Browser-based Engine Prototype for a Digital Audio Workstation

Abstract

Diese Abschlussarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines browserbasierten Engine-Prototyps für eine Digital Audio Workstation (DAW), die dieselben Qualitätsziele verfolgt wie native DAWs. Die Engine nutzt modernste Webtechnologien, darunter AudioWorklet, SharedArrayBuffer, und Web Worker, um ein effizientes Disk-Streaming zu erreichen. Der Prototyp bietet Plugin-Unterstützung durch die Verwendung vom Web Audio Modules-Standard zusammen mit WebAssembly für die Audioverarbeitung. Ein umfassender Überblick über bestehende browserbasierte DAWs, aktuelle Veröffentlichungen und Evaluationen der Audioverarbeitung im Webbrowser bieten eine Basis für die Entwicklung und die Auswertung des Prototyps. Ein automatisierter Evaluationsprozess mit dem Firefox Profiler wird entwickelt und angewendet, um den entwickelten Disk-Streaming-Ansatz mit einem zweiten Ansatz zu vergleichen, der das AudioBuffer-SourceNode interface verwendet. Außerdem wird die Performanz der Audioverarbeitung mit WebAssembly und JavaScript verglichen. Die Ergebnisse demonstrieren das Potenzial browserbasierter DAWs, eine brauchbare Alternative zu nativen DAWs zu bieten, da das Web die notwendigen Technologien zur Implementierung ähnlicher Paradigmen zur Audioverarbeitung bereitstellt, die auch schon in nativen DAWs zu finden sind.

This thesis presents the development of a browser-based engine prototype for a digital audio workstation (DAW), aiming for the same quality goals as native DAWs. The engine makes use of cutting-edge web technologies, including AudioWorklet, SharedArrayBuffer, and web workers, to achieve efficient disk streaming. The prototype offers plugin support through the use of Web Audio Modules with WebAssembly for audio processing. A comprehensive review of existing browser-based DAWs, current publications and evaluations of audio processing in the web browser provide a base for the development and the evaluation of the prototype. An automated evaluation process using the Firefox Profiler is developed and applied to compare the developed disk streaming approach with a second approach that uses the AudioBufferSourceNode. Furthermore, the performance of the audio processing with WebAssembly and JavaScript is compared. The results demonstrate the potential of browser-based DAWs to provide a viable alternative to native DAWs, because the web provides the necessary technologies to implement similar audio processing paradigms found in native DAWs.