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2011年03月09日 (水) | Edit |
最近音量についてイロイロ調べているうちに見つけた貴重なデータをご紹介します。

名古屋にある「愛知県芸術劇場」(ホームページはこちら)のかなり詳細な音響解析の報告書です。この施設はなかなか立派なコンサートホールを備えているようです。
報告書全文のPDFはコチラからダウンロードできます。
座席表のPDFはコチラからダウンロードできます。

最近の記事では音楽を聴く時の音圧について書いてきましたので、今回も報告書の中から客席の音圧分布のデータを取り上げてみました。残響特性等、かなり詳しいデータが掲載されていますので、ご興味のある方はPDFをダウンロードしてご覧ください。

下は当該コンサートホール客席の音圧分布測定結果の抜粋です。
701.jpg
ステージ中央に12面体スピーカ(音響パワー100dB)を置いて、ホール中心線上の各位置で音圧を測定した結果です。画像の質が悪かったので、プロットに色を付けました。緑が125Hz、青が500Hz、赤が2KHzです。測定点⑤が最前列席あたり、測定点⑧がホールのほぼ中心に位置します。④がスピーカ位置です。

結果を見ると、周波数の高い2kHzは⑤から⑧に向けて急激に低下し(約-8dB)、周波数の低い125Hzは比較的緩やかに低下しています。低音は壁面等の反射で吸収されにくいのに対し、高音は比較的吸収されやすためにこのような傾向が出るのだと思われます。この傾向は周波数が高くなればもっと顕著に表れると考えられます(後述のベト5データ参照)。

以上の結果から、最前列では後方の席に比べて高音(2kHz)のレベルが極端に高くなる傾向にあり、これが最大音圧レベルの値に強く影響していると言えます。また、高音レベルはステージに近い領域(上図では測定点⑤から⑧にかけて)で急激に低下し、それより後方では他の周波数(125Hz、500Hz)と同程度の傾きで緩やかに減衰する事が分かります。上図では測定点⑥~⑦近辺で3つの周波数のレベルが同等になります。これはコメントで頂いた5列目あたりに相当するのではないでしょうか。

高音(2kHz)の減衰が収まる測定点⑧より後の席(全席の8割くらい?)では、後に行くほど徐々に音圧レベルが低下するものの、ほぼ一定した周波数特性(つまり2kHzが他に比べて低い特性)が得られている事が分かります。

さらに、以前の記事で紹介した鎌倉芸術館でのベト5音圧測定データから興味深い知見が得られました。

ちょっと見にくいですが、最前列席のスペクトル(赤)とホール中央席のスペクトル(緑)を重ね合わせてみました。クリックで拡大してご覧ください。
702.jpg
500Hz近辺の音圧差は6dB程度に過ぎませんが、後方の席では2kHzより上で急激に音圧が低下する事が分かります。このデータでは4kHz以上で20dBも低下しています。やはり、周波数が高いほど減衰は顕著に表れるようです。このため全周波数の音圧ピーク値は、最前列席(106.7dB)に対して中央席(89.9dB)で15dB以上も低下するという結果になっています。すなわち、中域音の減衰量は6dB程度に過ぎないわけですから、全周波数で15dBを超える大きな差は高域音の減衰に強く影響されていると言えます。先のコンサートホールの音圧分布に4kHzのデータをプロットしたら、ステージ近くの領域で2kHzよりも大幅に急激な減衰が見られるはずです。A特性は約800Hz~8kHzに強い感度を持つため、高域レベルの低下はdBAレベルにもモロに影響します(つまり人間が感じる音の大きさにもモロに影響する)。従って、最前列席とその他大部分の席との間に10dBAかそれ以上の音圧レベル差が生じる事は十分に考えられます。

さらに、この2つのベト5実測スペクトルをCDの信号スペクトルと比較してみたところ、興味深い結果が得られました。CDはいつものブロさん指揮ベト5第一楽章(全部)です。もちろん縦横のスケールを合わせて重ねています。

まずは最前列の測定データと比較してみます(クリックすると拡大します)
703.jpg
最前列の実測値だと、約2kHz以上の高域がCDに比べて随分高くなっています。また、50Hz以下の低域も実測の方が随分高いですね。40Hz付近にホールの定在波かなにかが影響しているのかも知れません。

ではホール中央部の測定データではどうでしょうか。
704.jpg
なんと高域も低域も非常に良く一致しています。嘘みたい。。。。

ブロムシュテット、フルトベングラ、カラヤン、チェリビダッケ指揮の4つのベト5第1楽章のスペクトルを重ね合わせてみました。
705.jpg
どれも同じようなもので、やはり高域はかなり減衰しています。そんなに遠くのマイクロフォンで収録しているとは思えませんので、ホール中ほどで聴く状態に合わせてイコライジングしているのかなぁ?

まぁとにかく、フルオーケストラを最前列席で聴くと、ホール中ほどの大部分の席で聴くよりも、あるいはCDやLPで聴くよりも約2kHz以上の高音がかなり強く聞こえてしまう事だけは確かなようです。CDやLPの高域が減衰した信号をピーク105dBとか110dBを目指して再生したら、実際の最前列で聴く音よりもやたら中低音のでかい音を聴くことになっちゃうですね。。。そりゃたいへんだ!家揺れるぞ。

まとめ
交響曲における最前列席または指揮者位置の最大音圧レベルが95dBA(ピークで110dB近く)であるという定説は、いろいろ調べたところほぼ信頼できるもののようです。しかしこれはホール全体の中でも極めて特異な周波数分布を持つ極狭い範囲での極端なデータに過ぎず、その他の座席での一般的な最大音圧はホールにもよりますが概ね85~80dBAあるいはそれ以下のレベルに分布すると考えられます。従ってホール全席の音圧分布は前記事の快適音量分布にかなり近いものになると思われます。また、CDやLPに記録されている信号のスペクトルも、ホール内の平均的な座席で聴くのに近い特性を持つ事が分かりました。

追記
「生演奏の再現」というのに拘るのであれば、交響曲の場合、音量を上げたとしても耳元の音圧でせいぜい85dBA(ピークで100dB未満、95dBくらい)もあれば十分であり、どうしても最前列席あるいは指揮者位置での音を「再現」したいというのであれば、CDなりLPなりのソース信号の高域をイコライザで相当量ブーストした上でピーク110dBなり95dBAなりの最大音量に合わせて再生する必要があると思われます。再三申しているように、僕は再生音楽を「生演奏の再現」とは考えませんし、自分にとって快適な音量で聴けば良いと思いますが、一般的な快適音量レベルとホール中ほどの音量レベルはそれほど違わないようです(当然と言えば当然かもしれませんけど)。

追記2
上記の快適音量は、マンションの小部屋(6畳程度)であれば、8cmフルレンジドライバと20WそこそこのIcon AMPでも十分に達成できる音量であると言えます(2mくらいの距離でも大丈夫、馬鹿ブーしないサブウーハー使用ならばさらに余裕あり)。

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2011年03月05日 (土) | Edit |
以前から一度測ってみたかった普段聞いている再生音の音圧レベルを測定してみました。

騒音計はコチラを使用。
699.jpg
ちょっともったいないかな?とも思いましたが、5K円を切る値段をみてポチしてしまいました。日本国内の公式な騒音計としての仕様は満たしていませんが、米国の規格には合格しており個人的に使用する分には全く問題ないでしょう。iPhoneまたはiPod Touchをお持ちの方なら、こんな大層なモノを購入しなくても騒音計アプリを利用できますよ(精度は?ですが目安にはなると思う)。

で、問題となるのが、実際のフルオーケストラの音圧レベルが一体どの程度あるのか?という点です。今までに見つけた情報では、大音量時に85~95dB(瞬間最大では100dBを超える事もあるらしい)という程度の情報しかなく、どの位置で測定したのか(大概は指揮者位置、ステージ上、ステージ直前の近距離での測定値らしい)も、正確な測定条件も全く明記されていませんでした。そこでネットでいろいろ検索したところ、この記事を見つけました。詳細はそちらをご覧ください。

この記事では、ベトベン5番第1楽章の生演奏を最前列中央席と後方のホール中央席の2箇所で測定しています。これは非常に貴重なデータだと思います。しかし、残念な事に重み付けなし(FLAT)で測定したピーク値しか掲載されていません。これらの値は、他のどのような測定を行ってもこれより大きな値は絶対に測定されないと言える値であると考えるべきです。

測定値を見ると、全周波数のピーク最大値(すなわち生(FLAT)音圧波形の瞬時実効値の最大値)が最前列で106.7dB、ホール中央で89.9dBとなっています。後の席では音圧レベルが15dB以上も低下しているのには驚きました。

通常の騒音計では、125ms(FAST)の時間重みとA特性またはC特性の周波数重みを適用した「時間重み付きサウンドレベル」を計測します。つまり上記の単純な全周波数の音圧波形ピーク値よりは必ず低くなります。最前列席で測定された106.7dBというピーク値は、上で言っている「瞬間最大では100dBを超える」という意味に対応すると思われます。スペクトルを見ると、当然ですが低周波数に強い音圧を持つ左上がりの特性になっており、特に低周波数の重み付が小さくなるA特性では大幅に騒音レベル値が低下します。従って、このスペクトルデータと照らし合わせても一般に言われるステージに近い位置(指揮者位置、ステージ直前)で85~95dBAというのは、ほぼ妥当な線であると思われます。また、ホールのサイズや反響特性にもよりますが、後方の席では音圧レベルが相応に低下すると考えられます(上の-15dBが真だとすると70~80dB?、さすがに-15dBは大きすぎるように思われるが、スペクトルを見てもA特性に大きく影響する1kHz以上での低下が大きいので、dBA換算でも10dBかそれ以上は確実に低下していると思われる)。

下に周波数重み付け特性を示します。上記の参考データはFLATで計測されたものです。
698.jpg

ではでは、ということで僕のデスクトップシステムで再生音の騒音レベルを測定してみました。
音源はブロムシュテッド指揮のベトベン交響曲第5番第一楽章のうち、音圧が最大になるエンディング部です。
バイノーラル録音をご試聴ください(30Hzフラットの馬鹿ブー、ボリューム位置は12時、距離50cm):
bet5 end

アンプ(Icon AMP、定格24W)のボリューム位置ですが、デジタルオーバーフローを避けるためにFrieve Audioでベースレベルを-12dBした状態で、時間帯と気分に応じて10時~1時で聞いています。録音レベルの低いソースでも1時以上に上げる事は絶対にありません。
測定結果は以下の通りです。5回程度繰り返し再生した時の最大値(ホールド機能あり、ピーク値ではない)です。アンプのボリューム位置は全て12時です(交響曲を気合いを入れて聴く時の標準位置)。

距離50cm A特性: 79.7 dBA
距離50cm C特性: 84.6 dBC
距離200cm A特性: 77.0 dBA
距離200cm C特性: 81.6 dBC

信号が正弦波の場合、ピークレベル値と最大騒音値では3dB異なるとされます。バースト信号の場合はもっと差が大きくなります。ホール中央部で計測されたピーク値が89.9dBですから、その最大騒音レベルは少なくとも86.9dBよりも低いと考えられ、さらにFLATからC特性への換算によって多少値が低下するはずです。この事から考えても、上記の50cm位置で84.6dBCという結果はホール中央部での音量に非常に近いと思われます。

以上から、僕の日頃のリスニング条件の範囲でも、ホール中央席で聴くフルオーケストラの音圧とさしてかけ離れていない音量が得られていると推測されます。これはチョット意外でした。さすがにカブリ付きでの音圧は無理ですが、爆音派ではないので僕には十分です。というかこれ以上の音量で聴くのは苦痛です。なお、僕の部屋ではリスニング位置が50cmから2mに離れると音圧は約3dB低下しています(無響室や広いリビングならもっと激しく低下する)。これも部屋の音響特性によりますが、一般的に音圧一定とした場合、距離が離れればそれだけパワーをかける必要があります。小さなパワーでも耳元で十分な音圧を確保できるのがニアフィールドリスニングの強みです(僕の小さな部屋でも、50cmから2mに離れるだけで、同等音量を得るには2倍のアンプ出力が必要です)。

追記1
今回ご紹介したデータはもう1つ貴重な点を示しています。すなわち、ステージから離れると2kHz以上の高域音のレベルが顕著に低下するという事です。通常、レコーディングは近接マイクで録音されるので、ステージかぶりつきで聞く状態に近いと言えます。しかしこれだと高域がきつく聞こえる場合があるため、特にフルオーケストラ曲では高域を多少落とした方が聴きやすくなる場合があります。

追記2
今回驚いたのは、後方の席ではフルオーケストラでも最大音量で80dBAをちょっと超えるか超えないかといったレベルにしか聞こえないという点です。何も指揮者の気分になる必要はないので、最大ピークが100dBを超えるような爆音で再生する必要は全く無かろうと思いました。だいたい最前列というのは音楽を鑑賞する際にベストな位置だとは思えませんし、ホールも中央を中心にできるだけ多くの人が最適に聴けるように設計されているはずですよね。大音量嫌いの僕はコンサートでも映画でもやや後ろよりの席を選びます。それでも映画館の音は必要以上にデカイと感じますけど。

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