Phoenix/TODO.md

Phoenix Analyzer - Soll-/Ist-To-do

Verbindliches Ziel

• Referenz ist der RTW PortaMonitor 1064X/1064X-PLUS, insbesondere dessen RTA-, PPM-, Peakmeter-, Goniometer- und Korrelationsverhalten.
• Gemessen werden analoge Line-Signale. Deshalb umfasst die endgültige Referenzmessung immer den vollständigen analogen Eingang einschließlich Vorstufe, Antialiasing und A/D-Wandler; reine Digitaltests sichern nur den nachfolgenden DSP ab.
• Der primäre RTW-nahe RTA arbeitet als IIR-Fractional-Octave-Filterbank. FFT bleibt eine optionale, getrennt gekennzeichnete Spektrumsansicht.
• Der RTW-RTA-Modus soll 31 Bänder in 1/3-Oktaven von 20 Hz bis 20 kHz sowie ein Verhalten entsprechend IEC 225/ANSI Class 2 beziehungsweise der passenden aktuellen Nachfolgenorm bieten.
• Vorgesehene RTA-Detektoren: Average (RMS) und Peak (10 ms); dazu die RMS-Reaktionszeiten Fast, Medium, Slow und Impulse sowie Peak Hold 2,5 s, 4 s oder manuell.
• Zwischen hörbarem Signal und Anzeige soll nur die unvermeidbare Mess- und Bildschirmlatenz liegen. Alte Messframes dürfen niemals eine anwachsende Verzögerung erzeugen.
• Normbedingte Ballistiken werden nicht künstlich verkürzt. Technische Transportlatenz und gewollte Instrumententrägheit werden getrennt behandelt.
• LUFS und LRA bleiben vorerst außerhalb dieser Aufgabenliste.

Was bereits vorhanden und grundsätzlich brauchbar ist

• Direkte ALSA-Aufnahme mit kleiner Standardperiode von 128 Samples.
• Ein IIR-RTA ist bereits vorhanden und in Frontend und Backend der Standardmodus.
• Die 31 RTW-Mittenfrequenzen für 1/3-Oktaven von 20 Hz bis 20 kHz sind bereits hinterlegt.
• Zusätzlich existieren 1/6- und 1/12-Oktav-Modi als Phoenix-Erweiterungen.
• RTA-Bandwerte und Peakwerte werden getrennt geführt.
• DIN-PPM, EBU-PPM, True Peak, VU, RMS, Goniometer, Korrelation, Waveform und Spektrogramm sind grundsätzlich vorhanden.
• Das Frontend zeichnet mit bis zu 60 Hz und verwendet für Waveform und Spektrogramm teilweise Worker.
• Konfigurierbare Eingangspegelkorrektur und ein L/R-Laufzeitausgleich existieren.

Diese vorhandenen Funktionen sind nicht automatisch messtechnisch korrekt. Die folgenden Punkte beschreiben den jeweiligen Soll-/Ist-Unterschied.

Priorität 0 - Anwachsende Anzeigeverzögerung verhindern

• 1. WebSocket auf "latest value wins" umstellen

  • Soll: Ein langsamer Client erhält immer den neuesten Messzustand; alte Zustände werden verworfen.
  • Ist: Der interne Kanal ist auf 32 Frames begrenzt; der WebSocket sendet im 16-ms-Takt und leert vor jedem Versand bis zum neuesten Zustand. Spektrogrammdaten laufen getrennt.
  • Abnahme: Lokaler Laufzeittest liefert 68 aktuelle Messframes in 1,1 s; alte Zustände werden beim Leeren verworfen.

• 2. Mess-, Visualisierungs- und Konfigurationsdaten trennen

  • Soll: DSP läuft samplegenau; übertragen wird nur so häufig und so umfangreich wie für die jeweilige Anzeige nötig.
  • Ist: Skalare Messzustände laufen mit etwa 60 JSON-Paketen/s. Spektrogramm sowie Goniometer/Waveform besitzen getrennte, kompakte Binär-WebSockets. Roh-Waveformsamples werden nicht mehr in jedem Capture-Frame vervielfacht; Waveform-Hüllkurven werden beim serverseitigen Leeren lückenlos zusammengeführt. Das doppelte RTA-Bandfeld wurde vollständig entfernt; Konfiguration wird nur separat bei Änderungen synchronisiert.
  • Interne Last: Der Verteiler reicht Messframes als gemeinsam genutzte Referenz weiter. Beim Verwerfen alter Frames werden deshalb keine kompletten Spektrogramm-, XY- und Waveformvektoren mehr kopiert.
  • Geprüft: Protokolltests prüfen Header, Nutzdaten und beschädigte Paketlängen. Ein Servertest stellt sicher, dass große Visualisierungsfelder nicht wieder im JSON-Messstrom landen.
  • Abnahme: Datenwege sind softwareseitig getrennt; die Lastmessung auf der Zielhardware bleibt Bestandteil der End-to-End-Abnahme unter Punkt 17.

• 3. Browser-Verarbeitung auf den neuesten Zustand begrenzen

  • Soll: Pro Bildschirmframe wird höchstens der neueste vollständige Messzustand verarbeitet.
  • Ist: Der Browser besitzt für Messwerte, Spektrogramm und Visualisierungsdaten jeweils einen Single-Slot-Puffer und verarbeitet höchstens einen aktuellen Zustand pro Animation Frame. Während einer laufenden Verarbeitung ersetzt ein neuer Zustand den wartenden alten. Nicht mehr steigende Sequenznummern werden verworfen.
  • Abnahme: Es existiert kein unbeschränktes Paket- oder Promise-Backlog mehr.

• 3a. Spektrogramm dauerhaft echtzeitfähig machen

  • Ist: Inkrementelles Spaltenzeichnen statt Vollbild-Neuberechnung, Worker-ACK/Single-Slot, 750-ms-Watchdog mit sauberem Neustart, begrenzter Sprung statt nachträglichem Aufholen sowie eigener Binärstrom mit Quellsequenz.
  • Geschwindigkeit: Feste Zeitbasis von 60 CSS-Pixeln/s bei 1×; 0,5×, 2×, 4× und 6× skalieren exakt und bleiben unabhängig von FFT-Größe und Display-DPI. Gamma und Geschwindigkeit werden global gespeichert.
  • Abnahme: Automatische Tests prüfen alle Geschwindigkeiten, FFT-Größenunabhängigkeit, DPI-Skalierung, Worker-ACK, ausschließlich inkrementelles Hochladen der neuen Bildspalte und 60.000 Spalten als synthetischen Zehn-Minuten-Lauf.

Priorität 1 - RTW-naher IIR-RTA

• 4. IIR verbindlich als RTW-RTA-Modus behandeln

  • Soll: RTW-Modus bedeutet eindeutig IIR-Filterbank; FFT ist eine gesonderte Zusatzansicht.
  • Ist: Backend, gespeicherte Konfiguration, Optionsdialog und Laufzeitprofil erzwingen im RTW-Layout jetzt IIR, 31 Dritteloktavbänder, Normalbereich und Filterordnung 6. Alte Browserkonfigurationen können den Motor nicht mehr heimlich auf FFT zurückstellen; das Backend-Paket ist für die Anzeige maßgeblich.
  • Geprüft: Ein automatischer Profiltest prüft sowohl das gesperrte RTW-Profil als auch die weiterhin freie IEC-/Phoenix-Erweiterung.
  • Abnahme: Das RTW-Profil startet reproduzierbar immer mit der validierten IIR-Filterbank.

• 5. IIR-Filterbank fachgerecht für 31 Dritteloktavbänder auslegen

  • Soll: 31 Bänder, 20 Hz bis 20 kHz, korrekte Mittenfrequenzen, Bandkanten und Class-2-Toleranzen.
  • Ist: Der RTW-Kern verwendet jetzt je Band einen vollständigen Butterworth-Bandpass sechster Ordnung aus drei unterschiedlichen SOS-Sektionen mit vorverzerrten Bandgrenzen und Normierung auf die Bandmitte. Die Anzeige behält die gerundeten RTW-Nominalwerte, während die Filter mit den exakten IEC-Basis-10-Mitten und -Bandkanten rechnen. Koeffizienten, Zustände und Leistungsrechnung laufen intern in f64, damit insbesondere das 20-Hz-Band stabil und genau bleibt.
  • Geprüft: Automatische Frequenzgang- und Zeitbereichstests prüfen alle 31 Mitten, beide -3-dB-Bandkanten, Nachbarbandunterdrückung sowie 44,1, 48 und 96 kHz. A-, C- und Z-Bewertung werden sampleweise vor der Filterbank angewandt und gegen Normformeln geprüft.
  • Noch offen: Der vollständige Class-2-Toleranzmasken-Nachweis und eine formelle Geräte-/Laborvalidierung fehlen; deshalb bleibt der Gesamtpunkt offen.
  • Abnahme: Jedes der 31 Bänder besteht automatisierte Sweep- und Pegeltests innerhalb der festgelegten Toleranzen.

• 6. RTW-Detektor und Reaktionszeiten vollständig und energetisch korrekt implementieren

  • Soll: Getrennte Auswahl von Average-/Peak-Detektor und der RMS-Reaktionszeit entsprechend der RTW-Bedienlogik.
  • Ist: Average (RMS) und Peak (10 ms) sind getrennte Detektoren; Fast arbeitet mit 125 ms, Slow mit 1 s und Impulse asymmetrisch mit 35 ms Anstieg sowie 1,5 s Rücklauf. Der IIR-Average-Detektor integriert samplegenau im Leistungsbereich; Peak ermittelt gleitend den höchsten gefilterten Samplewert der letzten 10 ms. Beide sind damit unabhängig von der ALSA-Periodengröße. Alte gespeicherte Average-/Peak-Modi werden automatisch migriert.
  • Geprüft: Regressionstests prüfen Blockgrößenunabhängigkeit, 10-ms-Peakintegration, Impulse-Anstieg/-Rücklauf sowie die Konfigurationsmigration.
  • Noch offen: Medium bleibt mit 0,5 s eine Phoenix-/Legacy-Zeitkonstante, solange kein verbindlicher RTW-Wert vorliegt. Die endgültige dynamische Gerätevalidierung bleibt deshalb offen.
  • Abnahme: Sprung-, Burst- und Rauschtests zeigen für jeden Modus reproduzierbares RTW-nahes Verhalten.

• 7. Peak Hold und Bandspeicher wie beim PortaMonitor ergänzen

  • Soll: Peak Hold 2,5 s, 4 s oder manuell; Speicher für acht Bänder plus Hold.
  • Ist: 2,5 s, 4 s und manueller Hold werden samplezeitbasiert im Backend geführt. Nach Zeitablauf springt der Hold eindeutig auf den aktuellen Detektorwert; ein kontinuierlicher Rücklauf findet nicht mehr statt. Der Reset erreicht über ein Token sowohl Backend als auch Anzeige. FFT und IIR verwenden dieselbe Hold-Semantik, ohne eine zweite Browser-Holdstufe.
  • Noch offen: Der achtbandige RTW-Speicher ist noch nicht ergänzt.
  • Aufgabe: Acht auswählbare Speicherbänder implementieren und Aktuell-, Hold- und Speicherwert visuell eindeutig trennen.
  • Abnahme: Hold-Zeiten und Reset-Verhalten stimmen zeitlich und visuell mit der Referenz überein.

• 8. RTA-Anzeigeoptionen am PortaMonitor-Profil ausrichten

  • Soll: 31 Dritteloktavbänder, wählbarer Mess-/Anzeigebereich von 15, 30 oder 45 dB und optionales zweikanaliges Peakmeter.
  • Ist: Mehrere BPO-Modi, RTW-/IEC-Layouts, frei konfigurierte Skalierung und Peak-Overlay sind vorhanden.
  • Unstimmig: Phoenix-Erweiterungen und originale RTW-Funktionen sind nicht getrennt; die Skalen entsprechen nicht zwingend den drei RTW-Bereichen.
  • Aufgabe: Ein gesperrtes RTW-1064X-Profil mit den Originaloptionen anbieten. 1/6 und 1/12 Oktave sowie andere Bereiche ausdrücklich als Phoenix-Erweiterung kennzeichnen.
  • Abnahme: Das RTW-Profil lässt sich direkt anhand des Datenblatts und Referenzgeräts nachvollziehen.

Priorität 2 - Gemeinsame Messgrundlage

• 9. Tatsächliche ALSA-Parameter verwenden

  • Soll: Alle Filter, Zeitkonstanten, Frequenzachsen und Aufnahmen verwenden die tatsächlich ausgehandelte Hardwarekonfiguration.
  • Ist: Phoenix liest Rate, Periode und Puffergröße nach der ALSA-Aushandlung zurück. DSP, RTA-Filter, Zeitkonstanten, Aufnahme-Metadaten, Status und Browserfrequenzachse verwenden die tatsächliche Rate; die tatsächliche Periode wird ebenfalls im Messpaket übertragen.
  • Geprüft: RTA-Filtertests laufen bei 44,1, 48 und 96 kHz; die abschließende Prüfung mit real unterschiedlich aushandelnder Hardware bleibt Teil der Geräteabnahme.
  • Abnahme: Sweep- und Zeitmessungen bleiben bei verschiedenen unterstützten Hardware-Raten korrekt.

• 10. True Peak kontinuierlich und blockübergreifend korrigieren

  • Soll: Intersample-Peaks werden unabhängig von ihrer Lage zum ALSA-Block zuverlässig erkannt.
  • Ist: Die 4-fache bandbegrenzte Interpolation besitzt nun eine kontinuierliche Historie mit dem erforderlichen Zukunftsanteil. Die zuvor an jedem Capture-Block übersprungenen Intervalle werden verzögert, aber lückenlos ausgewertet.
  • Geprüft: Synthetische Intersample-Peaks werden oberhalb des Sample-Peaks erkannt; 64, 127, 128, 192 und 511 Samples große Capture-Blöcke liefern denselben Maximalwert.
  • Noch offen: Formelle Validierung mit ITU-/EBU-Testmaterial und dem vollständigen geforderten dBTP-Toleranzsatz.
  • Abnahme: Gleiche Peakwerte unabhängig von Blockgrenze, Periodengröße und Samplerate.

• 11. DIN- und EBU-PPM softwareseitig norm- und RTW-nah auslegen

  • Soll: Richtige Skalen, Referenzpegel, Tonburst-Reaktion, Integration, Rücklauf, Peak Hold, Peak Memory und Over-Anzeige.
  • Ist: Blockunabhängige DIN-/EBU-Quasi-Peak-Detektoren mit 8-facher bandbegrenzter Interpolation; DIN-Profil 10 ms und 20 dB/1,5 s, EBU Type IIb 10 ms und 24 dB/2,8 s. Der sofortige DIN-Modus ist getrennt und ausdrücklich nicht normgerecht gekennzeichnet.
  • Geprüft: Vollständige EBU-5-kHz-Tonburst-Tabelle, beide Rücklaufzeiten, Startverhalten, Polarität und EBU-Frequenzgang 31,5 Hz bis 16 kHz laufen als automatische Regressionstests. Die Balken übernehmen den Backendwert ohne zweite Anstiegsballistik.
  • Noch offen: Absolute Pegel- und Skalenprüfung mit kalibriertem Generator, Eingangs-Hardware und realem RTW-Gerät bleibt unter Punkt 16 erforderlich.
  • Abnahme: Softwaretests bestehen; die endgültige Aussage zur Messgeräte-Konformität erfolgt erst nach der Hardwarevergleichsmessung.

• 12. VU und RMS softwareseitig eindeutig und reproduzierbar definieren

  • Soll VU: RTW-artige Moving-Coil-Ballistik mit richtigem Einschwingen, Rücklauf und Überschwingen.
  • Ist VU: Vollweggleichrichtung mit RMS-Kalibrierung und unterdämpftem Moving-Coil-Modell. Der 1-kHz-Sprung erreicht nach 300 ms etwa 99 % und überschwingt um 1 bis 1,5 %; der Rücklauf und mehrere Capture-Perioden werden automatisch geprüft.
  • Soll RMS: Dokumentiertes gleitendes Messfenster mit eindeutigem dBFS-/Kalibrierbezug.
  • Ist RMS: True RMS wird jetzt samplekontinuierlich über ein festes gleitendes 300-ms-Leistungsfenster berechnet. Der Wert ist unabhängig von der ALSA-Periode; ein 1-kHz-Sinus und fünf verschiedene Blockgrößen werden automatisch geprüft.
  • Noch extern zu prüfen: Pegelkalibrierung und die optische Übereinstimmung mit dem konkreten RTW-PortaMonitor am analogen Eingang.
  • Abnahme: Softwaretests bestehen; endgültige Geräteübereinstimmung folgt mit der analogen Referenzmessung.

• 13. FFT-Modus als optionale Spektrumsansicht fachlich korrigieren

  • Soll: FFT ist eine korrekte Zusatzansicht, aber nicht die RTW-IIR-Referenz.
  • Ist: Das FFT-RTA summiert einseitige Binenergien mit Hann-Fensterleistungskompensation. Rand-Bins werden entsprechend ihrem tatsächlichen Bandüberlappungsanteil berücksichtigt; es findet keine Normierung auf die Anzahl oder Gesamtgewichtung der Bins mehr statt. Die native FFT-Integration wird im Browser nicht erneut ausgeführt. Der getrennte Spektrogramm-Amplitudenmaßstab bleibt unverändert.
  • Geprüft: Sinusenergie bleibt bei 2048, 4096, 8192 und 16384 Punkten innerhalb der Testtoleranz konstant. Ein zusätzlicher Test prüft die geometrische Bandenergie bei allen FFT-Größen.
  • Abnahme: Konsistente Pegel bei FFT-Größenwechseln und eindeutig getrennte Kennzeichnung im UI.

Priorität 3 - Stereoanzeigen und visuelles RTW-Verhalten

• 14. Goniometer-Datenweg und Persistenz optimieren

  • Soll: Aktuelle XY-Daten erscheinen im nächsten möglichen Bildschirmframe; Fast/Medium/Slow-Persistenz wirkt wie das RTW-Instrument.
  • Ist: M/S-Darstellung, manueller Gain, AGC, Linien/Punkte sowie reproduzierbare Fast-/Medium-/Slow- und freie Phoenix-Persistenz sind vorhanden.
  • Datenweg erledigt: Es werden nur die seit der letzten Ausgabe neu eingegangenen Samplepaare mit im Mittel exakt 60 Hz über den eigenen Binärstrom übertragen. Die Punktzahl begrenzt bereits den Transport; der Browser erfindet keine interpolierten XY-Samples. JSON-Kopien und unbeschränkte Warteschlangen entfallen.
  • Darstellung erledigt: Die Nachleuchtspuren sind auf 48 Zustände begrenzt und verwenden freigegebene Float32Array-Puffer erneut. Kosmetische Bézier-Verformung der Messspur ist im RTW-Profil deaktiviert. AGC wird nur bei einem neuen XY-Paket weitergerechnet; das Silence-Gate verwendet das periodengrößenunabhängige XY-Fenster.
  • Geprüft: Automatische Tests prüfen 60-Hz-Taktung bei 44,1/48/96 kHz und unterschiedlichen Periodengrößen, Punktbegrenzung, Endpunkte, Persistenzprofile und Pufferbegrenzung.
  • Noch offen: Die gewählten 50/150/300 ms müssen visuell am echten RTW-Gerät abgeglichen werden; deshalb bleibt der Gesamtpunkt offen.
  • Abnahme: Geringe Reaktionslatenz ohne unnötige Allokationen, bei vergleichbarem visuellen Nachleuchten.

• 15. Korrelation vollständig am RTW-Verhalten prüfen

  • Soll: Bereich -1 bis +1, passende Farben, wählbare Ansprechzeiten von 1,0 s und 2,5 s sowie Negative-Peak-Memory.
  • Ist: Die Korrelation wird samplekontinuierlich im Audiokern aus gleich integrierten L²-, R²- und L·R-Leistungen berechnet. 1,0 s und 2,5 s sind wählbar; der Browser zeigt den fertigen Wert ohne zweite bildratenabhängige Glättung. Negative-Peak-Memory, Marker und manueller Reset sind implementiert.
  • Geprüft: Automatische Tests prüfen +1, 0 und -1, Stille, einseitiges Signal, beide Ansprechzeiten und den Memory-Reset.
  • Noch offen: Dynamische Phasenlagen und das exakte Zeit-/Memory-Verhalten müssen am PortaMonitor verglichen werden; deshalb bleibt der Gesamtpunkt offen.
  • Abnahme: Statische und dynamische Testsignale stimmen innerhalb der festgelegten Toleranz mit der Referenz überein.

Priorität 4 - Nachweis und dauerhafte Absicherung

• 16. RTW-Referenzprofil vervollständigen

  • Soll: Modell, Firmware, Eingangsart, Skala, Referenzpegel und jedes nachzubildende Preset sind dokumentiert.
  • Ist: Das Datenblatt des 1063X-/1064X-PLUS liegt vor und definiert viele Optionen, aber nicht alle internen Zeitkonstanten und Toleranzdetails.
  • Fehlt: Vollständiges Bedienhandbuch und/oder reale Vergleichsmessungen.
  • Aufgabe: Handbuchdaten und Messprotokolle ergänzen; exakt nachzubildende Funktionen von bewussten Phoenix-Erweiterungen trennen.
  • Abnahme: Jede RTW-nahe Option besitzt eine nachvollziehbare Quelle oder ein Referenzmessprotokoll.

• 17. End-to-End-Latenz messen und begrenzen

  • Soll: Bei 60-Hz-Display typisch unter 25 ms zusätzliche Anzeigeverzögerung, normal unter 35 ms; bei 120 Hz möglichst 10 bis 20 ms. Keine anwachsende Warteschlange.
  • Ist: 128-Sample-Capture und 60-Hz-Rendering sind grundsätzlich schnell, aber es gibt keine durchgängige Latenzmessung.
  • Fehlt: Zeitstempel für Capture, DSP, Versand, Browserempfang und tatsächlichen Paint.
  • Aufgabe: Monotone Zeitstempel, Median/P95/Maximum sowie sicht-/hörbaren Impulstest einführen. Instrumentenballistik separat ausweisen.
  • Abnahme: Ziele werden unter realistischer Volllast eingehalten und Regressionen automatisch erkannt.

• 18. Automatisierte DSP- und Darstellungsregressionstests aufbauen

  • Soll: Keine Änderung kann unbemerkt Pegel, Frequenzgang, Ballistik, Latenz oder RTW-Darstellung verschlechtern.
  • Ist: DIN-/EBU-PPM, Spektrogramm-Zeitbasis und Langlauf, Worker-Verhalten sowie die Binärprotokolle sind automatisiert abgesichert. Servertests prüfen außerdem das Zusammenführen der Waveform-Hüllkurve und die Trennung großer Nutzdaten vom JSON-Messstrom.
  • Ergänzt: RTA und Korrelation besitzen DSP-Tests; die Korrelation prüft jetzt auch einen dynamischen Phasensprung und unterscheidet dabei 1,0 von 2,5 Sekunden. Der Goniometerweg prüft mehrere Sampleraten, Periodengrößen, Punktreduktion und Persistenzprofile. True Peak prüft Intersample-Erkennung und Blockgrenzen, RMS das feste 300-ms-Fenster. Der Laufzeittest begrenzt zusätzlich das Alter empfangener Messframes auf 500 ms und erkennt damit Transport-Backlogs.
  • Noch offen: Vollständige ITU-True-Peak-Vektoren, echte Capture-bis-Paint-Latenz und dynamische RTW-Gerätevergleichsreihen. Deshalb bleibt dieser Gesamtpunkt offen.
  • Aufgabe: Einzeltöne aller 31 Bänder, Sweeps, Weiß-/Rosarauschen, Pegelsprünge, Tonbursts, Phasen-/Korrelationssignale und Intersample-Peaks testen. Sampleraten, Perioden und Blockgrenzen variieren. RTW-Screenshots und Messprotokolle als Referenz verwenden, soweit rechtlich möglich.
  • Abnahme: Automatischer Bericht mit Erwartungswerten und Toleranzen für jede Messfunktion.

Empfohlene Bearbeitungsreihenfolge

1. Punkte 1 bis 3: anwachsende Transport- und Browserlatenz beseitigen.
2. Punkt 9: korrekte gemeinsame Zeit- und Frequenzbasis herstellen.
3. Punkte 4 bis 8: IIR-RTA als RTW-Kern verbindlich und korrekt auslegen.
4. Punkte 10 bis 15: weitere Messinstrumente korrigieren und abstimmen.
5. Punkte 16 bis 18: Referenz, Latenz und Messrichtigkeit dauerhaft nachweisen.