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どっかの国の政府とか軍隊みたいに、勝算がないのに精神論(利権も?)で金・労力を投入して無理な行軍を延々と続けて、最後に、さまざまな言い訳をしながら形式上は「成功」などと発表してドヤ顔して(それどころか、首謀者が逃亡・知らん顔して、)煙に巻くのは愚の骨頂だ。駄目なものはなるべく早く気付いて切る(少なくとも、再検討や方向転換する)のが重要だ。

試行錯誤しているSpotifyの音量正規化処理の改良だが、ポップ音楽モードがそこそこ うまく行って、クラシック音楽モードも調整して目処が立ったものの、今朝寝ながら思い付いた(気付いた)。Spotifyアプリの(標準の)音量正規化機能がどのくらいのものなのか、それと今回の自作の方式にどのくらいの差があるのか確認しようと。特に、曲の特徴量のデータが誤っているのではないかというくらい大音量になるいくつかの曲(例: "Take My Breath Away", "Catacombae")は、Spotifyアプリの音量正規化ではどうなるのか興味があった。

やってみたら、多くの収穫があった。

  • Spotifyアプリの音量正規化の性能はいい。自作の方式よりずっと音量が揃う。ポップ音楽での音量幅(ラウドネスの不揃い度)は、自作の方式では、(試した数曲の音量の範囲が広かったとはいえ、)おかしい音量になる曲を除いても、目分量でSpotifyの2倍(LUFS値の幅)くらいだった。おかしい音量になる曲を含めれば数倍になる。
  • Spotifyアプリの音量正規化のうち、Quietモードでは、Normalモードと違い、すごく静かな曲(例: "Speak to me")を不自然にしてしまうコンプレッサー(のような処理)が働かないようだった。
  • Spotifyアプリの音量正規化用の値は、ログやコンソール出力から取得できる。ただし、音量正規化をonにしていないと出ない。

Spotifyアプリの結果を聴いたら悔しいくらいだった(上記の困った曲が何の問題もない音量で出ていた)。悔しいけれど、結局、自作の方式でいくら頑張っても苦労ばかりで余りメリットはなさそうだ(そもそも、目的はそこにない)。それよりは、Spotifyアプリの音量正規化をうまく使えばいい。

一番手軽なのは、音量正規化をする場合は常にQuietモードを使うことだ。これなら、ポップ音楽でもクラシック音楽でも切り替え不要で、静かな曲でも音が不自然になることはなさそうだ。ただ、目標音量が-23LUFS程度と小さいので、もったいない気がする。特に、ポップ音楽では、もっと音量を上げてSN比を向上させたりダイナミックレンジを減らさないようにできる(だからNormalモードを使いたいのだが、例のコンプレッサーが邪魔だ・・・)。が、そもそも、音量正規化して聴くというのは、BGMのように気軽に聴いている時であり、その時にSNだのダイナミックレンジだのと言っても無意味だ。逆に、真剣に聴く時には音量正規化を使わないから、これで問題ないとも言える。

少し前に試行錯誤中に知ったのだが、Spotifyアプリの音量正規化はトラックモードとアルバムモードを自動で切り替える(アルバム再生時は後者になる)とのことなので、自作しようと思った切っ掛けの一つの、アルバムモードがないことも解決できた(この機能は後から追加されたのか、最初からあったが公表されていなかったのか)。そういう点でも、特にモバイルなどで切り替えずに使いたいなら、Quietモードにしておけば不便はない(まあ、モバイルでは周囲が騒がしいので、すごく静かな曲が不自然でも問題なさそうだから、Normalでもいいとも言える)。

ただ、Quietモードのもう一つの問題は、音量が小さいので他のプレーヤー(僕の場合は、gmusicplayer, GMB)と合わないことだ。これは結構厄介だ。Spotify(音量正規化)からGMBに切り替えた途端に大音量(約+11dB, 3.5倍)になるので、常に注意が要るし(大抵忘れて驚くw)、アンプの音量調整が煩雑だ。アンプの音量を変える代わりに他のプレーヤーの音量を下げる手もあるが、やっぱり「もったいない」から避けたい。逆に、Spotifyアプリの音量を後で大きくして合わせる手もあるが、一旦小さくしているのを増幅すると音質が劣化するから嫌だ。

書いた後で気付いたが、小さくしたのを増幅すると音質が劣化するというのは本当だろうか? (アナログでなく)ディジタルなので、増幅でオーバーフローしない限り、小さくした時より劣化することはない気がして来た。あとで検討したい。 ← データフォーマットにも関係ありそうだ。 → 検討結果を付録に記載した。 (12/19)

調べると、-23LUFSというのはEUの放送の基準レベル、あるいは、クラシック音楽向けだそうで(USや日本の放送は-24LUFS)、それに合わせるのは悪くないとは思うものの、自分の閉じた環境なのに一律に低く合わせるのはやっぱりおかしい気がする(実際、SpotifyやYouTubeの基準は-14, -13LUFSと、-23LUFSよりかなり大きい)。

以下に、候補とそれぞれの欠点をまとめる。

  • 自作の音量正規化
    • 音量を揃える能力がSpotifyより低い。
    • 全然揃わない曲がある。
    • 原因: Spotifyから音量正規化のための値(ReplayGain)が取れないので、音響的特徴量から推測しているため。
  • Spotifyの音量正規化: Quietモードのみ
    • ポップ音楽でダイナミックレンジがもったいない。
    • 音量が小さいので、音質が劣化する?
    • 他のプレーヤーと音量が揃わないので不便。 → 増幅すると音質が劣化する(要確認 → 検討結果を付録に記載した。 (12/19))。
    • 原因: Quietモードは音量が小さいため。
  • Spotifyの音量正規化: Normal, Quietモードを切り替える。
    • Normalで不自然になる曲(静かなもの)がある。
    • 原因: Spotifyアプリの処理(コンプレッサー?)が入ることがあるため。

上述のとおり、自作の音量正規化が駄目なのはSpotifyからReplayGainが取れないためなのだが、どうにかして取る方法はないかと試行錯誤していたら、思わぬことで取れた! 既に書いては居るが、アプリのログやコンソール出力に表示されるのだ。以下に"Speak to me"での例を示す。太字がトラックのReplayGainである。

02:05:55.089 I [libvorbis_ogg_decompressor.cpp:401] track gain: (13.25Db), track peak: (0.409425dB), album gain: (-5.09dB), album peak: (1.02865dB), normalization: trackgain

ちなみに、それらはGMBでの同じ曲(同じマスターと思われる)でのReplayGainの値と概ね合っていた。

なお、peakの単位が"dB"と書いてあるが、誤りであろう(正しくは単位なし)。同じく"Db"もtypoだろう。ここら辺は そうなる状況が分かる。つい指が動いたとか、余計にコピペしたとか。「(見ると気になるけど、)デバッグ用だからまあいいか」、みたいなw

それで、自作の音量正規化にSpotifyのReplayGain(以下、"RG")値を使う(苦肉の)策を考えた。理論的には、RG値取得用と再生用の2つのSpotifyアプリを使えばできそうだ。以下に手順概要を示す。

  1. 再生用Spotifyアプリを音量正規化offにする。
  2. RG値取得用Spotifyアプリをログまたはコンソール出力ありで起動する。
  3. RG取得用Spotifyアプリの音量正規化をon(NormalまたはQuiet)、音量=0(-∞ dB)にする。
  4. RG取得用Spotifyアプリで再生開始する。
  5. ログまたはコンソール出力からRG値を取る。(すぐに出るはず)
  6. RG取得用Spotifyアプリを一時停止する。
  7. 得られたRG値で再生用Spotifyアプリの音量を調整する。(現在の自作と同じ方法)
  8. Spotify APIを使い、有効なプレーヤ(デバイス)を再生用Spotifyアプリに切り替える。
  9. 再生用Spotifyアプリで最初から再生開始する。

ちょっと手で試して、やればできそうな気はしたが、(すっかり忘れて居た)昔のGoogle play musicの時(→ )と同様に、余りにもトリッキーで嫌になるくらいだ。また、アプリが2個なのでメモリも2倍食いそうなのも嫌だ。そもそも、ログにRG値が表示されるのは仕様でもなんでもないので、出なくなったら元の木阿弥だ。。。

だから、やっぱり筋が悪い。

そして、作るのは面倒だw

それで、とりあえずは、Spotifyの音量正規化機能を使うことにし、ポップ音楽とクラシック音楽でNormal(ポップ)とQuiet(クラシック)を切り替えて使ってみて、Normalでどのくらい不自然な曲があるかで判断することにした。Normalで駄目な曲は(DBに記録しておいて)自動でQuietに切り替える手が考えられるし、多かったらQuietだけ使うとか、上のトリッキーな手を使うことも考えられる。

それにしても、「とりあえず」のNormalとQuietを手で切り替えて使うにも自作ミニプレーヤー(minisp)に多少の変更が要るので、「ちょっと疲れたから、まあ明日にするか・・・」と一休みしているw ← イマココ

相変わらず寄り道が多く、先は長いw

 

(12/19 16:40) 付録: (デジタルで)増幅すると音質が劣化についての検討

結論は、「理論的には劣化しないが、現実には劣化する」である。以下に理由を書く。

まず、本文に書いた状況での音質劣化は、音量を下げた時点で生ずるものが主である。音量を下げることによってデータの有効ビット数が減るため、振幅分解能が減る(例: ものすごく小さい音が消える)ためだ。音を格納するデータフォーマットが浮動小数点型であれば、おそらく分解能が減ることはないが、整数型の場合には減る。その程度は以下のように試算できる。

音量を-23dB下げた場合、1ビットは約6dBなので、23/6= 約3.8ビット減る。

これによるダイナミックレンジの減少量は、データフォーマットを16ビットとすれば、3.8*6= 22.8dBである(音量を下げた分(23dB)そのもの)。

(2020/1/2 12:28記) 注: その後、Spotifyが音量正規化値の計算に使っているReplayGainの基準音量は-14LUFS相当であることが分かった。そのため、実際に下がる音量は9dB程度で、減るビット数は1.5ビット程度と少なく、特にポップ音楽では、音質の劣化もダイナミックレンジの減少もほとんど問題にならない。

実害について考えれば、対象はポップ音楽であり、そのダイナミックレンジを高々18dB(約3ビット分)程度と推測すれば、音量を下げた残りのビット数は16-3.8= 12.2ビットで、音源の3ビットより充分大きいので、記録された振幅がよほど小さくない限り、問題ないと考えられる。

次に、増幅の影響を考える。増幅は乗算なので全く音質が劣化する要素はないが、現実には、処理系や出力のデータフォーマットは整数型で取り得る範囲が有限なため、大きく増幅すると上限を超えて(オーバーフローして)音質が劣化する。つまり、波形の超過分がカットされるので、音が変質する(例: 歪む)。

この検討中に気付いたのだが、私が"Speak to me"で感じた不自然な感じは、オーバーフローによるものだった。具体的には、音量正規化時に過大に増幅するとオーバーフローが生じ、その超過分をカットすると生じる(これはリミッターの動作であり、本文中の「コンプレッサー」は実際にはリミッターであった)。

不自然さが起こる原因を詳しく推測すると、この曲は低音(鼓動)が強いため、それがオーバーフローしてカットされるのだろう。カットされるのが単発的(不定期)や短時間(瞬間的)に起こるのなら気づきにくいからまだいいのだが、この曲の場合は、定期的に起こる鼓動で、テンポが遅いために比較的長時間音が大きい状態なので、カットされる期間が長く、その間の他の音の聞こえ方が変わって不自然になるのだろう。

この現象はSpotifyアプリの音量正規化だけでなく、私の環境でも起こったので気付いた。具体的には、次のような処理をした時に、Spotifyアプリの音量正規化(Normal)と同様の不自然さが生じた。

Spotifyアプリの音量正規化(Quiet) → アンプ(増幅率: 6-9dB程度) → リミッター

また、Spotifyアプリの音量正規化(Quiet)だけでは不自然さは生じなかったので、問題はリミッターに起因する可能性が高い。

なお、「リミッターが原因だったら使わなければいい」ということはない。リミッターがなくても、超過分はどこかで(例: DACで出力する時)カットされ、それはリミッターよりもひどい音質劣化を生じる可能性が高い。

(12/19 22:23) 補足: 上でデータフォーマットを16ビットと想定したのは、Spotifyアプリの出力がそう("s16le")だからで、通常のOSのサウンドシステムはもっとビット数の多いフォーマットをサポートする。例えば、私の使っているJACK Audioは32ビット浮動小数点である。だから、音質の観点ではSpotifyに音量正規化をさせるのは得策でない。上述の、音量を下げることによるダイナミックレンジの低下などが起こる。が、もし仮にJACKの中やその手前のPulseAudioで行うなら、劣化する可能性はほとんどない。

その後の増幅はJACKで行っているので、通常の増幅率ではオーバーフローしないから、音質劣化も発生しないはずだ。しかし、元々のデータが最大値に近いほうに詰められているためにオーバーフローするし、そうでなくてもDAC(サウンドカード)に出す時にオーバーフローする。それを防ぐには、リミッターを入れるか、音量を下げて(= 適当な値で除算して)全体的なレベルを小さくして(= 小さい方にずらす)DACに出すことが考えられる。

結局、後者はSpotifyの音量正規化(Quietモード)の小さい音のまま出力することと同等である。もちろんそれでも良かったのだが、他のプレーヤーと音量を合わせたいから増幅しようとした。

 

PS. SpotifyアプリからのRG値取得には、音楽圧縮フォーマット展開用ライブラリ(vorbisを使っているようだ)をすげ替えればできるかと思ったのだが、自前で作っているかスタティックリンクしているらしく、外部のものは使っていなかった。考えが甘かったが、まあ、そうれはそうだろう・・・ あとは、逆コンパイルしてバイナリエディットとかいう手もあるかも知れないが、「うーん」だ。それに、プログラムの改ざん検証をしているかも知れないから、できないかも知れない。

なんてことを考え出すから、寄り道が増える訳で・・・

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使っているうちに不満(例: うるさい曲がある)が出て来たために、Spotifyの自作ミニプレーヤー(minisp)の音量正規化処理で、音量の補正量をやはり自作再生履歴DB(Mlhi)に記録しおいてそれがあれば使えるようにしようと思ったのだが、そもそも、元々の方式がいい加減では補正ばかりになって良くないことに気付いた。それで、まずは音量正規化処理を改良することになり、今は、その改良した方式の評価のために、Spotifyで再生している曲の音量を自動で測定する機能を作っている※。音量はできるだけ聴感に近い方がいいので、ラウドネス(Integrated loudness: "I", 参考)にした。随分目的から離れてしまった気がするが、きっと気のせいだろうw 自分でやり出したこととはいえ、なかなか面倒だが、いろいろな物を組み合わせて機能を実現するのはおもしろい。

※なぜ自動化しようと思ったのかというと、ラウドネスメーターはあらかじめ曲の先頭で計測開始しておかなければ、正確なIntegrated loudnessの値が出ないので、だらだらと評価がてら聴いていて「大き/小さ過ぎるかな?」(調整がおかしい?)と思ってからでは遅く、再計測しなくてはならないからである。再計測にしたって、曲全体を再度聴くのは苦痛なので、先頭だけなど一部になって、正確でなくなってしまう。曲間で自動リセットしてくれるような測定アプリがあればいいが、そういうものはなかった。また、GUIに表示された測定値を見て手で記録するのは面倒だし間違い易いから、自動でファイルに記録できれば好都合だ。

更に、複数の補正条件・設定の比較についても、それぞれの条件で評価用のプレイリストを再生しておけば(僕が聴いて居なくても、スピーカーで音を出さなくても)通して測定できるので、(この機能が完成した暁には)容易になるはずだ。

更に、普通に再生しながら、補正条件とその結果の音量を測定してDBに記録しておき、次回はそれに基づいて最適な音量に調整するってことも可能な気がしていて楽しい。

更に、今思い付いたが、AIみたいな機能で、長時間いろいろな曲を自動再生して勝手に学習させて、設定を自動調整するなんてのもいかにもおもしろそうだが、先は長いし、そもそもSpotifyを聴くだけなのにそこまでする必要があるのかと・・・w

こうやって風呂敷夢を広げるから、大変になるのだ。

詳しくは別に書くつもりだが、音量正規化の基本的な処理は、従来と同じようにSpotify APIで取得できる曲(トラック)の特徴量(loudnessとenergy)を組み合わせて、曲の本来の音量を推測(復元)し、それを元に正規化している。今回は、その推測の方法を改良しようとしている。今までは思い付きで対数あるいは指数関数を使っていたが、今は下のグラフのような、energyによって特性(係数)が変化する式を試している。グラフはいかにももっともらしくて うまく行きそうに思えるが、そんなことはないw それに、これは何かの理論に基づいている訳ではなく、やっぱり思い付きや試行錯誤からの経験によるものである。試すとまあまあうまく行く(しないよりはずっといい)のだが、やっぱり限界はあるし、値に問題はなくても聴覚に合わないことがある(合わないものが充分に少なくなったら、補正量をDBに入れようと思っている。が、いつになることやら・・・)。

あと、以前のように、公開DBに音量正規化用の値(再生ゲイン)などがないか探したたら、2つ見付かった。一つは前回も見付かったDynamic range databaseで、もう一個はAcousticBrainzだ。前者は、前回は(記憶している限りでは)APIがないのとレパートリーが狭そうなので止めた。後者は、言い方は悪いが「玉石混交」(「ゴ○屋敷」などもっとひどい言い方はあるが、それは言い過ぎだろう)で、全く手軽に使えないので却下した。確かにデータは多いのだが、全然整理されておらず、ただ数字があるだけで、同じIDなのにそれぞれ随分違っていてどれが正しいのか分からず、禄に検索もできなかったら、どうやって使うのかと思う。

作業の途中で分かったことも多かった。SpotifyのAPIから得られるloudnessは多くの場合はIntegrated loudnessまたはReplayGainと同様(同等)のものなのだろうが、そうでないことも多い。中で変・特殊な処理(音量(loudness)が小さいけどenrgyが大きい曲では更にloudnessを小さくしているフシがある)をしている可能性と、データが誤っている場合もありそうだ。そもそもSpotifyアプリで使っている再生ゲインを出してくれれば、こんな苦労をしなくて済むのだが(アプリの一時ファイルを見たりしたが、それらしい値は見つからなかった)・・・

そもそも、Spotifyアプリの音量正規化処理が「普通」だったら、こんな苦労は全くしなくていい(実際、したい訳じゃなくて、ただ音楽を聴きたいw)のだが、前回書いたように、やっぱり謎の処理をしていることが分かった(何人かの方が書かれていた: )。どうやら、アプリにコンプレッサーとかリミッターのような処理が入っていて、特にすごく音量が小さい曲(僕が気付いた曲: Pink Floyd: "The dark side of the moon"の"Speak to me")でおかしくなるようだ。再生ゲインの値がおかしい可能性はあるにしても、せめてその余計な機能がなければまだ良かったのに、どうもお節介な感じだ・・・

ラウドネスの測定プログラムは、GUIのものならいくつかあるのだが、測定・記録を自動化するのは困難なので、スクリプト(jack_captureで音を録り、ffmpegのebur128フィルタでラウドネスを計算する)を作ってミニプレーヤーに組み込んだ。基本的には、ただ再生しているだけでデータが貯まるから楽ちんなのだが、例によっていろいろ凝るから本末転倒になって、処理が複雑になればバグは増えるからデバッグが大変で、また勝手に疲れている。 ← イマココ

 

PS. 以前、「Spotifyには満足している」と書いたが、誤りではない。が、それはあくまでも曲目と音質についてであって、機能は別であるw

PS2. これを書いていて、技術バカにありがちな、「フラット(あるいはリニア)信仰(あるいは症候群、至上主義)」という言葉を思い付いた。やっぱり、こだわり過ぎは駄目なんだろうと思う。が、気軽に聴いている時に、曲のたびに「うるさい!!」とか「小さい・・・」とイライラしてボリュームを調整するのは嫌だってのは大いにある。

PS3. Evernoteやスマフォ・PCのおかげで紙やペンとは無縁の日々なのだが、さすがにグラフの形を考えるのはEvernoteでは無理で(タブレットなら手描きできそうだが、それも煩雑な気がする)、紙が必要だった。が、すぐに使えたのは小さい電話用のメモ帳しかなかったw

(12/14 13:11 少し修正)

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午前中は血圧で内科に行った。血圧は定常状態で、非常に簡単な診察だった。血圧の値すら聞かないのは手抜きのように思えるが、もしかしたら、顔色を見ただけでいろいろ分かるようなすごい人なのかも知れない。あるいは、単に、月曜の朝で混んでいて面倒なのか(前回も同様だったので、今回は週明けを避けようと変更しようと思っていたのだが、面倒だったので止めた。でも、次回はそうした)。いずれにしても、僕は自分で管理していて、おかしかったら自分から言うから、大きな問題ではない。いつものように明るい医院で良かったのだが、なぜか妙に疲れたので、昼食後に少し寝た。

それで、午後に行こうと思っていた耳鼻科(耳の不調の件)は延期しようと思ったのだが、延々と延ばしていたので、頑張って行った。数年前に行ったきりだったので、すっかり場所や勝手を忘れて居たが、受付の方に見覚えがあって、雰囲気もその人らしくて懐かしかった。顔がどことなく鳥居みゆきに似ている(でも、あそこまで変ではないw 単に、色白とか顔の形が似ているとか美人的なだけなのかも知れない)。あと、雰囲気が大昔の知り合いにどことなく似ていたのも、良かった。

聴力検査*をしてもらったところ、左耳の低域の聴力が落ちていた(確かに、他より長く音が聞こえず、なかなかボタンが押せなくてちょっと焦った箇所があった)。ただ、病的というほどではないとのことで安心した。そのグラフは、以前測定した時却下したものに似ていた。ただ、そこまで曲がっておらず、中高域はその時の仮のオージオグラム2のように平坦で、左の最低の音(おそらく、125Hz辺り)だけ低く、20dBの「正常な線」より少し下がっていたから、以前の測定の後に状態が変わったのかも知れない※。

*ちなみに、聴力検査装置の防音は結構ちゃんとしていて、無音の時は鼓動や呼吸の音が聞こえて邪魔だった。「お前らのせいで聞こえなかったらどうするんだ」って感じだったw

※その投稿では右の聞こえ方がおかしいとあるが、実は左のせいだったのか、やっぱり状態が変わったのか。

結局、メニエール病ということで、以前罹ったものが再発したようだ。そう言えば、その医院には数年前に行ったのだが、その時も耳鳴りだった(すっかり忘れて居た)とのことだから、そういう火種はあったのだろう。あと、耳閉感は左右の聴力の差によるらしい。おそらく、夏に就職活動だの退職だので疲れたあとで、オーディオの配置で更に疲れ、しかも、悪い音に曝露したのが原因ではないかと思う。

なお、医師や看護師さんに、オーディオの配置とか「悪い音ガー」とか言ってもまず理解されないと思ったので、言わずにおいた。

ここは朝の内科とは違って、(コスプレじゃなく)至って普通ではあったが、受付の方や看護師さんが丁寧で良かった。あと、年始めに行った眼科のように、診察室に助手だか看護師さんたちがずらっと並んで居た。依然としてその理由は不明だし、僕は余り好きではないが(恥ずかしいとかいう訳ではなく、意味不明なのが嫌なのと、なんか無駄な気がするのだ)、まあ、そういうやり方があるのだろう。

そして、久し振りに、「まずい」と定評の薬(メニレットゼリー)を服用することになった。でも、僕は全然余裕で、(八名さんのように)おかわりできるくらいだw ブラックコーヒーを少し甘くした感じ、あるいは、コーヒーゼリーをちょっと苦くした感じで、もっと苦くたっていいくらいだ。それより、薬が一気に4種類に増えたのが面倒だ。飲み忘れないように、PCに定期的に「予定」を作った。

短距離だったが、久し振りの車の運転が とても気持ち良かった。耳鼻科に定期的に通うことになったので、乗る用事ができたのは好都合だ。

帰宅してから、なぜか耳の調子が良い。久し振りに、曲が綺麗に(しかも、耳閉感が起こらず、疲れもせず)聞こえるのがうれしい! 少し休ませたせいか、病名や原因が分かって安心したせいか、車に乗って気分が良かったせいか、医院のはしごで元気が出たせいか?w

 

PS. カテゴリ名と親子関係を、以下のように変更・更新した。

  • 高血圧? → 高血圧
  • 突発性難聴 → 耳の不調 (+「過去の話題」の子からトップレベルへ)

PS2. 低域の聴力が低いということは、バスレフポートを調整したら低音がわずかに減った(「すごく」はなくなった)ように感じたけど、実はそれでも充分なのかも知れない。いずれにしても、状態が落ち着くまでは余計なことを考えない方がいいだろう。

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人でなく電気・電子機器やコンピュータ関連の話だが、「相性」の問題は確かにあるようだ。正確には「ないとは言えない」だし、実際にはもっと正確な表現はあることが多いと思うが。

単に「相性」と言ってしまうから、原因が伝わらず、謎に包まれて、多くの人が思考停止して納得したり、逆に訝しむ人が出るのだ。実際にはちゃんとした原因があって、もっと正確な表現があるはずだ。ただ、それを簡潔に分かりやすく説明するのが難しいから、「相性」と言うのだろう。もちろん、言う本人が原因を分かってなくて、「相性」と言えば素人を誤魔化せそうだからそうしている場合もある。世の中ではそれが多いのかも知れない。

先日、使う機器によって測定結果の超低域が増えるあるいは減る問題を「相性」と書いたのは、まさにそれだった。そして、上に書いたように、原因が分かっていない。「原因が(分からないのでなく、)ピンポイントで突き止め切れなかった」と言うのが正しいが、まあ、似たようなものだ。

以下にその経過と仮の結論を書く。

現象

オーディオ再生系の周波数特性の測定に使う機器が違うと、超低域(40Hz付近)の振幅が変わる。現在の測定結果(現在の測定系を使用)は昔の測定結果(昔の測定系を使用)より3dB程度大きい。

原因の候補

  • マイク(Dayton Audio EMM-6)の劣化 (劣化して低域が増加するとは考えにくい)
  • 昔の測定系
    • マイク電源(Behringer PS400)の特性 (最初は候補に入っていなかった)
    • マイクアンプ(オーディオテクニカ AT-MA2, 以下、「旧マイクアンプ」)の特性
    • サウンドカード(ASUS Essence STX II)の特性
  • 現在の測定系
    • オーディオインタフェース(Focusrite Scarlett Solo 3G, 以下、"Scarlett")のマイクアンプの特性

調査と結果(概要)

  • サウンドカードのライン入力にテスト信号を入力して、特性を測定した。 → 問題なし。
  • Scarlettのライン入力とマイク入力にテスト信号を入力して、特性を測定した。 → どちらも問題なし。
  • 旧マイクアンプにテスト信号を入力して、特性を測定した。
    • Scarlettのライン入力に繋いで測定した場合 → 問題なし(低域はほとんど下がっていない)。
    • サウンドカードのライン入力に繋いで測定した場合 → 低域が下がった(40Hzで2dB程度)。
  • 昔の測定系と現在の測定系でスピーカーの音で特性を測定し、比較した。 → 昔の測定系では低域が減少した(40Hzで約2.3dB)。
  • マイク電源にテスト信号を入力して、特性を測定した。 → 外付けの直流カットコンデンサの容量によって特性が変化した。
    • ここまでで候補が出なかったので、新たに検討した。
      • 実際には旧マイクアンプ-サウンドカード間で現象が出ていたが、最初に気付いた3dBには足りないので、他にも要因があると思った。
    • マイク電源の回路を見てみたところ、単純にコンデンサ(47μF)で直流カットをしているようなので(→ 類似の回路: 基本的にはこれの上側と同様。ただし、2種類の電圧(12, 48V)用の回路が並列に繋がっている)、その影響を疑った。
      • 測定の前に、直流カットコンデンサとGNDへの抵抗でCRハイパスフィルタになっていると考えて、特性や定数を求めても(→ 計算ツール)、なかなか腑に落ちるものにはならなかった(47μFで40Hzをカットオフ周波数にするには、R(100kΩ)が大き過ぎた)。
    • 入力端子には電圧(48V)が掛かるから、そのままサウンドカードの出力端子に繋ぐと壊れる可能性があるので、まずは電源offで測定した。 → 問題なし(低域はほとんど下がっていない)。
    • 次に、マイク・電源間にコンデンサを入れて電圧をカットして測定した。 → コンデンサの容量によって特性が変化した。旧マイクアンプ経由でサウンドカードに入力した場合、20uFでは40Hzで2.6dB減少した(容量が小さいと、減少度はもっと大きくなる)。
      • コンデンサの影響が出るのでしたくなかったのだが、上で変化がなかったので試した。

測定結果のまとめ

  • サウンドカード → サウンドカード(ライン入力): 問題なし → サウンドカード単体では問題ない。
  • サウンドカード → Scarlett(ライン・マイク入力): 問題なし → Scarlettには問題ない。
  • サウンドカード → 旧マイクアンプ → Scarlett(ライン入力): 問題なし → 旧マイクアンプ単体では問題ない。
  • サウンドカード → 旧マイクアンプ → サウンドカード: 40Hzで2dB程度減少 → 旧マイクアンプとサウンドカードの関係に問題あり?
  • 昔の測定系と現在の測定系でスピーカーの音で特性を比較: 昔の測定系では40Hzで2.3dB程度減少(問題の現象(3dB減少)に近い) → マイクは劣化していない。
  • サウンドカード → コンデンサ → マイク電源(48V on) → 旧マイクアンプ → サウンドカード: 超低域が減少(コンデンサの容量による) → 旧マイクアンプの入力条件によっては問題がある?
    • マイク → マイク電源 → 旧マイクアンプ → Scarlettでは40Hzで1dB未満減少する? (現在の差は2.3dBなので、ほとんどなさそう)
    • マイク → マイク電源 → 旧マイクアンプ → サウンドカードでは40Hzで3dB前後減少する?

※マイク電源からScarlettのマイク入力に入れて測れば、マイクとマイク電源間の状況が分かったかも知れないが、Scarlettが故障したので今はできない。

仮の結論(推測)

  • マイク、マイク電源、旧マイクアンプ、サウンドカードそれぞれの間の結合状況(例: 直流カット処理やインピーダンス)によって低域が減少する。減少度が一番大きいのは、旧マイクアンプとサウンドカード間。
    • マイク → マイク電源 → 旧マイクアンプで1dB未満旧マイクアンプ → サウンドカードで2dB前後、それぞれ減少し、合計3dB前後の減少となるのではないか。(いずれも40Hzにて)
    • なお、旧マイクアンプとサウンドカードの入出力インピーダンスは公開されていない。
    • また、旧マイクアンプの周波数特性(仕様)は20Hz-20kHz -3dB、サウンドカードは10Hz-90KHz -3dBなので、充分にそれらの範囲内なのかも知れない。ただし、サウンドカードの入出力を直結した場合や旧マイクアンプをScarlettに接続した場合には低下しないので、「相性」の問題ではある。
  • Scarlettは問題ない。

その他

  • マイク電源は予想外に大雑把な作りだった。
    • 直流カットはコンデンサのみで行っており、アンプなどの能動素子は使っていない。
    • 2種類のマイク電源電圧(12, 48V)出力をスイッチで切り替えるのだが、それぞれの電圧を掛ける2つの回路がマイクの信号経路に並列に接続されていた。
      • そのせいで、パターンを追って回路を調べる時に戸惑った。
      • Off側の影響はないのかと思うが、分からなかった。
      • 個人的には2つの電圧で同じ回路・配線を使う(使えるように工夫する)方が綺麗でいいと思うが、そこは国民性なのか設計者の思想なのか。
    • それでも、マイク接続時の超低域の低下は1dB未満と推測される(しかも、これは電源と旧マイクアンプとの関係によるものが大きそうだ)ので、実用上は問題なさそうだ。
      • これは、マイクの静電容量が小さいとかインピーダンスが高いことと関係があるのかも知れないが、分からない。
  • 10uF程度のコンデンサでも、充電状態で端子をショートすると、「パチッ」と音が出る。びっくりした。
    • 耐圧(35V程度だった)を良く調べずに使ったので、それで壊れたのかと思ったが、幸い、膨らまず、煙も出なかった。
  • そもそも、数値的には3-4dB(約1.4-1.6倍)で、客観的にはすごく大きい訳ではないのだが、共鳴で強調された音が耳に悪さをしているのではないかと考えているし、超低域はいかにも耳にガツンと来そうなので、そういうちょっとした増加も気になって調べた。あと、グラフで見ると結構大きくなっているように見えることもある。それに、1.4-1.6倍といったら「50%増し」なので、本当に影響が大きいのかも知れない。

(11/24 12:41 若干加筆・修正)

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前の投稿に書いたように、USBオーディオインタフェース(Focusrite Scarlett Solo)の超低域の特性が気になったので、いろいろ測定していたら、突然、お亡くなりになってしまった。

知らないうちに電源が切れた後、もう入らなくなった。USBケーブルを繋ぐと一瞬ランプは点くが、消えてしまう。ケーブルの交換などいろいろ試したが全部駄目だったので、店に連絡した。電源ヒューズのようなものが切れたのだろうか? 本当に、「何もしてないのに壊れた」のだ。

まだ3か月経ってないのだが・・・

いつもの僕なら、たとえ見ても何も分からなさそうでも箱を開けるが、この製品はネジがゴム脚の下に隠されており、剥がすと保証が無効になりそうなので、止めた。「だったら、壊れないようにしろっ!」て言いたいが、開けても手が出せないから仕方ない。

調べたら、機種は違うものの同様に壊れた方が居るようで、C国製で歩留まりが悪いのだろうか? でもまあ、今や「日本国製だからいい!」なんて言ったら情弱の時代だがw

初期ロットでたまたま外れだったのならいいが、交換品もやっぱり駄目になったら送料や手間がかさむので、ちょっと考えるなあ・・・ でも、買い直すよりは送料の方が安いか。保証期間(3年)中に10回くらいまでなら、壊れても大丈夫そうだw ただ、平均2か月で壊れるとすると、ちょっと足りないかも知れないwww

(11/22 19:21) 送料は着払いだったので良かった。ただ、現象が起こらないなどの場合は、着払いで返送されるそうなので心配だ(それを想定して、なるべく小さい箱で送ったw)。あと、「Linuxはサポート対象外」などと言われて、それはもちろん分かっていて、それを想定してサポート依頼を書いたのだが、もしかしたら、「Linuxに繋げたせいで壊れたから、保証対象外」などと言われるのではないかと、ちょっと心配してる。余計なことだった。相手が「分かっている人」ならいいのだが、最初の回答がそうでなかったので、心配になった。

ちなみに、受け取りに来た運送会社の人は、うろ覚えながら購入時に配達に来た方のようで、顔や雰囲気が どことなく最初の会社に居た派遣の方を連想させたせいか、僕にしては珍しく、気安く少し砕けた話し方をしてしまったw

 

PS. いずれにしても、3年保証の店にして良かった。受け取りには難儀したがw

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これは以下の投稿の完結編です。

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)


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。)

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この投稿の完結編を公開しました。 (11/20 12:19; 11/25 19:03 「完結編」に更新)


からやっている、音質向上のための聴く位置やスピーカーの位置変更。本当はもっと早くさくっと終わって、投稿だってとっくに完成しているはずだったのだが、まだだ。最後の辺りで、以前から問題・謎になっていた耳痛が出てしまって、膠着状態になっている(いた)。原因が分からず、まさに手探りで試行錯誤していたところ、どうやら、今回は二種類の異なる症状・問題が起こったことが分かった。

症状と問題(考えられる原因)

  • 耳閉感(高山に登った時のような感じ)
    • イコライザの設定が不適切
  • 耳鳴り(低音が聞こえ続ける)
    • 耳・身体の不調(疲れ、酷使、持病、寝不足、降圧剤の副作用、その他)

二つが独立なのか、片方がもう片方を誘引するのかは分からない(どうも、後者の気がしている)。ただ、今回、イコライザ(JACKのソフトのパラメトリックイコライザ)で大幅な補正をするのがいけなさそうなことが分かったのが、大きな収穫だ。

現象は、低域で約10dB以上減らして(約0.3倍以下にして)曲を聴くと、耳閉感やそうなる兆候が現れることだ。おもしろいのは、10dB以上の補正を複数のフィルタで分割して実現しても症状が起こることだ。例えば、-12dBを同じイコライザ内の2つの要素で-9dBと-3dBに分割しても、別々のイコライザに分割しても起こるのが妙だ。きっと、この辺りに原因のヒントがあるのだろう(今は誤差の蓄積を疑っている)。問題が起こる周波数は、補正しようとしていた低域(数十〜200Hz付近)だけなのか、中高域もそうなのかは分からない(耳が痛むので、安易には試せない)。

ちなみに、補正量がそこまで大きくなった経緯は、聴く位置やスピーカーの位置を変えたために、それまでとは音響特性が変わってピーク(山)が大きくなったために、下げ幅が10dBを超えたのである。それまでも山はあったのだが、たまたま下げ幅が10dBを超えていなくて、耳閉感が起こらなかったようだ。ただ、別のイコライザでは起こったので、イコライザの種類によっては、下げ幅が大きくなくても駄目な場合はありそうだ。

おそらく他の方は分からないと思うが、設定が「駄目」な場合は、聴いていると耳閉感が起こる「雰囲気が漂って」来て、そのまま聴き続けると本当にそうなる。そうなったら、聴くのを止めない限り治らない。止めれば、早ければ数十分で回復するが、それまではとても音楽が聴けない状態だし、同じ設定で聴いたら再発するので、とても困る。

それに比べれば、耳鳴りは全く可愛いものだ。耳閉感と違って「痛い」のような苦痛や不快な感じはしなくて、ただ雑音(僕の場合は、モーターがうなるような、小さい低音)が増えるだけだから、音楽を聴けなくなることはないのだ(子どもの頃からあったので、慣れているせいもあるだろう)。今回は、音質のチェックのために真剣に聴いたり、その準備に頭や身体を酷使したので、疲れて起こりやすいようだ。更に、イコライザの設定が不適切で音がおかしい(ちょっと聴いても分からないのだが、きっとそうなのだろう)時には耳閉感が起こり、それにつられて耳鳴りも起こりやすくなる気がする。

これが分かるまでに、まったく半端ない量の試行錯誤をした。以下のような、再生に関するあらゆる要素を疑い・(可能なものは)試して、ようやく(ほとんど偶然のような切っ掛けで)分かった。

  • 自分の問題 (耳などの疲れ、持病、新しい音への慣れ)
  • スピーカーの設置の問題 (ディスプレイの影響、左右のアンバランス、聴く距離が近過ぎる、設置台が悪い、床・天井間の共鳴が強い、環境が良くなって、低域のパワー過多や高域過多になった)
  • スピーカー自体の問題 (経年劣化による音質の悪化)
  • 他の機器の問題 (JACK(ソフト)の不具合, ADC・アンプの劣化・故障, スピーカーケーブルのまとめ(巻き)方)
  • イコライザの問題 (設定が悪い)
  • 音源の問題 (音の作り・マスタリングなど)
  • 再生の仕方の問題 (スピーカーとの距離が近くなって、相対的に音量が大きくなり過ぎたなど)
  • 環境の問題 (未知の超低域・超高域の雑音など)

分かった切っ掛けは、補正が合わなくて音が悪くてもいいから、ダメ元で(作業前の、耳が痛くならなかった)元々のイコライザ設定で試したら、耳閉感が起こらなかったことだ。そして、双方の設定を比較したら、近頃のは10dB以上減らしている帯域があることが分かった。どうしてそうなるのかは分からないが、以前起こって散々苦労させられた耳痛(今回の耳閉感と同じことだと思う)も、これ類似・関連しているのだろう。上にも書いたが、大きな補正をすると誤差が蓄積して音がおかしくなるのではないか。同様に、数オクターブに及ぶ幅広い補正も駄目な気がしている(こちらは未確認)ので、そういう設定は止めた。いずれにしても、問題が起こる設定の特性を測定しても、特に異常がないのが謎だ。これが「数値に現れない音の違い」なのだろうか(いや、違うと思う。単に測定の仕方や結果の見方が悪いのだろう)。

(以前も書いたかも知れない) 大学では信号処理も学んだので、デジタルフィルタについても詳しいはずで、中の処理はどうなっているから、どういうことをすると結果がおかしくなるかなんてピンと来てしかるべきなのだが、デジタルフィルタとかその理論(z変換など)が苦手だったので、全然分からない。それにしたって、普通のグライコでもパラメトリックイコライザでも、10dBくらいは調整できて当たり前だと思うのだが、ソフトのものは何か違うのだろうか? (といっても、普通のグライコなどだって、中はソフトなのだが・・・)

まあ、それ以前に、10dB以上も下げなくちゃならないこと自体が良くない(音楽を聴く部屋としては破綻している)とは思う。本来は、そうならないように設置しなくてはいけない。が、普通の部屋なので、なかなかそうも行かない。

上のようなことが分かる前は、低音障害型感音難聴や耳管開放症、そして、昔罹ったメニエール病(または突発性難聴)が再発したかと思って、休み明けに耳鼻科に行こうと思っていたのだが、降圧剤の副作用で耳鳴りが起こる可能性があることも分かったので、まずは、少しの間降圧剤を止めてみようと思っている。それで耳鳴りが減ったら、内科に相談しようと思う(ただ、分かってもらえるかは不明だ。結構な労力と時間が要るかも知れない)。

 

PS. ちなみに、これを書いている間もずっと音楽を掛けていたが、全然耳閉感が起こらなかった。し、ついでに耳鳴りもしなくなった。 曲を停めたら耳鳴りはするが、それでも全くありがたい。

PS2. 降圧剤の副作用に「腰痛」はなかった。ちょっと期待したが、さすがにそれはないようだw

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完結編: 「ないものねだりの子守唄? (振り出しに戻る・・・)」に書きましたように、結局、設置の変更は失敗でした。特に、本稿で書く予定だった、スピーカーの位置を動かすと共振が強くなって良くないことが分かりました。それで、本稿を予定通りに書いても余り意味がないので、最終的な結論に合わない箇所はその旨注記することにしました。 (2019/11/22 12:40)


(Fixed a hole! (pt. 1) の続き)

スピーカーも動かす・・・

聴く位置を後ろにずらす(45cm)ことで音質がかなり改善されたのだが、そこで不満だったスピーカーの遠さ(+ディスプレイの邪魔さ)を緩和するために、スピーカーを少し手前(聴く位置の近く)に移動したくなった。これがなかなかの大作業だった。。。

  1. 検討・準備
    1. スピーカーを少し移動して試す。
    2. 比較・検討
    3. 止めたが、やっぱり動かすことに。
    4. 台を探す → 良さそうなものがあったw
  2. 移動!
  3. 特性の確認、イコライザの調整、評価
    1. 特性の確認
    2. 最初の調整、評価
      • やっぱり、スピーカーが近いといい。ダイレクトな感じや音に包まれる感覚がいいし、リアルさが違う。
      • ただ、曲によっては(例: "Sun King")低音が弱く感じることがあった。
    3. 改良、評価 → 耳痛
      • イコライザの設定の不備で新たにできていた115Hzの谷を緩和しようとした。その時に手抜きをしようとして、以前耳が痛くなったイコライザ"Triple band parametric with shelves" (今使っているもの"4-band parametric filter"より設定可能範囲が広いので、楽に調整できる)を使った。
      • 最初は問題なかったのだが、時間が経ったらやっぱり駄目だった(耳が詰まる感じになった)。疲れかも知れないので翌日に再度試したが、やっぱり駄目だった。手抜きはいけないようだ。
    4. 元のイコライザを再度改良し、115Hzの谷の緩和に成功。
      • 今までのところ、危ない曲はあったものの、耳痛は起こっていない。
    5. 再度評価
      • "Sun King"の低音(バスドラ)の調査 → 実は、元々軽目・弱いのでは?
  4. 調整・改良・後始末
    1. 台の改良
      1. がたつきの調整
      2. 安定性の向上
      3. 下部にフェルトを貼る。
    2. 各要素の位置の記録
      • 作業などで一時的に移動しても復元できるように、配置図を描いた。

      • 位置を記録したので、位置の目安のマーク(マスキングテープ)は剥がした。
    3. 各機器・ケーブルの整理: 大幅に整理して、かなりすっきりした。
  5. 終わった → 疲労困憊
  6. と思いきや、耳痛が・・・ → 対処・調査中の記録 → 結局解決できずに、元々の配置にもどした。経過などについては「ないものねだりの子守唄? (振り出しに戻る・・・)」の「試したことと結果」を参照のこと。 (11/22)

残件

注: この配置は中止したので、以下は実施しない。なお、他にも山や谷があり、それらの一覧と原因の推測を「ないものねだりの子守唄? (振り出しに戻る・・・)」の「山・谷と原因の推測」に記載した。 (11/22)

  • 75Hzの谷
    • 聴く位置を移動したら、60Hzの代わりにできてしまった。60Hzとは別な定在波のモード(奥行き+高さ または 幅+高さ?)によるようだが、何とかできるものだろうか?
    • → クローゼットを閉めて試したが、なぜか耳が痛くなってしまった。聴く位置を少し変えてもみたが、今ひとつだった。どうやら、今の構成(位置、イコライザ設定)が最適な感じだ。
    • なお、この周辺の周波数について楽器(シンセのベース)で音量を聴き比べたが、違いが分からなかった。倍音があるためだろうか。なので、実用上の問題は大きくなさそうだ。
  • 143Hzの山
    • スピーカーや聴く位置の関係があるのだろう、143Hzの山が強い。今までもあったのだが、スピーカーを移動したら、更に3dB程度強くなって15dBくらいになった。イコライザで下げて補正できては居るが、(気分的に)余り好ましくない。
    • ただ、曲を聴いても発振のような破綻はしておらず、楽器(シンセのピアノ)で確かめてみたら、他の音より若干大きい程度で大きな問題はなかったので、ひとまずは保留にしているが、不自然には違いないので、やっぱり何とかしたい。
    • とは言え、これは天井と床に起因するようで、聴く位置がその中央なので、おいそれとは直せない。スピーカーも聴く位置も、高さを大きく変えることが難しい。他には前後だろうが、これ以上後ろには行きたくない。音の拡散を狙って、大きい球形などの音を拡散しそうなランプシェードを検討したのだが、聴感上の問題がなかったので保留している。バランスボールを床に置いて改善があるか見てみるのも意味があると思っているが、そんなものは持ってないし、買ったら後で困るw

聴いた感想

注: 共鳴などのため、この配置での音は良くないことが分かった。ただ、元に戻したあとでの感想とは異なるので、その比較を「ないものねだりの子守唄? (振り出しに戻る・・・)」の「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」に記載した。 (11/22)

評価で曲を聴いた時の、生の感想をいくつか紹介したい。どのくらい音が改善できたか、想像・理解して頂ければ幸いである。

  • 聴く位置を後ろに移動した後
    • Abbey road (The Beatles): 一番最初に試した。
      • 音が遠い感じ。直接感や音に包まれる感じが減った気がする。
        • 注: 一番最初の印象がこれなので、スピーカーとの距離や位置関係は予想以上に重要そうだ。
      • 低音が少し増えたかも。 → 慣れが要る※(ブーミーになっていた)。 → イコライザを修正したら音がすっきりして聴きやすくなった。
        • ※注: イコライザの設定が不完全だったために違和感があったようだ。
      • 中高音(例: ギター)がクリア・リアルになった気がする。
        • 音量が大きいだけ?
        • 机での反射が減ったせい?
    • ラフマニノフ ピアノ協奏曲 第2番 (ルガンスキー)
      • 何となく低音がいい。少し増えた。
      • ピアノのすごみのある音がリアルな感じ。
      • イコライザを調整後は少し低音が減ったが、クリアな感じになった。適切なレベルではないか。
    • Solid state survivor (YMO)
      • "Technopolis"
        • (音量がすごく大きい!)
        • いい感じ。低音が(すごく出ているのに)破綻していない。
        • エレクトリックギターがリアル。
      • "Absolute Ego Dance"の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。
      • "Rydeen"のイントロも、今までになくいい。
        • 低音が分厚くなった感じ。
      • "Behind The Mask"のハイハットを小刻みに叩く音がいい。
      • "Day Tripper"の頭の低音(シンセベース?)が今までに聞いたことがない音でいい。低音が身体に来る。
      • "SOLID STATE SURVIVOR"の頭から鳴り続ける高音(電子音だが、シンバルとかパーカッションっぽい)がいい!
    • 全体的に・その他
      • Spotifyの音は何となく少し鮮度が落ちる感じ(耳が疲れたのかも)。キレ・迫力が少ない。音量正規化しているから?
      • 以前と比べて良くなったことが多い。
  • スピーカーを手前に動かした後
    • (注: この配置は中止したので、記載しない (11/22))

副作用など

  • 疲労、ひどいだるさ(10/28頃まで): 肉体労働と測定や調整に神経を遣ったせいだろう。身体は、特に脚や肩や腕が痛かった。それから、日記に書く日付が重複して一日遅れていたのに、さっき(10/29 夕)まで数日間全然気付かなかった。なんか、重症っぽい・・・
  • ひどい腰痛(10/25頃から): 10/27頃からは、なぜか起きる時がひどい。以前から寝過ぎるとなっていたが、今回は寝過ぎていないのにひどい。良くない姿勢で重い物を持ったり作業したり、中腰や四つん這いで作業したり、測定の時に立ったり座ったりを繰り返したせいか。
  • 酒の飲み過ぎ(10/25頃): 音が良くなって気分が良かったのか、その日は大き目の瓶だったせいもあるが、気付かないうちに限度を超して飲んで気持ち悪くなって、急遽歯も磨かずに寝た。
  • 不眠(10/26から2日間): 珍しい。原因不明。疲れ過ぎるとなるのか。
  • 耳の不調: 合わないイコライザによる痛み以外に、それ以前からあった突発性難聴的な詰まったような感じになるのがぶり返した。右耳が悪い。疲れのせいか。折角音が良くなったのに、余り長くは聴けなくて残念だったが、10/27夕方頃から治ってきた。
    • 注: 耳の不調は、疲労もあるだろうが、共鳴などで変質した音を聴き続けたたために起こった可能性が高い。配置を戻したらほとんど治った。 (11/22)
  • 壁に貼っていたカレンダーがスピーカーに隠れて見えなくなったので、カラーボックスの横に移した。思わぬ誤算だw
  • 副作用とはちょっと違うが、余りにも音が良くなったため、ちょっとデチューンした、気軽に聴ける「普段遣い」の音もあるといいかもと思った。聞き疲れではないのだろうが、いつも「真剣勝負」な感じなので聞き流すのがもったいない気がするのかも知れない。ただ、切り替えし忘れるのが嫌なので、やらないと思う。

お世話になっているツール・サイト

  • 音響特性測定ソフト: Room EQ Wizard (REW): これがなければ始まらない。Windows版などもあるようだ。
  • UNIX/Linuxの計算機: bcコマンド(-lを指定): ボタンをクリックしなくていいので、僕には「電卓」アプリより便利 (計算にはGoogle検索も利用している。関数を使う時はこっちの方が便利)。
  • 高精度計算サイト: 周波数と波長の変換: 日々の暮らしに欠かせないw
  • デシベル計算: 3dBとか6dBなどのピンと来るもの以外の計算に、便利に使っている。時々繋がらない?
  • 定在波シミュレーションソフト: Stndwave2: シミュレーション結果はそれなりに合って目安にはなるが、やっぱり実際の特性を確認しないと駄目。

その他

  • 特性の測定に使っているソフトREWには、RoomSimというStndwave2相当の定在波シミュレーション機能があることに今回初めて気付いた。が、使い勝手はいいものの、機能が不十分なのでStndwave2に戻った。特に、200Hzまでしか計算できないので、いい配置になったと思ってもStndwave2(500Hzまで可能)で確認したら200Hz以上が駄目でがっかりした(実際には、定在波の影響を調べるのは200Hzまでで充分なのかも知れないが、経験が浅いので分からない)。あと、グラフの縦横比の関係で凹凸が浅く見えるので、特性がいいと誤解しやすかったのも良くない。
    • RoomSimに感心して寄付しようとしたのだが、PayPalは日本からの寄付ができずに諦めたら、そのあとで上記の問題に気付いたので、寄付しなくて(できなくて)正解だったw まあ、それ以前に特性測定で随分お世話になっているから寄付してもいいのだが、できないものは仕方ない。
  • 特性測定・調整時(特にイコライザの調整時)は、PCの操作と(測定に影響が出ないよう)マイクから離れることを繰り返すのだが、中腰や床に膝をついて操作をすると疲れるし、腰に悪い。しかし、椅子に座ると測定開始時にすばやく離れられないし、椅子は結構大きいので測定に影響しそうだ。そこで、昔スピーカーの台に使っていて、今回も試行中に使った、高さ35cmくらいの木箱が役に立った。操作時に座れて楽だったし、小さいから邪魔にならず、すぐに立てるので便利だった。それでも測定が多かったので、尻が痛くなったw
    • 測定時には椅子より木箱の方が便利

  • 余りにも測定・調整を繰り返すので、毎回離れるのが面倒になって、木箱に座ったまま測定していたら(低音の測定だったので、波長が長いから少しくらい何かあっても関係ないだろうと思った)、自分の身体の影響で低音が強くなってしまったためにデータが無効になって、イコライザを作り直す羽目になった。手抜きは良くない。その後は、測定中は明子姉ちゃんや家政婦さんのように壁の陰に隠れて見守ることにしたw
  • そういう点では、前にも書いた気がするが、リモートでゆったり座ってPC操作や測定開始ができるようにするなど、本質的な改善が必要だ(などとやっていると、それはスタジオを作るみたいなもので、段々何をしているか分からなくなって来る)。
    • 更に、(言葉が合っているか分からないが、)RPAのように、オーディオ機器の配置・再生特性調整を自動でやってくれるロボットがあったらいいなあと、今思った。これがあれば、もう腰も尻も痛くならないし、筋肉痛からも解消されるw
  • USBオーディオインタフェースScarlett Soloを買う時は、使うのは多くて年に数回くらいだろうと思っていたのだが、いいのか悪いのか、意外に多かった。毎回出して仕舞うのが面倒なので、今はカラーボックスの棚を増やして常置している。
    • 注: この作業のために使っていたら、Scarlettが壊れてしまった。酷使はしていないのに、随分弱いと思う。 (11/22)

最後の数言(の予定だったこと)

お金じゃないのよいい音は

高い機器を買うのは否定しないけど、「そのすごいやつが本当にいい音出しているか、評価・確認した?」と聞きたい。大抵の人は測定器・測定できる仕組みなんか持ってないはずだ。

(2019/11/22追記) 大抵の方が測定器を持っていないと決め付けていましたが、実際にはお持ちの方もいらっしゃることを知りました。決め付けたことをお詫びします。

すると、「測定器なんかでいい音が出せる・分かる訳がない。数値に現れないものがあるのだ。音の良し悪しは耳で判断するのだ」などと言う人が居る。最終的には感性・好みで判断することには同意するが、人間の感覚ほど定量的でなく再現性もないものを※、どうして音質の基準として使えるのか全くの謎だ。基準が怪しかったら、何をしているのか分からないではないか。「少し科学を学んでくれ」って言いたい。

※と言いつつ、目分量は結構当てになることも今回実感した(例: 何かの長さに差があれば大抵分かる)。でも、数値では表せないし再現性もないし、精度は機械には及ばない。

 

(2019/11/22 12:40 注記追加・補足・修正・訂正し、完成とする。; 11/22 14:00 デシベル計算のサイトを追加)

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完結編: 「ないものねだりの子守唄? (振り出しに戻る・・・)」に書きましたように、結局、設置の変更は失敗でした。それで、最終的な結論に合わない箇所はその旨注記します。 (2019/11/22 12:45)


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。

注: やっぱり、「無料のランチ」はないようです。上記Aは「無理でーーす」に訂正します。 (11/22 12:45)

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。

注: 音は確かに変化したが、共振によって変質していた可能性があり、必ずしもいい方法ではなかった可能性が高い。 (11/22)

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)

 

(2019/11/22 12:45 完成とする。)

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「なぜ、オーディオでボトルキャップなのか」とか「ボトルキャップが音質に関係あるのか」とか、いろいろな疑問が出そうです。最初に書きますが、「ボトルキャップをインシュレーターにすると、振動が飛躍的に吸収されて音の濁りが減る」とかいうことは全くなくw、音質には関係ないです。なお、本題は中程から始まります。

アンプの改良後に音量つまみが緩くなった(作業中に何度も抜き差ししたせいか、温度・湿度の関係か)ので補修したのだが、なかなか調整が難しいのに業を煮やして改良し始めた。が、試行錯誤するうちに全くの別物(「ボトルキャップ版」)になってしまった。

最初は軸が緩まないようにしようと、軸の作りの変更(アンプの元々の音量つまみの代わりに、バナナプラグの軸(持つところ)で作った軸をボリュームの軸に直接付ける)を試したのだが、つまみのベースにウレタンを使ったり、アンプのボリュームの軸にうまく固定できなかったせいか安定しないので、元々と同じ方式(アンプの音量つまみに紙の軸を巻いて延長し、大き目のつまみを付ける)になった。ただ、軸を短くし、材質を改善し、巻きをきつくするなど、より強固に作ったので、今までよりは安定しそうだ。それでも、やっぱり紙なので、何度も抜き差ししたり温湿度の関係で緩むかも知れない。その時は何かいい方法を考えたいが、とりあえずは、(大昔、ラジオやTVのつまみが緩んで抜けた時と同様にw)軸の隙間に紙を挟めば良い。

新しいボトルキャップ版のつまみはシンプルで、なかなか洗練された("sophisticated", 自称w)印象で、ケースの雰囲気にもマッチして気に入った。元々のもの鉄人28号の頭のようなファニーな雰囲気が良かったが、ちょっと大き過ぎる嫌いがあった。大きいと操作性がいい(微妙なレベルを調整しやすい)が、新しいのもアンプの元のつまみ※から直径が1cmしか大きくないのに回しやすいので、問題ない。

※Amazonなどを調べると、なかなか丁度いいサイズのつまみがないから仕方ないとはいえ、元々の作りが悪かったと言えよう。

ボトルキャップ版のつまみを作るのは比較的容易だった。キャップに印刷されたロゴは やすりで削った。試しに削ってみたら、結構簡単に消えた。あと、目印に使ったオレンジのSATAのキャップ(MSI製)はたった一つしかなかったので、もう作れないから貴重だ。

作っている時に、一つおもしろいことに気付いた。: ペットボトルのキャップには、一箇所、目印のようなところがある。ものによるのかも知れないが、側面の上方に、数mm、縦の筋がなくて凹んでいる箇所がある(写真に撮っても良く見えないので、載せていない)。これがなぜあるのかは分からないが(印刷時の固定・位置合わせ用?)、アンプに試しに付ける時や音量の目印を付ける時に目印にできて便利だった。

(いつものように前置きが長かったですが、ここからが本題です)

つまみを作るのはスムーズだったが、素材選びには迷った(ただ、後述のように、ボトルキャップを使うことにしたので比較的自由に交換できるから、あとで気が変わっても大丈夫だ)。その過程で、妙なこだわりがあることが分かって、自分でもおもしろかった。

まず、キャップの素材・種類には以下のようなものがあると思うが、僕はそのどれでもいい訳ではなく、特定の組み合わせ(プラ、白、細かい縦筋)しか駄目だった。

  • アルミ製 (日本酒などの瓶に付いている)
    • ロゴ
  • プラスティック製 (ペットボトルに付いている)
    • ロゴ
    • 側面の縦筋: 粗いもの/細かいもの

※なお、上述のとおりロゴは消せるので、アルミ製を除き、ロゴは概ね関係ない。ただ、余りにもロゴの面積が多いと消せないかも知れない。

手持ちのもので比べてみたら、どういう訳か、アルミ製には安っぽい印象を受けた。いくら色が黒でいい感じでも、どこか気に入らなかった。プラだって全く高く見える訳ではないが、白いものはなぜか雰囲気が良かった。素材の厚さが関係しているのだろうか。あと、ケースの雰囲気と近いからかも知れない。アルミ製には側面に大き目の突起や細かい文字があるのが駄目なのだろうか。

それから、同じプラ製でも側面の縦筋の間隔が粗いものは気に入らなかった(アルミ製と同じ理由だろうか)。細かい方が上品な印象を受ける。その方がオーディオ的な雰囲気だ(ヘビーデューティー指向のオーディオなら、粗い方がいいのかも知れない)。店でいろいろ見たところ、細かいものは炭酸飲料に、粗いものは炭酸でないものに使われているようだ。

なお、プラ製キャップの色については、白と黒で迷った。黒はシックでかっこいいので、黒の(= 炭酸飲料のペットボトルのもの)も試そう(= 手持ちにないので、コーラを買ってみる)と思って居たのだが、白いキャップに音量の目印を付けてみたら、それがワンポイントになっていい感じで、黒だと(アルミ製と同様に)浮くような気がしたので、(コーラは買わずにw)白に確定した。

蛇足だが、新しいつまみの素材のボトルキャップを従来のもの(醤油さしの「醤油が出るところ」)と比較すると、以下のようなメリットがある(あらかじめ考えて決めた訳ではなく、後付けの理屈である)。

  • 汎用品なので、容易に入手可能: 100円ショップの醤油さしは、生産終了したら入手不可。
  • とても安価(ほとんど無料w): 醤油さしは100円(税抜き)。本体は使わないので無駄が多い。
  • サイズが一定なので、「着せ替え」可能。さまざまなデザイン・素材が選べる。: 醤油さしの(出るところの)サイズは統一されていない。デザイン・カラーのバリエーションは少ない。
    • ただし、アルミ製とプラ製は内径が少し違い、前者の方が大きい(ネジ山の違いのせいだろう)。ただ、アルミ製に1.5mm厚程度のスペーサー(写真左のキャップ内側の紙)を追加すれば、プラ製と同じ軸が使える。
  • 丈夫: 醤油さしも丈夫だが、つまみとしては構造的に弱い(ネジ部の径が下(本体の側)に行くに従って広がっているようで、延長軸が安定しなかった。また、延長軸を保持する部分が狭い点でも弱かった)。

 

PS. 100円ショップやドラッグストア巡りはおもしろい。欲しい物を探しには行くのだが、最終的には何も買わなくても(欲しいものがなくても)、いろいろ見ているだけで、手持ちの物を活用するアイデアが浮かんで来ることがある。インスパイアされるのだ。今回は、「これは!」という物がなかったのと、メジャーを持って行かなかったため気になったもののサイズを確認できなくて買えなかったが、作り方の案が浮かんで来た。

PS2. 題は、普通のものから初期に思いついたのに戻した。でも、原作の中身は全然知らないので、罰当たりだろう。。。

PS3. 本文に「元々の作りが悪かった」と書いたが、そのあとで、USBオーディオインターフェイス(Focusrite Scarlett Solo)の出力の音量つまみは一回り大きいことに気付いた。実際にこのつまみを良く使うかは疑問だが、メーカーは良く使うと想定して大きくしているのだろうから、こういうのがまっとうな作りだと思う。それ以外にも、他の小さいつまみも形状などが操作しやすくなっており、その点でもまともだと思った。 (10/19 16:37)

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