宽了4倍的范围，2倍的速度，以及8倍的数据广播容量。更广的范围可以让它覆盖整个家庭的任何一个角落，同时保证更稳定更可靠的连接。

Windows通用平台（UWP）vs WIN32桌面应用

在最新版本的Windows中有两种不同的应用程序：

Win32应用程序或“经典”的windows应用程序，例如SONAR
使用全新的Windows编程接口来设计的“最新”UWP应用程序

微软已经开始鼓励开发者们使用UWP来编写应用程序。但不幸的是UWP程序必须运行在 sandbox中，它只能以有限的方式来与其它Win32应用程序进行沟通，例如插件之间的数据沟通，并且它只拥有有限的文件系统和硬件存取能力。这样就给类似SONAR这样的程序带来了挑战，因为SONAR严重依靠这些系统服务。

最近微软为Win32应用程序在UWP的打包发布了全新的“UWP桌面桥接”方法。这确实是微软跨出的正确一步，但实际上还有更多的限制在等着我们去克服。

MIDI应用程序接口

传统上最广泛使用的MIDI编程接口是从1991年开始沿用至今MME（多媒体扩展）程序接口。DirectMusic则是另一种由于某些原因更少人使用的高级MIDI程序接口。MME接口已经被DAW软件使用了数十年。如今Windows里对于音频的支持已经从MME向ASIO、WDM和WASAPI进化了许多，但对于MIDI的支持却一直停步不前。

在Windows 10系统里，微软加入了全新的UWP MIDI API。这个概念是为了给UWP应用程序提供一种更现代和更具扩展性的方式，以求更好地与MIDI设备沟通，同时为下一代的MIDI协议/接口提供更好地支持。由于这种程序接口是专门为UWP程序而设计的，现在还没有被很多基于Win32程序的DAW制造商采纳。

最近，在2016年9月，微软发布了UWP转换器，为了让Win32程序通过一种转译的方式也可以用上UWP MIDI应用程序接口。Cakewalk评估了这个应用程序接口并找出了可行性方案。这次发布的细节和更多UWP MIDI的信息可以在微软的博客文章里找到。

UWP MIDI 的优势

UWP是全新的应用程序接口平台，因此任何MIDI功能的改变都只能经由UWP来实现，而老的MIDI应用程序接口则做不到
它可以同时被UWP应用程序和Win32应用程序使用（利用新发布的Win32转换器）
它支持蓝牙LE MIDI（BLE-MIDI）协议
它可以处理多用户同时访问MIDI端口
总体来说它是一个更为简单易用的应用程序接口

蓝牙LE MIDI支持

Windows 10纪念版里自带了蓝牙LE MIDI（BLE-MIDI）支持，这是由一个MMA工作组进行研发的。这种低能耗蓝牙（BLE）是一个被大多数移动型计算设备所采用的无线连接方案。BLE可以为移动型设备有效延长电池寿命，当它们连接了外部蓝牙设备的时候（例如MIDI键盘或是控制器等），BLE可以智能休眠而不会持续不断地传输信息。

蓝牙MIDI可以被任何Windows 10里支持UWP MIDI API的应用程序所调用。只要这台PC拥有兼容蓝牙LE广播的功能，并不需要额外的硬件来与蓝牙MIDI外设进行沟通，例如MIDI键盘、踏板和控制器等等。但需要注意的是，现在PC本身还不能成为一台蓝牙外设，因为微软并没有对其进行开放。

Windows 10里的蓝牙LE MIDI架构。鸣谢：Pete Brown（来自微软公司）

蓝牙音频支持

Windows本身就拥有内置的蓝牙音频设备支持。在2016年11月份的更新中，SONAR也通过WASAPI驱动对蓝牙音频进行了支持。当你把一个蓝牙音频设备跟Windows配对好以后，这个设备将在SONAR的设备列表里显示出来，当然前提是你要把SONAR的音频驱动模式改成WASAPI（共享模式或专属模式都可以）。目前SONAR支持所有标准的蓝牙音频设备，包括话筒、音箱以及任何输入输出设备等等。SONAR甚至可以响应许多蓝牙头戴耳机上的走带控制按钮！例如你可以使用这些头戴耳机上的按键来进行开始、停止和定位时间线的操作。

在SONAR里边使用蓝牙设备

UWP MIDI是SONAR最新版本中提供的一个全新的MIDI驱动模式。类似于音频驱动模式的设置，你现在也可以在Preferences | MIDI | Playback and Recording设置栏里选择MIDI驱动模式了。

为了让蓝牙MIDI设备在SONAR里能正常工作起来，你必须先把蓝牙设备和PC进行配对，再打开SONAR工作站。这样蓝牙MIDI设备才能在SONAR里显示可用，当然你需要把MIDI驱动模式先设置成UWP才行哦。