fabfilter – Samplerates: the higher the better, right? 日本語訳 【Part1】
fabfilter が「高サンプルレートはより良い選択？」という動画を公開しました。
ぶっちゃけ言えば、モンゴメリーさんの記事をしっかりと理解している方にとっては蛇足の動画ではありますが、非常にわかりやすい英語で解説しているので、要点をまとめて引用していきたいと思います。
Samplerates: the higher the better, right?
なぜ、オーバーサンプリングが「fabfilter のプラグイン上で」必要なのか。
プロジェクトで高いサンプルレート選択する方が良いのでしょうか？
私はスタンダートのテレビで育ちました。(日本で言う旧アナログ放送) それで十分だと思えました。
しかし現代は FHD の解像度でその違いは明らかです。
CD 規格は 44.1 kHz / 16-bit、ハイレゾオーディオは 96 kHz / 24-bit とオーディオも進化をしています。
FHD ビデオは 旧標準解像度の映像とは明らかに違いがわかるものですが、オーディオは映像のように単純ではありません。
ここでは、100 Hz のサイン波の波形を見てみましょう。(48 kHz)
拡大してもなめらかな線を維持しています。
次に 10 kHz を見てみましょう。サイン波です。
しかし、そこにはサイン波など見つけることができません。(Sample-rate 48 kHz のときの 10 kHz のサイン波の波形表示)
そこにはギザギザしたスパイクのような波形しかありません。この波形は耳障りな音に聞こえると予想できます。しかし、この波形が正弦波のように聞こえない、と結論付けるのは理論的なだけです。
サンプルレート上げると、サンプルポイントが増え正弦波に近づくようになります。
しかし、この波形を再生しても私にはきれいな正弦波にしか聞こえません。
別のオーディソフト Acon Digital の Acoustica で見てみましょう。
何ということでしょう。このエディターは再構築後の波形を見ることができます。きれいな正弦波を描写しています。
ポイントが少ない場合でも完全に滑らかな正弦波を再生成できます。
これは 20 kHz でさらにポイントが少ないですが、正弦波を構築できています。これは十分な情報量と言えます。
しかし、周波数が増えれば限界がやってきます。波の半分のサンプルポイントが 1 未満になると、波形は突然崩れてしまいます。バラバラになるとマイナスに振動する可能性があります。
難しくて上手くやくせなかったのですが、2 つのポイント間でネガティブになって、全体的にネガティブになると、それが低周波数だと誤って再構成してしまいます。
システムはナイキスト周波数以下の信号は完全に再構築できます。
Sample rate – 96 kHz のときの 20 kHz は 48 kHz のときよりもより高い精度で再現できます。しかし、通常成人するまでに 20 kHz は聞こえなくなります。
私は 20 kHz が聞こえなくても全然恥ずかしくありませんし、人間にとって、44.1 kHz のサンプルレートは既に必要十分なのです。
High samplerates for consumer formats?
超高域の音声は人間には聞こえまえません。しかし、そこには何かが存在するとして聞きたい人がいます。
しかし、ほとんどのコンシューマ向けのスピーカーシステムでは再生できません。(超高域)
また、ほとんどのコンシューマは 20 kHz 以上の音は気にしません。
またいくつかの問題もあります。
テストトーンで解説します。
7 kHz の信号です。
25 kHz の信号 (sample-rate 96 kHz)
この2つの信号を同時に出力して Saturn を利用します。
7 kHz のハーモニクス、21 kHz が現れます。
ここに 25 kHz の信号を足しましょう。
あら不思議。相互変調によって別の音が現れました。
これらの信号は 20 kHz 以下なので、十二分に人の可聴範囲に影響を及ぼす可能性があります。もちろん実際の信号はサイン波ではないためもっと複雑になるでしょう。
24 kHz 以上をホワイトノイズの壁に変換しましょう。(先程の 25 kHz サイン波の替わりのノイズの壁、24 kHz 以上の信号を擬似的に再現している状況)
7 kHz の信号を入力するとノイズ自体が飽和し始めます。
信号を入力してノイズが全範囲に広がります。
つまり、再生システムが 100% ではない場合、20 kHz を超える音声は好ましくありません。
実際には 20 kHz 以下で制作したもののほうが良い結果を生む場合あります。
私が利用したプラグインは非線形プラグインです。
この音声は次のデモンストレーションに利用します。20 Hz 〜 20 kHz の対角線上の信号です。
これにウォームサチュレーションを加えます。
ノブを下げると 3 次ハーモニクスが発生。スイープより先に 24 kHz に到達しています。(赤い三角形の頂点、最初の直角部分)
ナイキスト周波数に達すると、消えるわけではなく、独特のデジタル模様を描きます。
このエイリアシングされた信号はもはや倍音ではありません。サイン波に関連しているため、非音楽的で耳障りな音を発生させる原因になります。
次は 96 kHz のときの 20 to 20k のスイープです。
レッツサタン！
やはり独特の折返しが発生します。96 kHz の場合でも同様です。しかし、折返しは 20 kHz 以上で 1 オクターブのヘッドルームがあります。
実際にはサンプルレートを 2 倍にするとヘッドルームは 2 オクターブ追加されます。
つまり 3 次ハーモニクスのみを追加する場合はこれで十分です。
しかし、このサチュレーションは薄い設定だと思います。
もう少し濃いサチュレーションをかけてみましょう。
サターン！！！
同じことをあなたも試してみて！
急激に増加するハーモニクスが上下に跳ね返りカオスです。
一周回ってキレイにみえるかもしれませんが、決してそうではありません。
これを 96 kHz で行うと間違った方向へ行きます。
96 kHz でレッツディストーション！！！
エイリアシングがキレイに見えます！
192 kHz に GO！
このグラフの 1/4 だけがあなたが聞くことができます。
つまり、192 kHz が問題を解決する最善策ではないことがおわかりいただけたと思います。
48 kHz の処理の 4 倍も必要とする 192 kHz は現実的な解決策とは言えません。また録音サイズも 4 倍です。
実は問題を 完全に解決する方法が 48 kHz にあります！
サタンを HQ モードで動作させます。そうすると 8 倍のオーバーサンプリングが可能です。そして 24 kHz 以上で飽和する信号はフィルターで処理されます。
少なかれ反射しますが、100 点に近いのではないでしょうか。
これはアナログディストーションに非常に近い結果を生み出すことができます。
つまり Saturn の HQ モードすごいんだぜ？
Samplerates: the higher the better, right? (fabfilter)
https://youtu.be/-jCwIsT0X8M
