MIDIと異なり、ボーカルをはじめとする生の音声を扱うことができるデジタルレコーディングの世界。その仕組みなど知らなくてもレコーディングはできますが、やはり知っておけばもっと使いこなすことができるようになるでしょう。そこで、まずはデジタルレコーディングがどのような仕組みで行われるのかを探ってみましょう。

■アナログをデジタルへ変換するサンプリング技術

人間の耳に聞こえる音はすべてアナログの音声です。人の声はもちろんのこと、足音、扉を閉める音、ピアノやギターの音、そしてシンセサイザをはじめとするデジタル楽器の音だって耳に入る時点ではアナログな音声となっているのです。

みなさんご存じのように、これらの音はマイクを利用してテープレコーダーに録音することができます。一般のテープレコーダーはアナログ式ですので、マイクを使ってアナログの電気信号へ変換したものを、そのまま磁気テープへと保存しているのです。

では、デジタルレコーディングというのはどんな仕組みになっているのでしょうか?

デジタル情報というのは0と1のふたつの値で表されるデータの集合体ですから、デジタルレコーディングするためには、音声をなんらかの方法で0と1へと変換していなくてはならないのです。そのために用いられる技術がサンプリングと呼ばれるものなのです。日本語でいうと“標本化”ですが、通常はサンプリングと呼んでいます。

このサンプリングは音を「音量=ボリューム」と「時間」のふたつの単位にわけ、非常に細かく数値化していく技術です。右の図を見てください。これは音声の音量が時間に従ってどのように変化していくかを表したグラフです。

このグラフをデジタル化していくのがサンプリングであるわけなのですが、まず音量については、ある瞬間でいくつになっているかを測ります。精度の低いものであれば0~255、高いものになれば0~65535、さらには0~1677万という細かさでそのときの値を測ることができます。

ただし、デジタルであるため、測った結果はあくまでも整数。小数以下を扱うことはできません。したがって精度を上げれば上げるだけ、より厳密に音量を測定することができるわけです。
一方、時間のほうはというと、こちらもより細かく分割していくことにより、精度を上げることができます。もし1秒ごとに音量を測定していたのでは、ほとんど無意味ですが、1/1000秒、1/10000秒、1/1000000秒とより細かくしていくことにより、音声を波形として捉えることができるようになってくるのです。

このように細かい単位時間での音量を測定し、記録していくことがサンプリングなのです。その結果、右図のようなギザギザな形ではありますが、波形をデジタルとして捉えることができるのです。

音量、時間ともサンプリング精度をさらに細かくしていけば、より元の波形に近いものを記録することができ、これを反対に時間に従って記録した通りの音量を出していけば元の音声を再現することができるというわけなのです。

ちなみに、楽器のサンプラーとはまさにサンプリングをする機材なのですが、サンプラーに限らず、デジタルレコーディングを行うものはすべてサンプリングが基本となっているのです。

■サンプリングビット数

さて、先ほど0~255とか0~65535などに分解して音量を測定するという話をしましたが、この数字は何を意味しているのでしょうか?

実はこれがサンプリングビット数というものと直結しているのです。

2進法を勉強したことがある方ならお分かりだと思いますが、011010……という2進法において8ケタでは0~255までの数字を、16ケタならば65535までの数字を扱うことができるようになっています。コンピュータではこの2進法のケタのことをビットと呼んでおり、音量を測定する装置が8ビットなのか、16ビットなのか、さらには24ビットなのかによって、その精度が大きく異なってくるのです。

この音量を測定し、デジタル化する装置のことをA/Dコンバータと呼んでいます。A/Dとは単純にAnalog/Digitalの略であり、アナログをデジタルに変換する装置ということなのです。反対にデジタル化されたデータを音声に直す装置がD/Aコンバータです。

さきほどの数値からも分かるように8ビットと16ビットを比較すると256倍の精度となり、16ビットと24ビットを比較すればさらに256倍の精度となります。

CDやMDなど、われわれがよく利用するデジタルオーディオ機材では16ビットが用いられており、あのサウンドこそが16bitでサンプリングしたものなのです。
■サンプリングレート

一方、サンプリングする時間間隔を縮めていくことによっても、より精度をあげることができるわけですが、1秒間に何回サンプリングするかを表すものがサンプリングレートです。これは周波数ですからHzの単位で表し、CDやMDなどのサンプリングレートは44.1kHzとなっています。つまり、1秒間に44100回のサンプリングを行うことで、CDレベルのサウンドを作り出すことができるのです。ちょっと中途半端な数字ではありますが、この44.1kHzというのがデファクトスタンダードとなっています。

しかし、サンプリングレートは44.1kHzしかない、というわけではありません。パソコンに内蔵されているA/Dコンバータであるサウンドカードでは44.1kHzのほかにそのちょうど半分のレートの22.05kHz、さらに半分の11.025kHzといったもの、また48kHzも扱います。

この48kHzはDVDで用いられているのとともに、古くからDAT(デジタル・オーディオ・テープ)でも採用されており、プロのレコーディングの世界においても48kHzが広く用いられています。また、最近では96kHzに対応したオーディオカードやレコーディングシステムも増えてきています。

もちろん48kHzや96kHzでレコーディング作業を行っても、最終的にCDに落とす場合には、当然44.1kHzに変換する必要があります。この作業のことをリサンプリングと呼んでおり、コンピュータ上で行うことができるほか、直接変換してしまうサンプリングレートコンバータといった機材も存在しています。

【デジタルレコーディングの基礎知識】その2
色々あるインターフェイス


【デジタルレコーディングの基礎知識】その3
24/96って本当に意味あるの?
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