解决数字音乐制作面临的最大问题之一

数字音乐和音频创作面临的最大问题之一是高延迟。与声学乐器（例如鼓）不同，在声学乐器中，您几乎在声音产生后立即听到声音，而数字音频必须先由计算机处理，然后声音才能从扬声器中发出。根据伦敦玛丽女王大学数字音乐中心研究，这种延迟导致音乐家认为数字乐器不自然、低劣，而且根本不那么令人愉快。

为了克服这个问题，2014 年，玛丽女王大学增强乐器实验室的 Andrew McPherson 和 Victor Zappi 开发了 Bela，这是一个用于高质量、超低延迟音频的开源嵌入式计算平台。在成功的 Kickstarter 众筹活动之后，该研究小组于 2016 年创建了 Augmented Industries 公司，以进一步开发 Bela。

Bela 的开发者之一 Giulio Moro 说，Bela 的创建“是为了制作数字乐器，在数字乐器中，低且一致的延迟对于表演者来说非常重要，以便他们感觉乐器能够以快速且可预测的方式响应他们，就像声学乐器一样。”Bela 的延迟小于 1 毫秒，远快于最快的笔记本电脑，甚至低于人类可以感知的程度。

Bela 的硬件

Bela 的架构在 CC BY-SA 3.0 许可下开源，原理图和电路板设计可在 GitHub 上找到。

Giulio 说：“Bela 运行的是 4.4 Linux 内核，带有 Xenomai 实时扩展，以提供超低延迟性能。Xenomai Cobalt 是 Linux 的一个协同内核，允许[运行]选定的线程以硬实时优先级运行，绕过 Linux 内核，以实现与在没有操作系统的情况下运行裸机相当的性能。我们正在使用德州仪器 AM3358 片上系统 (SoC) 上可用的板载 200MHz 微控制器（可编程实时单元）作为复杂的 DMA [直接内存访问] 控制器，为音频通道（通过 I2S）、模拟通道（通过 SPI）和数字通道（SoC 的 GPIO）执行低级输入/输出操作。”

对于那些想要立即开始使用的人，Augmented Instruments Ltd 在其网站上销售原始的 Bela 型号以及新的 Bela Mini 套件。Giulio 说：“Bela 入门套件包括您所需的一切，包括 BeagleBone Black 单板计算机和我们的定制 Bela cape（扩展板）。只需将其插入您的计算机，在您的 Web 浏览器中打开 IDE，您就可以开始进行开发了。”

Bela 编程

Bela 使用基于浏览器的 IDE 进行编程，该 IDE 在电路板插入计算机时不断上传和编译代码。它可在 Linux、MacOS 和 Windows 计算机上运行，并根据 GNU Lesser General Public License (LGPL 3.0) 获得许可。

Giulio 说：“Bela IDE 配备了 Bela 开发人员所需的工具：交互式引脚图、文件管理器、控制台以及许多示例项目，以便新用户快速启动和运行。Bela IDE 还配备了浏览器内示波器，因此您可以实时可视化您的传感器和音频数据。经验丰富的用户也可以通过 SSH 登录到电路板，并访问整个系统以进行高级使用。”

对于编程，Giulio 说：“我们的大多数用户使用 C/C++ 或 PureData，PureData 是一种常用于音频的图形编程语言。在我们的社区的支持下，我们还增加了对以音频为中心的语言 SuperCollider、Faust 和 Csound 的支持。我们还对各种其他语言提供实验性支持，并希望在社区的支持下扩展这些支持。”

Bela 的使用方式

由于 Bela 体积小巧且可以使用外部电池供电，音乐家和音频艺术家正在使用 Bela 创建创新的乐器和音频艺术装置。Bela 的博客上展示的一些外部项目包括用枝形吊灯、织物刺绣和陶瓷雕塑制作的乐器。另一个引人入胜的项目是 Kalichord Strum，它将键盘变成了一种扫弦乐器。

Giulio 描述了一个他认为“特别鼓舞人心”的项目：一位从未进行过任何编程的音乐制作人决定构建一个数字采样器来替代他被盗的乐器。他在 Kickstarter 上购买了 Bela，并努力自学编程语言 (PureData)，并在社区的支持下，他成功地构建了一个完全可用的乐器。”

Bela 的路线图

虽然 Augmented Industries 是一家年轻的公司，但它正在建立合作伙伴关系，这似乎为其带来了充满希望的未来。2018 年 5 月，它与 RebelTechnology 合作推出了 Salt，这是一个限量版可编程 Eurorack 模块，“旨在将 Bela 带入模块化合成器的世界”，Giulio 说。同样在 5 月，该公司宣布与德国音频专家 CTAG 合作生产 CTAG FACE 和 BEAST 多通道音频系统，该系统将 Bela 的音频 I/O 增加了一倍，达到八个输入和 16 个输出。

Giulio 说：“我们尽力降低经验不足的程序员进入声音编程的门槛，我们很高兴看到我们的努力得到了回报。”

Bela 曾在 Ben Heck Show 中亮相，这是一个面向 DIY 爱好者和修补匠的流行 YouTube 频道。他们用它来构建鼓音序器。在 YouTube 上观看视频。