PC Sound & Music

PC上でのオーディオ関連情報、特にMIDIや今話題のMP3等について簡単にまとめてみました。 せっかく最近のPCにはサウンドカードがついているのに使わない手はありません。 ゲームの効果音を盛り上げ、好きなアーティストの音楽を流し、楽しもうではありませんか。

MIDIとは？

MIDIに関する豆知識

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)とは、シンセサイザーと電子楽器間のデータ転送方式の標準規格です。 これを利用してデジタルデータとして記録された演奏情報はMIDIシーケンスデータと呼ばれ、Windowsでは拡張子MIDのファイルがこれにあたります。

PCMで直接デジタル録音されたWAVEファイル（拡張子WAV）との違いは、次のようなものです。

このようにMIDIシーケンスは演奏情報であるために、WAVEファイルなどPCM音源と比べていくつかの美点があります。 また、MIDIシーケンスは演奏情報でしかないため、誰が聞いても製作者の意図した音がでるためには、楽器データなどの統一規格が必要です。 現在、世界的な規格としてはGM規格(General Midi)が代表的ですが、ほかにも、GMの拡張規格であるローランドのGS規格、ヤマハのXG規格などがあります。 いずれにせよ、MIDIシーケンスの再生音質は、再生する音源側に全面的に依存しています。

このようなMIDIを再生するための音源には様々なものがありますが、Windows/DOSの音源として一般的なクリエイティブ・ラボのSound Blasterでは、外部に専用のMIDI機器を接続するか、内蔵シンセサイザを利用することでMIDIシーケンスを再生することが出来ます（今どきサウンドカードを搭載していないPCもないでしょうが）。

様々なMIDI音源

MIDIを再生する音源としては以下のようなものが代表的です。

FM音源
FM音源シンセサイザとしては、YAMAHAのOPL2、OPL3などの音源が有名です。Sound BlasterシリーズではOPL3をサポートします。FM方式は、正弦波発振器を組み合わすことで波形を歪ませ、複雑な倍音成分を発生させる音源方式です。
昔のゲームのような電子音を出すのは比較的得意ですが、オーケストラ音楽など生の楽器音については、悲しいぐらい情けない音がします。
ウェーブテーブル音源
もうひとつの技術であるウェーブテーブルシンセサイズでは、デジタル録音された本物の楽器音を操作して、楽器音・効果音を再生します。 実際の楽器音を使用しているため、FM方式音源よりもリアルな音質が実現できます。 外付けMIDIでよく用いられる音源で、クリエイティブ・ラボのSound Blaster AWE32/64シリーズやWaveBlasterではこの方式でMIDIを再生することができます。
この方式では、フィルターなど波形加工回路だけでなく、音源テーブルが音質を決定付ける重要なファクターとなります。
物理モデル音源
音質のよさで有名なコルグ、ヤマハなどが次世代音源として販売をはじめたもので、Sound Blaster AWE64ではWaveSynth/WGというソフトウェアMIDIで物理モデル音源による再生を可能にしているようです。 物理モデル音源は各楽器の物理特性をもとに、空気や楽器の素材の振る舞いをシミュレートして音を作り出す最新の技術です。ウェーブテーブルに比べ、生楽器のニュアンスをより正確に再現することができるようです。
（ソフトウェアMIDI）
（これは音源の話ではないですが）MIDIの再生には従来専用のハードウェアを必要としましたが、最近のCPUパワーの向上を背景にソフトウェアでMIDIを再生する音源も登場し、MIDI界の老舗、ローランド、ヤマハ等から発売しています。SB AWE64では物理モデル音源を用いたソフトMIDIを搭載しています。

☆音源の違いによるMIDI再生音質の格差☆

ここまで何度も書いてきたとおり、現在もっとも一般的な音源カードであるSound Blaster 16では、MIDIシーケンスを再生するための音源はFM音源しか持っていません。 それに対して、SB AWE32はFM音源に加えてWaveTable音源をもっているだけでなく、SoundFontと呼ばれる音源データの交換が可能なのです。

同じMIDIシーケンスが音源の違いでどれだけ変わるか、聞き比べられるように録音してみましたので、興味のある方は試してみてください。 サンプル曲は私の高尚な趣味を反映して、ベートーベン交響曲第5番「運命」の最初の部分を、8bit／11kHz／モノラルで録音してLHAで圧縮したWAVファイルです。 元のファイルサイズは同じ180KBなのですが、圧縮後のサイズは順に90KB〜140KB程度となり、音の成分が豊かになっていっていることがこんなところからも分かりますね。

FM音源SB16相当
AWE標準SB AWE32の標準状態
AWE /w 8MB SFAWE32のメモリを増設し、E-mu社の8MB SoundFontを使った状態
AWE32+WaveSynth/WGこれはソフトMIDIなので録音できません(笑)
English SiteWelcome to Creative Labs
English SiteSoundblaster.com
Japanese Siteクリエイティブ・メディア
PC/AT互換機を使用しているみなさんは、やっぱりSound Blasterを使っている人が多いですよね。このページから最新版のドライバを入手することをお勧めします。 最近ようやく日本語ページができました。 日本語版ドライバやFAQもありますのでSBユーザは覗いてみましょう。
English SiteE-mu Systems Inc.
English SiteSoundFont Homepage
E-mu Systemsはクリエイティブ・ラボのグループ企業で、AWE32内蔵のE-mu 8000等を開発しています。 私はここで2/4/8MB版のSoundFontを購入しました（代金$29.95＋送料$20...）。 8MB版の音はさすがに素晴らしいです。そんじょそこらの外部MIDI機器には負けないんじゃないでしょうか？
「どうやってE-muのSoundFont CDを注文すればいいの？」という質問がたまに来ますが、97年4月現在、ここから注文できます。 欲しい人は頑張って英語を解読して手に入れてください。
English SiteHammerSound
SoundFont Libraryには、いろんなSoundFontがあります。 GMとか一般用途のSoundFontを置き換えたいなら、Collectionsのページを探しましょう。ファイルサイズとRatingが載ってるので選びやすいと思います。
English SitesfArk SoundFont Compression
SoundFontは結構大きいし、zipやlhaではあまり圧縮できません。 ということで、sfArkという専用のアーカイバがあったりするわけですね。
Japanese SiteSound Fonts Fan
SoundFontに関するページは（日本語では）数少ないのですが、ここは一見の価値アリです。Sound Blasterシリーズのラインアップがみれたり、作者お手製のSoundFontがダウンロードできたりします。SoundFontについて、さらに詳しく知りたい方や興味のある方は一度訪れてみてください。
English SiteThe Sound Blaster AWE32 Homepage
世界3200万人のAWE32ユーザー（ウソ）のためのホームページです。ユーザーのチャットコーナー、SoundFontライブラリなどなど内容も盛りだくさんです。
Japanese SiteYAMAHA YAMAHA YAMAHA
MIDI界の老舗といえば、やっぱりヤマハ。 XG音源は世界中のデスクトップ・ミュージシャンの話題をさらっています。 ここからYAMAHAのXG音源対応ソフトウェアMIDIプレイヤー（期間限定の体験版）をダウンロードできます。 今までSound Blaster内蔵のFM音源シンセサイザでしかMIDIを聞いたことがない方は、一度試してみることをお勧めします。
Japanese Siteローランド
こちらもMIDI界の老舗、ミュージくん、ミュージ郎で日本のPCでのMIDI普及の立役者といえる、ローランドのホームページです。 同社のGS音源はマイクロソフトがライセンスを取得するなど、GMの次の事実上の世界標準といえます。 ホームページからもGS音源対応のソフトウェアMIDIプレイヤーの演奏時間限定の体験版がダウンロードできます。

MP3とは？

MP3に関する豆知識

MIDIシーケンスは確かにファイルサイズは小さいですが、単なる演奏情報なのでボーカルはなく、楽器の音しか（普通は）出ません。 一方、PCM録音されたWAVデータならボーカルだって入りますが、いわゆるCDクオリティ(16bit／44.1KHz／ステレオ)の音声を非圧縮で収録すると、1分間あたり約10MBぐらいになります。 普通の曲は5分弱ぐらい、つまり１曲あたり50MBになりますから、お気に入りのアーティストの曲を何曲もハードディスクに入れておくのはとてもムリでしょう。

そこでCDクオリティの音質を保ちつつ、如何にしてデータを圧縮するかということになるわけです。 MDもそうした流れから登場してきたものですが、リアルタイムにエンコード（音声データのデジタルコードへの変換）できるようにしているため、圧縮率はそう高くできません。 「エンコードに時間が多少かかってもいいから、音質が良くて圧縮率も高い方式はないのか？」 あります。それがMP3です。 MP3とはISOのワーキンググループであるMPEGの制定した音声情報圧縮の国際規格で、正式にはMPEG Audio Layer-3です。 VIDEO-CD等、動画の圧縮形式として有名なMPEG-1の音声部分のみのデータと考えていいでしょう。

MPEG Audioの規格では、圧縮比の違いによってさらに１から３まで分類（Layer）されていますが、Layer1ではCDクオリティを保ちつつ1/4程度まで圧縮でき、Layer2では1/6〜1/8、Layer3では1/10程度まで圧縮できます。 どうしてこんなに効率よく圧縮できるのかというと、「人には聴き取ることのできない音を消す」という不可逆圧縮を用いているからです。 ここまで圧縮するとCDクオリティをほとんど損なうことなく、インターネット上でのリアルタイム再生も（128kbpsであれば理論的には）可能となるのです。

無論、収録したMP3ファイルをインターネット上で無断配布したりすると著作権に触れる恐れがあります。 自分の持っているCDから録音して自分のオリジナルベストを作るとか、ノートパソコンに入れて出先で音楽を楽しむとか、個人で楽しむ範囲にとどめておきましょう。 最近では「mpman」等、パソコンを使わずにMDプレイヤーのごとく携帯して音楽を楽しめる機械も登場してきました。 MP3の今後が楽しみですね。

MP3の利用方法

MP3は現在のところWindows本体ではサポートされていません。 IE4.0xにコーデックが添付されたり、IE5.0に付属のメディアプレイヤー5がMP3の再生をサポートしたりしているので、将来的にはもっと一般的なものとなる可能性もありますが。

MP3を利用するには以下のプロセスを経なくてはなりませんが、それぞれ専用ソフトが必要です。

  1. 音楽CDをPCにセットし、デジタルデータ（WAVファイル）で録音する
    CD-DAを直接WAVに変換する方法と、アナログ再生して録音する方法があります。 前者の方が高速で音質にも優れますが、CDドライブが対応してなければ不可能です。
  2. WAVファイルを「エンコーダ」を用いてMP3に変換する
    自前の変換エンジンを持っているものと、外部プログラムやCODECを利用するものがあります。
  3. 「デコーダ」つまり演奏ソフトを使ってMP3を再生する

代表的なソフトをいくつか紹介してみます。 基本的にはシェアウェアが多いですが、フリーウェアでも何とかMP3の作成、再生が可能です。
「mpeg Encorder」はCD-DAをWAVに落とす数少ないフリーウェアですが、遅いです(^^;。
MP3のエンコードについてはフリーウェアもありますが、外部プログラムやCODECを必要とするものが多く（こっちは無料と限らない...）、フリーウェア単体で可能なのは「SCMPX」ですか。
MP3の再生についてはフリーウェアもいくつかあります。 ただし、シェアウェアにはシェアウェアの良さもあり、有名な「WinAmp」等はユーザも多いのでプラグインや対応ユーティリティもたくさん出回っています。
MP3は曲名、歌手、著作権情報などをタグとして付加することができ、再生ソフトはこれらの情報を表示する機能を備えています。 「SCMPX」はこれを編集することもできる多芸多才のソフトでお気に入りです。

WAV録音MP3変換MP3再生Tag編集
CD2WAV S ○ − − −
CDCOPY S ○ △ − −
Audiograbber S/(F) ○ △ − −
Unreal Encorder S ○ ○ − −
mpeg Encorder F △ − − −
WinAmp S − − ○ −
Unreal Player S − − ○ −
NAD F − − ○ −
SCMPX F − ○ ○ ○
アキハバラMP組 F − − − ○
English SiteMP3.com
海外のMP3の殿堂。とてもたくさんのソフトウェアが採点付で紹介されています。
Japanese SiteMP3.ne.jp
こちらでは日本語でいくつかのソフトウェアが採点付で紹介されています。 MP3についてや著作権問題なども詳しく解説されていますので、一度は訪れてみてください。

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