サンプリングレートのお話(前編)

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2008年01月11日

前回まではビットについてのお話でした。
なんとなくでも良いので分かりましたか？

ビットを高くすればするほど、リアルな値に近づくことができる ということだけ覚えていただければよいでしょう。

これを音の場合で考えると、16bitで録音したものより、24bitの方がクリアな音で録音できるということになります。

ちなみにどのくらいの差があるかといいますと、16と24という数字だけ比べると対して差がないような感じがしますが、 16ビットは2 ¹⁶ (2を16回掛ける)個 の数値を表すことができ、 24ビットでは2 ²⁴ (2を24回掛ける)個 の数値を扱うことができます。

2 ²⁴ ÷ 2 ¹⁶ ＝ 2 ^24-16 ＝ 2 ⁸ ＝ 256

つまり 24bitの方が16bitより256倍 も表現できる数が変わります。すごいですね。

さて、ここからが今日の本題です。

当たり前なんですが、音は振動で伝わります。

スピーカーの振動板が前に動いて、後ろに動いて、元に戻る。その振動が空気を伝わって耳に届くわけです。

そのスピーカーの振動板の動きを電圧でコントロールすることによって、音量の大小、音程の違いを表すことができます。

ですからマイクやレコードのカートリッジや電子機器などの入力信号をどれだけ忠実に記録することができるかが録音が重要になってきます。

↓グラフで表すとこのようなになります。

縦軸が振幅(スピーカーの振動板が動く量)、横軸は時間経過です。

ちなみに振幅を大きくすると大きな音、速く振幅させると高い音がでます。

この図はDAWソフトなどでご覧になった方もいることでしょう。

べタッと上下対象の模様が出来ているように見えますが、実は一つの線で表されています。

↓拡大するとこんな具合。

つまりこのグラフの通り、スピーカーを振動させてあげれば音が忠実に再現できるということになります。

ここで問題です。

この波形を別の用紙にコピーしたいのですが、どのような方法で行うことができるでしょうか。

■【方法１】薄い紙を使って上からなぞってコピーする。

これが手っ取り早い方法ですが、フリーハンドで行うため、どうしてもその人の技量にかかわってきます。緊張したり集中力がなくなると、線が震えたりはみ出してしまったり(笑)。

■【方法2】その時その時の時間で振幅を記録していく。

点の情報だけを移動して線で結びます。

↓

これだと確かに実際の波形とはそっくりというわけではなく、これだったら 【方法1】 の方が
元の波形に似ています。

しかし、この間隔を狭くしたらどうでしょうか？

先ほどの間隔を半分にして同じ操作をしてみます。

↓

もっと間隔を狭くすれば、元の波形にかなり近づく気がしませんか？(^_^)

【方法１】 では 波形そのものをそっくりコピー したのですが、 【方法２】 の場合は波形そのものではなく、区間ごとの 振幅の数値の情報だけを抜き取り ました。

ちなみにこの 【方法１】がアナログ、【方法２】がデジタル 的な考え方です。

カセットテープやアナログレコードに録音する場合は波形そのものを媒体に収めます。
そのため、テープやレコードの質によって録音される状態が変わりますし、再生するたびにヘッドや針で劣化していきますので、音質も元の状態を保つのは難しいのです。一方デジタルはデータが数値化されているので、コピーや保存も容易なのです。

【方法2】 は、一番初めにお話した母体からの一部を抽出するというサンプリングという行為にあたるんですね。