音の解像度、アップコンバートについて実験を行ってみました。
Cubaseに限った話ではありませんが、DAWのプロジェクト作成の際にどのサンプリング周波数、ビットレートを選択するかは迷う人が多いのではないでしょうか。
CD音源を作る際、44.1KHz / 16Bitという規格にのっとってデジタルデータを作成しなければならないことは音をやってる人はご存知だと思います。
マスタリングを独力で行う場合にはステレオの2Mix素材を元に作業を行うことになると思います。
音楽の場合、この2Mix素材は44.1KHzで準備されることが多いでしょうがそのまま44.1KHzのプロジェクトで作業するか、2Mixをもっと高解像度にアップコンバートして192KHz / 32Bit等で作業するかで折り返しノイズの量が変わり、音質も変わることがわかりました。
–ナイキストの定理–
ある音をサンプリングするとき、そのサンプリング周波数 fs の 1/2 の周波数をナイキスト周波数と言います。ナイキスト周波数を超える周波数成分は標本化した際に折り返し (エイリアシングとも言う) という現象を生じ、再生時に元の信号として忠実には再現されません。ハリー・ナイキストにより1928年に予想されたこの再現限界の定理は、ナイキストの定理と呼ばれています。
折り返しは、ぴったり鏡のような反射を伴います。SR(サンプリング周波数)44.1KHzの場合、ナイキスト周波数は22.05KHzとなり、それより高い周波数は折り返しが生じます。
例えば、23.05KHzの音を送ると22.05-(23.05-22.05) = 21.05KHzという原音とは何の倍音関係もない周波数が発生し、これがエイリアスノイズと呼ばれます。
これを防ぐためにはナイキスト周波数以上の周波数をフィルターで完全にカットする方法がとられるのが通常です。オーディオインターフェイスの入力段にも必ずこのフィルターが入っています。
しかし、cubaseではこのフィルタリングはミックスダウン時にも自動ではかからず折り返しが生じていることが以下の実験画像からもわかります。
実験は島本さんの以下の記事に触発されての内容です。
http://bit.ly/mde3c2
実験に使用したスウィープ正弦波
波形：正弦波
周波数：20Hz – 22050Hzリニア
時間：10000ms
レベル：-10dB
ビットデプス：16bit
サンプリング周波数：44100Hz
この画像は44.1KHzのスウィープ正弦波にcubase付属のDaTubeという真空管のサチュレーションを再現するディストーションをかけて倍音を付加して書き出した音のスペクトルです。ナイキスト周波数より高い周波数の音がキレイに折り返しているのがわかると思います。ナイキスト周波数の２倍、３倍の周波数では更なる折り返しが発生してスペクトルが複雑になっています。
上は44.1KHzのスウィープを48KHzのcubaseプロジェクトで開き自動アップコンバートを行い、DaTubeをかけ再び44.1KHzで書き出したものです。
上は同様のプロセスを88.2KHzのプロジェクトで行ったものです。
上は96KHz
上は192KHz
以上のスペクトルからも、Cubaseではプロジェクトによって素材だけでなくプラグインの処理解像度がかわることがわかります。
スペクトルの複雑さを見ると、96と88.2を比較すると88,2のほうが音に乱れが無いのかもしれません。
たとえ44.1KHzの2Mixでも192KHzにアップコンバートしてからマスタリング、編集作業を行い、最終段階でターゲットのサンプリング周波数、ビットレートにおとしてやることが原音の明瞭度を維持するためにも効果的です。スペクトルだけではわかりませんがビット数にも言えることだと思われます。
これはマスタリングに限らず全てのプラグイン処理に言えることです。プラグインの解像度はプロジェクトのサンプリング周波数、ビットレートの設定に依存してきます。
それにしても、ナイキスト周波数以上の周波数をすぱっとカットしてくれるプラグインって無いのでしょうかね。
下手にフィルタリングすると最高域に少し影響出てしまいますし。
CDアルバムPreludes for Piano Book 1発売
- ポストヒューマニズムによる伝統的形式の再解釈 -
音楽家・松本昭彦による1stフルアルバム「Preludes for Piano Book 1」。 本作は楽曲ごとに12種類の全く異なる作曲技法を試みたピアノ前奏曲集であり、ピアノ以外の楽器は一切使用していない純粋なピアノ音楽である。
個々の楽曲に通底するものはポストヒューマニズムの志向であり、従来の人間の感覚的特性や身体的特性が暗に導いている音楽的制約を取り払い、コンピューターの演算能力を借りることで、生身の人間だけでは到達しえない地点の音楽を構築し、音楽における人間とコンピューターの関係性を捉え直すことをコンセプトとしている。
1000年以上に渡る西洋芸術音楽の歴史を総括し、ピアノという楽器が生まれるはるか昔に忘れ去られた中世の音楽理論、20世紀後半以降の情報処理技術などをメタレベルで融合させ、ピアノという楽器を拡張するような電子音響処理を施し、プログラミング技術を駆使して楽曲を生成することで、生身の人間の作曲家の思考やピアニズムとは異なる角度から音楽を捉えなおし、新たなピアノ前奏曲集の可能性を模索した12曲。
坂本龍一
これは２１世紀ならではのピアノ前奏曲集だ。しかしこれがピアノの音なのか？不思議だ。
evala
過去1000年にも及ぶ音楽の実験と洗練の歴史を織り込みながら、まるで、まだ見ぬ人工生命が自発的にピアノと戯れているかのような楽曲群。これは最先端の電子音響でも現代音楽でもない。ピアノという楽器がもつ新しいユートピアのかたちだ。その優艶さに、またひとつ音楽の未来が楽しみになった。
藤本隆行（DUMBTYPE, Kinsei R&D）
人間が組織づけた音は、その構造によって人の感情に揺さぶりをかけたり、知的な経験を与えたりする。それを聴く側、つまり「人の心」を理解しようとするときには、乱暴な言い方をすると「精神医学」と「神経科学」の、2つのアプローチがあるように思う。精神分析などを使って迷路の中に踏み込んでいく方法と、脳を含めた身体の働きを、科学（西洋）的に細分化し切り刻んで、関係性を解明していく方法。 そのどちらが正しいのか？というのは、適切な問いの立て方ではない。 現代音楽のセオリーに全く無縁な僕が聴くと、とても饒舌でロマンチックと言ってもいいかと思うこの楽曲群は、実は音楽にとっての「精神医学」と「神経科学」の両方を深く考えた、稀有なバランスの上に成立している。
畠中実（キュレーター、美術／音楽批評）
プリペアド・ピアノは、ピアノの弦の間に異物を挟み込みピアノという楽器固有の音色を異化したものだが、この松本の言う、ピアノ以外の「楽器」は一切使用していない演奏による、12の前奏曲は、いわばコンピュータ・プログラムによってプリペアドされたピアノによる演奏とも言い得るだろうか。それぞれがコンピュータの異なる処理によって拡張されたコンポジションおよび楽器、そして演奏者による新たなピアニズムを模索しているようだ。それは自動筆記的でもあり、また、映像的な喚起力を内包してもいる。
國崎晋（サウンド＆レコーディング・マガジン編集人）
とても複雑な構造から成るピアノは、もっとも完成された楽器として広く知られている。松本はそんな楽器の王様にあたかも初めて接するような態度で臨み、鍵盤を弾くという本来の奏法だけでなく、弦をフィードバックさせたり筐体をたたいたり、どんなアプローチをすればどんな音が出るのかを、ひとつひとつ丁寧に確かめていったのだろう。その結果獲得した幾多の響きを増幅するための作曲技法、音響処理を徹底的に考え抜いて作られたのがこの12の楽曲だ。従来のピアノの枠にとどまらない12の新しい楽器が、それぞれの特性に合わせ極限まで洗練された演奏方法によって奏でられていくさまは、まさに息をのむほど優美なものである。
