USB Type-C DP alt Modeでマルチ画面出力を考える

USB Type-C 1本でどこまでの事が出来るのだろうか？と市販品を購入し試した結果、どうやらWindowsであれば複数のディスプレイに出力が可能ということが分かりました。その顛末をなんとなくまとめた記事です。

当初は、漠然とUSB Type-C DP alt Mode + PD電源供給環境を求めていました。机上にUSB Type-Cが1本だけ出ており、そこにノートPCをつないでHDMI出力や電源供給など様々な要求を達成する構想です。安価なモデルとしてあるADTEC APD-V074AC2Hは給電能力が65Wでこれでは起動中のパナソニックのノートPCへ電源供給ができないため選考落ちしました。実際に2台買って試験をしてみましたが、起動中に充電が機能しないのでは問題外ですので、PD電源供給は100Wが最低ラインと分かりました。

ADTEC APD-V074AC2H。USB Type-C DP alt Modeで4K 30Pまでの出力が可能。安価で良いが給電能力の低さが問題となった

他のType-Cドックが無いものかと探していたところ、別件で3画面マルチを組みたいと相談を受け、DisplayPortで接続すると4画面までデイジーチェーンが可能らしいですよと情報をもらいました。試しに、HPのミニPCのDisplayPort出力でHPのモニタ3台をDPデイジーチェーンでつないだところ、問題なく画面が出力されました。(HDMI → DisplayPort変換はNG)これはどういう仕組みなのか・・・と調べたところ、DisplayPortにはマルチストリームトランスポート(MST)機能があることが分かりました。これはグラフィックスカード(ビデオボード)依存ではあるものの、決まった帯域幅の中であればDisplayPort 1本でデイジーチェーン(モニタに専用の出力ポートがある)またはスプリット(DisplayPort 1 in to n out製品がある)でマルチ画面の構成が可能なのです。※但し、DP MSTはMac非対応でセカンドモニタ以降はミラーリング扱いとなるようです。

DisplayPortにマルチ画面対応のMSTがあるならば、USB Type-Cコネクタの別レーンを使いDisplayPortを出力するDP alt Modeでもその機能は引き継がれるはずだ！と思いあたり対応製品を探すことにしました。

こちらが求める仕様要求は以下です。

• USB Type-C PD 100Wの電源供給
• USB Type-C DP alt Modeで2画面構成
• ついでにイーサネットのRJ45
• USB HUB機能

それでは行ってみましょう。

j5create USB Type-C ドック デュアル
Type-C 140W給電、DP alt ModeでHDMI 4K60p 1画面+HDMI Trigger 6 External Graphics 1画面出力で4K30p、電源供給は別途Type-C

残念！！セカンドモニタはUSBディスプレイ

こちらが求めるものはディスプレイアダプタがひとつとして認識するもの

j5createの製品は一見良さそうに見えましたが、HDMI出力2つのうち、1つがUSBディスプレイでした。USBディスプレイはDisplayLinkが有名ですがこれはTrigger 6 External Graphicsというもので別途ドライバを必要とするディスプレイ出力です。DisplayLink同様、ドライバはオンラインのWindowsであれば自動で当たる様でした。うーん、残念！給電が別途必要ということも後々面倒だなと思うようになりました。何せ、100W以上を供給可能なUSB Type-C PD給電機が高価なのです。(本体や他のUSBポートでも電源を使う為、140Wくらいの電源供給が必要となる)

次！！

Anker Prime ドッキングステーションA83B65A1
Type-C 100W給電、DP alt Modeで4K60p HDMI×2画面出力、AC直出し

はい、大正解です！

• USB Type-C PD 100Wの電源供給
• USB Type-C DP alt Modeで2画面構成
• イーサネットのRJ45
• USB HUB機能
• AC電源直結

文句ありません。もうこれでいいや、と思いました。前面に電源供給のみを行えるUSBポートがあることもGoodです。現在5台を運用中です。

まてよ・・・2画面があるのなら、3画面もあるのでは・・・？？と探してみると・・・

UGREEN Revodok Pro 314

Type-C 100W給電、DP alt ModeでHDMI×2（最大4K@60Hz）、DP×1（最大8K@30Hz/4K@120Hz）の3画面出力、ACアダプタ接続

あった！！！！！！！！ディスプレイアダプタ1に対して3画面出力です！！凄いな・・・。これ、3画面っていってますが、ノートPCの画面を含めると合計4画面ですからね。

※購入はしていませんがAnkerにも同様に3画面出力が可能な製品がありましたが、そちらは商品説明に3画面目はDisplayLinkと記載されていました。書いておいてくれるのはありがたいですね。

「デスクトップを1と2に複製する」ではディスプレイは2つしか認識していないが・・・

「デスクトップをこのディスプレイに拡張する」を実行するとノートPCのモニタを含め4画面認識する。この際、ディスプレイアダプタは1、つまりグラフィックカードのみで4画面出力を行っている

仕様は以下です。

• USB Type-C PD 100Wの電源供給
• USB Type-C DP alt Modeで3画面構成
• イーサネットのRJ45
• USB HUB機能
• ACアダプタ電源供給

探せばあるもんなんですね・・・。以上の話は冒頭の通り、DisplayPort MST機能を知らなければ考えに至りませんでした。ここまでの機能をUSB Type-Cワンケーブルに載せる怖さはありますが「この使い方が当たり前の人らがお客さんとなる」事を念頭に置かなければなりません。

ついていくのが大変な世界になってきましたね・・・。あと、PDとDPって紛らわしいな。

パナソニック明るさセンサ付ハンディホーム保安灯を施工した話

防災用にいつか使ってみたかったパナソニックの明るさセンサ付ハンディホーム保安灯を施工してみました。この製品は普段は暗くなると点灯し、停電時に内蔵された蓄電池(このモデルは単三電池)で30分点灯する保安灯です。取り外すと携帯も可能です。

製品案内

公式Webページ：

明るさセンサ付ハンディホーム保安灯 | センサ付きスイッチ | 商品ラインアップ | コスモシリーズワイド21 | スイッチ・コンセント（配線器具） | Panasonic

材料の都合、WTF4088WKの代わりにWTF4088CWK(セラミックホワイト)を選択した

取り付ける壁を用意する

穴を空ける

取り付ける。このコンセントだけが残置されて、ACアダプタが刺さらない！というつぶやきを見たことがある

夜間点灯時は電球色

停電時は白色

取り外した状態

初代保安灯Panasonic WTF4012K。豆電球でニッカドバッテリィ内蔵

実際に使ってみて、これはよく考えたなぁ・・・と感じました。保安灯シリーズはかなり古く、調べると豆電球でニッカドバッテリィ内蔵の頃(WTF4012K)からある模様です。確かにこの手の製品はLEDが台頭するまでは消費電力が非効率で満足いく明るさにならなかったでしょうね。

現在の保安灯は単三電池でLED、20時間連続点灯対応です。

こういう製品のカタログを見るのが好きです。

Xカーブの測定をする

NTi Audio XL2にはシネマメータ測定オプションがあります。試そうにもかなり高額かつ身近でもない為特に詳しく調べていませんでしたが、ふとしたきっかけがありシネマメータの説明書を読むと、実質的な測定を担う「スペクトラムリミットオプション」と測定手順をアシストする「シネマアシスタントオプション」の2つから構成されるとありました。これは、測定だけに限れば「スペクトラムリミットオプション」のみで可能だということです。スペクトラムリミットオプションは既に持っていますのでXカーブ測定を試してみました。尚、シネマアシスタントオプションは単体でも購入が可能です。

Blog内参考記事：

『NTi Audio XL2でトレランスを試す』

NTi Audio XL2 シネマメータオプションのイントロダクション。メイヤーサウンドと共同開発とある。かつては起動時にメイヤーのロゴが表示されたが今はその機能は無くなっているようだ

発表当時の記事。Wayback Machineより引用。

Meyer Sound News : Meyer Sound and NTi Introduce Cinema Meter Option for XL2 Handheld Analyzer

発売当時は表示されたと推測されるMeyer Soundロゴ

Xカーブについては下記に詳しい。いまは昔、アカデミーカーブといふもの有けり(こわい)

超Xカーブ！ - Qiita

Xカーブ測定に必要なトレランスデータはNTiの公式サポートサイトからダウンロードできます。ただ、Multi tone Headroom test用のトレランスデータはダウンロード出来ません。シネマメータ測定オプションは間違いのない手順アシストとトレランスの組み合わせの為、どこかトレランスデータがあるはず・・・まてよ・・・とXL2のファームウェアをテキストエディタで見たら平文で記載されていました。暗号化をしている訳でもありませんし、ここで手順を公開しても別に良いでしょう。

XL2 Support PageにあるXカーブトレランスデータ。ここにシネマメータオプションで使用するトレランスデータのすべてがあるわけではない

XL2のファームウェア。冒頭にトレランスデータっぽい記述がある

1万行あたりに直接トレランスデータが記述されていることが分かる。トレランス周波数範囲は31.5 Hz～16.0 kHz

つまり、XL2 Support PageにあるXカーブトレランスデータはあくまでもスペクトラムリミットオプションを持つ方に参考で提示しているデータであり、XL2シネマメータオプションに内包されているシネマアシスタントオプションは実際はこのファームに直接書かれているトレランスデータを参照している、ということです。なるほどなるほど。

従って、XL2 Support Pageに公開されていないMulti tone Headroom testに必要な「HR_Screen」「HR_LFE」はファームウェアからトレランスデータへ変更することが可能です。(意味があるのかはおいといて・・・こんな事調べた人他にいるのだろうか？)

尚、測定に必要な音源はMR-PRO/MR2 Support Pageに公開されています。

用意できたトレランスデータ

おおまかに、SCREENは音響透過スクリーンの向こう側にあるスピーカで85dB(C)、スクリーンより前にあるサラウンドスピーカはSURRNDで82dB(C)

シートの数によってXカーブの重みが変更され、その区分は30、150、500、1000、1500、2000と規定されている

Multi tone Headroom testに必要な音声データはMR-PRO/MR2 Support Pageに公開されている

準備ができましたのでこれでNTi Audio XL2を使ったXカーブ測定が行えます。

Xカーブ測定用のピンクノイズをシネマプロセッサから各チャンネルに出力します。この際に規定されている出力レベルが-20 dBFSです。規格で目にする-20 dBFS = 85 dB(C)ですね。但し、こちらは音響透過スクリーンの向こう側にあるLCRスピーカの規定で、スクリーンより客席側にあるサラウンドスピーカは合成分をあらかじめ-3 dB差し引き、82 dB(C)と規定されています。

マイクの設置はリファレンスポジションで行います。

※手順はマニュアルに書いてありますのでシネマアシスタントが無くても十分行える範囲です。

注意点として、トレランスデータは1/12octでもFFT + Tolでも使用できるため、下記の組み合わせを守る必要があります。

1.1/12octトレランスモードで1/3octを指定し、31.5 Hz～16.0 kHzの周波数範囲で使用するトレランスデータ

• n_SCREEN_SMPTE202
• n_SURRND_SMPTE202
• LFE_SMPTE202

2.FFT + Tolで使用するトレランスデータ

• HR_LFE
• HR_Screen

準備ができましたらあとは測定をするだけです！

所有していないので比較は出来ていないが、シネマアシスタントを使用しない場合のデメリットとしては分解能1/3 OCTへの切り替え、トレランスカーブの指定、タイムウェイティングの設定などの設定間違いである。シネマ測定時のタイムウェイティングはマニュアルによると｢FAST｣と｢SLOW｣は選択ができないようだ

Multi tone Headroom testはXカーブとは異なり、FFTトレランスで行う。どこまでの設定範囲がトレランスカーブデータに含まれているのか初見では判断できない(表示帯域、送りページ数などが含まれている)

実際の測定状態。キャプチャ用に電気音響のみで接続している

動画。トレランス測定の合否判定が色で分かる

Multi tone Headroom testを行っている画面。システムの歪を測定する為に使用する

以上でNTi Audio XL2でのXカーブ測定は終了ですが、他にもXカーブ測定が可能な手法はありますので紹介します。

AcoustX--win|RTAで行うXカーブ測定。シングルチャンネルであればフリーで試すことが出来る

AcoustX--win|RTA公式ページ

AcoustX--win|RTA

Rational Acoustics Smaartで行えるXカーブ測定

Rational Acoustics SmaartでもXカーブトレランスは標準で備わっています。但し、シート数に応じての減衰は含まれていませんので500シート以外の場合は手動でカーブを作成する必要があります。

 なかなか身近にない映画館の測定。仕事でも定期的にミニシアターの施工や音響調整は携わっていますのでもっと勉強しないとなりませんね。知らないことばかりです・・・。

おまけ

なぜ本記事を書いたかというと、@magicarchtec さんが映画館の音響測定に興味を持ち、規格を調べ調査し、実際に自分で劇場を借りて測定を行う会を実施したからです。

当日、お手伝いで参加してきました。狂気の規格のまとめは以下。これの為にSMPTE会員になったとの事です・・・・・・・。

SMPTEにおける映画音響規格体系・測定①（ST202/RP200） - Qiita

SMPTEにおける映画音響測定② - Qiita

SENNHEISER EW-DPシリーズを使い測定マイクロホンを無線化する

音響計測の効率向上のために測定マイクロホンを無線化する話です。選定した機材はこちら。

SENNHEISER

• EW-DP EK レシーバー
• EW-DP SKP プラグオントランスミッター

かなり小型。日本国内モデルは800MHzとなり、識別名は末尾U1/5

選定条件は以下

• 周波数と位相特性がそこそこ良好
• 遅延時間が一定(TF測定では重要)
• 小型でバッテリィ駆動
• XLR直刺しが可能で48Vのファンタム電源供給が可能

そして・・・他の人も使っている、です。

以前取り上げましたが、ゼンハイザーはかなり良質な無線マイク製品を出しています。

Blog内参考記事: 

『SENNHEISER 2.4GHzワイヤレスマイク Profile Wirelessの紹介』

位相特性と周波数特性。IIRでHPF、LPF。標準では0dBは30～13kHz、RME Babyface ProでEQ補正を行うと緑の値になりこの状態であれば0dBは30Hz～20kHzとなる。30Hz以下のローカット(20Hz 5次HPF)は切れない。低域を必要としない場合やA特性のSPL測定ならば全く問題にならない

HPF一覧。実測でOFFが20Hz 5次 HPF、30Hz 4次HPF、60Hz 3次HPF、80Hz 3次HPF、100Hz 3次HPF、120Hz 3次HPF(Smaart Data Modelerを使用)

EW-DP EK レシーバー付属品一覧。とにかく潤沢なパーツが最初から付属している

元々、DSLR用途の為、マグネットで吸着するチーズプレートが用意されている

チーズプレートは着脱可能なベルト用のホルダもあり、携帯受信機としても使用可能。かつて自身の顧客にアツデンの800MHz送受信機をイヤモニとして提案し実際に一定期間使われていた案件があるが、これも同様の使い方が可能

アツデンでは当たり前だったロックリングだったがゼンハイザーの製品も同様に対応している。後述するがこのロックリングの径とピッチ(M6 P0.5)は市販製品で共有されており互換性がある

ロックリング付き端子で手に入りやすいSWITCHCRAFT 35HDLBAUSも対応している

ロック状態

機構としておもしろいのがEW-DP SKP プラグオントランスミッターのXLRの固定方法です。こちらは機器側にロックリングが付いており、XLRのロックラッチが戻らないように設計されています。3.5mmステレオミニジャック、XLRメスコネクタ共に脱落・抜け防止措置が取り入れられています。

ロックリング下げている状態ではXLRのラッチは下がっている

ロックリングを上げるとラッチが上がってくる

細かい仕事が光っている。ガンマイクを無線化する場合も想定しており、XLRマイクの無線化の際に欠点になりがちな意図しない脱落を防げる

電源方式は単三電池と専用バッテリィ BA 70の二通り選べる仕様です。専用バッテリィ使用時は残量だけでなく使用残り時間も表示されます。専用バッテリィのBA 70はEW-DP EK レシーバーに1つ付属し、トランスミッター側には付属しません。個別での購入や専用充電器も製品ラインナップとして用意されています。

受信機を常にUSB Type-Cで給電し、使用するのは音響調整の時のみで長時間のSPL監視は行わない想定ならば、専用バッテリィは買い足さなくても問題無さそうです。

単三電池と専用バッテリィBA 70

蓋にバネが仕込まれている。とにかく仕事が細かい・・・。よくもここまで作るなぁ・・・

専用充電器と機器の収納を考える。「機材というものはケースがあって初めて運用が可能である」とは筆者の言葉

バッテリィの識別用にテプラで表示を行った。この位置は単三電池用の接点に干渉しない間を取っている

細かい良い点を挙げるときりが無く、よくもここまで作り込むなぁという印象です。唯一の欠点はトランスミッターのローカット設定だけはiOSのアプリ経由でないと設定が出来ない点です。他はほぼ本体で設定が可能です。音声は800MHzで一方向にしか流れていませんが、お互いの機器はBLE通信(2.4GHz 低電力Bluetooth通信)で設定のペアリングを行っています。

※工事設計認証番号 202-JCE051、202-JCE053を検索すると受信機は「2.4GHz帯高度化小電力データ通信システム」として登録されている。

ピンアサイン含めて細かいアナログ音声入出力の仕様が開示されていませんのでこれは自分で調べる必要があります。

測定をしている様子

キャリブレーション。厳密なSPL計測を行いたい場合はファンタム電源の供給電流に注意

入力レベルを調査した結果をまとめた。用途に応じて観測SPL範囲が変わるためHAレベルを変更する必要がある

デジタル800MHzの為アナログチャンネルとの対比一覧表を作成した。10chでは0.375MHz刻み、8chでは0.500MHz刻み、デフォルトの6chでは0.625MHz刻みとなっている。基本的には使用空間をスキャンし、デフォルト6chの中からオートで選ぶが、手動では従来通りの0.125MHzピッチ30波から選べる。現場で安全に運用が可能な範囲を使用者が管理する必要がある

ロックリング付きの3.5mmステレオミニコネクタは選択肢が少ない・・・との意見を耳にしたので試しに映像制作時代に使っていたアツデンの3.5mmステレオミニプラグ(バランス) to XLRケーブルを取り寄せてみました。

AZDEN ASP-15605 ワイヤレスレシーバー用出力ケーブル(3.5mmオス⇔XLRオス)

純正品よりもリング部分が胴長で指が掛かりやすく、純正と同様に根元までロックが下がる

このコネクタはロックを使用しない場合は収納が可能になっている

結果は抜群に良く、純正と遜色のない使い勝手です。但し、ピンアサインが異なるのでご自身でXLR側を変更する必要があります。EW-DP SKP プラグオントランスミッター付属の純正ケーブルのピンアサインは下記です。

SENNHEISER CL 35-XLRピンアサイン

いつかやろうやろうと思っていた測定マイクの無線化ですがこの度やっと導入が可能になりました。先日の案件で機器収納架とスピーカは壁を挟んで隣合わせであったにも関わらず導線が悪く測定用にマイクケーブル100m引いたのですが、さすがに大変で導入を決意しました。実際の具体的な測定の様子は別記事にまとめようかと考えています。

ラックマウント用のM5ビスのセット用ジグを考える

ラックマウント用のM5ビス、ナイロンワッシャとM5ビスが分離しているタイプを採用している為、組み立てに時間を要します。こちらの組み込みの効率を上げられないものかとジグを作ってみました。

設計を行う

とりあえず、セットを行う台を作ってみる

完成した現物とナイロンワッシャとM5ビス

バネを仕込んでこのジグから抜けるようにする・・・なんてことも考えましたが結局ビスだけを押し込むとワッシャから抜けるので断念

使い方は簡単、まずワッシャをはめる

1台につき25個の組み込みが可能

ビスを差し込んで完了

思ったよりも早くセットできることがわかった

設計者責任で6000個試しに組んでみました。機構的にはもう一声欲しいところなんですが、まぁ、役には立つなという感じです。定期的に用意する必要があるビスですので、もうちょっと考えてたいところです。