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コンピュータを使って様々な楽器や効果音を作ってみよう!

このマニュアルは、Studio ftn Score Editor の SF-INST という機能を使って、 様々な楽器や効果音の作り方を説明したいと思います。 作った音は Studio ftn Score Editor を使って音楽として鳴らす事ができます。 効果音などは wav で保存してゲーム開発とかでも使えます。

このマニュアルの説明で使用している「 編集可能な楽器素材集 」 SoundChip は自由に使用できるタイプのフリー素材となっていますので、 その素材を加工したり、そのまま使ったりして、楽曲制作を楽しんでください。本格的に使ってもOKです。

「 編集可能な楽器素材集 」はこちらからダウンロードできます。 素材の使用方法は付属の説明書を参照してください。

既に Work Preset フォルダに SoundChip がある場合はそのフォルダを削除してから、新しいバージョンをコピーしてください。 古いファイル名の楽器が残ったりしなくて済みます。今後も楽器ファイル名変更は多々あると思います。 何かおかしいなと思ったらこれをやってください。

※ 楽器作りを行う場合は出来るだけ最新の Studio ftn Score Editor を使用してください。 最新版はこちらからダウンロードできます。

■ 楽器の音の構造

以下は、ベース、ピアノ、ベル、などの楽器の音の構造を示した図です。 ほとんどの楽器の音はこのような構造になっているのでこの図が理解出来たら、 どのような楽器でも自由に作る事ができると思います。 以降で紹介する大きな2つの図は楽器の縮図的なもので、 楽器1音程における音色構造のほとんどを表現しています。



Waveform とは楽器の音を波形で表したグラフの事です。 DAW とかで楽器の音を録音したりすると、こんな感じの形をした波形を目にする事があると思います。 図はその波形の構造を説明しています。横軸は時間の流れを示していて単位は秒です。

楽器の音は、アタック(Attack) / ディケイ(Decay) / サスティン(Sustain) の3つの要素で出来ています。 ディケイはアタックの一部分と考え、アタックとサスティンで楽器の音を考えると分かりやすいと思います。

Attack は、楽器を鳴らした瞬間で、Decay は減衰部分、Sustain は余韻部分を示しています。 Total Level は、音の大きさを示していて、多くの楽器は音を鳴らすと10秒くらいで音が消えます。 グラフではいくつかの細かい縦線で区切っていますが、これは音の密度を示しています。 楽器の音はアタック部分が高密度でものすごい速度で音色が変化します。 時間とともに、音色の変化は緩まっていき、サスティン部ではほとんど変化しません。

フレーム(Frames) は、音色の変化を数字で表現したもので、 これくらいのフレームを作れば楽器の音として認識する事が出来ます。 実際にはキーフレーム(Key Frame) で示した部分の音色を作成すれば十分に楽器の音をコンピュータで再現できると思います。 アタック部分のフレームを増やせばリアルな楽器の音になっていきます。

楽器の音は、エンベロープ(Envelope) で示す3つの波形が重なって鳴っています。 これらを合成すると Waveform で示す波形が出来上がります。 DTMではエンベロープを Waveform の±0から TotalLevel の部分を切り出した形で表現します。

Impluse は、楽器を鳴らした時の衝撃音で主にノイズで出来ています。 Reverb は、楽器本体や Impluse で生じる残響音になります。 Tone は、音色の音量変化を示しています。この音量変化はアタックと余韻の2つのフレームで作成すれば十分に楽器の音が再現できます。



上図は音色を作るのに必要なフレームをグラフで表現したものとなります。 横軸は時間の変化ではなく、同時に存在しうる要素の種類を示しています。 例えるなら、超細かく刻まれた鍵盤の音程を横に並べたイメージで、 人間が聞く事の出来る全ての音程と音量を同時に見れるようにした図になっています。 このような考え方をスペクトルと言いますがそれについては「 音の基礎知識 」で説明したいと思います

具体的にはグラフは縦が音量、横が周波数となっています。周波数とは音程のようなものと考えてください。 左に行くほど低い音の成分になり右に行くほど高い音の成分になります。 人間が普段会話で聞く音程は 440 Hz 前後となります。これは音楽でいう中央のラの周波数となります。 上図では、中央ラの音階の楽器の音の構造を表現しています。

楽器のアタックは、衝撃音と残響、アタックの音色で出来ていています。 Tone01 〜 Tone06 は、音色本体のスペクトル変化となっていて、最初の図で示したフレーム番号に対応しています。 楽器の音は時間が進むにつれスペクトルが変化するものであるという事を図は示しています。 つまり楽器の音は Attack Tone と Sustain Tone の2つのフレームで多くの特徴を形作る事になります。

フォルマント(formant) とは、スペクトルの山となっている部分の事を言い、 フォルマントの位置の変化で楽器固有のそれらしさを人間は識別します。 楽器や声などによっては複数のフォルマントが同時に出現する場合もありそれらの位置関係により、 声であれば、あいうえお、といった発音の種類が作られ、 低音の巻き弦のようなゴロゴロした音ではフォルマントが複数出現します。 基準音近くで鳴っている山の部分もフォルマントとして数えます。フォルマントが1つしかない楽器も存在します。 図の場合は2つのフォルマントからなる楽器となります。

※ 具体的な楽器の作り方やデータは「 楽器の作り方 」で説明していますが、 その前に「 音の基礎知識 」で基礎を学んでおく事をお勧めします。

■ SF-INST の概要

SF-INST とは何なのか、sfwork 、sfinst ファイルの管理や配布、ファイル名の規格、バックアップ方法について説明します。

SF-INST の概要

※ 上記はシステム的な話となりますので、楽器を作ったり、入手した楽器の管理が必要になったらお読みください。

■ 音の基礎知識

音の基礎知識
    楽器を作るとはどういう事なのか、音色に関する基礎知識と、音作りの基礎となるいくつかの音色を紹介します。
音量変化
    瞬間的に始まる持続音、クリックノイズの無い持続音、アタックのある持続音、 やわらかい持続音、減衰音、何かをはじいた音、何かを叩いた音、パーカッションの音、残響音
雑音の基礎知識
    ホワイトノイズ、ピンクノイズ、ブルーノイズ、バンドノイズ、ウインドノイズ、トーンノイズ、 ウッドノイズ、木を叩く音
その他の基礎知識
    インパルストーン、音程におけるエネルギー、高い音と低い音の音色、倍音列の数と音色の聞こえ方、 低い倍音と高い倍音、湿った音と乾いた音、楽器の潤いとツヤ、超高速ビブラート、 音の伸縮
■ 楽器の作り方

「 編集可能な楽器素材集 」 SoundChip に収録している楽器の作り方を説明します。

減衰系楽器の作り方
    ピアノ、チューブラーベル、ビブラフォン、グロッケンスピール、マリンバ、EP1、エレキギター、ベース、ハープ
持続系楽器の作り方
    フルート、オカリナ、オルガン、チャーチオルガン、リコーダ
※ 楽器を作るよりも説明書を作るほうが時間がかかるので、楽器のほうが先に揃っていくと思われます。 これらの説明を読んで、大体理解してきたら、楽器素材のほうのデータを直接見て各自学習してみてください。 素材は改善したり増えたりしてるので定期的にダウンロードしてください。
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