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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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スピーカーケーブルのアンプ側の端子の処理が今ひとつ気に入らなかったので、端子を付け直した。それまでは、+-2本ずつの線※を1個の端子に付けていて無理があったので、1本に1個ずつの端子を付けた。

※普通は+-一本ずつなのだが、僕のケーブルはバイワイヤリング対応なので、それぞれ2本ずつ通っている。なお、バイワイヤリングとは、スピーカーのツイーター(高域用)とウーハー(低域用)それぞれに別の線を使うことである。

作業は容易で、結構綺麗になったが、2個の端子をアンプの1つの出力端子に共締めするので接触不良が心配なのと、2本の線の片方が断線していても分かりにくいので(とはいえ、余程のことがない限り、見て大丈夫なら問題はないだろう)、念入りに確認した。それがなかなか難しかった。

一番簡単なのは、スピーカー側の接続を外して、各ケーブルの両端が導通しているか確認すればいいのだろうが、接続を外すのが容易でない(スピーカーの移動が要る → 特性の再調整が要る)のと、この方法では微妙な接触不良は分からないので、他の手段を考えた。

しかし、他にいい方法はなく、まずは、スピーカーをバイワイヤリングモードにして(それまではシングルワイヤリングにしていた)、高音用と低音用の端子間の抵抗を測ってみた(2本の線はアンプの端子で繋がっているので、断線していれば導通がなく、接触不良なら抵抗値が出るはずだ)が、当然ながら、断線していないことしか分からなかった。僕のテスターはアナログなので、0.1Ωなどという微妙な値を区別できる訳がなくw、接触不良も検出できないのだ(数Ωあれば分かるが、それはなかった)。

それで、スピーカーのクロスオーバー周波数(ツイーターとウーハーの区切りの周波数)の上(高音)と下(低音)の音を出し、その出力レベルを測定・比較することにした。もし、どれかの端子の片方の線が接触不良なら、その音の出力レベルがもう一方より下がることが予想できる。

クロスオーバー周波数は2.5kHzだったので、500Hzと5kHzで測ったのだが、なかなかうまくいかなかった。距離やマイクの位置が難しく、離れると部屋の影響が出たり、マイクがスピーカーの正面からずれると高音のレベルが落ちたりした。結局、スピーカーから10または20cm離した場合に一番うまく測れた。

うまく測れても、「(概ね)問題ない」結果(例: 距離が10cmの場合、高音と低音のレベル差は0-0.2dB)にしかならなかった。それはそうで、そもそもちゃんと繋がっているのだからそうなって当たり前だし、音の大きさを測っても微妙な接触不良(例: 0.5dB)なんて分かる訳がない(測定では0.2dBのような差が出ているが、環境雑音の影響で精度はもっと低く、この値は誤差のはずだ)。そうは言っても、上の例のような、聞いて分からなそうな小さい値なら、仮にわずかに接触不良があっても問題ないし、とりあえず断線がないことは分かったので、これでOKとした。

マイクを出したので、ついでに(いつもやっている)再生特性を測定したが、問題はなかった。更に、確認の一環としてと興味があったので、バイワイヤリングとシングルワイヤリングでの特性の違いを調べたが、有意な違いはなかった。実際に曲を聞いても違いは分からなかった(プラシボ効果はあったかも知れないw)。それで(違いがなくて)いいのか考えたが、それでいい(= バイワイヤリングの意味はない)という結論になった。以下にその理由を書く。

バイワイヤリングの目的は、(調べた内容を簡単に書けば、)ウーハーの逆起電力(スピーカーから音を出した後に、コーン紙が戻る時に発生する電圧と書かれていることが多い。ただ、語義からすれば、ウーハーのボイスコイルのインダクタンスによる効果のことではなかろうか?)がツイーターに流れ込んで、高音に影響を与える(「濁る」とか言われている)のを防ぐためとのことだ。

一見もっともらしいのだが、良く考えたら全くおかしい。というのは、確かにウーハーは逆起電力を起こすだろうが、それ以上に、普通の低音のパワーの方が大きいはずだ。通常のスピーカーでは、ツイーターの前には(ほどんどはウーハーの前にも)フィルタ(「ネットワーク」と呼ばれている)が入っており、それぞれの再生する帯域以外をカットするようにしている。

だから、もし、低音がツイーターに入ると高音が濁るのが正しくても、フィルタがあるから防がれるはずだ。逆起電力で高音が濁るのなら、普通の低音でも(= いつも)濁るはずで、そもそもフィルタ(ツイーターの前はHPF)が悪いことになる。でも、誰も(大抵の「良い」スピーカーであれば)いつも高音が濁るとは言わないので、低音の影響はなく、逆起電力もHPFでカットされるだろうから、その影響もないと考えられる。

フィルタが効いていても逆起電力の影響が生ずる場合を考えてみると、ウーハーで発生した逆起電力が低音でなく高音になる場合で、その時はフィルタを通過してツイーターに入る可能性がある。しかし、これはあるのだろうか?? もしこんなことがあるとすれば、本当にひどい音になるはずだ。そして、それは単にケーブルを別にするだけで解消するものだろうか? アンプの前にフィルタを入れないと(= マルチアンプ)駄目だと思うが・・・

ウーハーとツイーターでグランドが共通だからツイーターに低音が「流入」するという説もあるが、どうだろうか? これもフィルタでカットされないのだろうか? 確かに、電気的にグランドがふらつくことはある(左右ならクロストークになる)が、かなり微細なレベル(mVオーダー)と思われるので、スピーカーで出す音で分かるものだろうか。この点は分からないので否定しない。

それから、バイワイヤリングはツイーターとウーハーに別々の線を使うので、配線の冗長性が減るという短所がある。例えば、片方が切れたら、その帯域(ツイーターまたはウーハー)から音がでなくなってしまう。逆に、シングルワイヤリングには冗長性があるのと、ケーブルを並列接続するので、導体の面積が2倍となって抵抗が減る※というメリットがある。

※僕のシステムではケーブル長は高々5mだし、数十Wもの大音量で聴く訳でもないのでw、実際には抵抗が低くなっても全く効かないと思う。ただ、並列接続しているので、仮に接触不良があっても(起こっても)、その影響が減る(抵抗値が減る)メリットはある。

いずれにしても、以前も検討してずっとシングルワイヤリングにしていたので、一時的に(「折角だから」)バイワイヤリングを試す気にはなったものの、やっぱりシングルに戻した。聴感上の違いはないと思うので、まさに趣味の問題だろうw 僕は、抵抗値が低いことや冗長性に魅力を感じるので、シングルにしたということだ。

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「魔改造」と言うのはおこがましいかも知れませんが、こんなのできましたw

メディアのイジェクトの様子

この数日間の成果です。ドリフのために作りました(嘘)

 

(以下に本文を書きます。: 手違いで10/15の午後に書き掛けを公開してしまったので、一旦非公開にしていました)

概要

寿命のせいか、デスクトップPCのBDドライブがほとんど使い物にならないので、死蔵している小型PCのBDドライブ(スリムドライブ)を移植・交換した。それに伴って、ちょっとした細工をした。ついでに、PCの中に入れているアンプの台やカバーの前面パネルなども改良した。

きっかけ

「PCにも笑いを!」をスローガンに、ギャグPCの開発をしようと思った。のではなく、どうしてやることになったかは、良く覚えていない。暇つぶしにPCいじりでもしようと思ったのだろうか? (10/11頃開始)

そして、以前から、たまに使おうとしてもトレイが開かないうえに書き込みできないBDドライブ(パイオニア BDR-S06J= 「ドジでノロマな亀」?)※にイライラしていたので、友人にもらったまま滅多に使わない小型PC(ASRock Vision HT)のBDドライブ(Liteon DL-4ETS)を移植しようと思った。サイズが小さいだけで機能は同じはずだと思った(実は、良く確認していないw)。

あとで知ったことだが、パイオニアのドライブはメディアを挟む磁石が強過ぎて、トレイが開かないトラブルが多いらしい。なるほどと思うが、時間が経ってから発現するのが不思議だ。磁石を剥がす機構(ソレノイド?)が弱るのだろうか?

ただ、心配なのは、以前調べて知ったのだが、通電したままだと(レーザーの)寿命が縮まって、また書き込みできなくなることだ。それで、最初に、電源のon/offが容易そうなUSBでの接続を検討した。手持ちのUSB-HDDアダプタは光ドライブでも使えることが分かったが、いろいろ煩雑で美しくないので却下した。次に、SATAの電源をスイッチでon/offすることも検討したが、スイッチを買うか作る(部品はないので買う)必要があって面倒なので止めた。

それから、電源をoffにしなくても、ドライブをスタンバイ状態にすればレーザーは停まるのではないかと思って試したが、なぜかスタンバイ状態にできなかった。

なお、HDDはhdparmコマンドでスタンバイ状態にでき、そうするとかなり温度が下がって(モーターが回転していないため? ただし、全体的な動作騒音は変わらなかった)寿命が伸びることが期待できそうだが、しばらくすると何かのプロセス(調べたが不明)がアクセスしてアクティブ状態に戻るので、(モーターの起動・停止やヘッドの移動回数が増えるため、)寿命の点では逆効果である。

そもそも、ドライブの電源が入っていても、使っていない状態ならレーザーは光っていないはずで(実際、Vision HTの光は前から見えるのだが、光っていなかった)、通電だけでレーザーの寿命が縮むことはないと思う。が、他の部品の寿命は縮まるだろう(書き込みできなくなったのはレーザーの電源が劣化したのではないか? 上述の磁石を剥がせない問題も電源ではないか?)。ただ、ずっと使わなくても次に通電した時に壊れることはある(特にコンデンサ)から、どちらでも同じこと(どちらの確率が高いかは不明)ではないかと考えた。それで、電源制御は止めて単に移植することにした。

準備

Vision HTからドライブを取り出した。数本のネジが普通の長さのドライバーでは届かない場所にあって、苦労した。ついでに、以前開けた時に切れてしまった、Wi-Fiのアンテナ線(2本のうち1本)を直した。ただ、繋げても電波強度は変わらなかった(4/5のまま)。ルータが近いので、アンテナを1本しか使っていないためだろうか? また、切れの原因となった、中を開く時にアンテナ線に引っ張り力が掛かってアンテナとの接続(半田付け)が切れるのを防ぐため、線をホルダーに接着した。

それからドライブの動作確認をした。後で気付いたのだが、もし壊れていたら取り外しても無駄だから、外す前にしておくべきだった。まったく気が付くのが遅いw 動作はOKだったが、以下の点が気になった。

  • イジェクトボタンの位置が通常の(大きい)ドライブと異なるし、トレイ式でない(スロットイン式)ので、ケース付属の前面ドアの開閉ができない。ドアを付けないと、メカがむき出しになって不格好になる(それもまたかっこいいけどw)。
    • とりあえず、ドアを閉めるバネを外して、手で開閉できるようにした。その後、磁石で閉じるようにし、更に、イジェクトボタンを押すと開くようにした(詳細は後述)。
  • 強制イジェクトのためにピンを挿す「穴」がないので、できなさそうだ(前面の板を動かすのかも知れない: 検索しても分からなかった)。
  • イジェクトが強力過ぎる・・・
  • SATAコネクタが小さい("Slimline SATAコネクタ": これは"Mini"とは違う)
    • データ側は同じだが、電源側(写真のコネクタの左側)が小さくなっている。
    • → Slimline SATA変換ケーブル(OWL-CBPU031)を買った(約400円)。

移植作業

変換ケーブルが届くのを待つ間に作業を開始した。もしケーブルが駄目だったら無駄になる心配はあったが、おもしろそうだったので始めた。

まず、スリムドライブを5インチベイに固定する詰め物を作成した。買うと高いうえに外見や機能がイマイチだった(例: Silverstone)ので、得意の段ボールで作ることにした。

次に、ドライブ用の電源(変換ケーブルは4ピンコネクタを使う)が足りなそうだった(SATA用が多い)ので、分岐ケーブルを作った。が、接続時に良く見たら足りていたので無駄だった。。。 しかも、4ピンを2つに分岐すべきだったのに、なぜか片方をSATAにしていた・・・ 寝ぼけながら作ったのだろうか??

ついでに・・・

別件だが、以前からちょっと気になっていたので、PC内に設置したアンプも改良(補修)した。アンプをPCのベイに設置するための台は、CDケースを重ねてビニルテープで貼って作っていたため、力が掛かって(スピーカーケーブルが太いため、そうなることがある)ズレてしまったので、台の接着を強力にして、多少の力ではズレないようにした。ついでに、先日買ったUSBオーディオインタフェースScarlettを台にできないか試したが、大きさ(高さ・奥行き)が合わなかった。何とも惜しい気がするが、そもそもScarlettを中に入れる必要は全くないw

更についでに、音量つまみ(オリジナルが小さくて回しにくいので追加したもの)が緩くてズレることがあるので、軸のスペーサーを薄い段ボールで作り直してしっかりさせた。また、やっているうちに思い付いて、前面パネルをFDD用にして見栄えを良くすると共に強度や耐久性を増した。この時、パネルを少し加工したが、意外にうまくいった。それに伴い、音量つまみのスペーサーを再度作り直して長くした。また、作業中にスピーカーケーブルの端部がイマイチなものがあるのに気付いたので、直した。直したものの、4本とも端部の処理に無理があって今ひとつ気に入らない。

台風の通過後、変換ケーブルが届いた。動作確認したところ問題なかった。が、予想に反して、ケーブル長が足らなくてマザーボードのSATAコネクタまで届かなかった(35cmもあれば充分だと思ったのだが、ちゃんと確認すべきだった)。買い直すのは馬鹿らしいので、データ用ケーブル(写真中央の銀色)は手持ちのものを使うことにし、コネクタを切断することにした。

切る前は、モールドが厚い(約4mm)からかなり大変だと思って居たのだが、意外に簡単だった。断面を見ると、どうも、2つのコネクタ(電源とデータ)をモールドで一体にしているようだ。それで、それらの間に切り込みを入れればスパっと切れるのだろう。ラッキーだった。ただ、切る位置がズレると切りにくいうえに片方の幅が大きくなって、もう片方のコネクタが挿さらなくなってしまうので、注意が要る。今回はちゃんと両方のコネクタが挿さった

それから、上述のように気になっていた、ドアの開閉を容易にしようとギミックを作った。まず、(手でドアを開けてメディアを出し入れできるようにするために、)ドアのバネを外すとドアが閉じたままにならないので、磁石を使って閉じた状態を維持できるようにした。この時、ドアは強く固定されている訳ではないので、メディアのイジェクト時に押されて自動で開く(もちろん、自動では閉じないw)。この仕組みには、ポータブルライトの固定用のすごく強力な磁石(写真左)と、余っていた無印の本棚の棚板固定用ピン(写真中央)を使った。後者の部品の選択や設置位置および磁石とピンの距離を決めるのに、かなり試行錯誤した。

なお、磁石が強力なので、磁気の影響を検討した。スマフォで磁気の強さを測定したところ、近くでは結構強い(例: 約1300μT (磁石がない場合、45μT前後))ことが分かった。例えば、うっかりPCの上に財布を載せると怖い。それで、磁石と天板との距離を取ることにし、ドライブを2段目に設置することにした(距離が約3倍になったため、磁気の強さ(磁界?)は最上段の約1/10になった)。

更に、ドアのイジェクトボタンを押すと開くようにした。小型の金属製壁掛けフックを切って、ドア下部を押す爪にした。ドアはプラスティックなので、摩耗しそうで耐久性は余りなさそうだが、ほとんど使わないから大丈夫だろう。また、イジェクト時にメディアがドアに強くぶつかるのと、ドア裏のリブ(横長の突起)に引っ掛かって出なくなったので、クッションと引っ掛かり防止を兼ねて、隙間テープを貼った

それから、ドライブを詰め物(自作スリムドライブアダプター)にセットしてPCのベイに入れ、ケーブルを接続し、動作確認してOKだった。最後に、メディアを挿入する際に間違ってドライブ上部の空きスペースに入れてしまうことがあるので、上部のカバーを長くして隙間を埋めた。実際には、隙間は途中で塞がっているのでメディアが入ってしまうことはないのだが、良く確認しなくても「適当に」※挿入できるようにしたかったので、直した。

※でも、この「適当」があとで思わぬ災害をもたらすことが多いw

完了

細かい調整や整理の後、「ドジでのろまな亀」(パイオニアのドライブ)は亀以下で電気を食うだけだと思い、予定より早く外してひとまず完了となった。(10/15朝) 我ながら、すっきりしていい感じだ。

気になるのは、いつまで壊れずに使えるかということだ。移植したドライブは2011年製なので、そのうち寿命が来そうだ。それから、スロットインなので、中に埃やゴミが溜まりやすそう(しかも、掃除はまず無理)だ。ただ、仮に壊れても、この前買ったポータブルドライブの中身を移植できそうだ(ノウハウは得られたし、自作アダプタがそのまま使えるかも知れない)。

雑記

作業中に以下のことに気付いた。

  • PC内部(主にケーブル)を整理したら、HDDの温度が1℃くらい下がった(単に室温が低くなっただけかも知れないが)。
  • PC内に怖いケーブル・コネクタがあった。12Vのピンがむき出しで、ショートの危険があった。見付けた時に、なぜそんな物があるのか分からなかった。ずっと知らずに(あるいは「あとで直そう」と思って忘れて)使っていたのだろうが、全く運がいい・・・

光ドライブ移植の写真

ドア開閉の様子 (プロトタイプ)

PC内アンプ関係の補修・改良の写真

感想・雑感

(文章にするのが面倒なので、ここは列挙で・・・)

  • けっこう疲れたけど、おもしろかった。
    • いろいろ新しく知ったことがあった。
    • 仮に今回のドライブが壊れても、今後もスリムドライブ(例: この前買ったポータブルドライブの中身)を内蔵化するノウハウが得られた。
    • たった400円で、数日間エキサイティングに楽しめたw
  • いつものように、いろいろ事前確認が不足していた・見通しが甘い。手順も悪い(作業をしても無駄になる可能性がある)。
    • 元々、注意力散漫なのだろうw まあ、元々暇つぶしなので良いwww
  • 段ボールは友達、ボンドは最高!
    • 今回、プラスティックにも「お近付きに」なれたw
    • 例の(全然付かない)強力接着剤は、今回は効いた感じ。でも、外側が柔らかくて不安。
    • あと、例のオレンジ油のシール剥がし剤は効く。アルコールでも石鹸でも駄目だったシール(ピンの台の素材に付いていた。元々何だったかは忘れた)のベトベトが落ちた。いつ買ったか忘れたが、すごい!
  • 歳を取って、工作能力が向上した?
    • (僕にしては)綺麗にできることが多い。
    • 細かい加工もできる。
    • 滅多に怪我をしないw 今回は指の皮が剥けたのと切り傷がそれぞれ一箇所できた程度。
      • 力の入れ方が分かって来た? まさに「学習」か。
    • がっ!、老眼のため、眼鏡を外して至近距離で作業する必要があるwww (いつか危ないことになりそうだ・・・)
  • スマフォにはいろいろな機能が入っていて、すごい。
    • 今回はコンパスアプリで磁気を測れた。値段以上の価値がある。
    • いろいろなデバイスが安くなったこともあるだろうし、スマフォの普及によるものもあるだろう。
  • 折角アンプも改良したのに、なぜか、ちょっと前から右耳の調子が少し悪くて、あまり(気合を入れて)音楽が聴けない。台風(低気圧)のせいかと思ったが、そうでもなさそう。突発性難聴の再発だろうか?

 

(10/15 20:43 本文を記載; 10/16 0:20 細かい修正・訂正・補足)

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先日買ったUSBオーディオインタフェース Focusrite Scarlett Solo (以下Scarlett)のファームウェアは、制御アプリ(Focusrite Control、以下FC)で自動確認・ダウンロードしている訳ではなく、ユーザが適宜webサイトを見て更新に気付いたら、自分でFCをダウンロード・インストールする必要があり、それを実行すれば通知が出ることが分かった。また、更新されたファームウェアはFCのインストール時に展開されることも分かった。

自分でwebサイトを見て更新をチェックするのは面倒だし(絶対に忘れる)、僕は基本的にWindowsを使っていないから、FCを動かすこと自体が面倒だ。とはいえ、ファームウェアはそれほど頻繁に変わらないだろうし、問題に気付いた時にチェックする程度で充分だろう。そもそも、僕はScarlettをたまにしか使わないw それでもおもしろそうだったので、自動で更新チェックとダウンロードができるようにしてみた。

もちろんFocusriteのサイトにAPIがある訳でもないので、いつもながらの古色蒼然としたスクレーピングなどを駆使して更新をチェックすることにした。以下に手順を示す(いつもと同様、こういうニッチなことに需要があるとは思えないので、概要とか概念(、そしてLinuxがいかに便利かw)の紹介に留めた)。

  1. Focusriteのダウンロードページ(製品ごとにURLが違うので、指定しやすい)をダウンロードする。
    • Scarlett Solo(3G)の例: https://customer.focusrite.com/support/downloads?brand=Focusrite&product_by_type=1365&download_type=software
  2. ダウンロードしたページ(HTML)を解析してFCのバージョンを調べる。
    • FCバージョンの記載例: <h3>Focusrite Control Windows - 3.4.0</h3> : 太字がFCのバージョン
  3. あらかじめ保存しておいた現在のFCバージョンと異なっていたら、あるいは、現在のFCバージョンが保存されていなかったら、FCをダウンロードする。ダウンロードURLは上記ページ中にある。
    • FCのダウンロードURLの記載例: href="/sites/customer/files/downloads/Focusrite%20Control-3.4.0.exe"
  4. ダウンロードしたFCを展開し、中のデバイス記述ファイル(XML)を取得する。
    • FCのインストーラーは(今のところ、)Inno Setupというプログラムで作られているので、Linuxでは(実際にインストールしなくても、)innoextractというプログラムで中身を展開できる。
    • デバイス記述ファイル名の例: app/Server/Resources/Devices/Scarlett Solo (3rd Gen).xml
  5. デバイス記述ファイルを解析して、ファームウェア(以下、FW)のバージョンを調べる。
    • FWバージョンの記載例: <segment name="App_Upgrade" nickname="App" version="1552" file="SctG3_Solo.bin" encrypted="true"> : 太字がFWのバージョン
  6. あらかじめ保存しておいた現在のFWバージョンと異なっていたら、あるいは、現在のFWバージョンが保存されていなかったら、FWが更新されていると通知する。
  7. FCとFWのバージョンが変わっていたら、どこかに保存する。

ページのURL、スクレーピング、HTMLの解析、インストーラーの展開、ファイル名の決め打ち、XMLの解析など、多くの点でひ弱(Focusrite側の変更に弱い)ではあるが、他に方法がないので仕方ない。まあ、変更が頻繁でない限りは便利だろう。今は動作確認中だが、問題なかったら、4日に1回程度チェックするようにcrontabに設定しようと思っている。

なお、もしFWが更新されていた場合には、(試行錯誤の挙句ノートPCにインストールした)本物のWindowsにFCをインストールし、それにScarlettを接続してFWを更新しようと思っている。

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終わったはずのヘッドフォン補修に続編があったw 前回の最後に書いた、スピーカーと本体(バッフル?)の隙間を埋めるスポンジが劣化していて、触るだけでボロボロ落ちるのを何とかしたくなった。スポンジがなくてもいいなら外すし、必要なら何かで覆うことを考えた。

それで、まず、スポンジを外したり覆ったりした場合の音質への影響を調べた※。結論としては、スポンジは必要だが、(通気性のない素材で)覆っても問題はなさそうだった。スポンジを外すと背面の音が干渉するのか、低域が10dBくらい下がってしまう(グラフ: シアンの線)。一方、料理用ラップで覆っても特性に大きな変化はなかった(グラフ: ベージュの線)。

※ヘッドフォンは頭に装着する(耳に被せる)ことを前提に特性を調整しているためか、最初の写真のように開放で測定すると特性が悪い(低音が減り、高域が増える)。それで、暫定的に、イヤーカップとマイクをタオルで覆って耳に近づけてみた。覆い方によるようだが、6-8dBくらい低域が向上した。高域は変わらなかったが、ダミーヘッドならいいのだろう。

→ 少し調べてみたら、本当に耳などの特性に合わせて特性を調整しているようだ。参考ページのグラフ("Historical Target Response Curves"など)を見ると、おぼろげながら今回測った特性が似ているので、高域が変な形になっているのは問題なさそうだ。ただ、同サイトの測定結果のページでのAH-D5000の測定結果とは結構異なっているので、測定環境の問題またはヘッドフォンの劣化がありそうだ(どちらも仕方ない)。

ラップは手軽だと思ったのだが、思わぬ時にくっついてしまう(しかも、剥がれにくい・・・)うえに切れやすくて、実際には不便だった。事前の測定で通気性がなくてもいいことが分かったので、ダンボールなどで作るのもあり得るが※、工作が難しい。そこで、以前目を付けた不織布を試した。今回は、ワイシャツのクリーニングのカバーを切って使った。不織布を仮に巻いて特性を測ったが、当然ながら、問題はなかった(グラフ: オリジナル: 紺(L), 赤(R); 不織布: 水色(L), 紫(R))。

※書いてから気付いたが、この部品はスピーカー背面の音による干渉を防ぐ以外に、背面からの重低音で振動して(あるいは前面に伝えて)、増強しているのかも知れない。だから、通気性はともかく、部品(あるいは材質)を変えない方がよさそうだ。とはいえ、特性を見ても重低音が増強されているフシはなく、重低音を前面に伝えるのと干渉を防ぐのをどうやって両立しているのかも謎なので、何でもいいのかも知れない。

それで、不織布の正式版を作ることにした。最初は手軽だと思って事務用スティック糊で接着したのだが、どうも剥がれそうで不安なので、木工用ボンドで補強した。余分な部分を切る前は焼売みたいだったw※ 接着剤が固まってから、整形して元の場所に嵌めた。不織布自体やシワの厚みのために無理はあったが、何とか収まった。

※不織布の巻き方・覆い方には きっといい方法があって、ここまでシワとかにならないとは思うのだが、面倒なので何も調べずにやった。そうしたら、期せずして焼売になった。

実際の音を確認して問題がなかったので(自慢ではないが、やっぱり音はいい)、ようやく完成となった。これで、当分カスに悩まされることはなさそうだ。

 

と思いきやw、更に"One more thing"なのか、新たな劣化の兆しが見付かった。一箇所だけだが、イヤーパッドのコーティングが剥がれていた(写真の円内)。作業時に何かに引っ掛けたのならいいが、そうでなかったら、数年後に交換だろう。今度は布で覆ってみたいが、ハードルは高そうだ。でも、おもしろそうではある。

イヤーパッドはもうそろそろ寿命かも。

今回の一連の作業で、ヘッドフォンをいじるのが妙におもしろくなってしまった。贅沢なことに、特別に愛着がある訳でもないのだがw

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ヘッドフォン手直し後のチェック中に、右側の聞こえ方が違うのに気付いた。左に比べて低音が出ていない(聞こえにくい)感じだった。昔の突発性難聴の後遺症かと思ったのだが、悪化していないか知りたくなって、聴力を測ろうとした(あくまでも簡易なものである)。

最初は、昔測ったようにスマフォ用アプリを探したが、良く考えればPCの方が特性がいいに決まっているから、Linux用のアプリを探したが、もちろんそんなものはなく、web版とWindows版が見付かった。

Web版(→ )はインストール不要で手軽なのだが、粗くて満足できない。周波数や音量のステップが僕には大き過ぎるのだ。Windows版はwineやVirtualBoxで動いたが、有料でないと測る範囲が狭かったり、使い勝手が悪かったり、動作が不安定だったりした。例えば、高周波聴力検査ソフトは使い勝手は良かったが、しばらく測定していたら、途中で音が出なくなってしまった。耳の保護なのかと思ったが、何もメッセージは出なかったし、そういう記述もなかった。

それで、いつもスピーカーの再生特性の測定に使っている、REW(部屋の音響特性測定ソフト)のジェネレータ(発振器)を使って、自分で測定することにした。正弦波の周波数を変えながら、ぎりぎり聞こえる(感じる)音量を記録していくのだ。測定は たやすく終わった(ただし、間違って大きな音を出さないように注意が必要だった)。

ただ、測定した数値(閾値)をどのように聴力の値(いわゆる「オージオグラム」のデータ)に変換するのか分からなかった。最初は、等ラウドネス曲線で補正する必要があると思ってやってみた※のだが、良く調べたらその必要はなさそうだった(結果は後述の等ラウドネス曲線で補正した仮のオージオグラムと同様)。(注: 左の「必要はなさそうだった」という結論は間違いだったので、取り消しにした。)

※等ラウドネス曲線で補正するのに、曲線の元データが見つからなかったのだが、グラフ(このサービスはすごく便利だ!)から得た。 (データに著作権はないから、セーフだよね?w)

(注: 以下の「というのは」から「でも、良く考えれば」までは間違いだったので、正しい部分を除いて灰色にした。)

というのは、聴力検査の解説(→ )によれば、単純に、各周波数でどこまで小さい音が聞こえるか(聞こえ出す音量)を記録するだけのようで、特別な補正はなさそうだ※。つまり、僕が測定した方法と同様だ。違うのは、オージオグラムは基準となる音量(0dB)が較正されているはずだが、僕のはそうでないことだろう(もちろん、防音室など、機材の問題はある)。

※それはそうで、聴力検査は各自の耳の聞こえ方(絶対値)を調べるのが目的であって、音響製品の出荷時検査のように「標準」からの差(相対値)を測る訳ではないからだ。仮にオージオメーターが等ラウドネス曲線で補正していたとしたら、近頃その曲線が修正されたから、測定器の入れ替えはもちろん、それまでの測定結果が無効になってしまって、耳鼻科界は大騒ぎになったに違いない。

それで、測定した数値の最大値からの差分を(仮に)「相対聴力レベル」とした。それで、オージオグラムもどきを作った。先に書いたように、基準となる音量(0dB)を較正していないので、「相対」である。実はもっと広い周波数(30Hz-13kHz)で測ったのだが、余り意味がないので、通常のオージオグラムの範囲に合わせた。

仮のオージオグラム1 [未補正] (左: 青, 右: 赤, 左右: 緑; 120Hz-8kHz): 測定日: 2019/9/23

グラフを見ると、右(赤)の中高域が低いのと、両方の低域が悪い(超高域も悪いが、加齢のせいだろう)。右は昔の突発性難聴の影響だろうか。低域は室内の環境雑音の影響や突発性難聴かヘッドフォンの特性だろうかと思った。ただ、ヘッドフォンの特性で低域が出ていないのなら、低音がスカスカの印象になりそうなので、余り考えられないだろう。

それで、上に挙げた耳鼻科のサイトを更に読んだところ、両耳とも軽い低音障害型感音難聴の可能性があることが分かった。更に、右はメニエール病(突発性難聴の再発時にそういう診断になったのを思い出した)の進行に伴って、中高域も下がったのかも知れない(その後特に症状は出ていないので、当時から進行していないのかも知れない)。

ただ、低域は環境雑音の影響でマスクされていたことが考えられるので、更に確認が要るだろう。

でも、良く考えれば、人の耳は(各自で異なるものの)等ラウドネス曲線(下図)の特性があって、それは低域で感度が悪く(例: 閾値(図で音量が"0 Phons")の場合、125Hzで1kHzの-16.6dB)、高域で感度が良い(例: 同4kHzで1kHzの+8.5dB)。一方、実際のオージオグラムは平坦なものが標準(健康)のようなので、そうするには補正が要るだろう。であれば、オージオメーターはやっぱり等ラウドネス曲線での補正をしているのだろうか? (→ 等ラウドネス曲線が修正された時、耳鼻科界は大騒ぎになった? 知らん顔? 「直ちに影響はない」? → 調べたら、最小可聴域ではほとんど違いがなさそうだ。良かったねw)

※オージオメーターについて調べたら、オージオメーターは音が聞こえ出した音圧レベルをそのまま出している訳ではなく、正常値(「正常耳の聴覚閾値のレベル」)との差を「聴力損失」として出力していることが分かった(→ 参考1)。だから、何らかの補正をしているはずだ。

具体的な補正内容は、参考1ではIEC 645とかISO 389などを参照しており、それらは有料のために確認できなかったが、別の資料(→ 参考2: 鈴木他 「最小可聴値と等ラウドネス曲線をめぐる最近の話題」, 2002)によれば、最小可聴値はISO 389-7で規定されており、その形状はラウドネス曲線に近いようだ(下の中央に参考2から図を転載した)。なので、最新のオージオメーターでの補正はISO 389-7に基づいているのだろう(古いものは若干違うようだが、実用上の差はなさそうだ)。: すべて素人の推測である。

そして、今回の測定値を等ラウドネス曲線で補正した、仮のオージオグラムを作ったところ、中高域(概ね1.5-4kHz)での左右の感度差(最大約7dB)を除いて大きな問題はなさそうだ(なお、8kHzで10dBの大きな差があるが、誤りかも知れないので、再確認が要る)。

いずれにしても、最初の問題の、右での聞こえ方が違っていたのは、(左右の差は等ラウドネス曲線には依存しないため)右の中高域の聴力が左より低いことが原因のように思う(ただ、なぜそれを低域不足に感じたのかは不明だ。もしかして、100-120Hzの最大約6dBの差が効いているのだろうか?)。まあ、何にしてもこればかりはどうにもならないので、違いの原因が分かったので良しとする。

そういえば、昔から右だけで聞くと音質がちょっと違って聞こえていたことや、左右の音量を同じにしても左が強く(中心が左に寄って)聞こえたことや、電話は左耳で受けることが多い(右だとなんか変に感じる)のを思い出した。なるほど。

と書きつつ、グラフを良く見ると、むしろ右の方がフラットに近くて、特性としてはいいことに気付いた。他の要因もあるのだろうか? まあ、これ以上考えてもどうしようもないので、そういうものだとしよう・・・ 結局、左右の違いが問題なのには間違いない。

ここまで書いて、ふと心配になった。突発性難聴は左だった気がしたが、調べると確かに右だった。どうも腑に落ちないが、まあ、最初の記憶が正しかったのだからいいかw

(9/24 9:05) 昨夜寝る前か寝ながら気付いた。聴力(オージオグラム)は「聞こえる最小の音量」での特性なので、実際の日常生活や音楽を聴く時の音量での特性は違うだろう。耳や脳の特性がリニア(比例的)であればオージオグラムの形状と同じとしてもいいが、おそらく違うだろう。実際、等ラウドネス曲線は音量によって若干形状が変わっている。だから、オージオグラムの特性から(上述のように)日常生活での聞こえ方を考察するのは正しくないのかも知れない(まあ、音量によって聞こえ方の傾向まで変わるとは考えにくいので、定性的な考察はできそうだが)。

とはいえ、実際の音量での耳の特性を測るのは至難の技(人は音量を「数値」で表すことができない。それどころか、2つの音が「同じ音量」かを正確に判断するのも難しい)だ。いろいろやれば分かるとしても、それこそ(PSに書いたように)耳に悪いから全く遠慮したい。まあ、等ラウドネス曲線の形状は音量によって異なるとはいえ、概ね似ているから、それほど大きな違いはないのかも知れないが、個人によって変わり方は変わりそうだ。

今思い付いたのは、等ラウドネス曲線の音量による変化をもとにオージオグラムを変形させて、実際の音量での耳の特性を生成(推定)することだ。具体的にどう処理すればいいのかは分からないが、できそうではある。マッピングのようなものだろうか? 最低の音量での等ラウドネス曲線の形状と目的の音量での形状の「差」(倍率?)を求めて、それをオージオグラムに「掛け」ればいいのか。もちろん、これは平均的な人での変化を求めているだけなので、各自での違いは分からない。探せば、こういう研究はいろいろありそうだ。

(9/24 13:19) 実際の音量での耳の特性の推定を試してみた。恥ずかしながら、推定値を求めるのに加算と乗算のどちらがいいのか分からなかったので、とりあえず加算にした。つまり、以下のようになる。

周波数f、音量vでの等ラウドネス値をEv(f)とする。なお、最低の音量はv=0とする。
この時、周波数fでの等ラウドネス値の音量vと0の差は以下になる。

v(f)= Ev(f) - E0(f)

それで、オージオグラム(音量は0相当なので、R0(f)とする)から、音量vでの耳の特性(Rv(f)とする)は、以下のように推定できるだろう。

Rv(f)= R0(f) + ⊿v(f)

上のようにして、音量40phons(音楽を聴く音量は50phons程度だろうと考えたが、そのデータがないので40にした)での耳の特性の推定値をグラフにした。比較のため、オージオグラム(仮)も点線で載せた。

オージオグラム(仮)(点線)より推定した、40 phonsでの聴力特性(実線)

傾向には大きな違いはなさそうだ。が、どちらの音量でも高域(8kHz付近)が妙に高い(感度がいい)うえに、左右で10dBくらいも差があるのが気になる。以前問題になった、音質補正に使うイコライザによっては耳が痛くなる現象(→ 参照)は、これに関係しているのかも知れない(左のページでは6kHz付近を下げて耳痛を和らげていた)。

感度が良くて大き目に聞こえるうえに左右で音量がバラついていたら、脳が悲鳴を上げそうな気はする。ただ、耳が痛くならないイコライザもあるし、当然ながらイコライザを使わなければ痛くならないので、そうならない何か(→ 音の良さ?)があるのだろう。位相(時間差)だろうか? 耳の痛いイコライザは左右(左右での設定の違いに起因する)なり周波数での時間差の出方がおかしくて(例: 不自然)、脳を痛めるのだろうか?

誇張して書けば、ただでさえ耳が痛くなるような高い音を、左右同時ならまだしも、(微妙な)時間差攻撃で左右からダダっと入れられたら、さすがに音を上げるのではないかと思う。

 

PS. 聴力チェックのせいか、左耳の調子がちょっと悪くなった。大音量で聴いた訳ではないが、長時間小さい音に集中するので耳に良くないのだろう。だから、むやみに測るのはお勧めしない。

PS2. 別件で過去の投稿を見ていたら、5年くらい前(2014/10)にも測定していた。グラフの表現が異なるので簡単には比較できないが、概ね大きな変化はなさそうだ。あとで詳しく比較してみたい。おもしろいのは、そこに「また5年後とかにやってみたい。」と書いてあって、すっかり忘れていたのに、本当に5年後に測定したことだ。 (10/9 15:34)

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先日、「とりあえず」バンドを手直ししたヘッドフォン(AH-D5000)だが、製品自体の問題や年季のせいか、いろいろと手が掛かっている。以下に経過を書く。

  1. 包帯のような不織布は汚れやすそうだし、微妙に気に入らないので、熱収縮チューブ(電線などをまとめるもの)に換えようと思い、その準備の(あるいは、裸でも大丈夫か試す)ためにバンドを洗ってカスを取ろうとしたが、
    1. バンドのネジが馬鹿みたいに堅くて回らず、分解(バンドとスピーカーを分離)できない。潤滑スプレー"CRC"(今は"5-56"のようだ)の類似品を掛けても駄目だった。
    2. 一方、バンドを布や爪で擦ったら、簡単にカス(コーティング)がほとんど取れて綺麗になった。ただ、裸の状態だと、かなり弱そうに見える。
  2. → そのままでは使えず、保護しようとしても分解できないために、熱収縮チューブなどの筒状のものは使用不可になった。また、粘着包帯などは剥がすとベト付きそうなので、止めた。 → 現状(不織布を巻いた)と同様の方法でカバーすることにし、布を汚れにくく見栄えのいいものに交換することにした。
  3. 100円ショップの巾着(ポリエステル製で色や手触りのいいものを選んだ。また、(もう懲り懲りなw)PUコーティングされていないものにした)を分解して作った紺色の布交換した。基本的には色しか変わっていないのだが、(しわや細部を除きw)大分良くなった気がする(参考: 元の状態)。
  4. 作業中にケーブル保護用のゴムブッシュが折れてしまった。 → 材質のせいか、なかなか接着できない。。。 (ちなみに、スピーカーを固定しているネジは嘘のようにスルッと外れた。均等にしろよっ!w) → 2回目の接着に挑戦中(駄目なら別の手を考える)。 (この項の以下は9/23 13:48に追記) 

    1. どうしてか、「万能」をうたう強力接着剤でも瞬間接着剤でもブッシュは接着できなかった(どちらも固まらない)。両方とも非対応の材質だったのだろうか? シリコンゴム? (後者は対応しているはずだが・・・)
    2. 結束バンドで固定(抜け防止)しようとしたが、スペースが狭すぎて、スピーカーが嵌らなくなった。。。
    3. → 仕方ないので、ブッシュを固定せず、押し込んだだけにした(写真では接着剤が固まっているように見えるが、実際には柔らかいままで、動く)。なに、抜けたら押しこめばいいのだw
    4. 組み立て直して音がちゃんと出て、ひとまず完成したのだが、左右チェックの時に右側(右耳)の聞こえ方が違うことに気付き、昔の突発性難聴の後遺症かと思って聴力チェックをし出したw (→ チェック結果を投稿した)
  5. スピーカーの周囲を埋めているスポンジが劣化していた。おそらく音質に関係するので、外したり安易な物には換えられない。ただ、そもそも大したことに使ってないし、スポンジと共に音質も劣化しているはずで、それでも気にならないので、何にしても問題ないのかも知れない。(いずれにしても、交換するためのスポンジを用意するのは困難なので、放置する予定) → (9/25 10:31) その後、不織布で覆った

バンドに布を巻く作業は、およそ手芸や裁縫とは程遠い、「工作」の世界だったw 布は、素材(汚れにくいこと)や色や手触りが重要だったので、Amazonでは買わなかった。手芸店に行けばいろいろありそうだったが、入るのはなかなか勇気が要るし説明も難しい(店員のおばさん(推定)に「ヘッドフォンのバンドを覆いたいんですが」とか言っても「は?」でしょうw でも、実際には、店員さんはプロなので、根気よく説明すれば結構分かってくれるとは思う。ただ、それが面倒だったのだ)。

それで、大き目の安い衣料店の手芸コーナーを当たったら、端切れなどはあったのだが、材質(ほとんど綿)や値段が手頃なものはなかった。それで100円ショップに帰着した。巾着の1/3程度しか使わなかったが、(「残りは(棄てずに)スタッフがおいしく頂いた」訳ではないがw、)汚れがひどくなったら、あと一回は作れそうだ(残りの1/3にはロゴが入っているので、裏返しなら使える)。

しわが少なくなるようにバンドを広げて布を巻いたが、余り効果はなかった。おそらく、引っ張りながら縫うといいのではないか。でもまあ、市販のヘッドフォンでも、この部分にしわがあるようなものがあった気がするので(→ イメージ)、これはこれでいいのではなかろうか。

※経過とともに更新する予定。 ← 9/23 13:48 一旦完了。

 

PS. 巾着の表に書かれた、"At holiday time, display an easy grace"ってどういう意味なんだろうか? 「休暇では安易な気品を示せ」?? そもそも、graceは不可算では? (可算の意味とすれば、「休んでいる時には、だらしないお偉いさんを出せ」?) 下に続きがあるが、面倒なので止める。 やっぱり、ネイティブが見たら笑うのだろうか。

PS2. 接着できないブッシュがシリコンゴムだったとして、検索したら、それ用の接着剤表面の改質処理をすれば可能とのことだった。不思議なものだが、次回(もしあれば)試してみたいw でも、接着剤は高いな。 (9/23 14:13)

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いつの間にか、イヤーパッドを交換してから約3年、購入してから約7年経っていた。ヘッドフォン(DENON AH-D5000)のヘッドバンドの表皮の劣化が甚だしくなったので補修した。触るだけでボロボロ落ちて、とても汚ならしい状態だった。これは、パッドもそうだったが、バッグの内張り(PUコーティング)と同様の現象なのだろう。

音には全く問題ないし、そもそも、近頃はスピーカーで聴くのがメインで、ヘッドフォンは大したことに使ってないから、買い換えるのはもったいない。その割には新製品に興味はあるようでw、紹介記事を見て「でも、こんなの買ってもすぐに(パッドとかが)駄目になるんだよな・・・」と気付いて、手直しすることを思い立った※。

※以前、皮に張り替えて補修してくれる会社を見付けたが、数万円と高い(手作業だから仕方ない)のと、その会社のスタンスが気に入らなかった(他の製品がいかにもな「音質改善(を実現しそうでしなさそうなw)パーツ」で怪しかった)ので却下していた。

バッグと違って洗ってカスを除去する訳にもいかないので(でも、今気付いたが、分解すればできるかも知れない)、何かですっぽり覆うことにした。布が良さそうだったが、適当なものがなかったので、梱包材だったと思われる不織布を切って使うことにした。試したら、長さは丁度良かったので、ちゃんと巻いた。端は両面テープで貼った。作業はすぐに終わった。遠目で見れば白いバンドのように見えなくもないが、近くで見ると、なんか包帯みたいだ。が、まあ仕方ない。家でしか使わないから問題ない。

問題は、使い続けると、頭の脂が不織布に付いて(染みて)、また別(例: オヤジサラリーマンのワイシャツの襟)の感じに汚ならしくなるのが確実なことだ。あと、隙間(特に両端)からカスが出てくるかも知れない。が、その時に考えよう。次はビニールでも巻くか、上に書いたように、洗ってカス(とその素)を剥がしてみるか。。。

それにしても、メーカーはいかにも良さそうなヘッドフォンを次々と出すのはいいけど、消耗部品が劣化したら交換・補修できるようにして、長く使えるようにして欲しい(その点ではソニーのモニター用なんかは部品がありそうで、いいのだろう)。あるいは、バンドやパッドにウレタンやビニール系の劣化しやすい材質でなく、布や皮などの劣化しにくいものを使って欲しい。ケースに木材を使うなら、布や皮も使えるだろう。バンドは金属をむき出しにしてもいい気がする。

 

PS. 分解方法を少し調べたら、別製品用だけど丁度いいヘッドバンドカバー(しかも安い)が売っていることや、皮を縫って巻かれた方(尊敬する!)が居ることが分かった。次回はそういうのも参考になりそうだ。

PS2. パッドは、交換して少したらリングから外れるようになってしまった(リングに嵌める幅が狭過ぎた)ので、両面テープでリングに貼り付けたら、まだ大丈夫だ。あと、バッグの内張りも、今のところは大丈夫な感じだ。

PS3. 分解方法を調べた時に知ってしまったのだが、これは随分偉そうに広告を出していて高価だったのに、実は別会社のOEMだったようで、大きなメーカーはやっぱり大したことしないと実感した。信じた僕もアフォだったが、そんなことだから、吸収とか合併とか名前だけ残ったり潰れたりするんだよ。

PS4. 半分冗談だが、黒い伸縮包帯なら巻くのに丁度良さそうな気がした。でも、一体そんなものはあるのだろうか? あ、コスプレ用にあるかも知れないなw → 山ほどあったよw もしかしたら、裏に粘着剤の付いたもの(「包帯」ではないだろうが)もありそうだから、期待できそうだ。 → それもあった!!w しかも安い。これはいいことに気付いた。でも、例によって何か落とし穴がありそうだ。

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僕にしては珍しく、衝動買いをした。今買う必要は全くなかったのだが、まあ、クソ(が社長の)会社に入ってしまって速攻で辞めたストレスの解消や、気分転換のためということにしておこうw

発端・製品選び

先日書いたように、マイクでの録音時の雑音(テープのヒスノイズのような感じ)の多さにがっかりして、雑音の小さいマイクアンプが欲しくなった。また、録音の音量も大きくしたかった。それで、最初は(マイク用)電源内蔵のマイクアンプを探していたのだが、どうも、電源・マイクアンプ内蔵のUSBオーディオインタフェースのほうが使い勝手が良さそうだし、製品の種類が多くて良さそうな気がした。それで、以下の候補から選んだ(概ね、上から下の順に価格が高く、仕様・性能も良い)。また、調べた限りでは、どれもLinuxで使えるとのことだった(ただし、正式対応のものはほとんどない。が、いわゆる「クラス・コンプライアント」をうたうものは大丈夫なようだ。一体、どんなデバイスクラスなのかは不明だがw)。

  • Behringer UMC22
  • ZOOM U-22
  • TASCAM US-1x2-CU
  • Focusrite Scarlett Solo (3rd Gen)

一番重要なのは雑音が小さい(かつ性質がいい)ことだったので、(先日DEQ2496の雑な作りを見てがっかりしたこともあって、)Behringerは安くて手軽だけど落とした。ZOOMは問い合わせ対応が今ひとつだった(具体的には書かないが、ITリテラシーが昭和時代のように低かった。それ以外に、「クラス・コンプライアント」と書いてあるからUSBの対応クラスを聞いたのに答えないって、クソだいかがなものかと思う)ので、落とした。残ったTASCAMとFocusriteは、仕様・性能ではほぼ同等だったが、使い勝手がポイントになった。

TASCAMは、実際に使う状況を考慮せずに作ったふしがあるので落とした。というのは、マニュアルには「マイクの抜き差し時は電源をoffにするように」などとあるが、電源スイッチはなく、USBバスパワーなので、抜き差し時にUSBコネクタを抜く必要がある。それがそもそも面倒だし、コネクタは背面にあるから更に面倒だと思った(でも、今気付いたが、PC側のコネクタを抜く手もある)。それにしても、PCからUSBを抜くのは いろいろな問題が起こるので、論外だ。

TEACの技術者はいつもPCを使っているだろうに、そういうことに気付かないのだろうか? 不思議だ。それに、これは家電やPCじゃなくて楽器系の製品なんだから、多少手荒に扱ってもいいように作らなかったらいけないだろう。ステージやスタジオでは、電源を入れたままマイクのコネクタを抜き差しすることだってありそうではないか(いくら気を付けたって、忘れることはあるだろう)。その時に、音量を落とすように気を付けるのは当たり前だとしても、電源を切れ(しかも、「切らないと壊れる」と脅す)ってのはどうかと思う。

その時、コンデンサマイクは電源(ファントム電源)がなければ音が出ないので、本体の電源を切る代わりに、(音量を最小にして)ファントム電源を切るという次善の策もあるのだが、TASCAMはファントム電源のスイッチも背面にあるので、簡単には切れないと来ている。まったく最高の作りだw

その点、Focusriteは楽器系の常識に沿っているようだった。最初は、(本体色の)赤は目立って嫌だとか使いにくそうだとか誤操作しやすそうだと思ったのだが、上のようなことを考えると理に適っている。マニュアルを見ても、「マイクの抜き差し時は電源をoffにするように」なんてことは書いてない。ゲイン(入力ボリューム)を絞るとかファントム電源を切るようにとか、常識的なことだったように思う。そして、ファントム電源のスイッチが前面にあるので、簡単にon/offできるのはポイントが高い(最初は誤って操作しそうだと思ったが、これでいいと思う)。

実際には、そうやってFocusriteを使ったら壊れるかも知れない。逆に、TASCAMは壊れないかも知れない。でも、逃げの姿勢の会社は嫌いだ。壊れないように作ったんだったら、そう言えばいいのだ。

(大変長くなったがw、)そういう訳で、Focusrite Scarlett Solo(以下、Scarlett)を買うことにし、一番安かったサウンドハウスに注文した。約1.3万円(税込み)だった。実は、ポイント還元を含めれば同様な価格になるヨドバシと迷ったのだが、サウンドハウスには3年保証が付いているのでそっちにした。それが(例によって)思わぬ苦労をもたらしたw

受け取りに一苦労

注文した翌日に届くはずだったが、朝8時頃から夜9時頃まで(トイレすら気を遣ってw、)丸一日待ち続けたのに、不在票すら届かなかった。S川のwebに騙された。朝、「配達に出た」という表示が出たら、普通は午前中には来ると思うが、S川はそうではないらしい。ただ、配達日時を指定した訳ではないから、自分で勝手に期待していた訳で、怒りようがない※。次の日に「届きそうで届かないんですが・・・」と妙な連絡をしたら、荷物が多過ぎて配達できなかったらしい。なかなか大変そうだ・・・ ただ、忙しいドライバーの方には悪いけど、次回からはなるべくそこを使う店は避けたい。あるいは、日時指定するか、指定できない時は(webなど見ずに)待たない(再配達を依頼する)かだ。

※電話受付の方が品のいいおばさん(昔、みのもんたの番組に出ていた女性アナウンサー(この方?)のイメージ)のように落ち着いていて、偉そうとかつっけんどんでなくて好印象なのと、それでいて声や話し方が妙に(若い頃の)戸川純的な不思議な雰囲気だったので、怒る気が起こらなかった。一度会ってみたい気がしたw

ようやく受け取ったあとに開梱したら、海外メーカーの製品にしては珍しく梱包が丁寧だったので感心した。製品の箱が、それとぴったりのサイズの段ボール箱の中に入っていたのだ。最初は、その素っ気ない段ボールが箱なのかと思ったら、中から本物の箱が出て来て驚いたw

動作確認

早速動作確認したら全く問題なかった。Linuxでもちゃんと認識でき、マイク・ライン入力の録音や再生ができた。雑音の質は従来(マイクアンプ= AT-MA2)より良かった。従来あった、電源系(50Hzの倍音)の雑音はなかった(マイクなしでケーブルを接続した場合を除く)。雑音のグラフは、従来と同様右上がり(高域が多い)だった。根拠は忘れたが、それが自然だと思う(DEQ2496はやっぱりおかしい)。また、スピーカーの再生特性を比較したところ、超低域以外は一致した。AT-MA2は超低域の特性が悪いようで、40Hzで約4dB低かった。

PCのスリープ対応も問題なかった。よく、スリープしたら(抜き差ししないと)使えなくなるという情けないデバイスがあるが、そんなことはない。電源off/on時の雑音は、残念ながらわずかにある。JACK(Linuxのサウンド系の一つ)には通常の出力デバイス指定(例: "hw:USB")かalsa_outコマンドで対応できた。ただし、当然ながら、USBを抜くと、再度挿しても使えなくなってしまい、JACKの再起動が要る。

なお、Scarlettは本来はLinuxはサポート対象外で、WindowsかMac用のソフト(Focusrite Control)で初期設定やユーザー登録をする必要があるのだが、マニュアルに書いてあるとおり、(最初に)電源を入れた直後に48Vボタンを5秒押し続ければ、初期設定のフェーズをパスして通常動作モードになる。そうしないと、USBで繋げた時に、毎回Scarlett内のストレージ(ガイドが入っている)がマウントされてしまう。

それを読み飛ばして、「いつもストレージがマウントされてしまって鬱陶しい」などと文句を書いた外人が居た。注文後にそれを読んで心配になったのだが、ちゃんとマニュアルに書いてあった。外人にありがちな間抜けさ(しかも偉そう: でも、僕はそれでいいと思う)だと思ったw

制御ソフトを動かすのにも一苦労・・・

それから、興味があって試してみたのだが、Windows用のFocusrite ControlはどうしてもWindowsでないと動かない(VirtualBoxでもWineでも駄目)ようなので、ファーム更新は難しそうだ※。まあ、更新が必要な時は、どこかにWindowsが起動するPCがあるだろうから、それを使えばいい。あ、ネットカフェとかでもいいのかも知れないな。

※もちろんそれ以外の機能もあるが、主にミキシングなどのようで、僕の使うSoloは2チャネルしかないから、(そういう機能に対応しているとも思えず、)手でボリュームやスイッチを動かせば充分だから問題なさそうだ。サンプリング周波数などの設定についても、Scarlettを使うソフトですればいいようだ。

(9/16 18:29) その後、調べていたら、ALSAがサウンドデバイス(この場合はScarlett)を使っているためにFocusrite Controlが動かない可能性があることを知って試したが(参考01, 参考02, 参考03)、サウンドデバイスのモジュール(この場合はsnd_usb_audio)の依存関係が多岐に渡っていてアンロードできないせいか、駄目だった。だから、もし最初の推論が正しくても、Linuxのサウンドを完全に無効にして起動させないと無理そうだから、余り手軽でなく、一時的に本物のWindowsを使った方がいい気がする。

(9/17 20:16) いろいろ試したのだが、USB HDDにWindowsをインストールするというようなうまい手はことごとく失敗し、結局、ノートPCのHDDを交換して(交換が簡単なのと、このノートを使う機会はほとんどないので、大きな問題ではない)Windowsをインストールして、ようやくFocusrite Controlが動いた。インストール以外にWindowsの更新にかなり時間が掛かって、ほとんど丸一日費やした。

ようやく、Focusrite Controlが動いた。

Scarlettを接続してFocusrite Controlを起動したら、早速ファーム更新の通知が出た。買ったばかりで出るのは、頻繁に更新があるのか、(製造後の最初の更新で、)もうほとんどないのかは分からないが、ちょっと気になるので、Focusrite Controlに繋げる以外でファームの更新時期を知る方法がないか質問した(多分、無理だとは思う)。

(9/18 10:27) 回答がないので更に調べたら、どうも、ファームウェアは(Focusriteのサイトではなく)Focusrite Controlアプリの中に入っていて、それとScarlettのバージョンが異なっている場合に通知・更新するような感じだ。というのは、WindowsでFocusrite Controlを動かした時の外部サイトへのアクセスを(Wiresharkで)キャプチャしても出てこないし、Focusrite Controlアプリのディレクトリにファームウェアのファイル(Server/Resources/Firmware/SctG3_Solo.bin)があり、別のファイル(Devices/Scarlett Solo (3rd Gen).xml)にファームのバージョン番号が書かれていたからだ。

だから、Scarlettのファームを更新する際は、各自が新しいファームの入ったFocusrite Controlを(Focusriteのサイトから)ダウンロードして更新して、それを実行して行うのではないかと想像している。実際、Scarlettを使う場所で必ずしもNWが使える訳ではないだろうから、この方法の方が確実だ。

ということは、新しいファームの有無を知るには、Focusrite Controlの更新を調べれば良さそうだ。なかなかいい感じだ。

(9/18 14:28) メーカーから回答があり、想像通り、ファームはFocusrite Controlと一緒になっているとのことだった。

(9/19 14:13) 数日ごとにFocusrite Controlのダウンロードページをチェックして、バージョンが更新されていたらダウンロードするスクリプトを作った。これにて一件落着だろうか。

買った意味・価値があったか?

残念ながら、一番の目的だった録音時の雑音は消えなかった(音量が大きくなったせいか、却って増えた感じだ)。対象の音量が小さくてダイナミックレンジが小さくなっているせいか、マイクがいい(高域の感度が良過ぎる)のか悪い(雑音が多い)のかは分からない。音量が小さい(= 感度が悪い)のもマイクの仕様なので、結局は安いマイクだったから仕方ないということかも知れない。まあ、演奏を録る予定は全くないので、これ以上雑音が増えたりしなければ問題ない。そして、マイクには寿命があるようなので(そろそろなのだろうか?)、次を買う時には良く調べよう。もしいいマイクを買えば、雑音を減らすことが期待できそうだ(是非期待したい!w)。

雑音は駄目だったものの、Scarlettを買ったことで、以下のようなメリットがあった。

  • 大きな音量で録れる。: マイクゲインを最大にすると、従来より7dB(2倍強)くらい大きくなる。
    • ただし、ゲインを大きくすると雑音が急激に増えるので、注意が必要だ。僕の使い方では、通常は4時の位置(最大の少し手前)が良さそうだ。
  • 雑音の質がいい: 上述のとおり、電源雑音(50Hz系)がとても少ない。
    • 下の写真のように、従来構成はAC電源が近いために雑音が増えている可能性は高いが、ScarlettはUSBだからAC電源が不要なので、その点では有利だ。
  • 超低域の特性がいい(おそらくフラット。AT-MA2は超低域が低目だった)。
  • コンパクト(面積比: 約1/6, 体積比: 約1/12?)、接続が楽(マイクとUSBケーブルの2本だけでいい)。

こんなにコンパクトになった! (段ボール箱: 従来(マイク電源+マイクアンプ+ACアダプタx2+ケーブル)、赤い箱: Scarlett)

DACとして使ってみる

ちょっと思い付いてしまってw、Scarlettで再生する(DACとして使う)ことも試した。Scarlettの音は、一番最初は若干薄目に感じ、それから低音が強目に聞こえた(矛盾している気がする・・・)ものの、しばらく再生していたら、従来より音がよりリアルな印象になった。が、こっちの方が音がいいとかエージングとかそういうことは全然なくて、全部気のせいだと思うw

それでも、折角買ったことだし、サウンドカードの代わりにメインのDACとして使えるか試してみたのだが、USB接続のために、以下のようなさまざまな問題があったので、残念ながら、常用の再生デバイスにするのは保留した。そもそも、再生音質に(大きな)違いはないし、使い勝手が特にいい訳でもないので、無理に使う必要はないのだ。

  • スリープ中にも電源が入っている(本体が暖かい・・・)のが気に入らない。
    • 常時onでは寿命が短くなる気がする。
    • でも、PCだって電源が常時入っている箇所があるが、それはいいのか?
  • → USBハブの機能を使って、USBデバイスごとに(正確には、ハブのポートごとに)電源をon/offすることができることが分かった(参考1, 参考2)。
    • ただし、on/offできるかはハブの仕様に依存する(普通の安いハブではまずできない)。
    • PC(マザーボード・チップセット)内蔵のハブは可能なことが多そうだ(僕のPC内蔵のハブではできることが分かった)。
      • だから、上記参考ページでは対応ハブが要るように書いてあるが、デスクトップPCを使うなら買わなくても済むことが多そうだ: これは知らない人が多いかも)。
  • → スリープ時に電源を切ると、復帰後にJACKの再起動が要る。また、電源をoff/on時に(小さな)雑音が出る。
  • ScarlettのUSBを抜いて挿した場合もJACKの再起動が要る。
  • ScarlettのJACK対応にalsa_outを使うと、JACKアプリ起動時や接続・切断時などに雑音が出る。

問題は多いのだが、今のサウンドカードが壊れた時やPCを換えた時に、(上記の問題に対処すれば)ScarlettをDACとして使えることが分かったのはいいことだ。Scarlettを使うことにすれば、次のPCではPCIeスロットやサウンドカードが不要になるから、コンパクト化が可能だ(ただし、HDDは要るので、ものすごく小さくはならない)。そして、今気付いたが、サウンドカードが不要だから、(そのドライバも不要になり、)USBが使えさえすれば音が入出力できるので、CPUがx86でなくてもいい可能性が出てくる(ただ、他の要素で制限はありそうだ)。

思わぬ失敗が発覚

Scarlettで試しに測定していたら、過去の思わぬ誤りに気付いた。測定ソフト(REW)の設定をミスしたようで、8月以降に測定したデータの低域(100Hz以下)がカットされていたのだ。Scarlettと過去の測定結果の低域が大きく違っていたので気付いた。全く気を抜いていたのか、グラフを見ても気付かなかったのがイタい。今思えば、測定時、低音が出ているのに入力のメーターが振れていなかったのが、ちょっと変だとは思った。。。誤りの影響が大きい投稿を再測定して訂正した。

それにしても、低域がカットされる仕組み・原因は全く謎だ。一体どこにそんなフィルタがあるのか? それ以外にも、Linuxのサウンド関係(JACK, ALSA, PulseAudio, REW, Audacity, etc.)は謎が多く、ちょっとヘマをすると音がおかしくなってしまう。。。 まあ、(更に)真面目に調べれば分かるのかも知れないが、とにかく複雑なので、そこまではやっていない。

(9/16 11:58) その後ちょっと調べてみたら、低域がカットされる原因が分かった。測定ソフト(REW)の設定ミスではなく、PulseAudioの"LFE Remixing"という機能(フィルタでサブウーハー用の低音を抽出するらしい。PulseAudio 7.0のリリースノートの"LFE channel synthesis with low-pass filtering"の項を参照のこと)を有効にしていると、PulseAudioの入力から低域がカットされるようだ。たまたまREWの入力をLFE Remixingの対象になるもの("default [default]")にしたために問題が発現したようだ。そのクロスオーバー周波数は120Hzで、今回の現象に合っている。どうしてLFE Remixingが出力でなく入力にも効くのかは不明だが※、止めたら問題が起こらなくなった。詳しくは別に書きたい(書くかも知れない)が、とりあえず、以下に対処方法を書く。

  1. PulseAudioの設定を修正し、LFE Remixingを無効にする。
    • /etc/pulse/daemon.confに以下の行を追加する。
      • enable-lfe-remixing = no
    • もし、"enable-lfe-remixing = yes"の行があったら、削除するか無効にすること。
  2. PulseAudioサーバを再起動する。
    • pulseaudio --kill → 勝手にPulseAudioサーバが起動するはず。
    • 起動しない場合は、pulseaudio --startを実行すること。
  3. JACKを再起動する。: 手順は各自異なるので、省略する。

※想像だが、PulseAudioはマルチチャネルで動いていて、出力する時には単一チャネルをメインスピーカー用とサブウーハー用などに分けるのと同様に、入力が単一チャネルの場合には、メインチャネル用とサブウーハーチャネル用に分けるのではないだろうか? そうだとすれば、PulseAudioを単一チャネルで動くように設定すれば根本的に解決しそうだが、なかなか面倒そうだ・・・ (というか、Linuxでマルチチャネルで使ってる人なんて居るの??)

低域がカットされる問題に対処できた: 対処後(PulseAudioのenable-lfe-remixing= no): 青(JACKで直結), 緑(アナログ接続); 対処前(enable-lfe-remixing= yes): 赤(JACKで直結)

まとめ

普通に使うならまあ問題なかったし、買った意味もあったが、例によって僕の凝りのためにちょっと四苦八苦した(それもおもしろかったがw)。しかも、それで本末転倒になり掛けた。でも、気付かなかった問題に気付いたり、新しい技術(ちょっと大げさだ)を知ったり、将来のPCの選択肢が広がる可能性が見付かったりと、副次的なメリットは多かった。そもそも、おもしろかったから良しとするw

 

PS. あと、「増税前なら少し安そうだ」と思いもした(「駆け込み」)が、後で考えたら、値段が1万円ちょっとだと、増税分はたった240円程度と、ほとんど誤差だったw 皆さんも、車とかでない限りw、スーパーなどで買い溜めしても全然ペイしないので、よく考えましょうw

PS2. 参考2の著者は、2番目の会社の時に名前を見たことがある人で、時々、「あの(威勢の良さそうだった)あんちゃんは、今どうしてるのかなあ」と思っていた。それが思わぬことで再開(?)できて、なかなか不思議だった。さすがに今は、それほど強烈なことをしてないようだ。でも、やっていることは、昔から趣味的なのは変わらないw そして僕は、ああいう乗りの人がずっと好きでないwww

なんで名前をGNUもどきにするかねえ・・・ いくら好きだって、「それじゃ単なるフォロワーでしょ」と思う。

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先日、なおきさんにちょっと音(彼のBoseのスピーカーと僕のの比較)を送ろうとして録音したら、その音が予想外に悪かったのでがっかりした。この「がっかり」には、録音した自分の声を聞いた時のような違和感(実際には自分の声を録音した訳ではない)もあると思うが、雑音が多いのが主因だと思った。そこで雑音を何とかしようと思った。

音の経路は以下のようになっている。

マイク → ケーブル → マイクの電源 → マイクアンプ → PCのサウンドカード

途中の各要素を順次なしまたはoffにして雑音量の変化を調べ、それぞれの要素で生じる雑音量を推定した。詳しくは省くが、マイクアンプによる雑音が約30dBと多かった。他に、ケーブルによる雑音もあったが、マイクなしで開放しているために雑音を拾っているようだ。それから、サウンドカードをマイク入力(モード)にして"MIC Boost"(ブースト)をonにすれば、音量は大きくなるものの雑音が多くなった。ただ、通常はライン入力(モード)を使っているので、今回は関係ない。

雑音に加えて、元々マイクの音量が小さく感じていたこともあって、マイクアンプを換えたくなった。調べたら、マイクの電源(コンデンサマイクなので、電源が要る)はもちろん、USBで出力できるもの(例: ZOOM U-22, Behringer UMC22)があって、それを使えば以下のように要素数が減る(3→1)うえに、デジタルで直接PCに入力できるようになるので、欲しくなった。

マイク → ケーブル → マイク電源・アンプ内蔵USBオーディオインタフェース → PC(USB)

ただ、もちろん安くない(安いものでも5千円前後)し、製品によってはLinuxで使えない可能性もあるので、安直には買えない。いろいろ考えているうちに、もう使わなくなったグライコ(Behringer DEQ2496)のRTA(特性測定)用マイクアンプの特性が良ければ使えるかも知れないと思った。ただ、これは測定用なので、アンプの出力が外に出ている訳ではないから、すぐには試せない。

そこで、時間はあるしおもしろそうだったので、基板や回路を調べて、アンプの出力が取り出せるか検討してみた。回路図については、もちろん公開されていないので、昔入手した別製品(DCX2496)のを参考にした。基板については、最初にメイン基板を見たところ、DAC, ADC, コーデックは見つかったものの、アナログ系のアンプなどが見つからなかったので、不思議に思った。

まず、どのチップにRTAの信号が入力されているか調べた。それらしいチップは3個あった。基板の左から右に、以下のようだった。

  • コーデック(ADC+DAC): AKM AK4524 (IC4) → RTA入力とAUX出力?
  • DAC: AKM AK4393 (IC3) → Main出力?
  • ADC?: 謎(Cirrus Logic製, 型番読めず) (IC2) → Main入力?

もちろん、位置関係やチップの性格から、RTAはコーデックに繋がっているらしいことは間違いなさそうだったのだが、謎のチップが何か知りたかった。MAIN入力端子の前にあることからしてADCだとは思うのだが、検索すると、DEQ2496のADCはAK5393(AKM製)とあり、Cirrus Logicではなく形状も違うので、不思議に思った。更にCirrus Logicで調べたら、どうやら、基板のバージョンによって以下の2種類が使われているようだ。

  • 古いもの: AKM AK5393
  • 新しいもの(僕のもの: V2.5?): Cirrus Logic CS5381

それで、謎チップの写真を画像処理してみたが、やっぱり判別不能だった(辛うじて"38"らしき数字が見える程度。OCRプログラムを使うと分かるのだろうか?)。印刷が経年劣化しているようなのと、表面の擦り傷か鉛筆の跡のようなものがかなり邪魔だ。

マイクアンプの出力は、上記のコーデックチップ(AK4524, IC4)の入力ピンから取れそうではあるのだが、ピンが細くて半田付けに失敗しそうだし、LRどちらの入力ピンを使えばいいか不明だったから、避けたかった。それでマイクアンプ(のチップ)を探したのだが、上記のように見当たらなかった。コーデックの中で増幅している(= 外に出せない)のかと諦めかけたのだが、検索したら、実はアナログ系の部品は入出力端子が載っている基板の裏面に実装されていることが分かって、その基板を外して、RTA入力端子付近パターンをテスターで探り、(以前検索して見付けた)DCX2496の回路図も参考にして、どうにかマイクアンプの回路を推定した(他に、RTA入力がLINEレベルの場合にコーデックに直結する経路もあったが、省略した)※。なお、回路を推定するよりもドローアプリで回路図を描く方が大変だったw

※この回路図はあくまでも推定で、誤りがあるかも知れないので、注意すること。

オペアンプによる増幅回路を直列接続して増幅率を稼いでいるようだ。倍率は約42倍(= 約32dB; 前段: 約6倍, 後段: 約7倍)と推定したが、計算方法はうろ覚えなので間違っているかも知れない(ただ、調べると、マイクアンプの増幅率としては妥当な感じだ)。

早速、マイクアンプの出力が取れる箇所(オペアンプ4580(IC6)のピン1)とGNDにケーブルを接続して、PCのサウンドカードの入力に接続してみた。

特性を調べたところ、残念ながら、DEQ2496のRTAのマイクアンプは今ひとつだった。主な問題は以下のとおりである。

  • 通常構成より雑音が多い: 低域: 約+3dB(120Hz), 高域: 約+5dB(4kHz), 最大: 約+10dB(15kHzの山) (AC電源系雑音を除く)
  • 雑音の出方が良くない(素直でない)。(15kHz付近に山があるなど)
  • 通常構成より音量が増える訳ではない。

なお、通常構成のマイクアンプは、オーディオテクニカ AT-MA2である。

参考のため、DEQ2496のRTAのマイクアンプおよび通常構成で、マイクがない場合の雑音の特性を以下に示す。DEQ2496では入力を開放にしたためにAC電源系の雑音(50Hzの倍音)が増えていたようだが、それ以外の雑音量も多く、雑音の分布(電源系を除けばフラットだからいいとも考えられる)や15kHz付近の山※が好ましくない。

※15kHzの雑音源は不明だが、MIDI(送信レート= 31.25Kbps → 1/2は15.6kHz)のクロックに関係があるのかも知れない。MIDIの信号も(デジタル音声信号も!)アナログ入出力と同じフラットケーブル(写真中央の灰色の帯)で繋いでいるのは、余りにも無神経に思える。

この原因は、マイクの信号レベルがかなり小さいのに、パターン※や配線(上記)や配置や部品*(他と同じオペアンプを使っている)に気を遣っていないからではないかと推測する。まあ、マイクの音を再生する訳ではないし、これでも雑音量は-70dB前後に収まっているから、スピーカーからの再生特性測定用としては許容できる範囲ではあろう。

※今気付いたが、MAIN入出力に付いているGNDのジャンパ線(写真右側の縦の黒いケーブル4本)のような対策が効くのかも知れない。

*部品に関しては、確かにこういうところなら、流行りの「オペアンプ交換」は効きそうだ。もし、同じ仕様でローノイズ型のものがあれば、改善されるかも知れない。ただ、15kHzは無関係なので、焼け石に水かも知れない。

仕方ないので、諦めてケーブルを外して元に戻した。この時、フラットケーブルの雑音防止のフェライトコアの止め金を固定する樹脂が剥がれて金具がすぐに外れるようになってしまったので、マスキングテープに替えた(写真の右側の黄色。中央は剥がれた樹脂)。

結論としては、DEQ2496のRTA用マイクアンプを使っても音量が上げられる訳ではないうえにアンプの特性が悪い(雑音が多い)ので、苦労してまで使う意味はないということになった。そして、(そもそもやろうと思っていた、)マイクアンプを換えたりマイクアンプ内蔵のUSBオーディオインターフェースにしても、音量が上がらない可能性はありそうだ。それでも性懲りもなくw、マイクアンプ内蔵のUSBオーディオインターフェースを試したい気はしている。

 

PS. 先日そそくさと片付けてしまった作業机があった方が、こういう時には便利なことに気付いた。が、こういう作業は余り頻繁にしないので、どうするか迷っている。

PS2. 作業した日(昨日)は、昼頃に思い付いて、空腹にも関わらずやりたくなって すぐに始めてしまったものだから、昼食を食べ損ねたw

PS3. サウンドカードのMIC Boostは、雑音が多過ぎて本当に使えない。まあ、限られた部品でやっているから(もしかしたら、ソフトでやっている?)仕方ないのだろう。

PS4. 最初は、RTAのマイクアンプの出力をDEQ2496のアナログ(MAIN)入力に入れて、MAIN出力をPCに入れることも考えていたが、疲れたのと、仮に音量が上がったとしても雑音の点で意味がないので止めた。

(11:41 加筆修正)

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メイン机(「仕事用がメインじゃないのか」というツッコミもありそうだがw)の左に並べた作業机だが、その後、メインの椅子にちょっとした問題(欠点)が見つかり、作業机と共用したくなった。「は?」な書き方だが、以下のような経過である。

  1. 今までは、(ちょっとした事情で)メインの椅子にテンピュールのクッションを重ねていた。
  2. 作業机用の椅子(無印)を使うので、そこにテンピュールを移した。
  3. メインの椅子の座面と尻との相性が今ひとつなのか、座っていると尻が痛くなることに気付いた。
  4. やっぱり、メインの椅子にテンピュールを重ねたくなった(「腐ってもテンピュール」w)。
  5. 無印の椅子にクッションがなくなったので、作業机用の椅子にはメインの椅子を共用したい。

椅子を共用するには、(椅子をゴロゴロと横に移動するのは面倒なので、)メイン机と直角に作業机を置く必要があるが、前回書いたように、左だと眩しいとか収まりが悪いとかでイマイチなので、右に置いてみた。右なら眩しくはないだろうし、奥にPCや棚が来るので収まりもいい。更に、作業用椅子用の床面保護用のラグも不要だ。欠点は、棚やPCへのアクセスがちょっと面倒になることとメイン机の右側が混雑することくらいだ。棚やPCは、使いやすいところに移動してもいいだろう(そうすると、収まりは悪くなるが)。

気になるオーディオの再生特性は、なぜか(作業机がスピーカーの直前でないから?)、左に並べた時と違ってほとんど変化がなかった。右と左右が143Hzで1dB上がった程度である。だから、イコライザも作業机なし時のままで良い。実際に曲を聴いても特に問題はなかった(若干低音が強い気がするが、作業机をどかしても同じように聞こえたので、きっと、音量がちょっと大きいとか「気のせい」だろう)。

なぜかは分からないが、いろいろ「ウマー」な結果になったw

その後、なおきさんからお教え頂いたのだが、作業机にノートPCやディスプレイを置いた場合(手持ちの予備で試した)、窓からの光が画面に反射して、若干まぶしいことが分かった。耐えられないほどではないのだが、やっぱり嫌だ。いろいろ考えたのだが、結局、作業机をメイン机の右隣に並べて置くことにした。それに伴い、棚をメイン机の左側に移動した。また、PCの置き方に迷ったのだが(メイン机の下に置くと足がぶつかる)、机の間を開けて置くことにした。

なお、オーディオ特性は、なぜか・やっぱり、机なしの場合や右に直角に置いた場合と変化がなく、問題なかった。しばらく様子を見て問題なければ、ラグを追加する(椅子を共用する場合)か無印椅子用のクッション(テンピュール?)を買うことにする。背もたれ用テンピュールを座面に敷く手もありそうだが、どうなんだろう?w (8/29 16:13)

 

PS. 143Hzの山は、扇風機とかエアコンのファンの音が机で増幅されているのかも知れない。50Hzの3倍が143Hzとして出ているのだろうか? ただ、テスト信号の音量は結構大きいのに、それに勝つほどファンの音が大きくなっているとは思えない。が、いずれにしても、測定機材を仕舞ってしまって測るのが面倒なので、確認はあと回しにするw (8/29 10:12)

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