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2013年11月28日 (木) | Edit |
Evo ZXRのSurroundエフェクタを使うと、すこぶる良い具合にステレオソースを聴けるのですが、「離れた前方にあるスピーカ」から聞こえるように感じるわけではありません。左右が適度にミクスされて、自然なセパレーションで快適に音楽を聴けるようになるというだけであって、音はあくまでもヘッドフォンから聞こえます。いわゆる「アタカモメノマエニ」とか「アタカモソノバニ」といった「リンヂョカン」を求めない僕には、これで全く問題アリマセン。

ところで、人間はどのようにして音源(スピカ)との距離を判別するのでしょうか?

視覚の場合、両眼の視差によって物体の遠近を判別します。これを利用したのがステレオ写真とか、飛び出る映画です(いわゆるステレオスコープ)。また、遠近によってピント位置が異なるため(水晶体の厚みを変化させている)、片目でも遠近を判別できます。このように、視覚は方向と遠近を極めて正確に認識できます。さらに、幾何学的情報(遠くの物体ほど小さく見える)や、空気の不透明さ(遠くの物体ほどぼやけて見える)等も補助的に利用します。平面に描く絵画では、これらを利用して遠近感を表現していますし、騙し絵はこれを逆手に取ったトリックです。

視覚に比べると、聴覚の空間認識能力は遙かに劣ります。左右は比較的正確に知覚できますが、前後や上下の方向感覚はあまり頼りになりません。音源との距離を聴覚だけで直接的に判別する事は殆ど不可能であり、視覚や経験および補足的聴覚情報に頼って「距離感」を得ていると思われます。補足的聴覚情報としては、音の大小関係(特に環境騒音または反響音に対する対象からの直接音の大小関係)や、音の時間的遅れ(遠くからの音ほど視覚情報に対して遅れる、ホールが大きいほど反響音は遅れる)等が挙げられます。
例えば、僕の持っているベトベン全集の録音にはホールトーンが多く(僕にとっては過剰に)含まれているため、ステージがなんだか遙か遠くに感じられて僕にはもどかしく思えます(オンガクがよく聞こえへんやないか!ベトベン聞かせんかい!ベトベンを!オイラはアタカモその場に居たいなんて微塵も思わないんだからさ!。。とね )。

全く暗闇の無響室では(つまり視覚情報も補足的音響情報も皆無の環境では)、果たしてどの程度音源(スピカ)の遠近を知覚できるのでしょうか。頼れるとすれば、極端な大音量において頭部以外で感じられる空気の振動(音圧)くらいしかありません。裸になったり、極端な厚着をしてみたりして実験するとオモシロイかもしれませんね。

以上の事から、ヘッドフォンで距離感を表現しようとする場合、特定の広さと反響特性を想定した反響音を人工的に加えると良いでしょう。しかし、それでも、離れた前方のスピカから聞こえるようには感じられないと思います。何故ならば「自分はヘッドフォンでき聞いている」という事を自覚しているからです。

なんなら、前方に実際のスピカを置いておけば良いでしょう(空間認識において視覚情報の影響が圧倒的に大きい)。また、ヘッドフォンを装着しているという事を感じさせない装着感も重要でしょう(触覚情報の影響も大きい)。最終的には「自分はヘッドフォンではなく前方のスピーカの音を聞いているのだ。。」と自己暗示にかけるのが最も効果的でしょう(ヘッドフォンを装着しているという自覚の影響が最も大きい)。純粋な聴覚の空間認識なんて、その程度のもんです。所詮は。。

まあ、それでも、反響音を加えた方が多少の距離感は演出できるでしょう。反響音の加え方にはいくつか考えられます。
1つは、リバーブ等のDSPエフェクタを使って後から追加する方法です。これはFrieveAudioでも簡単にできます。
もう1つは、著名ヒヨロンカセンセご自慢のリスニングルームなり(可能であれば丹精込めた自分のリスニングルーム)で、ダミーヘッドをリスニング位置において、左右スピカ位置から左右耳へのインパルス応答を計測し、そのデータをDSPのコンボルバに適用する方法です。FrieveAudioにはコンボルバ機能が備わっているので、インパルス応答データさえ入手できれば簡単に試せます。さらにFoober 2000なら、そのようなデータを含むプラグインを実際に入手できるようです。お試しあれ。。(なお、後者の方法では、当然ですが部屋の定在波の影響もそのまま再現されます)

また、無響室でも同様のレイアウトでインパルス応答を計測しておけば、リスナの好みに応じて反響音の強度を調整できます。そもそも殆どのステレオソースにはホールトーンなり人工的リバーブが既に加えられているので、ワザワザ再生場(部屋)で反響音を追加する必要性はあまり無いように思いますし、逆に重要な情報(せっかくのホールトーンやディティール)を損なうようにも思えます。ヘッドフォンにどうしてもスピカと同等の距離感等を求める(ヘッドフォンをスピカの代替と考える)方々や響かせ好きの方々には喜ばれるかもしれません。

追記
どのように理想的にバイノラル録音しようが、所詮は聴覚情報しか記録/再生できません。ですから、バイノラルのリンヂョ感に過剰な期待を寄せるのは危険です。あくまでも、耳位置におけるスタジオでの音響現象を、再生場の影響を全く受けずに、リスナの耳位置で正確に再現できるというに過ぎません。バイノラル録音/再生の最大の利点は、制作時と鑑賞時の環境を容易に近付ける事ができるという点にあります(部屋やソーチの影響を完全または大幅に排除できる)。
マニア達が強く求める、いわゆる「リンヂョ感」というやつには聴覚情報以外の様々な主観的要素が含まれます(全く個人的な好みの問題)。どんな機械でもそうですが、出来ること(アルモン)と出来ない事(ナイモン)を明確に理解し、アルモンを存分に楽しみ、ナイモンを徒に追い求めない事が重要です。でないと永遠にグルグルです(それを自覚した上でソレ自体を趣味として楽しむ分にはもちろん問題アリマセン。マニアとはそいうものですから。しかし業界のクロートさん達が率先してグルグルしてはアキマセン)。

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2013年11月23日 (土) | Edit |
前の記事では、Evo ZXRのSurroundエフェクタの効果を周波数ドメイン解析(F特計測)で確認しましたが、今回は時間ドメイン的に解析しました。はやい話が、位相を波形で観測したという事です。

バイノラル録音用のマイクを両耳に付けて、サインスイープ信号を右チャンネルだけに入力しました。Surround効果は100%です。

下のグラフでは、水色が右耳、赤が左耳での波形です。時間軸の1目盛りは10ms、図中の黄色四角の横幅は約1msです。

約50Hz~約120Hzの波形
delya1.jpg
前の記事で書いたように、500Hz以下の低音では左右の信号が均等に混ぜられて、左右の音の大きさはほぼ同じになります。しかし、単純に混合してモノラル化するのではなく、反対側(左耳)の信号を1ms弱遅らせている事がわかります。

約260Hzから1.4kHzの波形
delay2.jpg
前の記事で書いたように、500Hz以上の高音では左右信号の混ぜ具合は弱まります(セパレーションの度合が強まる)。右耳の遅れ時間は低音よりも若干小さくなるようですが、大きくは変わりません。

以上のように、このエフェクタは、左右の信号を単純に混ぜるのではなく、反対側の信号を1ms弱遅らせています。1msは距離にすると約34cmに相当します。僕の顔の横幅を測ってみると約20cmでした。ですから、このエフェクタは、ほぼ人間の耳の左右の間隔に相当する距離(時間)分だけ、反対側の音を遅らせているという事になります。要は、「右側スピカから左耳に届く音は右耳よりも少し遅れる」という現象をシミュレートしているという事です。

という事で、前の記事の結果と併せて、周波数ドメインおよび時間ドメイン的にほぼ予想通りの処理をしている事が分かりました。つまり、頭部における音の回析現象とスピカから左右耳への距離差を考慮して信号を改変しているという事です。

ステレオスピカ再生用に制作された音楽ソースをヘッドフォンで聴く場合、本来このようなDSPエフェクタは(少なくとも周波数ドメイン的処理は)必須であり、ヘッドフォン自体に内蔵されるなり、携帯型プレーヤやヘッドフォンアンプに内蔵されるべき機能であると言えます。今や、ヘッドフォン・イヤフォンが家庭における音楽再生の主役を占めつつある現在、このような信号処理技術は、「音楽」を自然に快適に楽しむ上で、ヤッタラコマケーオンシツの違いよりもヒャックオックマンバイ重要な事であるように僕には思えます。

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2013年11月20日 (水) | Edit |
Evo ZXRをすっかり気に入ってしまい、最近では他の装置をほとんど使っていません。他の装置ではなくコイツに自然と手が伸びてしまうという事です。コマケーオンシツがドーノコーノではなく、音楽再生クオリティと利便性を含めて総合的に、コイツで聴くのが最も快適に感じるという事でしょう。

ZXRの良い点としては、
- F特さえフラットにしてしまえば、音に意図的でヘンテコリンな味付けがなくナチュラル
- 40Hzまでしっかりとした低音をフラットに再生してくれる
- イヤパッドの締め付けが弱いため長時間着用しても苦にならない
- Surround効果のおかげで音場が自然で、音楽を聴きやすい

といったトコロでしょうか。
他のヘッドフォンでは、iPodで聴く場合はもちろん、PCで聴く場合もBluetoothで無線化するとZXRサウンドカードのSurroundエフェクタを使えないため、抵抗入りアダプタを使わざるを得ません。DSPをヘッドフォンに内蔵してしまえば、ソースを選ばず常に同じエフェクタを使えるという大きな利点が得られます。Bluetooth + DSP内蔵は最強のコンビネーションと言えるでしょう。これはヘッドフォンに限らず、スピカにも言える事です。

さて、このSurroundエフェクタの具合がナカナカ良いわけですが、今回は左右の信号をどんな風に混ぜているのか、簡単にF特を計測して調べてしました。

全てSurroundを100%に設定しています。
Surround_20131120111101736.jpg
- 黄色は、左右チャンネルに同じ(モノラルの)サインスイープ信号を入力して、右耳で計測した結果です。
この条件で特性がほぼフラットになるよう、イコライザを調整しています。

- 赤は、右チャンネルにだけスイープ信号を入力して、右耳で計測した結果です。
通常は(エフェクタがOFF)ならば、F特は全く変化しません。しかし、エフェクタを効かせた事で、500Hz以下の出力だけが減衰しています。つまり、低音成分だけが一部左側に割り振られたという事です。

- 青は、右チャンネルにだけスイープ信号を入力して、左耳で計測した結果です。
通常は(エフェクタがOFF)ならば、反対側(左)のチャンネルに音は全く出力されません。しかし、エフェクタを効かせる事で、かなり大きな音が左チャンネルにも出力され、特に500Hz以下では右耳とほぼ同じレベルになっています。これはつまり、500Hz以下の低音はほぼモノラル状態だという事です。一方、500Hz以上の出力は直線的に減衰しており、高音ほど左右のセパレートが強まる事がわかります。

「低音はたくさん混ぜて、高音はあまり混ぜない」という、正に前の記事に書いた通りの混ぜ方ですね。

抵抗入りアダプタの場合は、周波数に関係なく一律に混ざってしまうのに対し、DSPを使うと、このようにより実際の現象に近い混ぜ方ができます。

今回はF特(周波数ドメイン)だけで解析しましたが、左右間の位相差(遅延)に関しても(時間ドメイン的に)ナニカやっているかもしれません。そのうち調べてみたいと思います。

追記
ZXRは100Hz以下の低音もエー感じです。SONYのMDR Z1000の場合、イヤパッドの密閉性が高いためか、低音に圧迫感があるのですが、パッドの締め付けが弱いZXRでは、耳位置のF特が同程度でも圧迫感をそれほど感じません。イヤパッドの気密性が下がると、圧が漏れて低音のレスポンスは下がるのですが、ZXRではドライバ自体で低音を強く出しておいて、イヤパッドの密閉性を下げるという考え方かも知れません。このへんについても、そのうち実験君してみますね。。PC屋さんの製品ですが、侮れませんよ。。。ホントに。

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2013年11月17日 (日) | Edit |
EVO ZXRは期待していた以上にエー具合です。仕事中もZAPを使わずに、ほとんどコイツで聴いています。イヤパッドの締め付けが弱いため、長時間着用でも苦になりません(ただし、うつむくと落ちてしまいます。外出時は注意が必要そう)。

イコライザやDSPの設定もほぼ固まりました。という事で、今回はDSPがどのようにF特に影響するのか、簡単に調べてみました。マイクを挿入するコツを掴んだので、高域まで安定して計測できるようになりましたよ。

まずはSurroundエフェクタの効果から。
普段は効果を最強(100%)に設定しています。ですから、イコライザもSurround 100%でほぼフラットになるように設定しています。
SR.jpg
赤がSurround(効果100%)、水色がSurround OFFです。効果をOFFにすると約1kHzを中心とする中域が盛り上がります。これはSurround 100%の状態を基準にしてイコライザを設定した場合の結果ですから、逆にOFF状態を基準にすると、Surround効果によって低域と高域が強調される(ドンシャリ化される)と言えます。

次にCrystalizerというエフェクタの影響を調べてみました。
説明には「自然なダイナミックレンジを適切に最適化します」と書いてありますが、具体的にどのような処理をしているのかは不明です。
Cr1.jpg
赤がCrystalizer OFFです(Surround 100%)。緑がCrystalizer効果を30%に設定した場合、黄が100%に設定した場合です。F特で見る限り、約1kHzを中心に低域と高域を盛り上げる「ドンシャリ化エフェクタ」のように見えます。ほとんど使いませんが、音に少しメリハリ感が欲しいと感じた時等にこのエフェクタを20~30%効かせています。

基本的に、どちらのエフェクタも、効果を効かせるとF特はドンシャリ化されるようです。僕は、Surround 100%でF特がほぼフラットになるようイコライザを設定し、必要に応じてCrystalizerでメリハリを付けるといった使い方をしています。

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2013年11月15日 (金) | Edit |
今やヘッドフォンは家庭用音楽再生装置の主流を占めつつあると言って良いでしょう。新規参入するメーカーも後を絶ちませんし、老舗の高級オーディオ専業メーカー(B&W、JBL等)も自社ブランド ヘッドフォンの販売に熱心ですよね。

そのような中、JBLがDSPを内蔵した意欲的な製品(有線式)を発売しました。
intro.jpg
JBL S700 (製品ページ)
ヨドバで34,800YEN
独自のデジタル信号処理(DSP)機能"LiveStage™"シグナル・プロセッシング・テクノロジーを採用。ヘッドホン・ハウジングに内蔵された "LiveStage™"DSPをオンにすることで、目の前に広大なライブステージが広がったような臨場感を体験することができます。

DSP内蔵ヘッドフォンについてネットで調べていたところ、さる方のブログで下記のような気になるコメントを見つけました。

JBLのヘッドフォンS700は興味深いコンセプトのもとに作られています。ヘッドフォンに直接インストールされたバッテリー駆動の「LiveStage」DSPは、普通なら非現実なアイデアだと警笛を鳴らされるかもしれません。少なくとも良質な設計がなされたヘッドフォンを持っていれば、今さら必要のない技術かもしれません。なぜなら、左右それぞれの耳に対して厳密にミックスされたレコーディング音源は、精巧なヘッドフォンのイヤーカップ(あるいはスピーカーなど)を通して再生すれば三次元空間の効果を生み出すはずだから。

これは大いなる勘違いです。これが世間の標準的な認識であるとするならば、メーカーは正しい情報を提供する事に注力する必要があるでしょう。

一般に出回っているステレオソースは、前方に設置した2本のスピカで再生する事を前提に制作されています。つまり、左右のクロストークが盛大に発生する状態を前提としているという事です。左のスピカから出た音は右耳にもハッキリと聞こえますよね。でも、左耳の方が少しだけ大きく聞こえ、少しだけ早く音が届きます。ヒトはこの左右の聞こえ方の僅かな違いを頼りに空間を認識します。

ヘッドフォンの場合、左右耳のクロストークは一切発生しません。左チャンネルの音は右耳には絶対届かないという事です。このため、音場は完全に左右に拡がってしまい、全体的に散漫に聞こえるため、僕には「音楽」に集中し辛く感じられます。

例えば、僕がよく聴く60年代のジャズのスタジオ録音盤では、ベースが殆ど片方の耳だけでしか聞こえない場合が多くあり、これは非常に気になります。通常、低音は高音に比べて頭部を回り込んで反対側の耳にも届きやすい(回折現象が強く生じる)ので、低周波音ではほとんど方向感覚(定位感)が生じません。サブウーハは部屋の何処に置いてもよいと言われるのはそのためです。それなのに、ヘッドフォンではベースの低音が片側だけからはっきりと聞こえます。これでは、不自然に感じて当然でしょう。

これに対する最も原始的な対策として、左右の信号を適度に混ぜてクロストークを人為的に発生させるという方法があります。以前の記事では、自作の抵抗入りアダプタを紹介しましたよね(コチラ参照)。

DSPを使えば、さらに複雑な処理が可能です。
例えば、周波数に応じてクロストークの度合を変化させる事ができます。低音ほど反対側の耳に届きやすく、高音ほど届きにくいという現象を人工的に発生させるという事です。また、反対側の耳への音の到達を遅延させる事もできます。

さらには、理想的な広さと残響特性を持つリスニングルーム(モニタルーム)を想定して、擬似的な反響音を生成する事もできます(もちろん定在波はなし)。部屋の広さ、残響特性、スピカの左右の間隔、スピカとの距離等をパラメータ化して、ユーザが好みに合わせて調整できるようにしても構いません。お好みのバーチャル リスニングルームを作れるという事です。

しかし、「生の音場」を再現しようとすると、またまた幻影を追いかけてグルグルする事になります。あくまでも、スタジオ(モニタルーム)または理想的リスニングルームにおける2chステレオ スピカ再生の擬似的再現を目指すべきでしょう。なぜならば、「生」を再現しようとしても、ソースによって録音条件が千差万別だからです。ソースから「生」に遡る手立てが無いという事です。「生の音場」の再現を目指すのであれば、最初からバイノラル方式で録音すべきです。絶対に。。。

以上で述べたヘッドフォン用DSP処理は、早い話が、ステレオソースの擬似的バイノーラル化であると言えます。もちろん、ソースが最初からヘッドフォン再生を前提に制作されるようになれば理想的です。その場合、逆にスピカ再生時に多少のDSP処理を通せば良いでしょう。そもそもスピカによるステレオ再生の音場は、再三申しておるように、極めてエーカゲンです(グリコのオマケ)。あくまでもヘッドフォンを基準として制作し、スピカで再生する場合は多少処理を加える(あるいはモノラルでもOK)という方が理に適っているように僕には思えます。

DSPなら何でもできます。小さなヘッドホンにすら内蔵できます。コストも大してかかりません。上手に使い倒さない手はありません。ホンマニ。

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