Arch Linux 打造成音乐工作站的几条经验

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Arch Linux 打造成音乐工作站的几条经验
作为程序员+音乐人二合一，我的系统环境横跨Windows和Arch Linux。原本Arch Linux只用来做开发，但这么强大的系统，我总觉得它还有无限的可能性还没有发掘出来，比如，做音乐。

相较于Windows，作为开发者首选的系统之一，Arch Linux有以下难以比拟的优势：

运行速度快，内存占用量较小，轻便自在；
Pacman软件库，应有尽有，安装开发工具轻而易举；
安全可靠，不怕病毒；
对老电脑、老设备分外友好，十年前的ThinkPad X200照样做主力。
不过，不管是哪个发行版，Linux总有一点比不上Windows和MacOS，就是音乐制作——很少有音频软件厂商能够提供原生支持Linux的音乐制作工具。尤其是Native Instruments这样的业界巨头，只专注于Windows和MacOS，不会为Linux提供任何支持。实在是可叹。

幸运的是，开源的力量是无穷的，既然Linux能普及，总有大佬在填补这方面的空白。各种适用于Linux的音乐制作工具链应运而生，从底层驱动级别的JACK，到对标业界标准插件规范（VST、RTAX、AAX、DX、AU）的LADSPA，甚至完整的DAW——LMMS、Ardour、REAPER for Linux，应有尽有。从此，Linux不再是没有音乐人造访的荒漠。


Linux作为音乐制作环境的必备要求
要想把Linux打造成音乐工作站，需要进行以下方面的配置：

配置好低延迟的音频接口——JACK。
安装必要的音乐制作软件。
安装兼容环境——Wine、LinVST，用来使用Windows下的VST插件。

第一：安装与配置JACK
要把你的Arch Linux打造成音乐工作站，首先要做的就是配置音频服务——JACK。JACK是一套高性能、低延迟的音频服务程序，它基于Linux底层的ALSA，可为音频应用程序提供低延迟的音频回放、录制支持，相当于Windows下的ASIO，以及MacOS下的CoreAudio。

安装哪个版本的JACK？

一般的发行版会提供两个版本的JACK：

JACK1：包名为jack，用C语言编写的最初版本：
只有音频服务功能
对系统要求苛刻，需要配置用户权限、realtime权限才能使用
独占控制声卡，其他程序无法再播放音频
JACK2：包名为jack2，用C++重写的版本：
支持DBus协议控制
支持将PulseAudio、ALSA重定向到JACK，从而兼顾其他使用这两种音频服务的程序
无需配置权限即可使用
先给出结论——选择JACK2，不要选择JACK1！
虽然JACK1是最初版本，包括Manjaro、Artix Community在内的多款发行版都有预装，但它并不是开箱即用的。想要使用JACK1，首先要配置realtime权限，然后再把当前用户添加到audio用户组中，重新登录后再通过QJackCtl这类工具来手工启用JACK服务，非常麻烦。

加之，JACK，和PulseAudio是独占访问声卡的，其中PulseAudio是各大Linux发行版和各种应用首选的音频服务，这就意味着一旦开启JACK，其他应用程序就无法出声，甚至会引起一些无法预料的错误。

相较于此，重写的JACK2则解决了上述两大硬伤。首先，JACK2使用了全新的架构，默认情况下无需依赖realtime权限和audio用户组即可运行，和PulseAudio一样都能直接运行于用户空间（区别于root权限下的系统服务）。其次，开发者设计了一套“桥接（Bridging）”机制，能够把ALSA和PulseAudio重定向到JACK里来，从而保证其他使用了PulseAudio的应用程序仍能正常使用，听歌做歌两不误。

显然，首选的JACK版本非JACK2莫属。

安装与启动JACK2

首先安装JACK2，以及JACK2的音频控制面板Cadence：

sudo pacman -Ss jack2 cadence

Cadence是一款优雅的JACK2控制面板，功能全面。首先打开它：


图1 Cadence主界面

然后点击【JACK Status】部分的【Start】，启动JACK服务。若启动成功，则该部分会显示以下内容，表示JACK2启动成功，并给出当前的运行参数。


图2 JACK启动成功后，Cadence显示的状态

启动成功后，PulseAudio到JACK的桥接功能也会自动启用。打开PulseAudio桥接后，系统会多出一个音频设备，为“PulseAudio JACK sink”，是把PulseAudio重定向到JACK的设备，选择它即可让原先使用PulseAudio播放音频的程序都通过JACK来输出音频。

若不需要PulseAudio桥接，可以在Cadence下方的【JACK Bridges】的【PulseAudio】选项卡内手动开关这个功能。


图3 启动JACK2后，KDE音量控制里多出的音频设备

提示：

可以勾选【Auto-start JACK or LADISH at login】，设置Cadence与JACK2服务的自启动。
桥接启用后，原有声卡设备（见图3上方）的音量控制仍然起作用，用于控制输出的主音量。

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设置输出设备

默认地，Cadence会把输出设备设置为Dummy（空设备），会导致无法出声。因此要手动设置音频设备。

在Cadence主界面里，点击【JACK Status】部分的【Configure】，进入JACK设置，然后点选【Drivers】选项卡。

左边【Drivers】一栏有五种输出设备：ALSA（调用本地声卡）、Dummy（空设备）、Loopback（回环）、Net/NetOne（网络源）。点选ALSA，以使用我们的声卡。其余选项不常用。

图4 设置Cadence输出设备

此时右边就会显示出可用的设置项。

看到【Device】部分，设置输出设备。注意下面几个设置项，按下表设置好：

设置项	说明	取值
Device/Interface	选择要给JACK使用的设备，包含输入、输出	hw:0指向默认的声卡设备
Input Device Output Device	单独设置输入、输出设备 只有在Duplex Mode勾选后才能设置	hw:0指向默认设备的默认接口
Duplex Mode	勾选后，可以分别设置输入/输出设备 否则全部使用Device/Interface中的设备
Input Channels Output Channels	输入、输出通道数	默认值为0，会自动指向该设备支持的最大通道数

然后看到【Properties】部分，设置以下两个参数：

设置项	说明	取值
Sample Rate	采样率	一般音乐制作用44100或48000即可 要求音质则可用96000或192000，但声卡不一定能支持。
Buffer Size	缓冲区大小	取值越小，延迟越低，但在集成声卡上可能会导致爆音。 一般设置成256~512，一般的集成声卡和独立声卡都能兼顾延迟和音质

其他参数保持默认值即可。

设置完成后确认，先后点击【Stop】和【Start】，重启JACK，即可生效。


第二：安装Linux下的DAW
Linux下的主流DAW软件不多，几大商业DAW大厂（如Steinberg、AVID、Ableton）基本没有适配Linux的计划。但一些优秀的开发团队推出了适用于Linux的自由软件DAW，比如：

Ardour：偏重于混音和后期的DAW，适合处理乐队、Vocal录音。调音台大厂Harrison的MixBus就是基于Ardour开发的。
LMMS：完成度较高的全功能DAW，拥有钢琴窗，适合MIDI编曲。它自带大量的效果器，以及一些模拟游戏机的音源，开箱即用。
Mixxx：开源的DJ工作站，严格来说不是DAW，专为现场Live打造。
以上软件皆可直接从Arch Linux的官方源安装。因篇幅限制，这里不介绍软件的用法，读者可自己体验。

sudo pacman -S ardour
sudo pacman -S lmms
sudo pacman -S mixxx
作者使用的是强悍的商业DAW——REAPER。有别于其他大厂，它提供了官方的Linux版本，能直接使用专为Linux开发的VST插件；且其Windows版本也可以借助兼容层Wine，在Linux下运行。


第三：安装原生效果器插件
除了DAW，一些优秀的开发者也推出了同属自由软件的效果器插件，涵盖LV2、LADSPA与VST等几大格式，满足Linux下音乐人的使用。它们同样可以在Arch Linux下运行。这里先介绍两款插件：

LSP Plugins

全名Linux Studio Project Plugins，是一套专为Linux打造的效果器插件，旨在填补Linux下缺少优质插件的空白。它囊括了混音所需的一系列效果器，包括压缩器、延迟效果器、图形均衡器、多段均衡器（类似于Fabfilter Pro-Q），甚至扩展器（Expander）、频段压缩器、侧链压缩器这样的高级玩法。部分插件还提供动态的频谱图显示，清晰直观。

比如，下图所示的压缩器Dynamic Processor Stereo：

Dynamikprozessor Stereo

以及多段侧链压缩器Sidechain Multiband Compressor Stereo x8：

Sidechain Multi-band Kompressor Stereo x8

在Arch Linux中，直接安装即可。

sudo pacman -S lsp-plugins

Dragonfly Reverb

这是一款非常高质量的混响工具，与商业DAW自带的不相上下，用彼此独立的几款插件来实现大厅（Hall）、房间（Room）、板式（Plate）混响，并提供一个反射效果插件（Reflections）。


它也可以直接安装：

sudo pacman -S lsp-plugins

插件的安装目录

Arch Linux下，通过Pacman安装的插件如果提供VST版本，一般都会放在/usr/lib/vst下。把它添加到支持VST的DAW VST扫描目录中（如REAPER For Linux）。


第四：使用Windows下的VST插件
我在上文里提到，目前主流的商业音频软件厂商，只会把精力集中在Windows和MacOS，往往直接忽略Linux。这就使得计算机音乐制作领域的大半壁江山都不属于Linux。好在，Wine的发展，使部分Windows专属的VST插件得以在Linux下运行，一定程度上弥补了这一缺憾。

接下来就介绍如何在Linux下，给DAW装配上VST插件。

Wine的安装和初始化

Wine是专为Linux和MacOS开发的兼容层，让你能在Linux下运行Windows下的程序。

在Arch Linux下，要想安装Wine，首先须开启multilib源，这个源默认情况下是不启用的。

sudo打开Pacman的配置文件/etc/pacman.conf，然后取消注释以下两行，保存：

[multilib]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

注意：上方还有一个multilib-testing，收录测试中的软件，可能不稳定，一般不启用。

更新软件源，然后安装Wine。下方的wine-mono和wine-gecko分别为.NET运行时、浏览器内核，为可选组件，但最好装上以免Wine在初始化时提示安装：

sudo pacman -Syy
sudo pacman -S wine wine-mono wine-gecko

安装时可能需要选择用哪个版本的libfreetype，保持默认值就好。

安装完成后初始化，运行任意一个Windows应用程序，或是运行winecfg（Wine的配置工具），即可启动Wine，它会帮我们创建一个默认的“前缀（Prefix）”。这里的“前缀”是Windows程序的运行环境，相当于一个个沙盒，每个前缀彼此独立。

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使用VST插件的方案

Linux下的原生DAW，主要有两种支持Windows版VST插件的方案：

使用基于Wine的桥接器，将Windows版VST插件转换成原生的Linux VST插件，如LinVST
原理是构建一个原生VST格式的wrapper，宿主在加载wrapper后会自动调用桥接器的host服务端，从而利用Wine加载VST本体。
通用的方案，只要DAW支持原生VST，就可以用。
内建桥接器，即采用自己编写的桥接器，如LMMS中的VeSTige
只有少数的DAW有这个功能。
另外，还可以直接使用Wine来运行Windows版的DAW，它会像在Windows里那样加载VST。它基本不需任何其他配置，但不具备普适性，不能保证所有的DAW都能正常运行。目前兼容性好的只有REAPER。

方案一：内建桥接器

以LMMS为例，它附带了专门的桥接器VeSTige，可以直接像在Windows那样，加载*.dll为扩展名的VST插件。



操作步骤如下：

点击左侧的Instrument Plugins（音频插件）；
插件列表出现，在下方找到VeSTige，拖到音轨视图里；
点击音轨视图里的VeSTige图标，打开插件界面；
在插件界面中点击“打开”按钮，定位到VST插件目录，打开它；
可以点击“Show/hide GUI”按钮来显示或隐藏VST插件的界面。
能否加载成功，仍然因系统环境和Wine的版本而异。如果无法加载，则使用htop，把RemoteVSTHost.exe这个进程结束，以免占用过多处理器资源。

方案二：使用LinVST

LinVST是由OSXMidi开发的桥接器。类似于Windows下的jBridge，用户通过它提供的转换工具，创建一个原生VST插件，作为Windows版VST插件的wrapper，接下来只需在宿主中加载即可。

它同时支持VST2和VST3，分别对应两个独立的项目：LinVST2、LinVST3。它们各自还拥有一个增强版本——LinVST-X和LinVST3-X，允许一个VST插件实例被共享，起到节省资源的目的（例如把一个Kontakt实例用在多个音轨上）。

Arch Linux的官方源没有收录LinVST，须通过AUR安装。笔者用的是yay。

0. 安装yay

初次听说AUR和yay的读者，可以先添加Arch Linux CN源。同样是编辑/etc/pacman.d，在结尾添加：

[archlinuxcn]
Server = https://mirrors.ustc.edu.cn/archlinuxcn/$arch

然后安装密钥包，以及yay本体：

sudo pacman -S archlinuxcn-keyring yay

1. 安装LinVST本体

首先安装LinVST。AUR的包分为源码包和二进制包，后者开箱即用，前者则需编译。建议选择二进制包。
# 源码包
yay -S linvst linvst3
# 二进制包
yay -S linvst-bin linvst3-bin

如果需要增强版本，则安装：

yay -S linvst-x-bin linvst3-x-bin

注意：采用源码版编译会有两个问题：

只有linvst能编译，linvst3会在编译附加组件ArchStudioUtils时出错。
生成wrapper必不可少的linvstconvert没有编译。用户必须手动进入源码的convert/目录来编译才行。
2. 如果出现错误：“一个或多个文件没有通过有效性检查！”

但是，由于LinVST的二进制包更新与AUR PKGBUILD的MD5值不同步，会出现能下载成功，却通不过有效性检查的情况。这时要手工修改PKGBUILD文件，去掉有效性检查的部分。

首先进入linvst-bin包的yay缓存目录：

cd ~/.cache/yay/linvst-bin/

然后修改PKGBUILD文件，更改md5sums=(xxxxx)一行，把括号里的字符串值改为SKIP，表示“跳过有效性检查”。注意大小写：

# 修改前，字符串值为MD5校验和
md5sums=(68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940)

# 修改后，字符串值为SKIP
md5sums=(SKIP)

保存后，运行makepkg，生成安装包：

makepkg

生成好的安装包位于当前目录，文件名为linvst-bin-x.y-z-x86_64.pkg.tar.zst（x,y,z为版本号）。可以直接安装：

sudo pacman -U linvst-bin-x.y-z-x86_64.pkg.tar.zst

用同样的方法，制作并安装其他几个二进制包。

3. 生成wrapper

LinVST用于生成wrapper的工具有以下几种，它们界面大体相同，须从终端运行：

linvstconvert、linvstxconvert、linvst3convert、linvst3xconvert：指定一个文件夹，然后由其中的VST插件生成对应的wrapper。
以上工具加上tree作为后缀：递归寻找子目录下的所有VST插件，为其生成wrapper。
如果所有的VST插件都在一个文件夹里，则选前一类；而如果位于若干个子目录里（比如部分VST插件带有附属的文件，要与插件本体放在单独目录中），则选后一类。

运行后，出现这个界面：



首先把你的Windows VST插件统一放到一个目录中，建议~/.vst（VST2）和~/.vst3（VST3）。
在生成工具界面中，选择LinVST库。点击【Choose linvst.so】，在文件对话框中定位到/usr/share/LinVst，选择linvst.so。其他几个VST3和增强版的库文件也在该文件夹中，如果是linvst3convert，则选择linvst3.so，以此类推。
然后通过下方的【Choose dll folder】，选择Windows VST DLL所在的文件夹。（如果是linvst3convert，则界面是【Choose VST3 folder】，选择*.vst3所在文件夹）。
点击【Start】生成，随后VST插件目录下就会出现与插件同名的*.so文件，即原生VST wrapper。
最后把插件目录添加到DAW中即可。实测，REAPER for Linux完美支持。
注意：

VST插件和生成的*.so文件必须在同一目录下，否则LinVST会提示找不到插件。
Wine的兼容性

Wine是一个持续开发的项目，这是由Windows的复杂度决定的，开发团队不可能在短期内适配真实Windows下的所有特性，并保持其稳定性。因此并不是所有的程序都能完美运行，包括VST插件，测试中程序挂掉、出现Bug，在所难免。

幸运的是，有些开发者会考虑到Linux的生态，会优化自己的应用程序，使其能完美地运行于Wine。REAPER就是一个很好的例子，它的Windows版本可以直接在Wine中安装。之前REAPER并未推出原生的Linux版本，官方特别在下载页中提到，“Windows版本可在Wine下运行良好（For Linux users, the Windows version works well with WINE.）”，便利了Linux用户，也实现了开疆拓土。

即便如此，REAPER仍属于少数。大部分的应用仍需自行去测试，检验其在Wine下的兼容性，以及事后会不会出Bug。

我所做的测试

Kontakt Player：我用Wine下的REAPER for Windows测试，它可以在REAPER中正常加载并播放NKI采样，表现与Windows下一致。不过，如果在REAPER中就地重新加载（选择“更改当前VST效果”后重新选择Kontakt），则会导致长时间卡住，可见并不完美。
Synth1：一款免费、强悍的合成器插件。
在LMMS下尝试用VeSTige打开，但没能启动成功。相反LMMS自带的VST宿主程序（RemoteVSTHost.exe）还卡在后台占用CPU，只能手动结束。
移师REAPER for Linux，借助LinVST，顺利运行，体验与Windows别无二致。

后记
以上是作者在Arch Linux下试玩音乐制作软件的体会，发掘了Linux的别样用法。由于厂商适配策略的不同，并不能保证Linux一定能拥有不输于Windows和MacOS的体验，但当下的Linux至少不存在这方面的空白。

不过，在Linux下制作音乐尚有明显的局限性，体现在诸多商业软件缺少对Linux的支持。作者曾经在自己的惠普笔记本上安装Arch Linux，配置好REAPER和Native Instruments的Komplete Start套装，无奈兼容性差强人意，到最后还是只能回到Windows。要想让Linux能在音乐制作领域与Windows、MacOS一分高下，还有很长的路要走。