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コントラバス

音波

音は空気の圧力変動を振動として感じるものである。

●音の周波数・・・単位はHz(ヘルツ)で示される
 1秒間に振動する回数のこと。(音波の周期)
 振動回数が多い方が高周波、少ない方が低周波である。

●音の大きさ・・・単位はdB(デシベル)で示される
 圧力変動の大きさ(音波の高低)

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低周波音と超低周波音

人間の可聴域は100(20)~16000(20000)Hzである。
( )内は若くて健康な感度の良い人の場合。
例え若くて感度が良くても20Hzより低い周波数の音や20000Hzよりも高い音は人間には音としては聴こえないとされる。但し振動としては認識可能(但しそれも振動の大きさや個人差による)。
100~20Hzを低周波音、20Hz以下を超低周波音と呼ぶ。

高音域を聴き取る力は加齢によってどんどん低下するので、30歳を超えれば16000(20000)Hzが小さな音で聴こえるということは稀になってくる。

以前も書いたが、人間の耳の感度の良い周波数は2000~5000Hzである。
これは一般的に、小さな音でも聴こえる周波数、と言い換えることが出来る。(騒音性難聴の場合は4000Hz辺りから低下しだすので、小さな音では聴こえなくなる)

今回はグラフの左端に低周波音を聴きとれる音の大きさを示した。(水色の線)
若く健康で感度の良い耳を持っている人であっても、低周波音は通常の音よりも大きな音でないと聴こえない。
しかし低周波音は楽器ではわりと身近な音でもある。
音に対する感度が悪くなれば(聴力が低下すれば)、それこそ爆音でも出さない限り、この低周波音も聴き取れなくなってくるわけである。

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低周波音
一般に周波数100 Hz以下の音を指す。したがって、ヒトの聴覚では感知できないような低い周波数の音も含まれるが、そのような音でも振動などとして感知できる場合がある。
多くの楽器において基音が含まれる周波数帯域であり、音楽において重要な音域である。
電気的な音楽再生においては、この帯域をより正確に容易に再生するべくサブウーファーなどの導入が試みられる場合がある。

※この場合の基音(Fundamental tone)とは、楽器が出す最も低い周波数の音。fo と表記される。

サブウーファー(英語: Subwoofer)
概ね 100 Hz 以下の超低音域のみを担当して再生するスピーカーである。主たるスピーカーシステムとは別体である場合が多いが、一体となっている場合もある。

PAなどの設備音響においては、ロックミュージックの商業化により、PAシステムに対して可搬性と低域の再生レンジ拡大の相反する仕様が求められた結果、1980年代にはそれまでの帯域ごとにブロック化されたスピーカーユニットを積み上げる方式から、2~3ウェイのユニットをワンボックスに収納し、必要に応じて低域を増強するためのサブウーファーを別ボックスで組み合わせるスタイルが出現した。これにより、低域の再生限界への対応とPAシステムの可搬化、セットアップの時間短縮が可能になり、今日における標準的なシステムとなっている。



低周波音の影響

2000年頃から低周波騒音への苦情は増加しているという。
今後の課題としては、国はどう世界各国に合わせた「低周波騒音の規定値」を早期に定めるかが必須課題であり、現在多くの民事で訴訟が発生していることも事実である。

低周波音の影響は、住宅などの建物や建具のがたつきとして現れたり、人体への種々の影響としても現れる。頭痛、イライラ、不眠、肩こり、耳鳴り、吐き気、食欲不振などの不定愁訴。何とも言えない不快感や圧迫感として感じることもある。

よくあるのは工場のボイラー音や施設などの大型室外機音。港の近くならば船のエンジン音。
近年新たに風力発電も問題になっている。
身近なもので言えば、冷蔵庫の運転音、エアコンの室外機から出る音、扇風機の動作音、換気扇の回る音、家庭用コージェネレーション(エコキュートやエネファームなどエコ給湯器)のヒートポンプの音、車のアイドリングなどが挙げられる。

私も睡眠不足や体調が少し悪い時、アイスコーヒーを飲み過ぎた時(笑)などには、エアコンの低周波音が気になる。
一般住宅や節約している建物の場合、全体にエアコンが効くわけではなく部屋単位なので、エアコンを付けたら部屋を閉め切る。そうすると余計に部屋の空気が重くなったように感じて、何とも言えない不快感や圧迫感やらを感じることがあるのだ。低い音とともに部屋の空気というか壁が微妙に振動しているような感じを受ける。
またエアコンの使用で耳から喉の調子が悪くなる時もある。山のほうへドライブした時とかトンネルの中に入った時、飛行機に乗った時などに耳が痛いというか、こもるというか、ぼうっとして聞こえにくいような感じになることは、誰でも一度くらい経験したことがあると思う。あれは気圧差(圧力差)によるもの。あれよりは軽い変調だけど長引くみたいな感じで起こるが、やっぱり部屋や車の内外の気圧差が影響しているのだろうか。

学校から漏れ聞こえてくる楽器の音、これは低周波音だけでなく、いろいろな周波の音が混ざっているので、「楽器の音がうるさい」と言うことはあっても「低周波音がうるさい」とは言わないかもしれないが、かなり低い音が出る楽器があり、それを響かせるには中高音域の楽器よりも音の大きさは大きくなりがちなので、聞く人が聞けばズドーンと身体に響くような不快な音になりかねない。


音のデジタル化

アナログ的に音波を表せば、すべてが繋がれて描かれる。
音波の高低や回数は違っても途切れることはない。連続している。レコードはこちら。
デジタルの場合は、それがとびとびな値で表現される。何故かというサンプルの値(標本値)を繋げるからである。CDはこちら。
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CD(Compact Disc)はデジタル情報を記録するもので、いろいろなメーカーが開発競争にしのぎを削っていたが、ソニーとオランダの電機メーカーのフィリップスが共同開発し商品化した。
1978年、フィリップスに声を掛けられて、これを進めたのが当時ソニー副社長兼CBS・ソニーの社長であった大賀だった。
最初のCDプレーヤーが発売されたのは1982年のこと。

大賀は東京芸術大学出身の声楽家であった。
同大学在学中に東京通信工業(のちのソニー)のテープレコーダーの音質にクレームをつけたのがきっかけで同社嘱託となる。井深大とは、大学進学前に東京通信工業の出資者のひとりから紹介されて顔見知りであり、同社が国産初の磁気録音機を芸大に売り込んだ際に協力していた。
東京芸術大学の音楽学部を卒業後、同大学の専攻科を修了し、東京通信工業の嘱託として給料をもらいながら、ドイツに留学した。ミュンヘン国立高等音楽大学にて学んだのち、田中路子の勧めでベルリン国立芸術大学に移り、同大学の音楽学部を卒業した。このころ田中路子の紹介で、ベルリン・フィルハーモニーの新指揮者ヘルベルト・フォン・カラヤンと知り合う。

生音にこだわるクラシック音楽家がデジタル化に積極的だったというのは少々意外な気がするが、マスターテープからレコード化する時にはどうしても物理的な劣化が生じ、再生するにあたってもノイズが乗る。デジタルは劣化しないし、ノイズも乗らないので、その意味での音質ならば当然デジタルに軍配が上がる。
創業者の1人である井深はデジタル化に反対であったという。


サンプリング周波数

CDのサンプリング周波数は44100Hz(44.1KHz)である。
簡単に言えば、1秒間に44100回の音波標本をとるのである。
人間が音として聴くことが可能な最大周波数は20000Hz(20KHz)。
この音は1秒間に20000回振動するということ。
振動(波)というのは結局高低が出るということでもあるので、高い所と低い所の両方をサンプリングしないと元の音に近づかない。よって20000回の倍の40000回に予備を入れて44100回。
その後、このサンプリング周波数は多いほど原音に近づくということで、ハイレゾなるものが誕生してきた。ハイレゾのサンプリング周波数は192000Hz(192KHz)。1秒間に192000回も標本値を取るということになる。
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上の図では水色の波は8周期(8回)あるが、規則的8回サンプリング(オレンジ色)しただけでは揺れのない単調な音となる。茶色8回も入れれば、オレンジ色8回だけの時よりも細かな揺れが表現できる。
かなり雑な例えだけど、「コントラバス」と言う言葉、規則的にとびとびの3つの字を選べば「コトバ」になる。「コントラバス」と「コトバ」を言い比べてみてください。どうですか?似てるような似てないような。もちろん意味は全然違うものになるわけですが。
回数を増やせば増やすほど、なめらかな連続音(つまり原音)に近づく。但しこの作業自体は、標本値を増やしても正確に波が再現できるだけのことであって、聴き苦しい音楽が調和の取れた美しい音楽に取って代わるものではない。

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ビット数

CDは16ビットで、ダイナミックレンジ(小さい音と大きい音の差)は96dBである。
DVDやハイレゾは24ビットのものもあり、それだとダイナミックレンジ(小さい音と大きい音の差)は144dBである。
小さい音を0dBとしても、大きい音は96dBや144dBにもなるわけだから、耳にはあまり良くない音の大きさですね。
それをヘッドフォンやイヤフォンで大音量で聴くのはやはりちょっと怖いですね。


根本的な問題

レコードの音にしても、CDの音にしても、スマホでの音楽配信にしても、どんなに原音を正確に再現し、広範囲の音を提供したとしても、聴く人の聴力が低下していたら、原音や提供している音通りには聴こえない。
それは歌手や演奏者やエンジニアたちが幾らあがいても、解決しようのない、どうしようもないことである。

但し音を大きくすれば聴こえてくるという低下具合もあるので、聴力低下には音を大きく出すという対策がある程度までは有効と言えば有効である。
でも大きな音に晒され続ければ、聴力は落ちる一方なので、卵が先か鶏が先かではないが、どっちが原因で結果なのかよく分からなくなる。

よく聴こえない人にとっては救いの大音量かもしれないが、感度の良い聴力を持つ人や特別に良いわけではないけれども普通に聴こえる人にとったら、大音量ははた迷惑となるだろう。

人間には、あまり慣れない周波数や音の大きさは、雑音や騒音にしか聴こえないという側面もある。

アナログであるレコードの無理なく制作できる周波数は、70~10000くらいだそうである。これはある意味、人間の耳に馴染みのある音域で、健康な人ならば40代くらいまではそれほど低下もない音域である。
CDの場合はサンプリング周波数が44100Hz(44.1KHz)と決まっているので、再生できるのは20000Hzくらいの音まで。10000Hz以上の高周波音は加齢によって聴こえなくなるので、せっかく20000Hzまで出たとしても聴こえない。





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by yumimi61 | 2019-08-20 16:53