【当ブログ管理人からのお知らせ】


訪問型パソコンサービス「誰にでもパソコン」は、日頃パソコンを御使いの中でのちょっとしたお困り事を解決します。

以下の3つのサービスでパソコンのお困り事にお応えします。

サービス1<パソコン設定サービス>
パソコンの初期化やインターネットの接続、プリンターの接続など、面倒で手間が掛かる作業を行います。

サービス2<ピンポイントレクチャー>
「パソコンについてここだけを知りたい」
「ワード・エクセルは使った事が無いが簡単な文書や集計表を作る方法だけを知りたい」
「デジカメ写真をDVDに保存する方法を知りたい」
等の様なピンポイントな御要望についてレクチャー致します。

サービス3<訪問パソコンレッスン>
パソコンやワード、エクセル、パワーポイント、アクセス等について一から身に付けたい方の為のマンツーマンレッスンです。
パソコン教室の様な授業回数や期限は設けず、納得頂けるまでレッスンを受けて頂けます。

パソコン教室、カルチャースクールでパソコン講師を務めた経験のある私が、上記3つのサービスでパソコンのお困り事を解決致します。

「誰にでもパソコン」の詳細は、こちらのホームページを御覧下さい。(担当者プロフィールも掲載しております)



PC教室では教えない豆知識:心を魅了する音楽の正体は0と1の数字!(前半)

スマートフォンの急激な普及や携帯音楽プレーヤーの小型化に伴い、通勤や通学の合間に音楽を聴く事は今では極当たり前の光景となりましたね。

この様に音楽を外で気軽に聴く切っ掛けとなったのは、1979年(昭和54年)にSONYが発売したウォークマンの登場でした。

その後、CDやMD、ハードディスク型・携帯音楽プレーヤーを経て、今ではメモリ型の音楽プレーヤーが主流になり、親指程の小型音楽プレーヤーまで存在する程、小型・計量になりました。

更にインターネットの普及により音楽はCDを買うのでは無く、インターネットから有料で音楽プレーヤーにダウンロード(取り込む)するスタイルに変わり、更に今はダウンロードはせずに、定額で音楽配信サイトから聴きたい曲を聴くと言うスタイルが主流になっています。

この様な事が出来る様になったのは、音楽のデジタル化技術のお陰です。

音楽のデジタル化技術と聞くと何となく小難しい様に聞こえますが、要は「スマートフォンや携帯音楽プレーヤーで音楽を保存、再生出来る様に音楽を1と0の数字に置き換える」と言う事なのです。

心を魅了する音楽の正体が1と0の数字の羅列とは、何とも不思議な気がしますね?

今回は、この音の魔法とも言うべき「音を数字に換えてしまうデジタル化」について分かり易くお話ししたいと思います。

それでは、続きをどうぞ。
【そもそもアナログとデジタルって何?】

先ずはデジタルとアナログについてお話ししたいと思います。

四季の変化や朝、昼、夜、更に気温や風、雨、etc。

私たち人間やその他の生き物が暮らすこの世界の情景は常に一定で無く、移ろいやすく、揺らいでいます。

そしてこれら変化する自然の情景が共通で持っている情報は、光・温度・圧力などで、更に私たちの普段の生活に目を向ければ、味、痛み、臭いなどの情報もあります。

これらの情報は静から動、強から弱への変化が連続していて滑らかです。

そして人間やその他の生き物は、これらの連続して変化する情報を視覚、触覚、聴覚、味覚、臭覚の五感で感じ取る事が出来ます。

「だんだん」や「少しづつ」、「徐々に」等の言葉(副詞)は、連続して滑らかに変化する情報を五感で感じている事の証です。

この様に連続して滑らかに変化する情報をアナログ情報と言います。

つまり、私たちが住むこの世界はアナログな世界なのです。

ではデジタル情報とは何でしょうか?

デジタル温度計を例に考えてみましょう。

人間と違って、連続して変化する温度を感知する事が出来ないデジタル温度計は、下のイラスト様に一定の時間毎に区切って温度を感知し、それを2進数と言う1と0で表現する数字として記憶します。

人間が五感で感じる連続した滑らかな温度変化と比べると多少カクカクした変化となりますが、温度変化の傾向はほぼ同じになります。

この様に連続した情報で無く、飛び飛びに離れた情報をデジタル情報と言います。

つまり、人間や生き物が五感で感じる情報をデジタル機械が認識するには、連続して変化する情報を飛び飛びの離れた情報に変える必要があり、それがデジタル化なのです。

デジタルとアナログの違い


【機械がデジタル情報を扱える様にする理由】

家電や産業機器の中にはアナログ情報を感知したり、アナログ情報を扱えるものは数多くあります。

一言で言ってしまえば、一昔前の家電や産業機器は何もかもがアナログ機械でした。

では何故現代の家電製品や産業機器はデジタル製品が多いのでしょうか?

デジタル化する理由は色々ありますが、今回のお話しである音楽のデジタル化で考えてみると下の様なメリットlがある為です。

・保存場所がかさばりません:

携帯音楽プレーやで使われるMP3と言う形式のデジタル音楽にすると、最近のノートパソコンの内蔵ハードディスク容量(1TB)で20万曲、携帯音楽プレーヤーで数万曲も保存出来ます。


・何年経っても劣化しません。:
 
カセットテープは音楽を磁気データーとして保存する為、、時の経過と共に磁気が弱まり音質が劣化します。

しかし、デジタル音楽は電気情報で記録される為、音楽自体の劣化がありません。


・寸分たがわず同じ音楽を複製出来ます。:

カセットテープに記録された音は下のイラストの様に親から子、子から孫と言う様にダビングを繰り返す度に音の波形が崩れて音質が徐々に悪くなってしまいますが、デジタル音楽は、オリジナルと変わらない複製が作れる為、音の劣化が起こりません。

ダビングによる音の劣化

・色々なデジタル機器で音楽の再生が出来ます:

パソコンやスマートフォン、携帯電話、音楽プレーヤー、携帯ゲーム機など色々な機器で音楽の再生が出来ます。


・音楽以外の情報を追加出来ます。:

アーティスト名、曲名、ジャケット写真、音楽ジャンルなど、あらゆる情報を加える事が出来、それらをパソコンや携帯音楽プレーヤー、スマートフォンに表示出来ます。


・曲の頭出しが出来ます。:

聞きたい曲の先頭に素早く移動出来ます。


・曲の圧縮が出来ます。:

MP3形式に代表される様に、音質を殆ど損なわずに「圧縮」と言う技術を使って、音楽データーの容量を小さくする事が出来ます。

圧縮する事で携帯音楽プレーヤーに多くの曲を保存出来たり、インターネット音楽配信では限られたインターネット回線で効率良く音楽データーを配信する事が出来ます。

この様な事はカセットテープやレコードでは実現する事は出来ず、この事が音をデジタル化する理由なのです。
【音は空気の"ギュッ"と"スカスカ"の繰り返し】

さて、いよいよ本題の音のデジタル化のお話しをしたい所ですが、その前に私たちが普段聴いている音の正体について見てみましょう。

下の図は、正弦波と呼ばれる音の波形です。

そう!TV放送終了後にカラーバーと共に「ピ~」と聴こえるあの音です。

サイン波

上の図は横軸が時間、縦軸が音の強さを表していて、時間の経過により音の強さがどの様に変化しているかを表しているグラフです。

決して音がこの様に上下に揺れながら伝わる訳ではありません。

この図を見ると0秒では音の強さは0で、その後時間の経過と共に徐々に音が強くなり、0.125秒で音が一番大きくなり、0.25秒後には再び音の強さが0の状態に戻っているのが分かります。

更に0.375秒後に再び音がマイナス方向に一番強くなり、0.5秒後に音の強さが0に戻っているのが分かります。

さて、音がマイナスに強くなるとはどう言う事でしょうか?

池の水を例に考えてみましょう。

静かな池に小石を投げ入れ、波紋が水面の落ち葉を揺らす。

趣のある情景ですが、この時に四方に広がる波紋によって揺れる落ち葉は上下に揺れるだけで、殆ど移動しません。

これは波紋の正体が池の水の移動では無く、水位の変化が移動しているからなのです。

サッカーや野球の試合の時に、観衆が作るウェーブと同じです。

音もこれに似ていて、音の場合は空気が前後に揺れる事で空気同士が近づいたり離れたりを繰り返し、その状態の変化だけが音となって伝わるのです。

これを踏まえて先程の図を見ると、上向きの波は空気同士が押し合っている「ギュッ」となった状態、下向きの波は空気同士が離れている「スカスカ」の状態と言う事が分かります。

特に上向きの山の頂上で空気同士が一番詰まって「ギュッ」となり、谷底で空気同士が一番離れて「スカスカ」になる訳です。

この「ギュッ」と「スカスカ」の状態の変化だけが次々と前に伝わるのが音の正体なのです。

ではもし音の姿を見る事が出来たら、どの様に見えるのでしょうか?

下の図は音の伝わりを真横から見たイメージで、空気同士が押し合ってギュッと詰まった部分と空気同士が離れてスカスカの部分が交互に並んだ状態に連なっていて、この「ギュッ」と「スカスカ」の状態の移動が音の姿です。

上半分が先程の音の波形、下が実際の音の姿です。

波形の山で空気が一番ギュッとなり、波形の谷で空気が一番スカスカになるのが分かります。

繰り返し言いますが、空気は前後に揺れるだけで移動せず、「ギュッ」と「スカスカ」の変化だけが移動します。

疎密波とサイン波


これを現実の物で分かり易く表したのが下のyoutube動画です。

これはバネの片側を固定し、もう片方を前後に揺らす動画ですが、バネは前後に動くだけで、その変化だけが伝わるのが分かります。

バネを空気、バネを伝わるエネルギーを音として考えると分かり易いでしょう。




今回はアナログとデジタルとは何か?、音楽をデジタル化する理由、そして音の正体についてお話ししました。

次回はいよいよ音楽のデジタル化についてお話しします。

心を魅了するクラシックの調べも、ウキウキするJ-POPも、心躍るジャズのスイングも、その正体は0と1の数字の羅列であると言うお話しの核心に迫ります。
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