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ビットクラッシャーって何?

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ビットクラッシャーとは何か? これから紐解いてみましょう。

Crushed Flowers

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Hi-fi and Lo-fi
現代のミュージックプロダクションでは、レコーディングやサンプリングに於いてハイフィデリティー(Hi-fi)が当たり前になっています。今はもちろんCDスタンダード(16bit/44.1k)を超えるオーディオ再生は可能です。192kHzのようなハイサンプリングの効果やコンバーターやデザインについて、オーディオエンジニアやオーディオ愛好家は、好んで議論を戦わせます。

GarageBandからPro Tools、バーチャルサンプルプレーヤーまで、非常に高いフィデリティー再生が可能です。しかし、デジタルミュージックプロダクションで使う実際のドラム、ピアノ、オーケストラのストリングセクションは、それらすべてにハイフィデリティーデジタルオーディオが使われていた訳ではありません。

例えば、Casio SK-1。良いサンプリングキーボードでした。音源には8bit/9.38kHz が使われており、とても楽器を高いレベルでサンプリングできるスペックではありませんでしたが、なかなか素晴らしいキーボードでした。
今でも、サンプル音やエフェクト音の出る子供のおもちゃやカードなどで、低いクオリティーのデジタルオーディーは使われています。これらの低いクオリティーのデジタルオーディーオコンバーターは、独特のサウンドキャラクターがあります。そのサウンドは使い道によってはチャーミングな場合もあります。いずれにせよ、ビットを減らしサンプリングレートを下げて(Lo-fi)、オーディオをぶち壊す楽しみが、ビットクラッシュ(ビットクラッシャー)ということです。

ビットクラッシャーは10年以上前からAbleton Liveに入っていました。それはReduxと呼ばれ、楽器を問わず使えますし、MIDIデータでスイープしてクールなサウンドが得られます。

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ビット長とサンプリングレート
ビットクラッシャーがどう働くかは、ビット長とサンプリングレートについて理解できると、そのオーディークオリティーに与える効果の要因がわかります。少し詳しい話をする前に、簡単にそれらを置き換えてみると、ビット長=データ量(又は精度)、サンプルレート=サンプルを記録する回数になりますね。
ビット長について少し掘り下げると…
1ビットはコンピューターシステム中の最も小さい単位で、オンorオフ(1 or 0)のみの情報です。この2値はビット数を増やすと全情報量が指数関数値に増えます。ですから、2bitは4バリュー、4bitは16バリュー、8bitは256バリュー、24bitは16,777,216のバリューになります。
ビット長は周波数特性には関係しませんが(それはサンプリングレートで決まります。)、ダイナミックレンジとS/Nが決まります。(最も大きな信号と最も小さな信号の差を再現する。信号情報量)16 bitオーディオの最大S/Nレシオは96dB ですが、24 bit では144dB SNRで大きな違いがあります。

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ビット長と量子化ノイズ
サイン波を思い浮かべてください。S文字が横になった図ですね。ここでピクセル化されたサイン波を(ギザギザのサイン波)を思い浮かべてみしょう。このギザギザが荒いのが低解像度(ロービット)で、ビット長が長く解像度が上がるとギザギザが細くなり、オリジナルのサイン波に近づきます。
量子化ノイズは、量子化した値と入力信号の差で発生します。低いビット長での量子化ほどノイズは増えます。この量子化ノイズは、ハイフィデリティーを求める場合には好ましくありませんが、Roland TR-909ドラムマシーンのようなビンテージ機のサウンドの一部として魅力的でした。_


サンプルレート

Hzは周波数を表し、1秒間のサイクル数がその値になります。人間のヒアリングレンジ(おおよそ20 Hz〜20,000 Hz)を再現するために、CD(他のオーディオストリーム多くは)は44.1 kHz, or 44,100サンプル/秒を採用しています。サンプリングレートが、最も高い周波数の2倍以上あれば正確に再現できるという、ナイキスト シャノン定理がベースになっています。

そうすると、低いサンプリングレートで再生しようとすると何が起こるでしょうか?
処理が荒くなってエイリアジングと呼ばれる歪みが発生します。ハイフィデリティーが求められる時に、このエイリアジングは量子化ノイズとともに求められませんね。しかし、故意に非常に低いサンプリングレートでエイリアジングさせれば、かっこいい効果が得られる訳です。

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ビットクラッシング with Mobius
Mobiusの中の『Destroyer』は、ビット長(32 bits→ 4 bits)やサンプリングレート(96 kHz→750Hz)の設定ができるビットクラッシャーです。 さらにLFO(低周波オシレーター)やエクスプレッションペダルを用いたコントロールスイープが使用できます。このビットクラッシャーに、レコードノイズ(33 1/3 〜 78rpm)、テレフォン、蓄音機、拡声器などをエミュレートしたフィルターも備えています。

この『Destroyer』は、Mobiusの12 xモジュレーションエフェクトの一つです。 Chorus, Flanger, Rotary, Vibe, Phaser, Filter, Formant, Vintage Trem, Pattern Trem, Autoswell, and Quadrature.

 

Mobius
http://allaccess.co.jp/strymon/mobius/

 

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