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日記

オーディオの謎 音像の上方定位

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2021年01月16日

2CHステレオでも音像が上方定位するCDがあります。
例えばソフィー・ミルマンのTake Love Easyではボーカルがあり得ないほど上方定位します。

スピーカーがマルチウエイだと高音と低音で時間差を付ければ上方定位しそうですが、同軸スピーカーでも起こります。
またNordostのSYSTEM SOLUTION SYSTEM SET-UP & TUNING DISCSでも音像が高いアーチを描いて移動するトラックがあります。

マルチウエイでも位相特性に乱れがあると、上方定位しません。この乱れはスピーカースタンドの台の出っ張りでも起こりますので注意が必要です。

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レス一覧

  1. ミネルヴァさん
    左右2個のSPでのステレオ再生の場合、中央が上昇します。この現象は耳(脳)の特性との事で、(床や天井の反響が大きい場合、気付かないかも知れませんが)余程チープなシステムでない限りこの現象は確認できます。従って、耳(脳)の特性なので、バイノーラルでも正面の音は上昇して聞こえます。(バイノーラルの場合、上昇所か後方の音に聞こえる事もあります...)

    byナショナルキッド at2021-01-16 14:24

  2. ナショナルキッドさん、こんにちは。
    レスどうもありがとうございました。

    一般的には中央が上昇して聞こえることがありますね。
    しかしこのCDでは、右チャンネルの上方からピアノが聞こえたりします。但し1曲目はおかしな録音でセンタからはずれてボーカルが聞こえます。
    元ソニーのかないまる氏のコメントです。
    ------------------------
    13曲目の「Where Do You Start? 」という曲を使います。

    この曲、きちんと再生できると、冒頭のピアノの音がフロントハイRの位置から聴こえてきます。つまりフロント右chのスピーカの上空、正面壁のほとんど天井に接するあたりから聴こえてくるのです。フロントハイが鳴っているわけではなくて、2チャンネル再生で高い位置になるんです。

    ボーカルもほとんど天井スレスレ。

    この高さ感はミックス時の残響の入れ方で作ったものに相違ありません。なぜそう断言できるかというと、一流のポップスは概してボーカルの位置が高いことが多く、藤田恵美さんのミックスでもそれに挑戦しているからです。

    なので、この楽曲は「如何に高い位置からピアノやボーカルが聴こえるか」により、システムの空間表現力がモロに分かる貴重な一枚です。
    ---------------------
    引用終わり

    byミネルヴァ at2021-01-16 15:12

  3. ミネルヴァさん
    音像が上昇して聞こえる件ですが、
    楽器の音が、マイク位置関係(や位相操作等)で位相がずれた場合、右ch或いは左ch近くに音が持ち上がって聞こえる可能性がある事が実験にて確認できました。懸案の13曲目の「Where Do You Start? 」のピアノの波形も位相が合ってませんので、そう聞こえる可能性があると思います。

    実験方法:モノラルのピンクノイズを90度の位相関係とし、ステレオ再生。→左右chの位相関係(進み遅れ)で左ch或いは右chの何れかの近くに寄り、音像が上昇して定位しました。

    byナショナルキッド at2021-01-16 22:03

  4. ナショナルキッドさん、こんばんは。

    引用したコメントでは「ミックス時の残響の入れ方で作ったもの」としていますが、別のところでは「位相をずらして調整している」としています。

    同軸スピーカーで位相をずらしたら、何故上方に移動するのか?下方に移動することもあるのか? 不思議です。

    またいくつかのハイエンドに近いスピーカーで、音像上昇が起こらない、もしくはほとんど起こらないケースも確認しています。

    byミネルヴァ at2021-01-16 22:25

  5. ミネルヴァさん
    こちらの幾つかの機材で実験してみましたが、(勿論SPシステムは影響しますが)、影響が無視できなかったのは耳の位置(及び周囲の状況)で、上昇や左右への偏りの傾向が結構変わる事が確認できました。

    結局、**を変えて音がどう変わるかを正しく調べる場合、先ずは、耳を固定する事が大事という事...。

    byナショナルキッド at2021-01-17 08:24

  6. ナショナルキッドさん、おはようございます。
    いろいろ実験しての確認ありがとうございます。
    リスニングポイントを変えると上昇の傾向が変わりますね。
    ただ大きな変化は無く、上昇しなくなった、と言うことはありませんでした。
    かないまる氏もデモの前に、広い試聴室内のどこで聞いても上昇が起こることを確認されていました。
    部屋の反響も影響はしているようです。

    byミネルヴァ at2021-01-17 08:57

  7. ミネルヴァさん、おはようございます。

    オーディオの謎・・・という題名が気になりました。
    ご提示の様に位相を弄ったソフトや、位相に乱れのある再生環境では、とんでもない場所から音が聞えてくることがありますね。

    これは電気再生のみでなく、コンサートホールなどでも反射特性からおかしな位置から音が聞こえてくることがあります。自分が体験した事例をいくつか挙げておきます。

    ・トランペットなどの単一指向型の金管楽器などは、壁からの反射音で、反射する壁から聞えてくる。・・・よくあること

    ・著名だが音響の良くないホールでコントラバスが右後方から聞えてきた。・・・ホール名は伏せておきます

    ・大阪のあるホールでは、場所により低音が上から聞えてくるそうです。・・・これは聞いた話です

    オーディオの話に戻ります。下記も自分が体験した事例です。

    ・高域の拡散が強いものが部屋の中にあると、それに引っ張られてその位置に定位して聞こえることがある。
    →このような現象を潰していきながら音響を整えています。

    ・アコリバのRR-77を使っていたときに、定位がおかしくなる音源があった
    →オーディオの追い込みを始めた最初の段階では、ふわっとした音場が出来るように感じて採用しましたが、この装置をつかうと録音が意図した定位が出なくなることに気づいて外しました。

    マイナス思考の書き込みで申し訳ないのですが、ちょっと疑問に感じたので、自分のところでも確認してみました。

    1、ソフィー・ミルマンのTake Love Easy
    音源が手元になかったのでYouTubeで聴きました。
    https://www.youtube.com/watch?v=IjLUkhueDVc
    ⇒歌声は普通に正面から聞えます。

    2、12月の「お勧めのSACDマルチチャンネル」で”Carpenters Singles 1969-1981”
    フルートが上から聞えてくると言われていましたが上からは聞えませんでした。・・・手持のDiscです。

    どうも上から聞える原因があるように思えてなりません。

    byヒジヤン at2021-01-17 09:51

  8. ヒジヤンさん、こんにちは。
    興味深いレス、どうもありがとうございました。

    youtubeですが、一曲目を聴かれていますね。これは上方定位しません。
    ボーカルは少し左奥から聞こえるのが正解だと思います。CDでもyoutubeでもそう聞こえます。かないまる氏も一曲目はボーカルがセンターを外した変な録音だと言われていました。

    Where Do You Start?を聴いてみてください。youtubeにもあります。
    のっけからピアノが右上からはっきりと聞こえます。ボーカルも中央で上方定位しますが、サックスはもっと上から聞こえます。

    Carpentersのマスカレードのフルートが天井から聞こえませんでしたか?マルチチャンネルで聞かれているのですよね? 
    かないまる氏は、HYPSのChaotic Planetの録音に参画し、音像の上方定位の調整をされていますので、Where Do You Start?のピアノが右上から聞こえるという判断に間違いは無いと思います。

    ひょっとしてヒジヤンさんのシステムでは例のNordostのCDのアーチを描くトラックがうまく再生できていないのでは?天井を突き抜ける高いアーチを描いていますか?

    RR-777は時に二台使っていますが、両方オフにしても音像の位置に変化はありませんでした。

    byミネルヴァ at2021-01-17 11:20

  9. ミネルヴァさん、返信ありがとうございます。

    ノードストの音源は確認しています。天井は突き抜けないですが。ノードストのCDは各所で聞いていますが、この点にもちょっと疑問を感じました。

    カーペンターズは2chで聴きました。でもフルートが天井から聞こえるようにミキシングするはずないと思ったのです。

    ソフィー・ミルマンも同じ理由から?マークなんです。
    Where Do You Start?を聴いてみますね。外出中なので、帰ってから聞いてみます。

    いろいろ謎を探ってみるのも面白いですね。

    byヒジヤン at2021-01-17 12:25

  10. ミネルヴァさん
    モノラルの音が上昇して聞こえる件は比較的再現性が高いのですが、位相ずれした音に付いては単純ではない様です。
    実験してみると、左右ch同じ振幅で、且つ、位相がずれた音は上昇傾向ですが、聞き方次第で中央から聞こえたり、右寄りに聞こえたり、左寄りに聞こえたりと再現性に乏しい事が確認できます。

    尚、振幅や位相が変動する音楽信号等では、現象確認は若干苦労するかと思います...。又、単一周波数の音では確認できないのでご留意を。

    byナショナルキッド at2021-01-17 13:25

  11. ミネルヴァさん、こんにちは、

    上方への定位の話大変面白いですね!
    私も良く思うのですが、5.1chの映画でも石が右下に落ちて行ったり、ヘリコプターが上を飛んでいるように聞こえるのは不思議に思っていました(スピーカーは一層のみです)。また、面白いことに、テレビ(モノ)で夏場のゴルフ中継を聞くと、セミの声が天井から聞こえます(一度注意して聞いてみてください)。モノ録音のはずなのにです。

    良く考えてみると、音が前から来るのか後ろなのか、また上なのか下のなのかを判断できる理由も、良く似た理由なんだろうと思います。左右であれば、両耳に入る音の音量や、時間差で判断できますが、上下前後は、これでは判断できないはずです。

    以下のサイトに書いてあったのですが、来る方向によって干渉が異なり、音が変化する(音色が変わる)のを脳が解析しているのではないかと書いてありました。サイトに書いてある例は、スプーンを叩いた音を目をつぶった状態で聞き、方向を当てるというものです。まず、何も知らせずに、これをすると、左右の方向を当てることはできますが、上下前後の方向を言い当てる率は低いのだそうです。でも、一度目を開けて、スプーンを叩いていることを理解すると、次回以降は上下前後も上手く分かるようになるとのことでした。何が起こっているのかを一旦目で確認すると、脳が上下前後の方向性を判断する精度が高まるのだそうです。オーディオファンは何時もこれを訓練しているので、セミの声は上から聞こえ易いのかも(笑)。

    https://physics.stackexchange.com/questions/161085/how-can-i-hear-if-something-is-behind-or-in-front-of-me

    これからすると、上から来る音は、床などの反射で独特の音色を持っているので、これを脳が判断していると考えられますが、どうでしょうかねえ?

    byTomy at2021-01-17 16:42

  12. ヒジヤンさん、こんにちは。

    私もノードストのCDは各所で聞いていますが、我が家と同じくらいの高さの綺麗なアーチを描いていたのはマジコのQ3だけでした。

    カーペンターズは天井からだけでなく、チャカチャカいう楽器は後方からピアノは横から聞こえます。

    byミネルヴァ at2021-01-17 16:52

  13. ナショナルキッドさん、こんにちは。
    レスどうもありがとうございます。

    再現性が乏しいですか? うーん、我が家では場所を替えてもいつでも上方定位の位置はほとんど変わりません。

    ただこの上方定位は、ちょっとしたことで消失することはあります。
    かないまる氏のデモであったのですが、ブックシェルフスピーカーをスタンドから数ミリ後ろにずらして、スタンドの端が数ミリ前方に出っ張るようにすると、あら不思議、上方定位が完全に消失しました。この出っ張りでの反射が位相を乱したためでした。

    byミネルヴァ at2021-01-17 17:29

  14. Tomyさん、こんにちは。
    どうもレスありがとうございます。
    興味を持って頂けてうれしいです。

    サイトの情報、参考にします。
    スピーカーからの音で上下や前後が分かるのは、外耳の複雑な形状での反射音の微妙な時間差を感じ取っているのではないでしょうか?
    極めて微小なジッターによる音質差が分かるのは、人の耳が時間軸方向に極めて鋭敏なためだそうです。
    またかないまる氏からの引用ですが、
    --------------------------
    ケーブルで発生するジッタは値としては凄く小さいのですが、人間は敏感に差を感じ取ります。
    なぜ敏感なのかのかないまる説です。
    人間の耳は刺激をためてパルスを発生してそのパルスを脳が処理して音と判断します。このときある音域と別の音域の強弱関係は、パルスの密度とともにパルスの到来順序も関係すると思います。波形にジッタがあり、そのジッタが特定の周波数成分を強く含んでいると、その周波数の神経パルスの発生順序にクセが出ます。これが音質が変わる原因です。
    また強弱ではなく順序なので、バルスが出るのがほんのわずかでも前か後かでものすごく聴こえ方が変わるでしょう。ジッタによる音の変化は周波数成分が分散しているときはかなり鈍感で、音質は単にボケるだけですが、ジッタに含まれる周波数にクセすがあり、特に楽音の影響を受ける時はものすごく神経質に効いて驚かされることがあります。
    その理由は、聴覚がアナログ量をパルス列に変換して理解しているため、わずかな違いが順序というものすごくインパクトの大きな現象に変換されているからだと思います。
    ----------------------
    引用終わり

    byミネルヴァ at2021-01-17 18:26

  15. ミネルヴァさん こんばんは 横から少し失礼します

    上から聞こえる話ではありませんで、かないまる氏の引用の補強です。 
    神経の発火の様子の図示を下記の↓別記事で紹介します.
    https://ameblo.jp/nightwish-daisuki/entry-12631439188.html
    もう少し突っ込んだ話は上記ページ下部のリンク『神経科学とオーディオ』に書いています。

    何かの参考になればm(_ _)m

    bynightwish_daisu at2021-01-17 18:41

  16. 追記です:
    内有毛細胞の毛の揺れと、発火の関係を見れば、パルスの発生頻度すなわち密度は音圧に拠るものと分かるので、デジタルオーディオ領域のジッターから神経細胞のパルス幅へ話を展開するのは無理があるかも?です。ジッターによって、左右のスピーカーの音声が本来よりも音圧が狂う、あるいは双方のスピーカーで発声タイミングが有意にズレないと・・・説明がつかない事になりそうで・・・。とはいえ、かないまる氏も私もまた神経科学の専門家ではないので、間違っていたらゴメンナサイするしかないです(自爆)

    話は変わり、25年くらい前にQSOUNDという2chで3次元?立体音響を実現する技術が広くでまわりまして、今でもその系統は生き残っているようです。ゲームセンターでQSOUNDを体験しましたが、サラウンド以上にまわりが煩くて効果を体験するどころではなかったのが残念です。現在の後継技術に期待です。

    bynightwish_daisu at2021-01-17 19:11

  17. nightwish_daisukiさん、こんばんは。

    レスどうもありがとうございました。
    リンク先も読みましたが、かないまる説が誤りであるとは受け取れませんでした。私の読解力のせいかもしれません(笑)

    人類誕生以来、音の方向を検知する能力が高くないと獲物が得にくい、外敵に襲われやすい、ということでその方面の検知能力は大いに発達してきたのでしょう。
    おかげでジッターが気になる訳です(笑)

    byミネルヴァ at2021-01-17 19:21

  18. nightwish_daisukiさん、

    追伸です。
    QSOUNDで思い出しましたが、我が家にLiving Stereo BOB AND RAY A Stereo SpectacularというCDがありまして、もちろん2CHですが、All Chanel Stereo Modeで4本のスピーカーを鳴らすと、音が360°廻ります。ハエが頭上を左後ろから前方右に飛んだり、馬車が右から左後方に走り抜けたりと滅茶苦茶に面白いです。

    byミネルヴァ at2021-01-17 19:40

  19. ミネルヴァさん、遅くなりました。

    ”Where Do You Start?”を聴いて見ました。このYouTube音源です。
    https://www.youtube.com/watch?v=KAWS743mzH8
    結果は冒頭の右から出るピアノも、続く歌声も、その後に入るサックスも地に足がついた定位でした。

    まあ、それらの音源の定位の現象は、ミネルヴァ邸では上方定位し、ヒジヤン宅では地に足がついた定位と言うことでしかないと思います。

    現状把握が出来ましたので、上方定位する原因についての話に進めたいと思います。上方定位する考えられる要因は下記かなと思います。

    ①ミキサーが意図的に上方定位させた。・・・音源によるもの
    ⇒ミネルヴァさんの日記でも、かないまるさんが書かれていると言われることでも、位相を弄ることで定位は自由に変えられますね。ライン録りのミックス音源なら容易に出来るようです。

    ②デジタルデータのジッター影響・・・再生装置によるもの
    ⇒時間軸がずれると、定位は変化しますね。ただ、自分が経験したことがあるのは左右方向が主なものです。
    2chステレオの再現性や耳の感度から言って当然ですかね。

    ③整数倍でないアップサンプリングをした場合・・・再生装置によるもの
    ⇒例えば、48KHzの音源を176.4KHzにアップサンプリングするとお化けみたいな音になりますね。44.1KHzを196KHzにアップサンプリングしたら、宇宙遊泳しながら演奏しているように上方から聞えてきたこともありました。

    ④反射や拡散の影響・・・再生環境によるもの
    ⇒天井付近に拡散材を配置すると、天井から音が聞えます。調整が進むと、5cm程度のお箸を切ったものでも上方定位させることは出来ます。
    定位は主に、指向性が強い高域により人が検知するので、マジックのようなことが可能です。

    ⑤シューマン周波数発生装置(アコリバRR-7シリーズなど)・・・再生環境によるもの
    ⇒この装置の音への作用原理はよくわかりませんが、音を聴くと残響の高域成分だけをこの装置が置いてある高さに引っ張り上げるようです。
    かないまるさんが書かれているように、残響成分が定位を上に引っ張り上げているのかと思います。

    その他にも、考えられる要因があるかもしれませんが、自分が経験したことのある上方定位はこんな感じです。ミキサーがおかしなマスタリングをするとは思いにくいのです。

    byヒジヤン at2021-01-17 22:42

  20. ヒジヤンさん、おはようございます。
    音像が上には上がりませんでしたか。
    録音エンジニアが音像を上方定位させたChaotic Planetでもおそらく音像は上がらないのでしょうね。
    原因としては位相の乱れしか無いと思います。
    スピーカーの近くに反射物がありませんか?
    横一線の音場から三次元立体音場になると良いですね。
    アッピア街道でのシンバルがあたかもホールの天井から銀の粉を振り撒いたかの様に聞こえたり、ショスタコ ービッチの交響曲第5番第三楽章での弦の強奏の反響がホールの天井から降り注いだり、Cantate Dominoでの高い教会の天井の音場の中で上方から天使の様な女性コーラスが厳かに舞い降りてくる様を聞けるようになることを願っています。

    byミネルヴァ at2021-01-18 08:51

  21. 再現性に関してですが、
    モノラルの場合、スピーカの間隔が4m程度では1m位上側から聞こえましたが、2m程度では10cm程度上側になる位で可也分り難かったです。
    位相ずれがあるモノラルの場合、左chの位相が進んでいると、中央からやや右寄りの上側、右chの位相が進んでいると、中央からやや左寄りの上側、から聞こえます。
    これもスピーカ間隔が広い方が分かり易いです。
    スピーカはコーン+ドームの2ウェイ、コーン+ホーン+ホーンの3ウェイ等、何れも再現しました。音源はノイズでホワイト/ピンク/ブラウン何れも再現しました。部屋は反射防止カーテンやガラクタの散らかりで若干デッドぎみです。

    byナショナルキッド at2021-01-18 12:47

  22. ナショナルキッドさん、こんばんは。
    レスどうもありがとうございます。
    再現性はかなりある様ですね。
    ちなみに我が家のフロントスピーカーの間隔は196cmです。

    byミネルヴァ at2021-01-18 19:13

  23. ミネルヴァさん、

    >スピーカーからの音で上下や前後が分かるのは、外耳の複雑な形状での反射音の微妙な時間差を感じ取っているのではないでしょうか?

    確かに外耳の形の話は、私の紹介したサイトにも出てきます。人間の脳はいろいろな情報を解析しているようで、大変面白いです。進化の過程で、獲得したのでしょうけれど、本当に不思議です。

    私も、音が実際に上や下から来ている時には、(耳の形は上下非対称なので)、外耳の形で感知する可能性が考えられると思います。また、紹介したサイトによると、人は音を感知すると、無意識に首を僅かに回したり、傾けたりするんだそうです。それで、音の来る方向をより精度よく感知するんだそうです。傾けたり、回したりすると、左右の耳に来る音の時間差や位相が変わるので、分り易くなるという具合です。

    しかし、不思議なのは、水平面上に配置されているスピーカーからの音でも、上下に定位を変えられるということですね? この場合は、上に定位する音も、下に定位する音も、直接音は水平面上から来ますし、天井や床の反射は(上に定位する音も下に定位する音も)どちらも同じように生じるので、外耳の形の上下の非対称性では区別できないと思います。首を傾けたり、回しても、同じですし、不思議です。ですので、音色の差異という話が出てくるのだと思います。人間を含めた、動物の知覚の機構は、まだまだ良く分かっていない領域なんでしょうね。

    byTomy at2021-01-19 17:31

  24. Tomyさん
    ヘッドホン等でも再現するので、耳の形状より脳の知覚機能自体の問題の様です。(音量を変え、右→中央→左に移動させると、左や右だけの時は耳の位置ですが中央の時は額の辺りに上昇します)

    詰まり、2chステレオでは正しく音場を再現出来ないという事...。
    然し、目の前にリアルにステージが広がると評する方を偶にお見かけますが...。(*_*;)

    byナショナルキッド at2021-01-19 18:06

  25. Tomyさん、こんばんは。
    レスどうもありがとうございます。
    かないまる氏は上方定位させる時、位相をずらすと言っていました。
    NordostのチェックCDでは右または左のスピーカーで、チャカチャカ言う音像が徐々に上がっていくトラックがあります。我が家では音像が最後に天井を突き抜けます。

    byミネルヴァ at2021-01-19 18:33

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