その後思わぬ展開となり、結論が変わりました。追ってその件について投稿し、本稿も修正する予定です。 (11/13 20:18)


完成までには時間が掛かりそうですが、僕は短期決戦型なので、延々と書き溜めるのが性に合わず、疲れたり飽きてしまってそのうち放棄しかねないので、未完成・草稿の状態で公開して更新して行きます。ソフトをプレビュー版で出すような感じです。文章、構成はもちろん、題すら変わる可能性があります。図や写真も追加します。

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本当にオーディオにはキリがない。この一週間(10/27頃まで)、試行錯誤で頭と肉体を酷使しまくって疲労困憊だが、成果は大きい。しかも、無料で(手持ちの雑品と僕の人件費wは除く)音質を改善できた。

Q. そんなことできるの??

A. できまーーす!!※

※できる場合は多いですが、どんな場合でも可能とは限りません。また、充分な知識と検討と準備が必要です。

今までも音は悪くないと思っていたのだが、信じられないことに、「あれは何だったの?」ってくらい、リアルとかダイレクトな音になった(気がする)。まさに一皮剥けた感じで、高音はストレートに飛んで来るし、「こんなに出ちゃっていいの?」ってくらい低音が豊かになったし、何度も書いているが、今回も、今まで聞こえていなかった音が聞こえて来た(それにしても、マスターには一体どれだけの音が入っているんだって思う)。そして、今まで知らなかった・意識していなかったことも分かった。

きっかけ・事前検討

アンプの音量つまみのバージョンアップなどが終わって暇なので、のんびり音楽でも聴いてればいいのにw、ちょっとオーディオをいじってみようと思った(だったかな)。その時は、この「ちょっと」であの恐ろしい底なし沼に片足を突っ込むことになるのを知る由もなかった・・・訳でもないw いわゆる、「押すなよ、絶対押すなよ!」状態である。そして、何年間も解決できず、部屋のせいだから対処は無理だと思っていた、宿痾の「60Hzの谷」を何とかしたくなった。具体的に言うと、その気に入らない谷を埋めたかった。

60Hzの谷

原因は部屋による定在波の影響なのは分かっていたので、(今まで何度も失敗しては居たが、)それを何とかできるならしようと思った。ただ、実害がないのに何かするのは馬鹿らしいので、楽器(シンセのベース)の音で影響を調べてみた。すると、当然ながら数値(音量)的には60Hzは小さくなっているのだが、聴感上は「弱く聞こえる」程度で、両チャネルで音を出せば問題なかったので、音楽の再生には問題なさそうだった。それで、「スピーカーの位置・設定を変える必要はない。」という結論になって、終了となった。

と思いきやw、やっぱり検討を続けていて、部屋のサイズから共振周波数を計算したり、定在波のでき方をシミュレートするソフトStndwave2で調べたら、問題の定在波は部屋の長さ方向で生じているようだった。Stndwave2でさまざまな配置をシミュレートしてみたのだが、聴く位置を後ろにずらすと改善されることが分かった。

それで、マイクの位置を少しずつ変えて特性を測定したら、元の位置から45cm程度後ろに下がると(始める前はもっと少なくていいだろうと思っていたが、予想外に大きかった。波長が長いせいだろう)、確かに60Hzの谷がなくなっていた(グラフは後日測定したもの)。が、他の周波数に谷がある(例: 左の80Hz前後が凹んでいる)し、45cmも下がると部屋の「余白」がなくなってしまうなど いいことずくめではなかったので一旦見送った。

マイクの位置を少しずつずらして、特性を測った。テープの位置で測定した。

諦めきれずにいろいろ調べたら、スピーカーや聴く位置の設定にはセオリー(例: 「38%ルール」: 参考)があるようなので検討してみたのだが、シミュレートしても効果があるものがほとんどなかった。僕の問題に効果があったのは一個(Speaker Placement Calculatorsの"Real Trap 38% Option 2")だけだったのだが、それは部屋全体を占有するので、さすがに実現できない。それから更に配置をシミュレートしてみたが うまく行かず、「この部屋ではこれ以上いい配置ができないので、諦める。」という結論になった。

はずなのだが、気付いたら再開していたw 定在波は壁での反射で生じるのだが、反射またはその影響を減らすには、吸音や拡散などの方法がある。一方、60Hzのような低音の吸音は現実的でない(普通に市販されている吸音材は100Hz以上にしか効果がなく、こういう低音に効くものは、ものすごく分厚く(= 高価に)なるようだ)ので、拡散してみようとした。が、(実は以前も試して失敗しているのだが、)余り効果がなかったうえに、実現性に乏しかった。

拡散による改善の方法は、音量が最大になる場所(「腹」と呼ばれるようだ。以下、「極大点」)に反射材(「壁」)を置いて、定在波になる方向(= 180°反対の向き)以外に反射させればいい(吸音の場合は、同様に極大点に吸音材を置いて、反射波を少なくする)。

極大になる位置を調べるのは簡単で、PCなどから対象となる音(今回は60Hz)を出して、スマフォの音量メーターアプリで音量を見ながら部屋を動き回ると、音量が変化し、極大点と極小点(「節」と呼ばれている)が分かる。

スマフォのオーディオ性能は悪いが、この測定には充分使える。というのは、測る周波数が一定なので、マイクなどの感度が時間や振幅とともに変わりでもしない限り、同じ音量の音に対しては概ね同じ数値が表示され、音量の大小に比例して数値が変わるからだ。

反射材としては、今は使っていない、部屋を半分に区切る引き戸を使った。意外に大きく・重くて扱いが大変だった。部屋の半分から少し後ろ辺りや、後ろの壁辺りに引き戸数枚をアコーディオンカーテンのようにギザギザに置いて測定した。

確かに、60Hzの谷は数dB(最大約4dB)改善されたが、焼け石に水だ。そもそも、そんなに大きい物を用意できないし、常設するのも難しい・・・

拡散は諦めることにして、次に、スピーカーを設置している出窓の奥行きは約40cmで、最初に試した時に効果のあった後ろずらし量(45cm)に近いから、それを埋めれば相対的に聴く位置を後ろにずらせるはずで、実際の聴く位置はそのままでも後ろにずらしたのと同じ効果が得られると考えて板を置いて試したのだが、駄目だった。スピーカーの部分を除いて、板で出窓を完全に塞げばいいのだろうが、さすがに無理過ぎる。

出窓の奥行きを埋めようとしたが、失敗だった。

拡散などの「板物」とか力技で対処するのは無理があったので、再びStndwave2でスピーカーや聴く位置の配置をシミュレートしまくって(まさにパズル)、偶然良さそうな配置を見付けて、ダミーのスピーカーと机を置いて使い勝手をみてみたのだが、聴く位置(僕)とスピーカーの間に机を置くためにスピーカーが見えない(= 高音が劣化する)という問題があるので、却下した。

配置の問題は、スピーカー2個と聴く位置それぞれの前後・左右・高さが可変だし、基本的に部屋の形状は変えられず制約が多いから、思い付きで手当り次第やっても解は出ない気がする。それで、自動で最適な位置を見つけるソフトを探したが、少なくとも無料のものはなかった。あったのは、上に挙げたような、規則に従って設置位置を計算するものとか反射波の計算をするもの程度だった。

他に、PA用の音場シミュレーションソフトはあったが、「いい音質で聴く」ではなく、会場の多くの人に「ちゃんと聞こえる」(音量が重要なのだろう)ことを主目的にしていたので使えなかった。

諦め掛けたのだが、更に検索したら「目から鱗」的なページがあった。部屋の位置と定在波の影響が図示されていて、僕が苦労している60Hzは「1波長のモード」になっていて、それは部屋の長さの1/4の奇数倍の位置で極小になることが分かった。それで、聴いている位置を調べてみたら、みごとにその1/4の点だった。それで60Hzが谷になっていたことが分かった。

実は、これは最初から分かって居たし、上記の拡散などを試した時にも分かって居たはずなのだが、どうしてか、そのページでようやくピンと来たようだ。

それで、一旦却下した、聴く位置を前後にずらすことを再検討することにした。なるべく聴く位置を下げたくなかったので、前回より更に細かく位置を変えて、最適な場所を探した。定在波の極大点を調べた時と同様に、PCから60Hzの音を出して、マイクの位置を少しずつずらして音量(SPL)を測った。

結局、最初の結果と同じく元の聴く位置から45cm程度後ろに下がるのが最適なことが分かったので、その位置で特性を測定したら、(最初と同様、)確かに60Hzの谷がなくなっていた。左チャネルは、完璧と言っていいほど見事に埋まっている。まさに「劇的な効果」だ。それで実際にどのくらい音が良くなるのか、本当に聴く時の構成で(= 机と椅子を動かし、イコライザも調整して)試すことにした。気付いたら、腰くらいまで沼に埋まっていたw

(僕の部屋の場合、)聴く位置を数十cmずらすだけで音が良くなる可能性があることが分かった。本当に無料なのだ。嘘じゃなかったでしょw

聴く位置をずらす。

疲れのせいかあまり記憶がないが、基本的に作業は机と椅子を後ろにずらし、イコライザを調整する程度だったので、それほど大変ではなかったはずだ(そういえば、ディスプレイの影響の調査でちょっと疲れた)。動かす前に、駄目だった場合に備えて机などの元々の位置を記録・マークしておいた。

イコライザの調整には少し苦労した。というのは、60Hzとは別の周波数(75Hz)が谷になってしまったからだ(グラフ: 赤円内の青線)。最初は「これじゃ意味ないじゃないか」と思ったのだが、左右では谷の面積は60Hzのものより小さいので、とりあえず聴いてみることにした(別の投稿に記載するスピーカーの位置を動かした設定では、イコライザの調整で緩和できた)。イコライザは、それまでは左右3個ずつ使っていたが、この配置用は2個ずつに減った。設置場所の素性がいいのだろうか。

音を聴いたらびっくりした。曲を掛けてすぐに

なんじゃこりゃあ!!

と叫びはしなかったがw、冒頭に書いたように、低音が豊かになり、中高音(例: ギター)がクリア・リアル※になり、今まで聞こえなかった音、例えば、(いつもではないが、)ピアノの低音の凄みのある音(コンサートなどでたまに聞こえると痺れてしまう、というか、いい意味で怖い)やバイオリンの弦を「シャシャッ」と擦る音が聞こえるようになった。こういう音の良さ(どのくらい改善できたか)を、録音などのような科学的な手段で伝えられないのが残念だ。

低音については、片チャネル(左)の60Hzを改善するだけでこんなに違うものかと感心した。中高音については、想像だが、それまでは机の天板での反射波が干渉して音質が劣化していたのが、机を後ろに下げたために(耳に入る)反射波が減って、音がクリアになったのではないだろうか。実際、特性にもそれらしき違いは出ている(グラフ: ベージュの円内の水色線)。なお、聴く位置やイコライザの設定を変えたので心配だったのだが、聴いていて耳は痛くならなかった。

※この「リアル」というのは、語義どおりではない。本当の音を聞いたことがないから、それがリアル(本物に近い)かどうかは判断できないからだ。いわゆる「リアルな音」で連想されるような「いい音」の意味で使っている。

低音が強力になったので、うるさくて苦情が来るかも知れないと心配したが、良く考えれば、今までの位置で聞こえなかった低音が聞こえるようになって大きく聞こえるだけで、音量を上げていない限り、出している音は何も変わっていないから大丈夫だと思った。誤魔化しのようだが本当だろうか?w

それから、今までは書かなかったのだが、60Hz以外に「52Hzの谷」という問題もあった(→ グラフ: 右チャネル(茶色線)の52Hz付近が落ちている)。これについては、今回の60Hzがうまく行ったら同様の手順で対処しようと思っていたのだが、(意識していなくて気付かなかったが、)同時に解消できてしまった。何とも不思議だが、一石二鳥ですごく得した気分だ。

音は良くなったが、椅子に座っている時の上下のエコーが強くなった感じがした。例えば、咳が響く。部屋の中央(2分割した半分)付近かつ上下方向の中央付近だからだろうが、ここにスピーカーがなければ問題ないのだろうか?

これで満足すればいいものをw、例によって いくつか欠点というか不満が出た。まず、スピーカーが遠いのがイマイチな感じだった。当然なのだろうが、音が遠く感じて、以前のような直接感や音に包まれる感じが減った気がした。スピーカーの間隔が変わらない(105cm)まま距離が1.4倍(約113 → 153 cm)になったのは、結構効くようだ。

それに関連して、スピーカーが遠くなったせいかディスプレイの画面が邪魔に感じ(→ スピーカーの見え方)、メインディスプレイを5cmくらい低くしたくなった。それで、試しにディスプレイを奥にずらしてみたのだが、当然ながら画面の文字が見えにくくなった割には後述の高域特性の改善がほとんどなかったうえに見栄えが悪かったので、却下した。

ちなみに、ディスプレイの影響は特性にも現れていて、メインディスプレイが邪魔になる側、左の高域がわずかに低下していた(グラフ: 青線)が、ディスプレイを90°回転させたら軽減した(グラフ: 薄緑線: 画面での反射のせいか波形が波状になっている)ので、音の経路を邪魔していたようだ。逆に、右側のサブディスプレイをメインと同じくらいに高くすると高域特性が劣化した(グラフ: 赤線: 通常時, 紫線: 高くした場合)。

そんな訳で、見事に無料で音質を大幅に改良できたのだが、欲は尽きずに、スピーカーをもうちょっと近くにできないものかと考え出してしまった・・・ もう、首まで沼だw

(長くなったので、 Fixed a hole! (pt.2) に続く)

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2件のコメント

  1. naoki:

    もの凄い文章です。正直、途中読み飛ばした部分もありますが(スミマセン)、ラボっぽい雰囲気にワクワクしました。

    なるほど、最近ご連絡がないと思ったら、こういうことだったんですね。ほんの少し心配したんですが、便りのないのは良い便りと思っていたら案の定でした。

    すごくいい時間の使い方だと思います。

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  2. れんと:

    ●ありがとうございます。音が良くなったうれしさの余り(、しかも情報が山ほどあって)ガンガン書いているので、おもしろそうなところをご覧ください^^

    実は僕も、なおきさんは大丈夫だろうかと思ってました^^ メールでも出そうかとも思ったのですが、まあ、(なおきさんと同様に)"No news is good news."というし、余計だろうと思って控えていました。おもしろいです。

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