2015年7月1日水曜日

【音楽】テスト音源を作って波形を見たら驚くほど歪んでた【初アルバムリリース】

テスト音源ていいですよね。
意味がわからないですね。

9曲構成でテスト音源作りました。 初アルバムです。皆さんよかったら聴いてください。
もっと意味がわからないですね。

ちょっと前に友人と話をしていて
「テスト音源ってスイープだったりあまり細かくない単一周波数だけでいまいち使いにくいよね。」 
なんていう話になりまして。
「じゃあ作るよ。横軸が一定なのでその横軸に合わせてsinカーブ出力するだけだし。」
と安請け合いしてしまいました。

その結果、出来上がったのは驚くほど歪んだ波形だったので、少し考え方を変えて今回のネタにしました。

結局出来上がったテスト音源は
  • 44.1 kHz - 16 bit
  • 96 kHz - 16 bit
  • 192 kHz - 16 bit
という3つのパターンでした。
出来上がった音源は、どなたでも自由に、許可無く、利用できます。
コメントなりtwitterなりでご連絡いただければ喜びます。


ライナーノーツ

実は黙っていましたがイヤホンとかヘッドホンとかが好きです。

色々物色することも多いのですが、物色間隔が短期間なら聴き慣れた曲がスマートフォンだったりポータブルプレイヤーに入っているのですが、当然気分で入ってる音楽が入れ替わるわけですよ。

そうすると色々物色した結果とか記憶に残るのがその音楽での感想なのでまた同じのを別な音楽で聴いて「あれ?こんな感じでしたっけ?」みたいな感じになることがあるんです。

特に「好みじゃない」と思ったモノで。

で、よくテスト音源でサイン波のスイープとかあるわけですけど 「この辺り!この辺り!」 みたいなのがわかってなるほど!となるのですが、その辺りが 何Hz なのか分からないと辛いじゃないですか。

ね?辛いんですよ。

なので、9曲構成でテスト音源作りました。

と言っても、3秒毎に周波数が上がっていくサイン波です。
何秒付近が再生されているのかわかるとその時点が 何Hz なのか判るようになっています。

ざっくり作ったプログラムが吐き出した PCM(wav) です。
ファイル自体は flac で圧縮してあります。
演算的な工夫も何もしていません。
初めてPython書きました。

https://github.com/grim13b/testtone

使用上の注意

  • 振幅はすべて最大振幅の 70% で固定してます。
  • 普通のボリュームだとすごくうるさいので気をつけてください。
  • プログラムに致命的なバグがあるかもしれません。その場合、データが破壊的な音を出してしまう場合があります。
  • 最悪機材を壊すので利用する人は自己責任で使用してください。
  • 仮に機材が壊れても私は責任を負いません。
  • ファイルフォーマットは FLAC です。他のフォーマットが必要な方は各自で用意してください。

トラックの構成

すべてのトラックは開始周波数から終了周波数まで 3秒毎 に刻み周波数分上昇します。
どのトラックの何秒目かがわかれば何Hzの音が出ているのかわかるようになっています。
  1. 10Hz - 200Hz (刻み 10Hz)
  2. 200Hz - 2000Hz (刻み 100Hz)
  3. 2100Hz - 5000Hz (刻み 100Hz)
  4. 5100Hz - 8000Hz (刻み 100Hz)
  5. 8100Hz - 10000Hz (刻み 100Hz)
  6. 10100Hz - 12000Hz (刻み 100Hz)
  7. 12100Hz - 15000Hz (刻み 100Hz)
  8. 15100Hz - 18000Hz (刻み 100Hz)
  9. 18100Hz - 20000Hz (刻み 100Hz)

歪む波形

実はここからが本題です。 例によって Audacity で波形の状態を見てみましょう。


44.1kHz 版を見てみる

トラック4の波形です。
1分過ぎなので 2000Hz ほど経過していますから 7000Hz 近辺ですね。


次の山と形が違う、サイン波というよりノコギリ波っぽい形をしています。

ちなみにコチラはトラック3 1分過ぎあたりです。だいたい 4000Hz 近辺ですね。


この時点でもプロットが直線的になってきています。

当然もっと高い周波数だともっとカクカクです。
トラック7 12700Hz 付近です。



ジャギジャギですねぇ。

1秒を44100分割したくらいではプロットの感覚が遠すぎて綺麗な楕円を描くには足りないということになります。

44.1kHz では 13kHz のサイン波を正しく再現できないだけでなく、よく聴こえる付近の音でもこれだけ誤差が出るんですね。


96kHz や 192kHz 版を見てみる

44.1kHz ではすでに歪み始めていたトラック4です。
上が 96kHz 、下が 192kHz です。


トラック4ではまだ大丈夫なようです。

同様の構成でトラック7 12700Hz 付近です。


96kHz はギザギザになってきていますね。
一方 192kHz はもう少し大丈夫そうです。

もうひとつ踏み込んで見ましょう。

トラック9 19600Hz 付近です。



96kHz ではノコギリ波みたいですね。
192kHz でもちょっとトゲトゲしい感じです。

可聴領域というのは思ってた以上に再現が難しいようです。
うむむ。。。


44.1kHz はダメなのか、96kHz 以上がイイのか

サンプリング周波数 44.1kHz は理論上に 22kHz を記録できる『箱』です。
とはいえ割と早いうちから波形が歪み出すことも今回わかったことで、44.1kHz あれば人間が聴こえる範囲内で音が正確に再現できるわけでもない、ということが言えそうです。

箱の大小がデータの品質を左右するものではないですが、箱が大きくなければ精度の良いデータは入れられないということがわかったところでそろそろ新しいイヤホン何を買おうか悩みたいと思います。

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