Python：以设定的 BPM 间隔（<1s）播放音频的时间不准确答案

【问题标题】：Python: Inaccurate timing playing audio at a set BPM interval (<1s)Python：以设定的 BPM 间隔（<1s）播放音频的时间不准确
【发布时间】：2019-01-17 13:21:13
【问题描述】：

我正在尝试在 Raspberry Pi 上制作一个非常简单的节拍器，该节拍器以设定的间隔播放 .wav 文件，但时间听上去不准确。实在想不通，是不是python的时间模块不准确？

我不认为处理播放音频的代码是瓶颈，因为如果我把它放在一个没有计时器的循环中，它会一直发出嘎嘎声。使用下面的简单代码，声音会以节拍播放几次，然后随机关闭一个节拍，一遍又一遍。

import pygame
from time import sleep

pygame.mixer.pre_init(44100, -16, 2, 2048)
pygame.mixer.init()
pygame.init()

BPM = 160
sound = pygame.mixer.Sound('sounds/hihat1.wav')


while True:
    sound.play()
    sleep(60/BPM)

我希望声音每 X 毫秒重复一次，精度至少为 +/-10 毫秒左右。这不现实吗？如果是这样，请提出替代方案。

【问题讨论】：

也许用不同的音频文件试试？只是为了确保sounds/hihat1.wav 的某个地方没有问题。
我做了，不幸的是同样的问题
嗯...也许可以试试sleep(60/BPM - sound.get_length())，以便暂停占音频文件的长度
这几乎是 stackoverflow.com/questions/28528935/… 和 stackoverflow.com/questions/26563033/… 的重复 - 不是 exact 重复，所以我暂时不投票关闭，但如果你找到其中之一链接解决了您的问题，请发表评论，以便我们将其作为重复项关闭。
附带说明：sleep() 绝对是不是时间关键代码的正确工具，参见文档 (docs.python.org/2/library/time.html#time.sleep)：“他实际的暂停时间可能小于请求的值，因为任何捕获的信号都将在执行该信号的捕获例程后终止 sleep()。此外，由于系统中其他活动的调度，暂停时间可能比请求的长任意数量。"

标签： python raspberry-pi pygame timing pyaudio

【解决方案1】：

问题原来是使用过大的块大小，这可能导致 pygame 播放声音较晚，因为早期的块已经排队。我的第一个建议是，我预计 OP 的代码会随着时间的推移慢慢漂移，这表明这样的事情会做得更好：

import pygame
from time import time, sleep
import gc

pygame.mixer.pre_init(44100, -16, 2, 256)
pygame.mixer.init()
pygame.init()

BPM = 160
DELTA = 60/BPM

sound = pygame.mixer.Sound('sounds/hihat1.wav')
goal = time()

while True:
    print(time() - goal)
    sound.play()
    goal += DELTA
    gc.collect()
    sleep(goal - time())

即跟踪“当前时间”并根据经过的时间调整sleeps。我在每次睡眠前明确执行“垃圾收集”（即gc.collect()），以使事情更具确定性。

【讨论】：

感谢您的建议，我运行了您的代码，但仍然遇到同样的问题。打败我。我将在 bash 或 nodejs 中尝试相同的示例，看看是否可行。
@LouisT 我添加了垃圾收集和打印以查看进程认为它有多远……可能有帮助吗？我的笔记本电脑（不是 RPI）总是在 1 毫秒内（听起来不错）
我认为 bash 会更糟，node 可能会更好，但我对此表示怀疑。我认为您需要使用 C 或 C++ 之类的低级语言才能获得更多确定性
我会在我的桌面上运行代码，看看 rpi 是否是罪魁祸首，好主意
只是想，你可能也想减少缓冲区大小——硬编码限制似乎是256 samples，但我不确定当缓冲区排队时 pygame 如何处理播放样本/飞行

【解决方案2】：

当我在本地机器上测试您的代码时，似乎 sleep 并不关心 pygame 线程，因此您的声音会自行重叠。

此外，我认为您应该使用 pygames 自己的计时器来延迟操作。

你能在你的py上试试下面的代码吗？

import pygame

pygame.mixer.pre_init(44100, -16, 2, 2048)
pygame.mixer.init()
pygame.init()

BPM = 160
sound = pygame.mixer.Sound('sounds/hihat1.wav')

while True:
    sound.play()
    pygame.time.delay(int(sound.get_length()*1000))
    pygame.time.delay(int(60/BPM*1000))

【讨论】：

声音本身很短，如果你使用的声音比间隔长，你就会重叠。您可以将sound.play() 替换为pygame.mixer.Channel(0).play(sound)，如果声音太长，声音会自行切断
我认为这是因为 pygame 代码在另一个线程上，而 time.sleep 可能会把你搞砸。这就是为什么他们在 pygame 中具有延迟功能的原因。请检查更新的代码。
我刚刚运行了你更新的代码，同样的事情，有些节拍仍然可以听到
我忘记了 pygame 中的延迟是以毫秒为单位的。最后的编辑应该可以解决它。
感谢您的帮助，不幸的是我刚刚运行它仍然无法正常工作。如果我这样做，似乎第 5 拍总是关闭，这对我来说没有意义：pygame.time.delay(int(60/BPM*1000) - int(sound.get_length()*1000))