音の基本的な特性

サウンドを作成することに熱意があり、それに時間を費やしたい場合、音楽、効果音、オーディオビジュアルコンテンツ、および生活へのオーディオのあらゆる実装の形でさまざまなオーディオ環境を作成し、サウンドデザインまたはサウンドのプロになりたい場合エンジニアの皆さん、サウンドとは何かという基本的な定義を見直してみましょう。 この知識は、オーディオの基本を理解し、オーディオを扱うテクニックを学ぶために重要です。 この特別な環境の彫刻家として、素材を理解する必要があり、それをより適切に操作してアイデアを希望の形にできることが特徴です。

最も広い意味では、音は振動する物体によって生成され、何らかの媒体中に広がる圧力波です。

振動波は空気またはあらゆる媒体（固体、液体、気体）中を伝わり、その粒子の機械的振動を引き起こします。

より主観的な意味では、音は動物や人間の特別な感覚によるこれらの振動の知覚です。 私たちが聞くさまざまな音は、音波が伝わるさまざまな特性とこれらのパラメーターの組み合わせによって提供されます。

以下の単純な Sin 波の例で、サウンドの核となる特性を示します。

1. 人間の耳に低い音または高い音として現れる周波数

低周波（ベース）

高周波 (チープ)

波は1秒間に多くのサイクルを生成することができ、これらのサイクルの数は波の周波数と呼ばれます。 波は振動体によって生成されるため、振動体は同じ特性、つまり周波数を持ちます。 音波の周波数はヘルツ単位で測定されます。

振動体についても同様です。 1 つの完全な振動が 1 つの完全な波のサイクルを生成します。 1 秒あたり 50 回の振動が生成される場合、波の周波数は 50 Hz、つまり 1 秒あたり 50 サイクルであると言えます。 つまり、1 Hz は 1 回あたり 1 回の振動に相当します。

興味深い事実は、異なる物質を通過する波は波の周波数に影響を与えず、変化せず、固定されたままであるということです。

波の周波数は、波を生み出す振動体の周波数と同じです。 振動が速い場合、周波数のより大きな単位はキロヘルツ (kHz)、つまり 1 kHz = 1000 Hz として知られます。 オーディオを扱う場合、私たちは主に、音の性質を同時に作り出すさまざまなトーンや倍音を同時に鳴らすさまざまな周波数とバリエーションを扱います。

健康な人間の耳は、16 Hz ～ 20 kHz の範囲の音を知覚できます。 20 Hz 未満の周波数の音は超低周波音と呼ばれ、通常の人間の耳が知覚できる 20 kHz レベルを超える周波数の音は超音波と呼ばれます。

2. 振幅は音波のもう 1 つの特性であり、人間の耳は音量として音に現れます。 周波数が波の速さを反映する場合、振幅は波の高さ（または低さ）を表します。 日常生活では、音の大きさはデシベル（dB）という単位で測定されます。 デシベルレベルが高いほど、騒音は大きくなります。

振幅が小さい（音量が小さい）

高振幅 (大音量)

音の持続時間は、ある開始音量レベルから 0 dB まで音が続く時間です。 つまり、実際には、開始点から 0 までの任意のサウンドの振幅シーケンスになります。

4. 音色とは音そのものの個性であり、音質のことです。 これが、2 つの異なる楽器がまったく同じ音量で同じ音符を演奏した場合でも、互いに異なるサウンドを生み出す理由です。 「同じ音を演奏する」とは、楽器のピッチ（周波数）と音量が同じであることを意味します。 周波数について再度言及する必要がありますが、その周波数はサウンドが再生される音であるトーン (ピッチ) を決定します。

どの楽器でもその音が演奏されると、メイントーンと他のピッチで演奏される他の微妙なトーンが聞こえます。これらは倍音です。 主音より低い音を副音、高い音を倍音といいます。 これらすべての周波数の合計が、特定の楽器の音として私たちの耳に知覚されます。

サウンド合成に関して言えば、サウンド合成は望ましいサウンドをゼロから生成する技術であり、最も一般的な波形形状に慣れる必要があります。 はい、音波はさまざまな形をとることができ、音は波の産物であるため、波形の形状が生成される音の色、質感、高調波を決定します。 オーディオ合成のプロセスは、波形に特定の形状を与えたり、ブレンドしたり、エンベロープ、フィルター、エフェクトを実行したりすることに基づいています。 それはデザイナーや音楽プロデューサーが想像したまったく新しいサウンドでも、再現したいサウンドでも構いません。 この目的のために、電子ハードウェアまたはソフトウェアを使用できます。 Amped Studio では、オンライン シンセサイザーを選択して、独自のサウンドを実験、演奏、作成できます。

1. 正弦波

Sin は最もシンプルで基本的な最も純粋な波形であり、1 つの周波数のみを占めます。 すべての波形はそこから構築されます。

場合によっては、サブトラクティブ シンセがこれを基本波形として含んでいないことがあります。これは、サブトラクティブ シンセが 1 つの周波数のみを占有し、差し引くものが何もないサブトラクティブ条件に適合しないためです。 Sin 波タイプは三角波をローパスすることで簡単に作成できます。

2.三角波

サイン音に非常によく似ていますが、その上にもう少し周波数が追加されている点が異なります。 周波数には、方形波で見られるものと同じ、奇数次の高調波のみが含まれています。 つまり、ルート音、第 3 倍音、第 5 倍音、第 7 倍音などが存在します。 これらの高調波は、ルート周波数から遠ざかるにつれて「徐々に減少」します。 ただし、三角波と方形波の違いは、高調波が方形波よりも早く減衰することです。

3. 方形波

パルス幅変調と呼ばれるもので制御できるため、パルス波形とも呼ばれます。 パルス幅変調 (または PWM) は、「正方形」の間隔を制御します。

三角波に似ています。 これらはすべての奇数倍音 (3 番目、5 番目、7 番目など) のみを含んで作られています。 ただし、高調波は三角形よりもはるかに長く持続します。

4.ノコギリ波

写真からわかるように、部分的には方形波に似ていますが、偶数と奇数の両方の高調波で作られています。 ノコギリ波は高調波が豊富であるため、広く使用されている最も一般的な波形です。 多くの音はその波形を元に作られています。

1. ノイズウェーブ

誰もが、調整されていないテレビやラジオの「シュシュシュシュ」という音を聞いたことがあります。 ノイズ波形はまさにそのように聞こえます。 それは、完全にランダムな周波数が全体に多数散在しているためです。 ノイズは、クラップ、スイープ、ハイハット、シンセへのトップエンドの追加など、サウンド デザイナーによって広く使用されています。

いつも言っているように、実験することが重要です。 アイデアや音のイメージに応じて、あらゆる波形を使ってあらゆる音を作り出すことができます。 一般的な使用法は次のようになります。

• リード線: 四角形、鋸;
• パッド: スクエア、ソー;
• ベース: トライアングル、スクエア、ソー;
• サブベース: 正弦波、三角波。

音に関する基本的な真実は、変数は時間と粒子の変位の 2 つだけであるということです。 空気分子を適切なタイミングで適切な量だけ移動させるだけで、想像できるあらゆる音を作り出すことができます。 シンセサイザー ソフトウェアは、適切な数学的手法を使用して適切なタイミングで適切な変位を生成し、特定の波形に関連する倍音と、和音の形成に必要な追加の波形の両方を提供します。

サウンドの記述と合成の処理は、位相エンベロープ (ADSR) などの波形のプロパティを確認するためにも不可欠です。

段階

上で述べたように、オーディオ波形は周期的です。つまり、一定のサイクルまたは繰り返しで進行します。 位相は、波に適用されるオフセット量であり、度単位で測定され、特定の波形がそのサイクルにどれだけ沿っているかとして定義されます。

2 つの波形をミキシングする場合、これらの波形が「位相がずれている」、または相互に遅延している場合、結果として得られるオーディオにいくらかのキャンセルが生じます。 キャンセルの量とキャンセルがどの周波数で発生するかは、関係する波形と位相がどの程度ずれているかによって異なります (位相が 180 度異なる 2 つの同一の波形は完全にキャンセルされます)。

同じ Sin 形状の波形の位相が 90 度ずれていると、結果として生じるボリュームは 50% キャンセルされます。

同じsin形状の波形は位相が180度ずれており、その結果、音は聞こえなくなり、ボリュームは完全にキャンセルされます。

エンベロープは、サウンドが時間の経過とともにどのように動作するかを設定します。 これには、サウンドの 4 つの個別の特性 (ADSR) が含まれます。

ADSR は、アタック、ディケイ、サステイン、リリースの略です。 (ADSR) エンベロープのこれらのパラメーターを使用して、時間の経過に伴う波形の振幅を制御できます。

Amped Studio の VOLT シンセサイザーを使用している場合は、ADSR パラメーターを操作してカスタム サウンドを合成できるエンベロープ セクションが表示されます。 簡単に見てみましょう。

A – 攻撃

シンセサイザーでノートを押すと、最初にトリガーされるステージはアタックです。 「アタック」セクションでは、キーを押したときにサウンドがピーク音量レベルに達するまでにかかる時間を視覚化します。

アタックの短いサウンドを設定する例です。 鍵盤を押すとすぐに音が鳴りますが、これはアタックが 0 であることを意味します。

次にロングアタックの例です。 キーを押してからサウンドが最大音量に達するまでに 33 ミリ秒かかります。 アタックは33msに設定されているので。

次の 3 つのプロパティ Decay 、 Sustain 、 Release も同様にトリガーされ、シンセサイザー インターフェイス上でそれぞれ D、S、R としてマークされます。

D-ディケイ

アタックセクションのステージが完了すると、次はディケイです。 Decay セクションでは、ある期間に音量が Sustain のレベルまで減少するため、実際には減衰が減少の長さに影響します。

S-サステイン

Decay段階を過ぎた後に鍵盤を押し続けたときに音が残るレベル。

R-リリース

リリースとは、音の音量が減少して完全に沈黙するまでにかかる時間です。 エンベロープの最終ステージ。 このステージは、キーを放すとアクティブになります。

解放は維持することから生まれます。 サステインがなければリリースもありません。波形のアタック、ディケイ、サステイン、リリースを制御することで、その音色を真に変えることができます。

ここでは、オーディオのアイデアを実現するために便利で効果的なVOLTオンラインシンセの詳細なレビューを紹介します。

最後に

音はエネルギーであり情報の一種です。 音を扱うということは、薄いエネルギーを微妙に扱うということです。 これらの振動は人間にとって不可欠なものです。 適切なサウンドを適切な相手に適切なタイミングで提供することは、非常に強力なコミュニケーション ツールとなり得ます。音声コミュニケーションは、場合によってはビジュアル コミュニケーションよりも効果的です。 サウンドの知識はミュージシャン、サウンドデザイナー、オーディオエンジニアにとって基礎です。