Ubuntu Studio

Ubuntu Studioは、Ubuntuから派生したLinuxディストリビューションである。マルチメディア編集環境に特化している。オリジナルバージョンはUbuntu 7.04をベースにして、2007年5月10日にリリースされた。

以前のデスクトップ環境はGNOMEであったが、派生元の環境が変更された事によりXfceを標準として採用していた。Ubuntu Studio 20.10からはKDE Plasma5がデスクトップ環境として採用された。

コンテンツクリエイター向けにマルチメディア関連の機能が大幅に強化されている。従って、伝統的にはソフトウェア開発機/サーバ構築に用いられてきたUnix系オペレーティングシステム  としては、極めて特殊な位置付けとなっている。

1. 特徴
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先述のとおり、Ubuntu Studioはマルチメディア編集に特化しており、そのためのソフトウェアを多数、標準でインストールする。また、実行遅延を低減する設定が行われており、それらソフトウェアが即時処理を行うことを可能としている。派生元のUbuntuとは、割り込み発生回数を毎秒1000回に増やしたlow-latencyカーネルを採用することにより、音声再生の遅延を低減している点で大きく異なっている。

テーマについては独自のアートワークに基づき、青と黒で構成されたものを用いている。

Ubuntuに直接の支援を受けているプロジェクトであり、マルチメディア編集環境に関するフィードバックを行うことで貢献している。Ubuntuとは標準でインストールされるパッケージの種類やシステム設定が多少異なるのみで、ベースシステムは同じである。

2. インストール
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Ubuntu Studioは、ISOイメージファイルの形で提供されている。

使用者はまず、ダウンロードしたこのファイルからブート可能なディスクを作成し、そのディスクからコンピュータを起動してインストール作業に入る。インストール作業は、画面に表示されたメッセージに従ってキーボードで操作を行うことで進行する。Ubuntu StudioのISOイメージファイルのサイズは1GB以上であり、標準的なCD-ROMの記憶容量を超えている。そのため、ブート可能なディスクはDVD、もしくはUSBやネットワークで起動するディスクに作成する必要がある。

Ubuntu Studioの必要なシステム条件は以下の通りである。

既にUbuntuをインストールしてあれば、インターネット経由でパッケージ「ubuntustudio-desktop」といったパッケージを導入することでもインストールできる。

3. 短い実行遅延の実現
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実行遅延とは、デバイスからの入力信号をコンピュータが処理し、その処理結果を帰すまでの遅延時間のことである。コンピュータのハードウェアとしての制約がその原因であり、どれほど高性能なコンピュータだろうが、どのようなデバイスを用いた操作だろうが、大なり小なりレイテンシは発生する。

製作環境においては、例えばMIDIキーボードを押して発信した信号が音声として出力されるまでの遅延時間や、ペンタブレットによる入力が画面に描画されるまでの遅延時間がこれに該当する。実行遅延の大小は製作者のパフォーマンスに直接影響するため、可能な限り短いのが望ましい。

サウンド処理に限定すると、実行遅延の短縮は、WindowsではASIOドライバ、macOSではCore Audioドライバなどで実現している。

ではLinuxの場合はというと、カーネルがドライバを含む構造となっているため、カーネル周りを調整することで対策している。具体的には以下である。

カーネルにCONFIG_PREEMPT_RTパッチを適用したリアルタイムカーネルを利用する
カーネルの設定を変更しタイマー割り込みの頻度を増やす
PAMの設定を変更し、アプリケーションのカーネル・スケジューラー内での処理の優先度を変更するこれらの設定はオーディオに限らずシステム全体に影響するため、多様な製作目的に合致したシステムを構築することが可能である。

リアルタイム・カーネルとは、通常のLinuxカーネルにCONFIG_PREEMPT_RTパッチを適用して、リアルタイムオペレーティングシステムとしての性能を発揮させたものである。入力信号を素早く処理することが可能となっている。そこに着目したUbuntu Studioプロジェクトチームは、リアルタイム・カーネルのパッケージをUbuntuリポジトリに提供してきた。リアルタイム・カーネルの提供は、Ubuntu Studioの最初のリリースである7.04ではなく、バージョン8.04から始まり、続く8.10ではパッチのバグなどの事情により提供が見送られたものの、9.04と9.10にて再び提供が開始された。しかしメンテンナンスの負担などの事情により、10.04以降から再び提供が中断している。

この間、CONFIG_PREEMPT_RTパッチの成果の多くがLinuxカーネルのメインラインにマージされつつあり、リアルタイムパッチを適用しなくても十分なパフォーマンスを得られるようになってきている。

これを受けてUbuntu Studioコミュニティでは、Ubuntuの標準カーネルの設定を変更しただけのlowlatencyカーネルの提供を計画している。すでに11.04向けlowlatencyカーネルのパッケージが開発者のPPAから提供され、テストが重ねられている。

4. 日本語環境
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ベースシステムはUbuntuと同じもののため、Ubuntuで構築出来る日本語環境はUbuntu Studioでも利用できる。

5. デバイスの利用
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Ubuntu Studioはオープンソース・コミュニティに基づいているため、デバイスドライバも有志によって作成される。そのため、発売されたばかりのデバイスは使えない場合が多い。また、それとは別にメーカーが独自にLinux用のドライバを提供しているデバイスもある。

5.1. 音楽編集目的
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ハードウェアは特に音楽編集において使用頻度が高い。Ubuntu StudioではMIDIインターフェイスやMIDIコントローラ、オーディオ・インターフェイスを含め、さまざまなサウンドデバイスを使うことができる。

これらサウンドデバイスのうち、PCIバス接続やPCI Expressバス接続のサウンドカード、マザーボード付属のサウンドデバイス、USB接続のオーディオ・インターフェイスはALSAがドライバとなり、IEEE 1394  接続のオーディオ・インターフェイスはFFADOがドライバとなる。ALSAやFFADOのウェブサイトにおいて、対応しているサウンドデバイスの一覧を公開している。

すべてのMIDIを扱うソフトウェア/ハードウェアは、ALSAシーケンサ機能あるいはJACKシーケンサ機能にMIDIポートを開くように設定される。ポート間を接続/切断するユーティリティも標準でインストールされている。

5.2. 映像編集目的
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映像編集では、デジタルビデオカメラをIEEE 1394  やUSBで接続し、ソフトウェア経由でデータを保存する、USBで接続したWebカメラからの映像をソフトウェアを使って撮影するといった使い方も可能である。

5.3. 画像編集目的
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ペンタブレットに関しては、[1]が株式会社ワコム社のデバイスに対するLinuxドライバを開発しているため、FAVO、Bamboo、Intuosシリーズの多くを利用することができる。また、Waltop社のチップを含む製品はWaltop社がLinux用ドライバを提供しているほか、有志によるドライバでも動作可能である。日本では流通していないが、ACE CAD社やAiptek社、Genius, KYE Systems社のペンタブレット用のドライバも提供されている。

6. 標準ソフトウェア
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Ubuntu Studioは、マルチメディア編集を目的としたソフトウェアを多数、標準でインストールする。

11.04より、標準でインストールされるソフトウェアの選別にユーザの声を反映する取り組みが開始された。 その結果、報告されなかったフォント編集やDTP関連を中心に、いくつかのソフトウェアが標準構成から外されることとなった。この取り組みは今後も続けられる方針であり、ユーザからの活発な報告を期待されている。

以下に、Ubuntu Studio 11.04に標準でインストールされるマルチメディア編集目的のソフトウェアを列挙する。これら以外にも、Ubuntuにおいて標準でインストールされるソフトウェアをインストールすることが可能である。

ソフトウェアの性質上、標準パッケージもバグを含んでいる可能性がある。そのようなパッケージも、有志がLaunchpadのPPA  で更新版を配布している場合は、そちらを利用することができる。

6.1. 音楽編集
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音楽編集ソフトウェアは、JACKサウンドサーバによりその大部分が実装されている。また、標準で各種LADSPA  プラグインやDSSI  プラグイン、LV2  プラグインを利用することができる。VSTやVSTiといったWindows向けのプラグインに関しては、WineとFeSTigeを併用することで利用可能な場合がある。

利用者はJACK ControlでJACKサウンドサーバをスタートした後、ArdourといったJACK対応ソフトウェアを起動、Patchageなどの接続ユーティリティを利用してハードウェア／ソフトウェア間を適切に接続することで、音楽処理環境を構築する。

Ardour - マスタリング環境にもなるデジタルオーディオワークステーション
MusE - MIDI/ミュージックシーケンサー
Qtractor - MIDI/ミュージックシーケンサー

Aeolus - オルガンのエミュレーター
Hexter - Yamaha DX7をエミュレートしたソフトウェア・シンセサイザ。DSSIプラグインのひとつ
Hydrogen - ソフトウェア・ドラムマシン
PHASEX - モジュラーシンセサイザー
Pure Data - Max互換のモジュラー・オーディオ・シンセシス・アプリケーション
Qsynth - サウンドフォントを使うソフトウェア・シンセサイザFluidSynthのQtインターフェース
Rakarrack - リアルタイム・ギターエフェクト
Yoshimi - ソフトウェア・シンセサイザーでZynAddSubFXのフォーク

Qjackctl - 低レイテンシなサウンドサーバJACKのコントローラ
JACK Rack - JACKにおいて、各種エフェクト・プラグインの抜き差しを行うインターフェイス
JAMin - JACKのオーディオマスタリングインターフェイス
Meterbridge - JACK用オーディオ・メーター
Patchage - JACKを利用するアプリケーションとデバイス間の接続のためのユーティリティ

Echomixer - Echoaudio製サウンドカードのミキサーソフトウェア
Envy24control - Envy24  サウンドカードのミキサーソフトウェア
FFADO-Mixer - IEEE 1394  接続サウンドデバイスのためのミキサーソフトウェア
HDSPconf - Hammerfall HDSPのALSA用設定ユーティリティ
HDSPmixer - RME Hammerfall DSP用のミキサーソフトウェア
Rmedigicontrol - RME Digi32/Digi96サウンドカードのミキサーソフトウェア

Calf Plugin Pack for JACK - JACKのためのCalfプラグインスイート
Lv2rack - LV2プラグインのためのホストプログラム
Zynjacku - LADSPA/LV2なソフトウェア・シンセサイザーのホストプログラム
この他、200を超えるプラグインが利用可能

MuseScore - Qtインターフェースの楽譜作成ソフトウェア
Virtual MIDI keyboard - ソフトウェアMIDIキーボード

Aconnectgui - ALSAシーケンサ機能におけるMIDIポート接続ユーティリティ
amSynth - 2つのオシレータをリングモジュレーションするタイプのアナログ・モデリング・シンセサイザ
a2jmidid - ALSAシーケンサ機能とJACKシーケンサ機能をブリッジするソフトウェア
Bitmeter - JACKを介してやりとりされているオーディオ信号のモニター
Bristol - 代表的な各種シンセサイザをエミュレートしたソフトウェア・シンセサイザ
Audacity - 強力な波形編集ソフトウェア。デジタルオーディオワークステーションとしても使える
Creox c - リアルタイムのソフトウェア・ギターエフェクタ
GNU Denemo - 楽譜作成ソフトウェアLylipondのGTKインターフェース
Gtick - GTKインターフェースの電子メトロノーム
JACKEQ - JACKのイコライザ・インターフェイス
JACK Timemachine - JACKにおいて録音を行うためのインターフェイス
LMMS - マルチプラットホームなデジタルオーディオワークステーション。VSTのWindowsバイナリを使うこともできる
Mixxx - DJソフトウェア。
Rosegarden - 強力なMIDI編集機能を持つデジタル・オーディオ・ワークステーション
TiMidity++ - MIDIをPCMに変換するソフトウェア。MIDI音源としても使用可能
[2] - 大量の調節可能なパラメータを持つ、高音質かつマルチパートの倍音加算&減算方式ソフトウェア・シンセサイザ

6.2. 動画編集
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動画編集ソフトウェアは、動画関連技術に関して権利関係が完全にフリーなソフトウェアを開発するのが難しいこと、映像と音声を扱うためパッケージサイズが巨大になる傾向にあることなどが影響し、標準でインストールされるパッケージは少ない。しかし手動でインストールすることで、多種多様なソフトウェアを利用することができる。

FFmpeg - さまざまなフォーマットの動画をデコード/エンコードすることができる。操作はCUI
Openshot - ノンリニアビデオ編集ソフトウェア。Media Lovin' Toolkitを利用している。
SubtitleEditor - 映像データを読み込んで字幕をつけることのできるソフトウェア
xjadeo - MTC  やJACKトランスポートと同期して動作する映像再生ソフトウェア

Avidemux - 動画デコード/エンコードができる。GUIが充実している。
Cheese - ウェブカメラから静止画像もしくは映像を取得、保存することができる
Cinerella - 映像のノンリニア編集/デジタル合成ソフトウェア。リポジトリの追加が必要
Cinecutie - CinerellaのGUIを向上した派生版。Cinerellaと同じく、リポジトリの登録が必要
dvgrab - デジタルビデオカメラからIEEE 1394  またはUSBを経由してデータをダウンロードすることができる。操作はCUI
Freemix - VJソフトウェア。登録した映像をリアルタイムに合成することができる
Kdenlive - 映像のノンリニア編集/デジタル合成ソフトウェア。レンダリングにはFFmpegを使う。KDEアプリケーションのひとつ。
Kino - DVフォーマットに基づいて、ビデオを取り込んだり、動画編集をすることができる
LiVES - 映像のノンリニア編集/デジタル合成も可能なVJソフトウェア
luvcview - UVC 対応のウェブカメラから静止画像もしくは映像を取得、保存することができる
PiTiVi - 映像のノンリニア編集ソフトウェア。GNOMEのマルチメディアフレームワークであるGstreamerのgstreamer-nleをバックエンドとして利用している。
Stopmotion - ストップモーション・アニメーションを作成することができる
Synfig Studio - 2Dアニメーション作成ソフトウェア
WinFF - FFmpegの簡易GUI。画面上で操作する事が可能

6.3. 画像編集
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欧文を中心に、権利関係がフリーなフォントを多数追加している。GIMPに対しては、ブラシやパレット、グラデーション・テンプレート、RAW画像現像などの拡張機能が標準でインストールされる。

Blender - 3Dモデルを作成することができる。シーンを作成することで、映像や動画とすることもできる。
GIMP - 画像編集/写真編集ソフトウェア。各種プラグインも同梱
gimp-ufraw - GIMPでRAW画像の現像を行うためのプラグイン
Inkscape - ベクターイメージ編集ソフトウェア
Shotwell - 写真管理のためのソフトウェア

Xsane - イメージスキャナデバイスから画像を取得するためのソフトウェア。Scanner Access Now Easyをバックエンドとしている
xserver-xorg-input-wacom - ペンタブレットのXサーバ用デバイスドライバ。設定ユーティリティであるxsetwacomを含む

Agave - カラースキームデザイナー
Enblend - 画像合成ソフトウェア
FontForge - フォント作成ソフトウェア
Fontmatrix - フォント管理ソフトウェア
F-Spot - デジタル写真管理のためのソフトウェア
gimp-painter- - GIMPに、筆圧に応じてペンの太さを変更する機能と、重ね塗りで混色する機能  を追加したもの。PPAから導入することができる。
Hugin panorama creator - 複数枚のイメージデータをパノラマ写真に合成するソフトウェア
rawstudio - デジタルカメラのRAW画像を現像するソフトウェア
Scribus - DTPソフトウェア

7. 関連項目
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Ubuntu - Debianから派生したLinuxディストリビューション。カノニカルに支援を受けたオープンソースコミュニティが開発を行っている
64 Studio - Debianをベースとする、マルチメディアに特化したディストリビューション

8. 脚注
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9. 外部リンク
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[4]
[5]
[6] - Ubuntu 日本チームのWiki。インストール方法解説や各種Tips。
[7] - Ubuntuのリポジトリには含まれない、権利関係がフリーではないパッケージを提供
[8] - RTカーネルのためのパッチを開発しているCONFIG_PREEMPT_RT Communityのウェブサイト