Ubuntu + PipeWire で「ゲーム機もPCもiPhoneも全部まとめて聴ける」低遅延ゲーミングオーディオミキサーを作った

3行でまとめ

• メインPC・Switch 2・iPhone など 5デバイス以上の音源を1台のUbuntu自宅サーバーでミックスして、遅延8ms で聴けるようにしました
• ソフトはほぼ PipeWire の標準機能だけ。自分で書いたのは配線スクリプトと、スマホ用のWebミキサー（Python標準ライブラリのみ）です
• 低遅延のミックスだけでなく、スピーカーやヘッドホンといった複数のDACに同時に音声出力できます

構成・実際のスクリプト・ハマりのポイントをGithubで公開しています → tomohiko-ohhashi/auras-public

動機

メインPC、ゲーム機、仕事用PC、スマホ・・・デスクの上に音の出るデバイスが複数あります。これらの音声入出力を切り替えることが非常に手間でした。

下記のことを同時に満たす市販のオーディオミキサーは見当たらず、今回作成しました。

• ゲームをするので遅延は一桁msに抑えたい
• アナログで混ぜたときに乗る「ジー」というノイズ（グラウンドループ）を避けたい
• 手元のスマホから音量やイコライザーを操作したい

買ったもの・使ったもの

ハードウェア

機材	役割	備考
RME Digiface USB	中核。光デジタル4入力/4出力＋ヘッドホン出力のオーディオIF	新規購入（約9万円）。この構成の要。このデバイスとWinかMacだけでも4系統のミキサーとしては成立する
自作Ubuntuサーバー	ミックス処理（PipeWire）	手持ち流用（Ryzen 5 8500G / ASRock B850）
ゼンハイザー BTA1	Auracast送信機。ミックスをワイヤレス放送する	新規購入（約2.5万円）。Bluetoothヘッドホンを切り替える手間を抑えるため。Auracast対応している音響機器はまだ市場に少ない。無くても成立
ASTRO HDMIアダプタ	Switch 2 の音を光に分離	手持ち流用。Nintendo Switch2 はUSB音声が44.1kHz固定なので48kHzで出力するためにHDMI経由が必要
FX-AUDIO FX-D03J	メインPCのUSB音声を光に変換するDDC	手持ち流用（数千円）
光ケーブル ×4〜5本	各機器 → Digiface	数百円/本

必須なのは実質「光入力が複数あるオーディオIF」だけです。テレビのように最初から光出力がある機器はケーブル1本挿すだけで参加できます。

ソフトウェア

ソフト	バージョン	役割
Ubuntu Desktop	26.04 LTS	サーバーOS
PipeWire	1.6.2	主役。ミックス・配線・EQ、全部これ
WirePlumber	0.5.13	デバイス管理（プロファイルやルール）
shairport-sync	4.x	AirPlay受信（iPhoneやMacの音をミックスに入れる）
systemd (user unit)	-	サーバー起動時のミキサーの自動復元
Python	3.14（標準ライブラリのみ）	スマホ用Webミキサーの作成に使用

フレームワークやnpmパッケージは使っていません。あとで書きますが、PipeWireがCLIから何でも操作できるおかげで、Webミキサーは「CLIをHTTPに変換する薄い板」で済みました。

全体構成

設計のポイントは2つです。

① 音は全部「光」で集める。 光ケーブルは電気的に絶縁されているので、グラウンドループが原理的に発生しません。そして、BluetoothやHDMIキャプチャ経由の音（50〜100ms遅れます）と違って、遅延はほぼゼロです。

② ミックスはPipeWireにやらせる。 PipeWireは「Linuxで音を出す基盤」という印象が強いですが、実態は自由に配線できる音声ルーティングマトリクスです。ノード同士を pw-link で繋ぐだけで、ミキサーアプリを書かなくてもミキサーになります。

PipeWire側でやったこと

やったことは実質4つだけです。

1. 全系統を48kHzに固定する

サンプルレートが混ざると変換だらけになって音も遅延も濁るので、設定ファイル1枚で統一します。

/etc/pipewire/pipewire.conf.d/10-auras-48k.conf

context.properties = {
    default.clock.rate          = 48000
    default.clock.allowed-rates = [ 48000 ]
    default.clock.quantum       = 64
}

2. 配線する

光入力のポートを出口（ヘッドホン）に pw-link で繋ぎます。同じ出口に複数の入力を繋ぐと、PipeWireが勝手にミックスしてくれます。これだけでもうミキサーです。

# 光入力1（左右）→ ヘッドホン出力（左右）
pw-link "alsa_input.usb-RME_Digiface_USB…:capture_AUX0"  "alsa_output.usb-RME_Digiface_USB…:playback_AUX32"
pw-link "alsa_input.usb-RME_Digiface_USB…:capture_AUX1"  "alsa_output.usb-RME_Digiface_USB…:playback_AUX33"

ポート名は pw-link -o（出力側）と pw-link -i（入力側）で一覧できます。まずこれを眺めると、自分のマシンの中の配線盤が見えてきて楽しいです。

3. 入力ごとの音量とEQを作る

各入力とヘッドホンの間に「音量とEQを持つ仮想ノード」（PipeWire標準の filter-chain）を1段ずつ挟みます。このノードの音量を wpctl で動かせば入力別フェーダーになり、バイキャッドフィルタを5個直列にすれば5バンドEQになります。遅延コストは1段あたり約1.3msです。

設定はこんな雰囲気です（抜粋）。EQのゲインは実行中に pw-cli で書き換えられるので、後述のWebミキサーからスライダーで操作できます。

{ name = libpipewire-module-filter-chain
    args = {
        filter.graph = {
            nodes = [
                { type = builtin name = eq1 label = bq_lowshelf  control = { "Freq" = 80.0    "Gain" = 0.0 } }
                { type = builtin name = eq2 label = bq_peaking   control = { "Freq" = 250.0   "Gain" = 0.0 } }
                # …1k / 4k / 10k と続く
            ]
        }
        capture.props  = { node.name = "auras_in_opt1" media.class = Audio/Sink }
        playback.props = { node.name = "auras_in_opt1_out" node.autoconnect = false }
    }
}

4. systemdで永続化する

pw-link の配線はPipeWireの再起動で全部消えます。そこで「起動時に配線を張り直すサービス」を systemd のユーザーユニットで常駐させます。これで電源を入れるだけでミキサーが復元されるようになりました。

遅延の実測

光出力→光入力をケーブルで折り返して jack_iodelay で測りました。

バッファ (quantum)	往復遅延	結果
256	16.0ms	安定
64（採用）	8.0ms	安定
48	6.2ms	不安定（→ハマったポイント2）
32	-	処理が破綻して音にならない

quantum は「音をひとすくいする量」で、小さくするほど遅延が減る代わりに、処理の締切が厳しくなります。8msは音速に換算すると「スピーカーから約2.7m離れて聴く」のと同じで、体感では分かりません。

スマホから操作するWebミキサー

「スマホから音量を操作したい」の実装です。Python標準ライブラリの http.server だけで書いた小さなWebサーバーで、やっていることはリクエストに応じて wpctl や pw-cli を実行するだけです。それでもこれだけの機能になりました。

• 入力ごとの音量・ミュート・5バンドEQ（プリセット保存つき）
• 出力先の切り替え（USB DAC・AirPlayスピーカー・ワイヤレスドングルなど）と複数出力の同時ON
• バッファサイズ（quantum）のワンタップ切り替え

共有したい・ハマったポイント5選

作りっぱなしの記事にしても仕方ないので、実際に踏んだ落とし穴を共有します。

1. 既定の出力にミキサー自身を選ぶと世界が壊れる

「ミックスのコピーをOSの既定出力にも流す」機能を作ったところ、既定出力にミキサー自身が選ばれた瞬間、モニター→コピー→同じデバイスという循環グラフが完成して、PipeWire全体がスケジュール不能になりました。xrunが数万回積み上がり、無関係なブラウザの動画までカクカクに。循環を検出して配線を切るガード処理は必須です。

2. EQを1プロセスに5個入れたら音が消えた

5入力分のEQ（filter-chain）を1つのプロセスにまとめたら、1本のデータスレッドが5個ぶんを直列処理することになり、quantum 48（1ms周期）の締切に間に合わず、光入力の音が全出力で無音になりました。1入力=1プロセスに分割したら解決。処理を並列にできる形にしておくのは大事です。

なお、分割後も quantum 48 への切り替え自体がハード依存で不安定だったため（切り替え成功率 約25%）、最終的に既定は 64 に落ち着きました。1.8ms のために不安定さを抱えるより、確実な 8ms です。

3. 「固定遅延」が固定ではなかった

機器側の固定遅延だと思っていた255フレーム、quantumを下げたら201フレームに縮みました。ドライバ内部のバッファがquantumに比例していたようです。思い込みで計算せず、測る。今回一番の教訓かもしれません。

4. マザーボードのオンボード音声が実はUSB接続だった

最近のマザーボード（Realtek ALC4080系）は、オンボード音声が内部的にUSB接続になっています。lsusb に「Generic USB Audio」がいたらそれです。民生USBオーディオと同じく小さいquantumへの追従が苦手なので、低遅延設定と組み合わせるときは注意が必要でした。

5. Auracastが思った以上に便利だった

光出力の1本をAuracast送信機（BTA1）に挿すと、ミックスを台数無制限でワイヤレス放送できます。対応イヤホン・ヘッドホンを持っている家族がそれぞれ勝手に聴ける、小さな放送局のような状態になりました。遅延は約50msあるのでゲームには不向きですが、ながら聴きには十分です。

まとめ

• 光デジタルで集めて、PipeWireで混ぜる。これだけで「遅延8ms・ノイズなし・スマホ操作可・複数同時出力」のミキサーが組めました
• 実際に今回作成したミキサーとハマりポイントはGitHubリポジトリで公開しています → https://github.com/tomohiko-ohhashi/auras-public

参考

• PipeWire 公式ドキュメント
• PipeWire Wiki: Filter-Chain
• RME Digiface USB 製品ページ