音の基礎


１．音とは


　私達が耳にする音の正体は、空気の振動です。空気のないところには、音は存在しません｡音は、もちろん、目に見えるものではありませんが（だから、始末に終えないのです）、代わりにそれを確認できるものがあります｡太鼓の皮やスピーカーの動きです。大太鼓やスピーカーの大きなやつ（ウーハーと言います）はその動きが良くわかりますが、小太鼓や小さいスピーカーは、動きが少ないので、見ても動いているとは思いがたいのですが、動いている事に変わりはありません｡
　太鼓をたたくと、皮が前後に動きます｡そして、そこにあった空気も皮と同じように前後に動いて、交互に「粗」の状態と「密」の状態になります。そしてそれが空中で広がってゆき、自分の耳に到達したときに、音として感じるわけです。
　ところで、粗密波はあらわす事が難しいので、表現手段としては下のグラフのように表します｡赤いカーブが音を表します｡真中の横の直線は、粗でも密でもない値で、上が密の状態、下が祖の状態です。また、このグラフを良く見て、次の２．「音の３要素」を読んで下さい｡
２．音の３要素

　　なんだか理科の時間か物理の時間になりそうですが、音についてこれだけは知っていないと、すごく後悔をします｡と言っても、難しくはありません｡音のことを考えるときには、常に上のグラフを頭の中にイメージしてください｡　尚、音楽の三要素とは違います。

１．周波数
　私達ははじめサイクルと言う単位で習っていましたが、そのうちいつの頃か忘れましたが、ヘルツという言い方をするようになりました｡言い方が違うだけで値は同じです。例えば４００Hzとは、１秒間に４００回振動する音のことです。

グラフでは「周期」という言葉を使っていますが｡400周期という言い方は普通しません（400周忌とも違います・・・関係ないか）。波形における、パターンの1単位のことを言います｡

オーケストラなどで、チューニングをするときには「ら」（「Ａ」）の音を基準にします｡周波数で言うと４４０〜４４３Hzをよく使用します。オクタープと言う言葉をご存知だと思いますが、ちなみにオクターブとは２倍を意味します｡したがって、４４０Hzの「Ａ」のオクターブ上の音は８８０Hzと言う事になります｡

２．大きさ
　音の大きさは、グラフではその背の高さであらわします｡単位は、場合場合でいろいろあります｡デシベル（dB）で表したり、ホンで表したり、デシベルもいろいろな種類があって大変なのでここではグラフ上の振幅が大きいほど音が大きいと理解しておいて下さい｡　尚、録音機やミキサーではdBで表します｡
　
３．音色
　人の声や楽器によって音色が違います｡当たり前ですが、では、何で音色が違ってくるのでしょう｡それは自然界に存在する音は基準の音に対して倍音と言われるものが、複雑に含まれているからです。それがグラフで見る「波形」と言われるものです。文字通り、形が違うと音色が違ってきます｡
　また、音は持続音であっても、音が出た瞬間とすぐ後では波形が違います｡楽器演奏でよく言われる「アタック」の部分があって、その後しばらくは音が持続します｡それも、減衰したり、しなかったり、様々な要素で音の違いを感じます｡機械で作る事のできる音以外は常に変化をしています｡（ビブラートもその１つです）。例えば三味線の音は「ペン　ペン」と言う音がしますが、音が短いので三味線であると判断しますが、この音が持続したとすると「べべべべべべ」という音になります｡これでは三味線の音とは感じないでしょう。（実際は、ありえない音ですが）。このように人がその音を判断するときには、（それが長かろうと短かろうと）音が出てから終わるまでの鳴り方で判断している部分もあります｡また、言葉の場合「あーーーーーー」と「かーーーーー」は「ーーーー」の部分は同じです。　

以上、音の三要素を簡単に述べましたが、録音する場合この概念を持っているのと持っていないのでは、その理解において大きな差になります｡
３．音の速さ

　音には当然その速さがあります｡通常１秒間に３４４ｍです。（温度によっても少し違いますが）　音が出た場所から３４４ｍ離れたところにいると１秒後に聞こえます｡昔は陸上競技のスタートのピストルの所に黒い板を置いて、その煙を見て、ゴールのところの計時係がストップウオッチをスタートさせていました｡１００ｍ走だと約0.3秒狂ってくるのです｡もちろん最近は電気的な計時をしていますので、こんな事はしません｡

　録音のときに音の速さが問題になる場合があります｡マイクを違う位置に立てたときです。例えば、オーケストラの前方数メートルのところにメインマイクをたて、ソリストのすぐ近くに（オンマイクで）補助マイクを立てた場合、おそらくメインマイクの音より、20〜30ミリ秒ほどソリストの音が早く聞こえます｡マイクのコードが補助マイクの方が長いと、遅れるんじゃないかという、単純な疑問もあると思いますが、音速に比べてコードの中の信号の速さはそれと比較できないくらい速いのです｡　
　補助マイクのレベルにもよりますが、これではソリストの音だけが飛び出たような不自然な録音になってしまいます（大きさの問題だけではありません）。そのようなマイクの音はむしろ５〜１０ミリ秒程度遅いくらいが自然に聞こえます｡この場合は、ソロのマイクに「ディレイ」をかけます｡「ディレイ」とは音の遅延装置で、どの程度遅らせるか調節できるようになっている機械です。どの程度遅らせるかの計算式は、（メインと補助のマイク距離の差）÷３４４です｡(単位は秒。1０００ミリ秒＝１秒)。

　ミリ秒などという細かい話をしていますが、ステレオ音響装置に関しては、結構これが大きな話なのです。ステレオ装置でモノラルの音を単純に鳴らしても、音は真中に定位して、まさにモノラルのままですが、例えば右の音だけに15〜30ミリ秒ほどディレイをかけたとすると、左の音が早く聞こえ、左右同じ大きさなのに左側に寄った定位で聞こえてきます｡これを音の先行効果といいます｡この原理を利用して擬似ステレオを作り出す方法もあるくらいです。いずれにしても、数ミリ秒、数十ミリ秒もあなどれないという事です。
　しかし、これはほとんどプロの現場の話ですから、一般の人が録音するときにそう神経質になる事はないと思いますが、でも、このようなマイクの使い方をしたときになんか変だなと思ったら、思い出してください｡

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