『昨日より今日はもっと×2!素敵』 BLOG(イケてる大人計画)

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【音響効果・住吉昇の日々の出来事「昨今明日も元気」】第45回・「音響効果の世界(仮)」第37回は「デジタルのお勉強 その1」をお送りします。「今日も元気」にそして「あしたの元気」に繋げましょう![1月15日]

音響効果 住吉昇です。

 日ごろからデジタル機器を扱っていながらデジタルのことをあまりにも理解していませんでした。

チョットここで新たに勉強してみようと思います。 

本日のメニュー

アナログとデジタル

今や身の回りの様々なもののデジタル化が進んでいるように思いませんか。身近なところでは、今書いている原稿も以前はノートなどの紙媒体に文章を手書きで書いていましたが、デジタル化に伴ってコンピュータで文章を入力し出来上がった文章をデータで残すという状態に変わってきました。その他にはテレビ放送がアナログ放送からデジタル放送に変更し、音の世界もカセットテープやレコードといったアナログからCDや配信用データというようにデジタル化してきました。

 

20世紀から21世紀にかけて世の中の変化がアナログからデジタルへと変化し更に後押ししたように感じます。

 

ここでは「音」を中心に考えていこうと思います。

 

初めに 

人が聞くことができる音は当然アナログです。空気振動することによって伝わっています。例えば静かな水面に水滴が一滴落ちたとしましょう。落ちた位置を中心に外に向かって円形に波紋が広がっていきますよね。この波紋が音の波形、すなわちアナログ波形なのです。(図1)

 

空気中でも水面のような波紋が広がっています。

着水点音源となってその音源を中心に、空気中に波紋(波形)となって外側に伝わっているのです

厳密には水面と空気中の違いがあります。水面は二次元、空気中は三次元です。

一つの考え方としてとらえてください。

 

さてデジタルは、この音の波のアナログ波をデジタル化することで数値の連続に置き換えます。スムーズな連続性のアナログ波形と比べると多少カクカクとした折れ線グラフのような波形に置き換わっていますね。この置き換わった波形が数値化されたデジタルデータです。(図2)

 

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アナログとデジタルの波形のイメージ図

    

余談ですが、音の世界のデジタル化(アナログ→デジタルへの移行)は以外と早い時期から始まりました一番分かりやすいのはCDの登場です

CDの登場は1980年代です。

 

自分の経験では、80年代のラジオのDJ番組では当然ながらレコードによる再生をしていましたが、いつの間にかCDに変わっていました。この頃はレコードと一緒に同じタイトルのCDが発売していました。値段はCDの方が若干高かったと記憶しています。

 

この頃でしょうか、レコードよりCDのほうが「音が良い」なんて言われた時期でもあります。なぜなら音のスタート時や曲間にノイズがなく、無音の状態から突然音楽が始まったりと従来と違うというそれだけで「音が良い」となるのです。いつもと違うことで錯覚することってよくありますよね。たぶんそれなんです。よく考えるとどっちが良いとか悪いとかではないと思うのですが、当時はそう思っていました。何も考えてなかったですね。

ノイズの原因は、従来のレコードは針が円盤の溝に刻まれた情報をピックアップして音楽として表現しています。その溝の情報がない部分はノイズという情報として表現されて「ザー」とか「サー」という『音』になっていたのですが、CDは音がなくレコードはノイズがあるなどと言っていました。浅はかな考えです。

 

さらにJD番組ではコメントに合わせて音楽を流しますよね。当たり前のことですが、再生する楽曲の頭出しが必要ですよね。

 

レコードの頭出しの手順

ターンテーブルにレコードをのせる

針をのせる

曲の出だしを見つける

スタンバイ

 

CDの頭出しの手順

CDをトレーに入れトレーを閉める

希望の曲の番号を入力

スタンバイ

 

上記の手順になりますが、さほど違いはありませんね。多少の違いがあれどどちらも数秒で済む作業です。ですがレコードの場合①と②の間にクリーニングという作業が入るんですよ。

レコードの面にクリーナーようのスプレーを吹きかけ掃除をするんです。レコード面にごみがあると音飛びの原因になるため針飛びがないように入念にクリーニングをするのです。汚れの程度によりますが、十数秒から数分の作業がプラスで追加になります。それがアナログなのです。

 

身近なデジタル

その他にもイメージしやすい身近なデジタル機器として、数値を表示するデジタル時計がありますよね

ここでは数字で時間を表示しているものをデジタル時計、針が回転して時間を知らせるものをアナログ時計と考えて下さい。

 

数字表示によるデジタル時計は、正確な時間(連続した量をとびとびな値・隔離的な数値に変化したもの)を見る事ができし、針式のアナログ時計はこのぐらいの時間(連続した量)と感覚的なイメージ(連続した角度)がしやすいという事で区別する事ができるのです。

デジタル時計は時間を切り取ってその一部分を表示し、アナログ時計は連続的な変化を表示しているます。

 

音の世界も時計と同じようにアナログからデジタルに変化しています。音を認識するマイクロホンが刻々と変化するアナログ音をコンピューターに送り、このコンピューターで一定の間隔(時間)でデータ化し段階的にデジタルに変換します。スムーズな曲線グラフが折れ線グラフに変化したようになります。これをデジタル化と呼んでいます。

 

ふとした疑問

ここである疑問が湧いてきました。 

デジタル化すると元のアナログ音とは変わってしまうのではないか?という疑問です。

 

アナログ(図1)とデジタル(図2)の波形のイメージ図を思い出してください。アナログ波形がスムーズな曲線に対し、デジタル波形は折れ線グラフのようになっていますよね。厳密に言うと変化しているのです。

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『これがデジタルの変化です!』

 

デジタル化は図にある折れ線グラフのような時間の間隔とアナログ波形に近づけるように精度を高めることと、音の大きさを何段階で表現するかという組合わせによって人の耳では気付かない程の変化量になっています。

 

それでは実際のオーディオのデジタル波形を見てみましょう。編集ソフト(DAW)などでデジタル化された波形を見る事が可能です。

上下の2段になっていますが、ステレオ波形になります。上がステレオの左チャンネル、下が右チャンネルです。右チャンネルも左チャンネルも上下にギザギザとした大きな振幅と小さな振幅とがある事がわかると思いますが、振れ幅が大きなところは大きな音、反対に小さなところは小さな音を表しています。

 

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この波形をもう少し大きくしてみましょう。

 

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大きな波形と小さな波形の区別がハッキリと分かりますね。大きくなりはじめの部分を拡大していますが、ここは楽曲のアタック部分になります。波形を見ると複雑に組み合わさって出来ている事が分かります。さらに最大まで拡大してみます。

 

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左右のチャンネル共に棒グラフのようになっていせんか。トップの平な部分をつなぐと折れ線グラフのようになり、棒の集合体である事が分かりました。これがデジタル化した音の正体なのです。一定の間隔で時間を止め、その止めたところをデジタルの数値データとして記録しているのです。

 

一定間隔のアナログ信号をデジタル信号に変換し、それの数値にしたものを「サンプリング周波数」いい、音の大きさを「ビット深度」で表しています。

 

【サンプリング周波数】

音を1秒間に何回分割が行われたかを表す数値(単位:Hz)

音楽CD44,1KHz、放送やDVDの音声は48KHzが使われています。

例えば、44.1KH=44100Hzの場合、1秒間に44100回分割している事になります。

 

【ビット深度】

分割した1つのデータにどれだけの容量を与えるかという事を表しています。

(単位:bit)一般的なCD16bitが使われています。

  

またまた余談になりますが、テレビスタジオやラジオスタジオにある時計は丸型で短針・長針・秒針と3本の針が回る仕掛けの時計が使われています。何故丸い針式のアナログ時計を使っているのかというと、見た目で認識しやすいからと言う事なのです。人の頭の中には丸いアナログ時計が存在し、デジタル表示やアナログ表示の時間を頭の中で各自が持っている針式のアナログ時計に当てはめて確認しているのだといいます。

頭の中はアナログなのです。

実際丸い針式のアナログ時計の方が経過時間や終了時間を認識しやすいという事はハッキリしています。見た目で「あと、○○分で終了!」「あと○○秒」というのが判りやすいのです。

 

 

アナログのメリット・デメリット

[メリット]

・高音質

・再現性が高い

連続性があるので、なめらかな音量の表現が可能

・直感的に扱える

時計やスピードメータなどの認識性 

[デメリット]

・劣化や消耗しやすい

長期保存が不向き。傷付いた場合の修理が大変

・ノイズが入りやすい

雑音が混入しやすくなり音質が悪くなる

 

 デジタルのメリット・デメリット

[メリット]

・劣化しにくい

数値化したデータなので扱いが用意

・コピーが容易

・長距離の伝送が可能

データ圧縮が可能なので一度に大量の複数のデータを伝送(通信)する事ができる。

・ノイズが入りにくい

[デメリット]

・再現性

0と1に置き換わるので、その間の0.4とか0.9などの細かい数値がないため、なめらかな表現が苦手。

・データ量

保管のためのメディア容量が必要。データ通信の高速化

  

まとめ

優れているとか劣っているという事は考えはないほうが良いと思いました。アナログがデジタルより劣っている点は見当たらないからです。しかしながらデジタル化が進んでいつのも事実です。今はアナログとデジタルの良い点を融合していると思うのですが、場合によっては全てがデジタル化しているところもある程です。

 

数が月前になりますが、コンピュータのシステム断により航空券の発券が出来ず遅延や欠航が相次いだ事が起こりましたよね。便利なことも一瞬にして不便になってしまい生活に支障をきたしますよね。

 

最近では劣っていることを表す言葉として「アナログ的」や「アナログ化」という言葉を耳にしますが、アナログはデジタルに比べて本当に劣っているのでしょうか。

 

最後までお付き合いくださいまして有難う御座います。 

本日はここまでとさせて頂きます。

 

次回も乞うご期待!

一緒に「今日も元気」にそして「あしたの元気」に繋げましょう!

 

音響効果・住吉昇

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