DTM

音楽班紹介Ⅳ~回路と音楽「PWM」~


こんにちは(´・ω・`)

なんか久しぶりの投稿でかつ音楽班としての投稿となり、へんな気分です。

実は僕は中高の部活でずっと電子回路を相手に遊んでました。

じゃ、なんでKCSって感じですが、その流れでどうしても回路がらみな考えが好きなんですよ。

で、今回は『回路と音楽』というお題ですこし書かせていただきたいと思います。

想像なんですが、みなさんが音楽について考えるときって、きっとまず回路とかのことについては考えないですよね。でも、実際にはオーケストラとかレコードで音楽を聞くときでもない限りは回路がそこに静々とそこに存在して、もぉ必死に頑張ってくれてるんですね。(´ω`)

この音楽班紹介Ⅱでもあったアンプとかあそこら辺の話はもろに回路ですね。スピーカとかも回路っちゃ回路ですがここらへんは機会的な要素が強いかも・・・。

音楽と回路の関係を話す上で一番重要なことは何なのか。さっき風呂入って5分くらい考えて見たんですが。とりあえずこれですかね。

D/A変換(ディジタルアナログ変換)

音楽機器でアンプあたりにお金かけようとし始めた人なんかはDACという字とか見覚えないですか。コレ、Digital to Analog Converter(ディジタルアナログ変換器)の略なんですねぇ、やった。

じゃ、これなんだと。

要はですね。普通、音楽データって結局はの集まりディジタルデータなんですね。けど、実際の音楽は空気の音圧の変化の波形、アナログなんですね。

例を見てみましょう。

もしD/A変換がなかったらどうなっていたでしょうか。

パソコンのピンで出力することのできる電圧は通常そのCPUの電源電圧マイコンだと5Vとか3.3Vとか)くらいとGNDつまりは0V。その2種しかありません。この電圧だけで表せる波形は、そう矩形波しかありません。

ディジタルだけで音楽

や~、いいですよ矩形波。もう最近言われなくなったピコピコっていうのはコイツが原因の一端ですね。パソコン的に超扱いやすい。だって自前でなんの回路の力も借りずに表現できますから。僕なんかが音作るときは主に矩形波くんに大活躍して頂きます。

まぁ、それはさておき。でも、自分の聞ける音楽が矩形波だけじゃもの足りないっていうか多様性もクソもありませんよね。じゃ、何がしたいのかって言うと例えば「あ」って言ってみた

こんな波形ですかね。さっきの矩形波に比べるとだいぶ複雑。ちなみに僕が「あ」って言っただけです。

こんな波形を表現するにはもうお分かりでしょうが、パソコンのCPUちゃんのピン、通称お御足では無理な訳ですね。

じゃ、どうすんのよと。

ここでD/A変換です。

ここでは主な方法として1つ紹介しますね。

PWM(Pulse Width Modulation)

なんか難しそ~うな単語ですが、多分D/A変換って言ったらコレってレベルの代物。特徴としてCPUのピン一個でアナログを表現できます。

要はこのPWMさっき説明した矩形波の一種にあたると思います。ただ、矩形波の形を少し工夫したんですね。

PWMは日本語でパルス幅変調というもので、表したいアナログの値0.2とか0.7とか1と0ともつかないものを「幅」というもので表そうとしているということ。

パッととりあえず図を示すと以下のような感じになります。pwm

上が表したい波だとして、下のような矩形波を出力します。少し見づらいかもなので拡大したものが次。pwm2

拡大してみるとちゃんと矩形波だってわかるでしょ。ただ形がちょっと変です。どう変かというと実はこの矩形波電源電圧)とGND)の時間が等しくありません。

なんとな~くでいいので、上のグラフで値が大きいと下で1にいる割合が多くて、小さいと0にいる割合が多いのがわかります?

普通、矩形波というと例えば周期10Hzとしましょう。すると波長は100msとなっての時間が50ms、の時間が50msと同じだけの時間出力されます。しかし、PWMで使うそれは異なります。PWMでは次のように1を出力する時間T1を決めます。

\begin{aligned}
T_1 = value * T_{pwm}
\end{aligned}
\begin{aligned}
ただし、T_{pwm}はpwm波形一個分の時間、valueは0~1までの表したい値
\end{aligned}

ここで、また例を考えてみたいと思います。

電源電圧を1V、Tpwmを10msとして考えましょう。一つのピンから0.2Vの電圧を出力したいとします。このときこれをPWMで表すとどうなるか上の式を使って考えるとT1は0.2*10msで2msとわかりますね。つまり、1Vを2ms、0Vを8ms流すような波形を出力し続ければいいわけです。pwm0,2

こんな感じ。これで0.2Vを出力していることと等価になります。

これ、どゆことかと言うとPWMをコンデンサなどの素子で平滑化、有り体に言えば平均みたいなもんを取れば0.2になってますよね。そうなるように定義してるので当たり前なんですが・・・。

今回の例では0.2Vと一つのアナログの値でしたがコレを次は0.22、その次は0.25・・・みたいに次々とやって行けばpwmこれが出来上がるわけです。ただお察しの通りPWM波形一個分の時間がそのまま分解能となってしまうのが注意です。

これまた例を上げると。Tpwmを10msとしたらもちろん上のSIN波も10msごとに区切った飛び飛びの値しか表現されません。

さらに言うと、もし0~1の値を0.01単位で表したいとするとTpwmが10msなら0.1ms単位での操作が要求されます。0.1msくらいならパソコン的には超余裕ですが、これがTpwmがもっと短くなり、0.01より細かい単位で値を表したいとするとその細かさに比例して要求される操作の単位時間が短くなります。まぁ、最近のパソコンならこういう話も滅多なことがない限り気にかける必要はないですけどね。ただし、マイコンなどのより低級な処理媒体の場合ココらへんは要チェックとなります。

で、どうでしょう。みなさんのD/A変換の理解への一助になっていれば幸いです。結局、信号処理的な話で「あれ、音楽関係あんのかなぁ」なんて感じですけど、今度音楽を聞くときにこのD/A変換のことを思い出してください。興奮できます。

 

音楽班紹介Ⅲ ~今年から本格始動します!~

こんにちは!第3回目の音楽班紹介となります。毎日更新企画ということで、初投稿ですが、記事を書かせていただきます。

まず、音楽班って何?ってところから書きたいと思います。もともと音楽班は、約2年ほど前(2014年の6月くらい)に、KCS内で作曲に興味がある人が集まって音楽勉強会を開いたのがその始まりです。初期の頃は、月1,2回ほどKCSの部室に集まって、音楽理論や楽器の種類、作曲ソフトの使い方などをメンバーが互いに調べて、解説をしていました。それからは不定期ながらも曲を作って、皆の意見を聞き、次作る曲の参考にするという活動を繰り返し行っています。テーマや課題を決めて次回の勉強会までに完成させよう!といった企画も音楽班の中で行われます。

音楽班が結成されてしばらくは、細々と勉強会を開くだけでしたが、新しくメンバーが加入し、やがて様々な企画がなされるようになって、もっと音楽班のことを知ってほしい!ということで遂に今年度から正式な班として活動をしていこうという風になりました。

以上が、音楽班について簡単な説明となります。まあ実際はKCS内でも密かに結成されたグループですので、KCSの部員の中でも、存在を知っている人はそんなに多くないのでは、と感じています(笑)。また、KCS全体を通して音楽班が特別目立った、ということはないです・・・。ないですが、個性的なグループとして現在活動しています。

だからこそ、こうやって皆さんに認知してもらえるような機会ができて感謝しています。それを粋に感じて、これからはKCS音楽班をもっと活性化させていこうという所存です。

新入生の皆さんで(もちろん在学生の方もOKです)、KCSひいては音楽班に興味がある方は、ぜひコンタクトを取ってくださると嬉しいです。新歓も来てくださいね!新入生作曲体験会もあるのでよろしくお願いします!

音楽班紹介Ⅰ ~お題をもとに皆が作曲しあう~

こんにちは!KCS音楽班のGMAです。

突然ですが今日から数日間、音楽班の紹介も兼ねて、音楽班メンバーで毎日記事を書いていこうと思います。宜しくお願いします。

第一回となる今回は、音楽班の課題曲企画についてお話ししたいと思います。音楽班では勉強会や編曲大会など様々な企画を班内で行ってきましたが、その中でもこれまで数回行ってきた、各自が与えられたテーマをもとに作曲を行うという課題曲企画が非常に印象に残る企画でした。

こちらの曲は昨年2015年の1月に行った課題曲企画において僕が作曲した、息吹という曲です。

この時の課題は「全員の共通テーマ」+「各自に与えられた、技術的、音楽的課題」の2つを同時にクリアするというもので、共通テーマは「広大な草原のBGM」、僕の他の課題は「異なる種類の音でユニゾン1フレーズ以上(オクターブ違い可)」、「3連符等、様々な音価を意識的に取り入れる」、「木管楽器のソロもしくはソリを一ヶ所以上入れる」といったものでした。

ユニゾンというのは複数の楽器や人で同じ旋律を演奏したり歌ったりすること、音価は音の長さ、ソロは一人で演奏すること、ソリはその複数形で、あるパートのみが演奏することなどをいいますが、上の曲ではこれらの課題を草原にそよぐ息吹のイメージに乗せてみました。具体的には曲の主題となる旋律の一部をピッコロとフルートのユニゾンにしたり、一番冒頭は(打楽器は入れていますが)、ピッコロのソロとなっています。

音楽班は大学から本格的に作曲を始めたメンバーが多いこともあり、課題曲企画の際は、皆慣れないことに挑戦することになります。毎回、新しい表現の手法や今まで使用したことのない楽器の特徴を学ぶいい機会になるので、なかなか有意義な企画となっています。

それでは、今日はこのくらいで。明日の記事更新もお楽しみに!

KCS音楽班です!

こんにちは、KCSの音楽班のGMAです!

スクリーンショット (67)

KCSでは、一昨年の秋よりDTM(デスクトップミュージック、PCを用いた作曲のこと)を中心として勉強や作曲を行う、音楽班としての活動もひそかに部室で行っていましたが、2016年度からは満を持して積極的に対外的活動を行っていこうということになりました。その第一弾として、ここでは活動や楽曲についてご紹介します!

KCSの音楽班では、普段は各自勉強したことを教える勉強会を開いたり、各自ポップスやロック、テクノやクラシック、ジャズなど自分の好きなジャンルの曲を作ったりしています。時々、共通のお題を出しそれぞれがそのテーマに基づいた曲を作るといったこともしており、また、一部の矢上祭/三田祭出展のゲーム用の作曲も行っています。

折角なので、幾つか活動から生まれた曲について、最近の曲を中心にほんの少しだけご紹介します。

 

こちらは僕が作曲した、昨年の三田祭に出展した3D脱出ゲームの1人用モードの楽曲です。少し不気味さも感じさせる密室空間からの脱出をするゲームですので、静けさと不気味さ、神秘的な感じをミックスしたような雰囲気になっています。タイトルは曲の雰囲気からなんとなく命名。(なお、ゲーム自体はクリスタルと一切関係ありません。)

 


 

こちら2曲は星のカービィの「グリーングリーンズ」の編曲をするという音楽班内の企画で生まれた曲で、アレンジャーは上がKew、下がタキグチです。それぞれが得意なジャンルでアレンジをしています。2016年度もこのような編曲企画は行う予定です。

 

2016年度からSOUND CLOUDを始めました!
以下にもここには書いていない楽曲をアップしています!
SOUND CLOUD : Computer Society公式アカウント

 

このように音楽班では色々な企画を通して作曲などを行っています。これからも定期的にこのホームページで活動や楽曲の紹介を行っていきますので、どうぞお楽しみに!

また、2016年度は新入部員向けに作曲体験会を行う予定です。興味のある新1年生の方は音楽班に来てみてくださいね!

それではまた!
 

(4/6追記)
音楽班紹介記事へのリンクです!ぜひ見てみてくださいね!

音楽班紹介Ⅰ ~お題をもとに皆が作曲しあう~
音楽班紹介Ⅱ ~音楽を聴く環境について~
音楽班紹介Ⅲ ~今年から本格始動します!~
音楽班紹介Ⅳ ~回路と音楽「PWM」~
音楽班紹介Ⅴ ~DTMと制作環境~
音楽班紹介Ⅵ ~矢上祭、三田祭での活動~
音楽班紹介Ⅶ ~楽器の経験は作曲に必要か?~

音作りのポイント part3

最後の記事となりました。

 

(3)エフェクトは重複させると一つではできなかった効果を得ることが出来る

コンプレッサーを複数個分けて使うと効果があるというのを聞いたことがあって、それから発想を得ました。コンプレッサーはリリースだけ変化させた2,3個使うと結構いい感じになります(テキトー)。

基本何でも重複させると、それだけきめ細かく音作りが出来ると思います。ちまちまと数個のパラメーターを変化させると必ず良い組み合わせが見つかります。

特にリバーブを複数重ねるのは欠かせません。オルガンの音作りの際、望みの残響を目指して、studio one のリバーブを6個かけました。今まで自分は一つのエフェクターだけで悩んでいたのですが、パソコンのスペックがあるなら何も躊躇するものはありません。

 

注意

ただし、調理においてやってはいけないことがあります。それは音楽全体をオートミールにしないことです。とても難しいことですが、明確な音のイメージを持ち、音を良くきいて、あるときは冷静になったり、少し耳を休ませたり、日を変えたりして判断しましょう。自分は音作りが好きな分、個人的に気をつけなければならないことだと痛感していまして・・・がんばります

個人的にミックスをするときに気をつけていることはいろんな周波数を耳で走査していろんなトラックの音量を小さくしていくことです。音が聞き取れるか、聞き取れないか基準としてそこから音量を上げるのが理にかなっていると思っているからです。

普通に作っているだけだと、これじゃ音が大きい!ということに気づけないことが多いです。ミックスをするときに、音が大きくなるほど感覚は鈍くなり音が小さくなれば感覚が鋭くなる(=小さな音でも聞こえる)ということが言えると思います。根拠を探せば、ヴェーバー‐フェヒナーの法則とかマスキングとかになるんじゃないでしょうか。大きい音ははっきり聴こえても、音が大きいことには気づきにくいのだとおもいます。逆に、ためしに一つのトラックの音量をいじってみて、音を小さくしても、まだ聴き取れる場合がほとんどです。ミックスはわからないことだらけですが、そのことについてはまた別の記事に書こうかなと思います。

 

まとめ

一番やりやすい音作り(ごまかし)は異なる種類の楽器を使ってあわせる手法。EQはその時の強力な助っ人になります。

音作りのポイント part2

Qchanです。音作りのポイントpart2です。

自分で勝手に命名しただけですが、

料理のポイント

(1)ホワイトノイズをEQかけて使う。

(2)似たような楽器にエフェクトをかけて混ぜる。

(3)エフェクトは同じものを複数個に分ける

というのでpart1では(1)ホワイトノイズをEQかけて使うことを紹介しました。今回はその続きです。

 

参考曲 Heart-quake

soundcloud qchan-squid

 

(2)似たような楽器を使って料理をする

簡単に言えば、いろんな音の良いところだったりをあわせることで、音のバランスを整えていくことが出来るということです。

エフェクトは別にして、「この音のここがいいな」とか思う楽器が存在していれば、とりあえずやることは簡単に決まるというのが一番の利点です。そして、いくらでも材料はあるということ!

とりあえず、似た楽器で攻めて行くことにして、strato guitar や acoustic guitar にアンプとかディストーションをいっぱい入れて本物っぽくしました。リアルな経験がなく苦戦しましたが。

 

gtr fx左から、strato, acoustic, distorted のエフェクトです

acoustic guitar

ディストーションをかけるとソロのギターに適した感じになりました。以下、上のファイルがエフェクト無し、下がこれらエフェクトを全部入れたものです。


 

distorted guitar

ディストーションをわずかに入れると音色が深くなり好みになりました。特に和音になったときにひずみが増すので、少しでもディストーションを入れとかないと和音が薄くなってしまいます。音楽班の仲間からEQで中音域を削るといいときいたので、ノイズとバランスよくなるように調節しています。


 

strato guitar

本物っぽくなったけど、そのままだと重すぎて高音がほぼ全部マスクされてしまいます。今回はEQで低音を大きくカットしています。


 


以上の音で、メインにdistorted guitar をおいて、strato guitarとあわせた音が下のファイルです。

 

似た楽器をいじってみても思い通りの音にはならないことも多いですが、一工夫すれば別の用途に使えます。許容範囲内であれば、聴こえないくらいにボリューム小さくして入れておいてもいいかもしれません(小さく混ぜておくのは、ノイズのもとになったり、音の嫌なところを隠してくれるかもしれないため。そこは完成前に判断することです)。まあ、無駄ではなく個性的な音が出来たと思ってお料理を楽しみましょう。上のacousticは和音ではうまく使えませんでしたが、入れておくと深いコクとなめらかさがでてきます。なぜなのかは今後の課題です。

 

EQ guitar

参考としてだいたい上図周波数でEQはかけました。

注意点としてはEQをかけてカットする部分はなるべく同じ周波数にするほど音色が明快になります。2個以上の楽器を主な素材としてあわせるなら必須です。でないとEQかけてひずみとかを削減した意味が薄れてしまいます(特に3kHz)。

好みですがノイズのような隠し味にも周波数を重ねるのは有効かなと思います。ちなみにマスキングの関係でカットする周波数が倍音関係になっていれば理解のしやすい音になります。どちらが良いか自分では判断つかず、とりあえず、主原料ごとに3kHz以外は若干ばらけさせてます。だってマスクされてないじゃん。もったいないよ

 

最終的な音

noise  + strato guitar + distorted guitar + acoustic guitar(失敗作)

 

 

次回は

(3)エフェクトは重複させると深い音になる

もう重複したエフェクトの音をすでに使っちゃってるし、最終的な音もわかっちゃったわけですが、一応、次回で少しお話します。

そして、最後に気をつけなければならない大事なポイントです。

 

 

音作りのポイント part1

参考曲 Heart-quake

soundcloud qchan-squid

 

(1)ホワイトノイズを使う

ノイズなんて邪魔でしょと思われがちでしょうが、あなどるなかれ。ノイズは人間にとって親しみやすいものだと思います。フルートには少し息を吹くことのノイズが入りますし、雨の音とか、打撃音にもノイズは沢山入っています。外乱などではなく、必然の音でしょうが、電子音にとっては非常に複雑で把握(計算)することの出来ない”ノイズ”なのです。ホワイトノイズを使って代用しようというのがもともとの発想です。

this is it s2

縦軸時間、横軸周波数の図。

まずは目標となる音を見つけて分析します。これは staind – “this is it” をスペクトログラムで見たものです。中央から上側のなんだか良くわからない音の密集したところがサビの部分です。そこでは3~5kHzのところでノイズのようなものが目立ちます。ここでホワイトノイズを使用してごまかせば何とかなりそうです。

下側はサビの後の最後でギターとベースが音を伸ばすところです。全体としては低音が強いということ、音に揺らぎがあることと、周波数では上が7kHzまでときっちり分かれているのがわかります。

また緑色で印をつけましたが、4~4.3kHz程度のところで色が黒く(=音が少ない)、大体3khzぐらいまでかな、と思い音作りに入ります。

細かい調整は実際の音聞いてやります。分析結果を参考に好みの音にしていきます。これはあくまでノイズなので目立つ音(要らない音)はどんどん消していきます。ノイズ自体の音量も出来るだけ小さくします。結果、下図のようになり、studio one のエフェクトだと安定して出ない高周波数の音を補う感じになりました。微妙な音はマスキングで消えますが、ホワイトノイズはランダムで音の大きさが上下するので、うまくいけばこえる”瞬間”があるように感じます。こんな感じで深みを出せるのがノイズの良いところです。2.4kHzはお好みで入れました(味付けしすぎに注意)。ノイズはいろんなところで発生する自然な音なのです(笑)

white noise EQ

その音

意外とうるさくない?!気もします。後ほどあわせた音を紹介します

 

次回は、

(2)似たような楽器を使って料理をする

です。

 

KCS 作曲 音楽

はじめまして。こんにちは。

主に作曲をやりたいと思っているQchanです。

記事を書くようすすめられたので簡単な活動報告をさせていただきます。

 

KCS音楽班の勝手な紹介(あくまで個人的に)

メンバーは今のところ11人。KCSで作曲をしていて、私が曲を聴いたことがある人は5人(私を入れると6人)ですが、みんな良い個性を持っていて、KCSで扱う音楽のジャンルは幅広いです。

定期的な活動としては、音楽勉強会という音楽のネタを勉強し共有するものがあります。今のところ年に4,5回くらいを目安に、講義や作曲したものの発表、みんなで決めた課題の製作をしています。

何よりすごいところが、曲をLINEに投下すれば、アドバイスがいただけるという、素晴らしい環境です。

答えのない音楽へ、音楽を作る人からのアドバイスは一生かけがえのないものになると確信しています。

作曲した音楽がどんなになったかで心を通じたコミュニケーションが行われているんですねー

 

さて、先日、Heart-quake : Quake of Reminiscence という曲を製作しました。だいたい曲名は遊び半分でつけてます。

経験が浅く、まともに曲が作れませんが、音作りに関しての方法のうち、エフェクト系をつかったものがあるので、その紹介をしようと思います。

ギターのひずんだ叫びがなければ、ドラマチックにはならないだろうなと思い、ギターの音作りをすることに。

アンプつけたりエフェクトかけたエレキギターはまったくさわったことがないので、カッコいいギターの音を分析してまねをします。

 

Heart-quakeは下のリンクをクリックすればsoundcloudページできけます。

soundcloud qchan-squid

 

使用

studio one 2 artist

初音ミクV3 original, soft

sound font

音源は、ほぼstudio one instruments vol.1 を使用しています。

 

料理のポイント

(1)ホワイトノイズをEQかけて使う。

(2)似たような楽器にエフェクトをかけて混ぜる。

(3)エフェクトは同じものを複数個に分ける

 

次の記事で音作りのポイントについて詳しく紹介していきます。