映像・音響・音楽の部屋 -2ページ目

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弦振動とギターチューニング

　弦の両端は固定されているので、弦を伝わる波は固定反射され、両端は節となります。

　弦振動の振動数(周波数)は、弦を引っ張る張力と弦の長さで決まります。

　弦振動の振動数は張力が同じ場合、弦の長さに反比例します。弦の長さが半分になると振動数が２倍、つまり１オクターブ上の音が出ます。つまり開放弦の１オクターブ上の音を出す12フレットは、ブリッジとナットのちょうど真ん中辺りにあるはずです。
　弦の長さと音の関係を表すと下図のようになります。

　ただこれは、純正音程と波形で説明した純正音程になります。
　普通のギターのフレット間は、フレット番号が進むにつれて、だんだん狭くなっていきます。これは、ギターが十二平均律で調整された楽器であるということです。
　ちなみにギターを純正律で作るとフレット間は下図のようになります。

　上で説明したようにギターのフレットは十二平均律で計算されているので、６本の弦の調律を合わせていればどこのＣを引いても同じになる理屈です。しかし実際には、フレットを押さえることによって張力が変動しますし、弦の種類（ライトゲージやミディアムゲージなど）を変えると張力の変動の仕方も変わってきます。なのでギターのチューニングは、耳で聞いてギター・弦・曲に合わせることが必要です。

余談：ハーモニクスについて
弦に軽く触れることにより、その部分を節とした倍音振動を起こす奏法。フラジトレット奏法ともいいます。ハーモニクスは倍音を起こすので純正音程です。なので２倍音であるオクターブ（１２フレット）のハーモニクス音以外は、十二平均律であるフレットを押さえた音とは協和しません。

純正音程と波形

純正音程と波形

純正律・・・純正音程（２音の振動数比が単純な整数比で協和する音程）によって音階を構成する方法のこと。
純正音程の振動数の比率

　Ｃdur（ハ長調）の純正律による音階の振動数の比率は

となります。

　純正律は、音階のⅡ・Ⅶ音以外の音が主音に対して純正な協和音程になっているので、下記の十二平均律よりきれいな響きで聞こえます。ただ上の表を見て分かるように、Ｃ・Ｄ間の比は８：９でＤ・Ｅ間の比は９：10と、同じ長２度でも比率が変わってきます。これにより、ある調の純正律で調律された楽器は、他の調で演奏すると音がだいぶ変わってしまうという欠点があります。

十二平均律・・・１オクターブの１２の半音の振動数比をすべて同じにして調律する方法。

　その比率は、１２回かけると２になる数。

となります。これは無理数なので、８度以外はどの音程も完全に協和した純正な音程にはなりません。ただ十二平均律は、どの調を演奏しても不協和の度合いが少なくてすみます。

純正律と十二平均律の比率を少数で比較してみると以下のとおりになります。

　では何故２音の振動数比が有理数のほうが協和して聞こえるか考えてみます。
　下のグラフは400Ｈｚ（緑）と500Ｈｚ（紫）のｓｉｎ波です。

　白線は波と波が重なり合った時から、再度重なり合うまでの時間を示しています。それぞれの波の振動数を見てみると400Ｈｚは４回、500Ｈｚは５回振動しています（つまり白線間は1/100秒を表します）。

　今度はこの二つの音を同時に鳴らした時の波をグラフで表します（Ｙ軸方向に二つの波を足します）。
　すると下のグラフのような波になります。

　これはどういうことかというと、波の形は変わりましたが白線間を１周期とする波になりました。もちろん400Ｈｚと500Ｈｚの音も聞こえますが、その中に音色の違う100Ｈｚの音も響くということです（純正なＣとＥの長３度の響きにはＣの２オクターブ下のＣも含まれるいうことになります）。
　これに倍音（※下で説明します）などの要素も含まれることによって、響きとなりハーモニーが生まれるわけです。なので振動数が整数比に近いほど響きはきれいになるということです。

　参考に2000Ｈｚと2500Ｈｚ（４：５）の純音を流すことにより500Ｈｚが聞こえるのを確かめてみて下さい。（パソコンのスピーカーによっては聞こえないかもしれません）

　↓クリック

　聞こえたでしょうか？
　派生する500Ｈｚは、最後に出したｓｉｎ波の500Ｈｚと波形が異なるので音色は少し違って聞こえます。
　わかりにくい人は2000Ｈｚの音を聞いていて、その後の複合音になった時に聞いていた音より低い音が混じってることを意識してみて下さい。

※倍音・・・音を発すると、その音の振動数の整数倍の音が自然に発生します。例えば100Hzの音を発すると、200Hz、300Hz、400Hz･･･とそれぞれの音が発生します。この時、元の100Hzを基といい、発生する200Hz、300Hz、400Hz･･･の音を倍音といいます。

ハイビジョン（その３）　ゲーム機と映像出力

ハイビジョン（その３）

ゲーム機と映像出力

　プレイステーション３やＸｂｏｘ３６０はハイビジョン（ＨＤ）対応となっています。
　しかしプレイステーション３やＸｂｏｘ３６０の映像をＨＤ対応のＴＶで映しても、接続の仕方によってはＨＤ画質で見ることができません。

映像の出力信号について

－コンポジット信号－
Ｙ（輝度信号）とＣ（色信号）、さらに同期信号を一つに複合した信号。

一つにまとめているので、ケーブル１本で出力することができます。
ＮＴＳＣ信号をコンポジットで出力しているのが、ＡＶコードの黄色の端子です。

－Ｓビデオ信号－

Ｓはセパレート（separate）の略。
Ｙ（輝度信号）とＣ（色信号）を分離して伝送します。（同期信号はＹ信号に含みます）これにより、コンポジット信号で起こるクロスカラーやドット妨害が起き難くなります。

－コンポーネント信号－
Ｙ（輝度信号）とＣ（色信号）を分離して、さらにＣをＢ－Ｙ色差信号Ｃｂ(Ｐｂ)とＲ－Ｙ色差信号Ｃｒ(Ｐｒ)に分けて伝送します。これにより、色のムラやにじみを抑えられます。

－ＲＧＢ信号－
光の三原色である赤、緑、青を別々に伝送します。
一般的なものは、パソコンの映像出力で、シュリンク端子か５ＢＮＣでつなぎ、Ｒ(赤)Ｇ(緑)Ｂ(青)Ｈ(水平同期)Ｖ(垂直同期)の５つの信号を伝送します。

端子について

写真上段左から　ＲＣＡ、ＢＮＣ、Ｓ端子、シュリンクＤ－ｓｕｂ１５ピン
写真下段左から　コンポーネント端子、Ｄ端子、ＨＤＭＩ
上段はオス、下段はメスの写真です。

－ＲＣＡ－
ピンとも呼びます。端子部分の名前なので、音声ケーブルでも同じ呼び方をします。

－ＢＮＣ－
映像用ケーブルの端子。
コンポジット信号（１本）、コンポーネント信号（３本）、ＲＧＢ信号（５本）などに使われます。

－Ｓ端子－
Ｓビデオ信号専用の端子。通常のＳ端子のほか、ワイド映像を識別する信号が付加されたＳ１・Ｓ２端子があります。（Ｓ１はスクイーズ、Ｓ２はレターボックス）

－シュリンクＤ－ｓｕｂ１５ピン－
主にパソコンのアナログＲＧＢ出力に使われます。コンポーネント信号を送ることもできます。

－コンポーネント端子－
これは端子の形状の名前ではなく、コンポーネント信号の接続部分のことを指します。ＲＣＡ端子、もしくはＢＮＣ端子を３つ使って接続します。
通常はＮＴＳＣレベルの信号の端子を[Ｙ/Ｃｂ/Ｃｒ]と表示し、ＮＴＳＣレベル以上の映像フォーマット（ハイビジョン等）が使用できる端子を[Ｙ/Ｐｂ/Ｐｒ]と表示することが多いです。

－Ｄ端子－
この端子を通す映像信号はコンポーネント信号です。３本のコンポーネント信号を１つにまとめています。
名前の由来は、端子を縦向きにした形がアルファベットの「Ｄ」に似ているためです。

Ｄ端子にはＤ１～Ｄ５の５つの規格があり、Ｄ１が525i、Ｄ２が525iと525p、Ｄ３が525iと525pと1080i、Ｄ４が525iと525pと1080iと720p、Ｄ５が525iと525pと1080iと720pと1080pにそれぞれ対応しています。

－ＨＤＭＩ端子－
High Definition Multimedia Interface の略。
ＲＣＡ、ＢＮＣ、Ｓ端子、Ｄ端子などがアナログ伝送だったのに対し、ＨＤＭＩはデジタル伝送です。さらに音声も同時に伝送できます。

　さて本題に戻りますが、HDはコンポジット信号やＳビデオ信号では伝送できず、コンポーネント信号で伝送します。
　つまりハイビジョン画質と言うのはコンポジット端子（３本のＲＣＡもしくは３本のＢＮＣ）、Ｄ端子（Ｄ３～Ｄ５）、シュリンク端子、ＨＤＭＩ端子のどれかでないと映りません。
　ただプレイステーション３やＸｂｏｘ３６０なんかにも従来どおりのコンポジットでの出力ケーブルがありますが、これを通して出力した場合は信号がＮＴＳＣにダウンされています。

　したがって、ＨＤ対応のＴＶにＨＤ対応機器を映しても、コンポーネントで繋いでいないとＨＤ画質で見れていないということです。

　逆に言うと、ＷｉｉをＤ端子でＴＶに繋ぐことはできますが、Ｗｉｉ本体がＨＤに対応していないためＨＤの高画質では見れません。

－ＰＳ３用ケーブル－

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