piu lentoの日々 (piu lento days)

これは以下の投稿の完結編です。

• Fixed a hole! (pt. 1)
• Fixed a hole! (pt. 2)
• ガラスの耳・・・

やっぱり、「無料のランチ」はないようです。最初の投稿では「ある」と豪語しましたが、撤回します。未完成の投稿は、補足・修正・訂正しました。 (11/22 12:48)

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結論・結果

聴く位置を動かすのもスピーカーの位置を動かすのも副作用(特に共鳴)が大きくて駄目なので、元に戻した。

概要

僕の部屋は共振がひどくて、元々の位置(出窓にスピーカーを設置)以外は使い物にならないことが分かった。問題になった周波数は、例えば40, 60, 90, 143, 450Hz(いずれも付近)などと多い。それらの周波数で共振(共鳴)による強調(山)や干渉による減衰(谷)がある。更に、500Hz以上の高い周波数でも、机の天板や天井や床面での反射による干渉による減衰がある。すごく手強い、というか、ほとんど手に負えないことが分かった。

最初に聴く位置を動かした時に音が良くなったように感じたのは、気のせい(プラシボ効果)か、元の場所より共鳴が強くなって音の構成が変わったためではないかと思う。その時点では「おかしな音」に曝露した時間が短かったせいか、まだ耳に影響はなかったが、スピーカーも動かしたら更に共鳴が強くなったせいか、耳閉感が出てしまった(疲れのせいもあって、今でもまだ調子が悪い)。

イコライザを調整して、共鳴で強くなっている箇所を下げてみたが、下げ切れないのか、下げ過ぎあるいは下げる箇所の数が多過ぎて音が劣化するのか、やっぱり耳閉感が起こった。更に、使用するイコライザの種類(適性?)によっては耳痛も起こり、耳の問題は解決できなかった。この時点で完全に駄目になってしまった感じだった。

調整が少なくて済むよう、共鳴がマシな場所・配置を探してみたが、見つからなかった。シミュレーションアプリはあてにならず(なぜか、共鳴の山が余り出ない。反射率の設定が関係しているのかも知れない)、部屋の見取り図を描いて、駄目そうなところを避けて良さそうなところ(配置)を数箇所試したが、測定したら一番問題の143Hzが駄目だったので、元の場所より良くなることはないと判断して諦めた。

試したことと結果

1. 聴く位置(椅子と机)を後ろにずらす。 → 最初は良かったが、長時間聴いたら耳閉感が起こっただろう。
   • スピーカーとの距離が増えて音が遠く感じたので、スピーカーを近付けようと思った。↓
2. スピーカーを手前にずらす。 → 耳閉感が起こって駄目だった。
   • 使っていなかった本棚を横に倒して載せ、30cm程度手前に移動した。
   • スピーカーが近過ぎるせいで耳閉感が起こったと推測し、スピーカーを少し離して試すことにした。↓
3. スピーカーを少し奥にずらす。 → 耳閉感は治まらなかった。
   • 本棚と出窓を併用し、20cm程度奥に移動した。
   • 聴く位置を後ろにずらしたことが良くないと判断し、全く新しい配置を試すことにした。↓
4. 全く新しい配置にする。 → 窓際の数箇所を試したが、一番問題の143Hzの共鳴が改善することはなかった。
   • どうしても無理なことが分かって、諦めた。↓
5. 元々の配置に戻した。 → 耳閉感はほぼ治まった。
   • それでも、場合(曲や調子による?)によって耳に違和感が起こるので、以前耳痛の起こったイコライザを使っている超低域カットフィルタ(low shelf, LS)が悪いのかと思い、イコライザでなくバスレフポートで調整できないか試すことにした。↓
6. バスレフポートの調整 → 概ねOK
   • 全閉(付属のスポンジ使用)にしても聴感上は問題なかったが、なるべく低域の減少を減らしたかったのと、背圧を抜いたほうがいい気がした。
   • 細長く切った段ボールを巻いて、小さい穴の開いたプラグを作った。穴の直径が約1.3cmの場合(元の直径は約4cm)、(20から)65Hzまで、上記5で追加したLSフィルタとほぼ同等の特性が得られた(→ グラフのピンク)。
     • なお、ポートの形状と共振周波数の関係(ここを参照した)より、穴の径の増減はそれほど感度が高くないようだ。半分などにしないと、特性の変化は目立たなかった。
   • 聴いて試したら、耳閉感はほとんど起こらなかった(音作りのせいか、曲によっては危ない、あるいは、わずかに起こった場合があった)。また、耳痛は起こらなかった。
   • 低域に不満はなく、全般的に(特に高域は)ストレートな音に聞こえる。
   • これはまさに「ナチュラルフィルタ」だ。

(元に戻したのだから当然なのだが、)ようやく耳閉感や耳痛が解決し、音質にも満足できているが、音が余りにもストレートとかダイレクトで、曲の音作りによっては疲れることがあるので、気軽に聴くための「デチューン設定」(低域と高域を下げる?)はあったほうがいいかも知れない。ただ、逆に悪化する可能性はある(上記1か2の後にそれをやろうとして耳痛が始まった気がする)。。。

「だったら、もっとテキトーに調整(妥協)すればいいじゃん」と言われそうだが、僕としては、まずは「ちゃんとした音」(原音に近い音)を耳の手前まで届けることが基本・大前提で、その後で、状況や好みに合わせて調整すべきというスタンスだから、(たとえ疲れても、)可能な限りいい特性に調整する意味はあると考える。

前に書いたかも知れないが、水が(味付きでなく)無色透明、無味無臭の「普通の水」として入手できないと困るのと一緒だ。

調整後にストレートに聞こえるようになったのは、イコライザの設定を調整したためか、バスレフポートの調整で不要な超低音が減り、それが中高域に影響を及ぼさなくなったためか、やっぱり気のせいかｗ

特性の測定結果、イコライザの設定など

各配置の特性の比較(イコライザでの補正前)のグラフを以下に示す。すべてのチャネルを表示するとグラフが煩雑になるので、左チャネルのみを示す(なお、右チャネルは143Hzの共鳴が左よりひどい)。同様に、配置による差異が顕著な周波数帯域(30-500Hz)だけを表示する。

• グラフ1: 元(変更前)の状態(青), 聴く位置を後ろに45cm移動(緑), スピーカーを手前に(30cm程度)移動(赤)
  • 聴く位置を後ろに移動すると(緑)、共鳴によって143Hzの山が高くなった(そればかりか、他にも共鳴ができた)。一方で、低域が増して60Hz付近の谷がなくなった(そもそも今回の作業は、この低域の補完を狙ったのだ)。
  • スピーカーを手前に移動すると(赤)、143Hzの共鳴は悪化し、低域(80Hz付近)も悪化する。
• グラフ2: 元(変更前)の状態(青), スピーカーを手前に(30cm程度)移動(赤), スピーカーを少し(20cm程度)奥に移動(ベージュ)
  • スピーカーを少し奥に移動すると(ベージュ)、聴く位置を後退しただけの状態や元の状態に近くなるため、143Hzの共鳴は改善する。
• グラフ3: 元(変更前)の状態(青), 新しい配置の試行(朱: 「窓際2」)
  • 窓際への設置(朱)は、143Hzの共鳴がかなり悪化することが分かる。超低域の共鳴らしきものも良くない。
• グラフ4: 元(変更前)の状態(青), 元に戻して(緑), バスレフポートの調整後(ピンク)
  • バスレフポートの調整によって(ピンク)、超低域が幅広く(40Hz付近で6dB程度)下げられていることが分かる。

結局、元々の設置状態が一番まともだったと言える。

最終的な補正後の特性(左図: 主要部)とイコライザの特性(左図: 上部)と設定(右図)を以下に示す。

結局、問題の60Hz付近の谷は解消できていないが、今のところ、どうにもならない。ここを我慢するか、埋める代わりに他(例: 143Hz)の共振をひどくするかの選択となり、総合的に、特に耳との相性を考えると、前者の方が得策だと判断した。

今気付いたが、最初に試した、聴く位置を後退させて60Hzの谷を埋めつつ、(今の)バスレフポートで超低域を減らす構成なら143Hzがそれほど大きくならないから、結構いいかも知れない。しかし、80Hz付近は逆に悪化するし、音が遠くに聞こえる問題があるし、なかなか体力と気力が追いつかないので、保留する。

また、右チャネルのイコライザのフィルタ数が4個と多いのが気に入らないが、減らす(高い方の2つを1個にまとめる)と、共鳴を減らしきれないせいか、今一つ耳との相性が悪いようなので(耳の調子によるのかも知れない)、この設定にしている。高い方2つの減衰量は小さいのだが、他のフィルタと重なることで効果があるようだ。

配置を変えて良くなったと思った曲を改めて聴いてみて

配置変更後と戻した今で、同じ曲を数曲試した結果を示す。

試した条件の記号

• 「後退」: 聴く位置を後ろにずらした後
• 「本棚」: スピーカーを手前に動かした後(横に倒した本棚に載せた)
• 「戻す」: すべての配置を元に戻した後

比較結果

• The Knack: "My Sharona" (Spotifyにて)
  • 後退: 左の音の小さいギターが初めてちゃんと聞こえた!
  • 戻す: (後退がどれを指しているか分からないが、中央辺りから始まるものとする) 左の音の小さいギターは他の音に混ざってしまって、今ひとつはっきり聞こえない。
• ビートルズ: "Strawberry Fields Forever - Remastered" (Spotifyにて)
  • 後退: イントロの笛がリアル。エコーの掛かったドラムも。
  • 戻す: イントロの笛もエコーの掛かったドラムも聴き慣れた感じで、特にリアルさは感じない。
• ビートルズ: "Abbey road" [2009 remaster]
  • 後退: [全体的に] 中高音(例: ギター)がクリア・リアルになった気がする。
  • 本棚: "Here comes the Sun"や"Sun King"などで低音が弱い感じ。
  • 戻す
    • Come together: 聴き慣れた感じ。クリア・リアルさが増したとは感じない。
    • Here comes the sun: 低音が少し厚目な感じ。アコースティックギターがいい感じ。
    • Sun King: バスドラの低音は弱い(これは曲(音源)自体の問題)。
• YMO: "Solid state survivor"
  • "Absolute Ego Dance"
    • 後退: 頭の音のキレがすごい。バスドラもいい。ちょっと身体に響く感じ。
    • 戻す: 頭の音のキレは「すごい」とまでは行かない。バスドラは身体に響くとは言えない。
  • "Rydeen"
    • 後退: イントロも、今までになくいい。低音が分厚くなった感じ。
    • 戻す: イントロは聴き慣れた感じ。低音は少し厚い感じ。音の押し出しは強い。

配置を戻したら、変えた後に良く聞こえた感じはほとんどなくなって、元の聴き慣れた音に戻っている。元に戻したのだから当然なのだろうが、変更後に良く聞こえたのは、実は良くなかったのか本当に良かったのかは不明だ。ただ、気のせい・思い込みや共鳴での強調による影響はあったと思う。それとは別に、「戻す」を試した今日(11/20)は耳の調子が悪いせいもあって、それほど良く聞こえないのかも知れない。

改めて比較して意外なのは、自分の印象がそれほどブレない(配置を戻せば元の聞こえ方になった)ことが分かったことだ※。ということは、配置変更後に音が変わって聞こえたのは、気のせいばかりではなく、(良し悪しは別として、)音の成分・構成が変わっていたことによる影響があったと考える方が良さそうだ。

※とはいえ、記録していた曲・箇所とは別に、やっぱり、元に戻したあとに聴いた曲で「初めて聞こえた」のような感想はいくつも出た。だから、正直なところは良く分からない。。。

設置について分かったこと

• 定在波の観点では、スピーカーは壁の近くに置いた方がいい。
  • この部屋では、スピーカーも聴く位置も出窓と壁に近くまとめた方がいい。
• 部屋には、網の目のように定在波による共振(腹)と干渉(節)があるようだ。
• 部屋を横より縦に使うほうがいい。
• 部屋の中央はどうしても駄目。
• 「38%ルール」(→ 参考)は結構当たっている(ただし、生活との共存には無理がある)。今までは中央付近が一番いいと思っていたが、そうではないようだ。コンサートホールではどうなのだろうか?
• 机も結構影響があって、良くない。
• +20dBなどという山は調整不可。破綻している。
• この部屋では、クローゼットの扉を閉めると全然駄目。扉での反射が強いようだ。

山・谷と原因の推測

この部屋は周波数特性の山・谷が非常に多い。L, Rの次は周波数(Hz)、「(谷)」以外は山、周波数の次は波長(m)、最後に推測した原因を示す。太字は特に強い(鋭い)ところである。

• L: 42: 8m → 4m= 横?
• R: 55(谷): 6.2m: ?
• L: 61(谷): 5.6m: 奥行き(出窓込み)?
• LR: 68: 5m → 2.5m= 上下?
• R: 80(谷?): 4.3m= 横(クローゼット込み)?
• L: 84(谷?): 4m= 横(クローゼットなし= 3.9m)?
• R: 85: 4m= 横(クローゼットなし= 3.9m)?
• L: 93: 3.7m: → 1.85m?
• R: 111(谷): 天井での反射(経路差= 3.1m)
• R: 125(谷): 床での反射(経路差= 2.7m)
• LR: 143: 2.4m → 天井(2.4m)
• LR: 175: 1.9m → 3.8m= 横?
• LR: 226: 1.5m= 出窓の幅
• R: 285(谷): 1.2m → 天井(2.4m)?
• R: 332: 1.02m= 出窓の高さ
• R: 380(谷): 89.5cm (94Hzx4?)?
• LR: 450: 75.5cm → 38cm, 1.5m= 出窓の幅(1.54m= 221 → 442Hz)?
• L: 530(谷): 64.1cm: 机の天板での反射(593Hz(経路差= 57.4cm)が少しずれて出ている)?
• L: 586: 58cm: 机の天板での反射(593Hz(経路差= 57.4cm)が少しずれて出ている)?
• R: 573(谷): 59.3cm: 机の天板での反射(593Hzが少しずれて出ている)?
• R: 610(谷): 55.7cm: 机の天板での反射(593Hzが少しずれて出ている)?
• L: 687(谷): 49.4cm: 出窓の幅(226Hzx3)?
• R: 1.4k(谷): 24.2cm: 机の天板での反射(530Hzx3)?
• R: 1.5k(谷): 22.7cm: 机の天板での反射(530Hzx3)?
• L: 1.6k(谷): 21.2cm: 机の天板での反射(530Hzx3)?

※反射の計算はFloor/Ceiling Reflection Calculatorを用いた。

原因はどうであれ、山・谷が多いことは確かで、それらを全部補正することはできない。しようとしたら、フィルタが多くなり過ぎて音が悪くなる(鮮度が悪く聞こえたり、耳が痛くなる)。もちろん、フィルタで(増幅して)谷を埋めようなどと思ってはいけない。なので、できるだけ「いい位置」を探し当てることが重要だ。

耳の問題の原因を推測

今までの経験から、以下を推測している。

• 耳痛、「刺さる」感じ: イコライザの種類や設定の問題?
• 耳閉感: 強過ぎる超低域、共振での大振幅(特定周波数の強調)、イコライザの設定の問題?、耳の不調
• 耳鳴り: 耳の不調

その他

• 定在波と対処の方針については、このページが一番わかりやすかった。
• 低域の共鳴は人体の影響で1-2dBくらい強まるようだ(聴感ではもっと大きくなるように聞こえたが、移動して聴く位置が変わったせいがあるのだろう)。

まとめ

一か月近くの悪戦苦闘の結果は、最初に書いたように、「元の位置がベスト」だった。ただ、何も収穫がなかった訳ではなく、超低域(40Hz)の共振とその悪影響に気付いたのが良かった(今分かったのだが、新しくADCを導入する前は、マイクアンプの特性なのか、超低域が低目に出ていて、その分に気付いていなかった※)。

そもそも、僕の大きくないスピーカーでそんなに低い音が豊富に出せる訳がなく、共鳴で強調されていたのを「意外に出る」などと思っていたのが間違いで、その横(60Hz)の谷を埋めるのでなく、共鳴でできた山を削ってフラットに近づけるべきだったのだ。最初に聴く位置を動かして60Hzの谷が埋まったのは共鳴に近かったのかも知れないし、その場所では40Hzの共鳴が更にひどかった。

※今ちょっと不安になったのは、実は、新しいADC(Scarlett Solo)のマイクアンプが超低域を強調していることはないのかということだ。でも、さすがにそれはないと思う。いずれにしても、あとで測ってみたいが、可能なのだろうか?

(11/21 21:53) 可能な範囲で調査・測定したところ、Scarlettには問題なく、それ以前に使っていたマイク電源(Behringer PS400)とマイクアンプ(オーディオテクニカ AT-MA2)とサウンドカード(ASUS Essence STX II)に原因がある可能性が高いことが分かった。

詳しくは別に書きたいが、マイク電源は、マイクに掛けている電圧(48V)が出力側に出ないようにカットする仕組みが簡易なため(コンデンサを使っている)、言ってみれば「相性問題」が生じやすいのではないかと推測する。そして、電源に繋がっているマイクアンプの入力部も同様の仕組みで電源の影響を受けるのか、あるいは、コンデンサマイクのようなハイインピーダンスの機器は想定していないのか、やっぱり相性が悪いようだ。更に、サウンドカードも若干相性が悪い。これらが重なって、超低域が数dB低下していた(例: 40Hzで3dB前後)ようだ。

そして、超低域他の共鳴への対処のためにバスレフポートやイコライザを(再)調整したせいか、音が少し良くなった(変わった)気がする(例: 移動前より音のクリアさが増した気はするし、今まで気付かなかった音も聞こえる)が、やっぱり気のせいではないか。特に、「気付かなかった音」なんて今までも何度もあるので、聴くたびに新たな発見があるのではないか。そして、疲れのせいもあって、今でもまだ耳の調子は悪く、曲(音作りによるのだろう)によっては耳閉感が起こる。

それから、バスレフポートの穴の径の調整が効果的なことが分かった。超低域のlow shelfフィルタと同等の効果が得られた。イコライザで超低域の調整をすると耳との相性が悪いので、ポートで調整できたのは良かった。

という訳で、今回は負けだ。今以上に音質を良くすることは無理だ。

でも、これで終わりではないと思う。性懲りもなく新しいアイデアが出るかも知れないし、今回の失敗を忘れて同じことをするかも知れない。でも、すごく疲れたので、しばらくは休む。

 

... とはいえ、備忘録としてTODOを書いておく。

TODO(または「今後の課題」ｗ)

• 聴く位置を後退させて60Hzの谷を埋めつつ、バスレフポートで超低域を減らす構成を試す。
• [済] Scarlett Soloのマイクアンプの特性を測定する(超低域を強調していないか?) (11/21実施済み。本文に追記した)

 

(11/21 21:53 超低域の低下の調査結果の概要を追記, 22:37 若干修正、完成とする。)