サラウンドサウンド

12.2 チャンネル サラウンド サウンド (フロント 7、サイド 4、バック 1、ベース 2)

サラウンドサウンドは、リスナーを取り囲むスピーカー（サラウンドチャンネル）からの複数のオーディオチャンネルを用いて、サウンド再生の忠実度と深みを高める技術です。この技術が初めて採用されたのは映画館でした。サラウンドサウンドが登場する以前の映画館の音響システムは、観客席の前方に設置された3つのスピーカー（左、中央、右）から再生される3つのスクリーンチャンネルのサウンドが一般的でした。サラウンドサウンドは、リスナーの横または後方に設置されたスピーカーから1つ以上のチャンネルを追加することで、リスナーの周囲のあらゆる水平方向（地面レベル）から音が聞こえてくるような感覚を作り出すことができます。

この技術は、音の定位、つまりリスナーが検知した音の位置や発生源を方向と距離で特定する能力を利用することで、音の空間認識を向上させます。これは、複数の個別のオーディオチャンネルをスピーカーアレイにルーティングすることで実現されます。[ 1 ]サラウンドサウンドには通常、オーディオ効果が最も効果的に作用するリスナーの位置（スイートスポット）があり、この位置のリスナーには音場の固定された、または前方への遠近感が提示されます。

サラウンドサウンドのフォーマットは、再生・録音方法、追加チャンネルの数や配置など、多岐にわたります。最も一般的なサラウンドサウンド仕様であるITUの5.1ch規格では、6つのスピーカーが要求されています。センタースピーカー（C）、リスナーの正面、左（L）と右（R）、100～120度の角度で配置された左サラウンドスピーカー（LS）と右サラウンドスピーカー（RS）、そしてサブウーファーです。サブウーファーの位置は特に重要ではありません。[ 2 ]

応用分野

サラウンド技術の主な用途は映画とサウンドトラックだが、サラウンドサウンドはあらゆる目的のオーディオ環境を作り出すことができるため、その応用範囲はそれよりも広い。マルチチャンネルオーディオ技術は、映画、テレビ、放送、コンピュータ用の音楽、会話、自然音または合成音など、多様なコンテンツを再生するために使用できる。例えば音楽コンテンツの場合、ライブパフォーマンスでは、野外コンサート、ミュージカル公演、放送のコンテキストでマルチチャンネル技術が使用されることがある。 [ 3 ]映画の場合、特定の技術が映画館または家庭（ホームシネマシステムなど）に適応されている。[ 4 ]物語空間も、マルチチャンネル技術によって強化できるコンテンツである。これは主に映画のナレーション、例えば映画の登場人物のセリフに当てはまるが、[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]劇場で上演される演劇、会議、または遺跡や記念碑に音声ベースのコメントを組み込む場合にも適用される。例えば、展示会場では、水面、鳥、電車、機械音といった話題の環境音を取り入れることで、より臨場感あふれる展示を実現できます。また、話題の自然音は教育現場でも活用できます。[ 8 ]その他の応用分野としては、ビデオゲーム機、パソコン、その他のプラットフォームが挙げられます。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]このような用途では、コンテンツは通常、コンピュータ機器がユーザーとのインタラクションにおいて生成する合成音となります。軍事用途や公共安全用途において、状況認識能力を向上させるためにサラウンドサウンドを用いた重要な研究も行われています。[ 13 ]

メディアとテクノロジーの種類

市販のサラウンドサウンドメディアには、アナログマトリクスDolby Surround、圧縮Dolby Digital、DTSとしてエンコードされたビデオカセット、DVD、SDTV放送、およびスタジオマスターと同一のHDTVのDTS HD Master AudioやDolby TrueHDなどのロスレスオーディオがあります。その他の市販フォーマットには、競合するDVD-Audio (DVD-A) およびSuper Audio CD (SACD) フォーマット、およびMP3 Surround があります。シネマ5.1サラウンドフォーマットには、Dolby DigitalやDTSがあります。Sony Dynamic Digital Sound (SDDS)は、独立した 2 つのサラウンドチャンネルと低周波効果チャンネルを備えた 8 チャンネルのシネマ構成です。従来の7.1サラウンドスピーカー構成では、従来の 5.1 配置にさらに 2 つのリアスピーカーが導入され、合計 4 つのサラウンドチャンネルと 3 つのフロントチャンネルになり、より 360° の音場を作り出します。

サラウンドサウンド録音のほとんどは、映画制作会社やビデオゲーム制作会社によって作成されていますが、一部の民生用カムコーダーにも、内蔵または別売りのサラウンドサウンド機能が搭載されています。サラウンドサウンド技術は音楽にも応用され、新たな芸術表現方法を可能にします。 1970年代に4チャンネルオーディオが失敗に終わった後、1999年以降、SACDやDVD-Audioフォーマットの普及により、マルチチャンネル音楽が徐々に復活しました。一部のAVレシーバー、ステレオシステム、コンピューターサウンドカードには、ステレオ音源からのサラウンドサウンドをシミュレートするためのデジタル信号プロセッサまたはデジタルオーディオプロセッサが内蔵されています（擬似ステレオを参照）。

1967年、ロックバンドのピンク・フロイドは、ロンドンのクイーン・エリザベス・ホールで行われた豪華なイベント「ゲームズ・フォー・メイ」で史上初のサラウンドサウンドコンサートを行い、バンドは特注の4チャンネルスピーカーシステムを初公開しました。[ 14 ]彼らが製作した制御装置「アジマス・コーディネーター」は現在、ロンドンのヴィクトリア＆アルバート博物館のシアターコレクションギャラリーに展示されています。[ 15 ]

歴史

サラウンドサウンドが初めて記録に残るのは、1940年のディズニーのアニメ映画『ファンタジア』です。ウォルト・ディズニーは、ニコライ・リムスキー＝コルサコフのオペラ『熊蜂の飛行』に着想を得て、ミュージカル『ファンタジア』に熊蜂を登場させ、劇場のあらゆる場所で熊蜂が飛んでいるかのような音響効果を実現しました。最初のマルチチャンネルオーディオ技術は「ファンタサウンド」と呼ばれ、 3つのオーディオチャンネルとスピーカーで構成されていました。音は映画館全体に拡散され、約54個のスピーカーを用いてエンジニアによって制御されました。サラウンドサウンドは、音の位相の和と差を用いて実現されました。しかし、この実験的なサラウンドサウンドの使用は、後の上映作品では採用されませんでした。1952年、映画『これがシネラマ』で7チャンネルの個別音響が使用され、「サラウンドサウンド」は再び成功を収め、他のサラウンドサウンド方式の開発競争が激化しました。[ 16 ] [ 17 ] 1953年に20世紀フォックスが公開した映画『ローブ』では、スタジオはシネマスコープによる広い上映にマッチさせるためにはより広いサウンドステージが必要だと感じ、左、右、中央、モノラルのサラウンドチャンネルを備えた4トラックのマグネティックステレオサウンドでリリースした。[ 18 ]

1950年代、ドイツの作曲家カールハインツ・シュトックハウゼンは、画期的な電子音楽作品の実験と制作に取り組んだ。例えば『少年の歌』や『接触音』などである。後者は、西ドイツ放送局（WDR）のヘルベルト・アイメルトのスタジオにある産業用電子機器を用いて生成された、完全に離散的で回転する4チャンネル音響を用いていた。 1958年のブリュッセル万国博覧会でヤニス・クセナキスが設計したフィリップス・パビリオンのために作曲されたエドガー・ヴァレーズの『電子詩』でも、425個のスピーカーを用いてパビリオン全体に音を移動させる空間音響が用いられた。

1957年、ヘンリー・ジェイコブスはアーティストのジョーダン・ベルソンと共同で、「ボルテックス：音と光の実験」を制作しました。これは、ジェイコブス自身の作品やカールハインツ・シュトックハウゼン、その他多くの新曲をフィーチャーしたコンサート・シリーズで、サンフランシスコのゴールデン・ゲート・パークにあるモリソン・プラネタリウムで開催されました。サウンドデザイナーの間では、これが（現在では標準的な）「サラウンドサウンド」の概念の起源とされています。このプログラムは人気を博し、ジェイコブスとベルソンは1958年のブリュッセル万国博覧会で再現するよう招待されました。[ 19 ] 同時期に画期的なサラウンドサウンド作品を制作した作曲家は他にも数多くいます。

1978年、ドルビーラボラトリーズのマックス・ベルが考案した「スプリット・サラウンド」という概念が映画『スーパーマン』でテストされた。これがきっかけで『地獄の黙示録』の70mmステレオサラウンド公開が実現し、前方3チャンネル、後方2チャンネルを備えた映画館初の公式公開作品の一つとなった。[ 20 ] 70mm対応の映画館のスクリーンの後ろには通常5つのスピーカーがあったが、左、中央、右のみが全周波数で使用され、中央左と中央右は低音域のみに使用されていた（現在ではこれが一般的である）。『地獄の黙示録』のエンコーダー/デコーダーは、同じくドルビーラボラトリーズのマイケル・カラゴシアンが設計した。サラウンドミックスは、アメリカン・ゾエトロープのウォルター・マーチ率いるアカデミー賞受賞クルーが制作した。このフォーマットは1982年、ステレオサラウンド公開の『ブレードランナー』でも採用された。

5.1chサラウンドサウンドは、1987年にフランスの有名なキャバレー「ムーラン・ルージュ」で誕生しました。フランス人エンジニアのドミニク・ベルトランは、ソリッド・ステート・ロジック社と共同で特別に設計されたミキシングボードを使用しました。このミキシングボードは5000シリーズをベースにしており、6チャンネル構成でした。チャンネルはそれぞれ、A左、B右、Cセンター、D左後方、E右後方、Fベースです。同じエンジニアは、1974年にセネガルの ダカールで開催されたフランス語圏諸国国際サミットのために、既に3.1chシステムを実現していました。

サラウンドサウンドの作成

サラウンドサウンドはいくつかの方法で作成されます。最も簡単な方法は、サラウンドサウンド録音技術を用いることです。これは、前方と後方にそれぞれ異なるステレオイメージを捉えるか、拡張デッカツリー[ 21 ]などの専用セットアップを使用するか、あるいは、リスナーを取り囲むスピーカーを用いて異なる方向から音を再生するオーディオシステムで再生する際にサラウンドサウンドをミックスインする方法です。2つ目のアプローチは、心理音響学的音像定位法を用いてオーディオを処理し、ヘッドフォンで2次元（2-D）音場をシミュレートする方法です。3つ目のアプローチは、ホイヘンスの原理に基づき、録音された音場の波面を聴取空間内で再構成する「オーディオホログラム」形式です。その1つである波面合成（WFS）は、領域全体にわたって均一な誤差場を持つ音場を生成します。現在、ソニックエモーション社とアイオソノ社が販売している市販のWFSシステムは、多数のスピーカーとかなりの計算能力を必要とします。 4 番目のアプローチは、前面に 1 つ、側面に 1 つ、背面に 1 つ、合計 3 つのマイクを使用するもので、ダブル MS 録音とも呼ばれます。

アンビソニックス形式もホイヘンスの原理に基づいており、中心点での正確な音響再構成が得られるが、中心点から離れると精度は低下する。アンビソニックスには無料および商用のソフトウェアプログラムが多数あり、消費者市場の大部分、特に電子音楽やコンピューター音楽を扱うミュージシャンに多く利用されている。さらに、アンビソニックスは、メリディアン・オーディオが販売するサラウンドサウンドハードウェアの標準となっている。最も単純な形式では、アンビソニックスはリソースをほとんど消費しないが、これは近距離場補正高次アンビソニックスなどの最近の開発では当てはまらない。[ 22 ]数年前、極限ではWFSとアンビソニックスは収束することが示された。[ 23 ]

最後に、サラウンドサウンドは、ステレオ録音のデジタル信号処理分析を使用して個々のサウンドをコンポーネントのパノラマ位置に解析し、それに応じて5チャンネルフィールドに配置するPenteoなどのステレオソースからレベルをマスタリングすることによっても実現できます。ただし、ステレオからサラウンドサウンドを作成する方法は他にもあります。たとえば、スタジオで楽器を4つのスピーカーに分割するQuadサウンドをエンコードするためのQSおよびSQに基づくルーチンを使用します。ソフトウェアルーチンでサラウンドを作成するこの方法は、通常アップミキシングと呼ばれ、[ 24 ] L ↔ Rステレオを∩アークにマッピングするモードを備えたSansui QSDシリーズデコーダーで特に成功しました。

標準構成

サラウンドサウンド体験にはさまざまなセットアップ方法がありますが、映画館、テレビ、家庭用など、ほとんどのサラウンドサウンドアプリケーションでは、3-2（フロントスピーカー3つ、リアスピーカー2つ、低周波効果チャンネル）構成（一般的には5.1サラウンドと呼ばれます）が標準となっています。[ 2 ] [ 25 ]これは、部屋の理想的なイメージ創造と、実用性と2チャンネルステレオとの互換性との間の妥協点です。[ 26 ]ほとんどのサラウンドサウンドミックスは5.1サラウンド（6チャンネル）用に制作されるため、大規模なセットアップでは、追加のスピーカーに信号を送るためのマトリックスまたはプロセッサーが必要になります。[ 26 ]

標準的なサラウンド セットアップは、フロント スピーカー LCR (左、センター、右) の 3 台、サラウンド スピーカー LS と RS (それぞれ左サラウンドと右サラウンド) の 2 台、および 120 Hz でローパス フィルターされる低周波効果(LFE) チャンネル用のサブウーファーで構成されます。スピーカー間の角度は、ITU (国際電気通信連合) 勧告 775 および AES (オーディオ エンジニアリング協会) によって次のように標準化されています。L チャンネルと R チャンネルの間は 60 度 (2 チャンネル ステレオ互換性を確保)、センター スピーカーはリスナーの正面に配置されます。サラウンド チャンネルはセンター チャンネルから 100～120 度の位置に配置され、120 Hz 未満の周波数では指向性係数が低いため、サブウーファーの位置はそれほど重要ではありません。[ 27 ] ITU 標準では、追加のサラウンド スピーカーも許可されていますが、60 度から 150 度の間で均等に配置する必要があります。[ 25 ] [ 27 ]

ITU-R BS. 775-1 [ 2 ]で規定されているように、 5.1サラウンドと互換性があれば、チャンネル数が多くても少なくてもサラウンドミックスは許容される。3-1チャンネル構成（モノラルサラウンドチャンネル1つ）はその一例であり、LSとRSの両方に-3dBの減衰レベルでモノラル信号が供給される。[ 26 ]

センターチャンネルの機能は、信号を固定して、リスナーが動いたり、スイートスポットから離れて座ったりしても、中央にパンされたイメージが移動しないようにすることです。[ 28 ]センターチャンネルはまた、リスナーの両耳での位相差によって2チャンネルステレオによくある音色の変化を防ぎます。[ 25 ]センターチャンネルは特に映画やテレビで使用され、会話は主にセンターチャンネルに送られます。[ 26 ]センターチャンネルの機能は、モノラルの性質（会話の場合）にすることも、左右のチャンネルと組み合わせて真の3チャンネルステレオとして使用することもできます。映画では、センターチャンネルをモノラルの目的に使用し、ステレオは左右のチャンネル専用にする傾向があります。しかし、3チャンネルステレオの潜在能力をフルに活用するサラウンドマイク技術が開発されました。

5.1サラウンドでは、前方スピーカー間のファントムイメージは非常に正確ですが、後方や特に横方向のイメージは不安定です。[ 25 ] [ 26 ]リスナーの横にある2つのスピーカーのレベル差に基づく仮想音源の定位は、標準化された5.1セットアップ全体で大きな不一致を示し、基準位置からの動きによっても大きく影響されます。そのため、5.1サラウンドは3Dサウンドを伝える能力が限られており、サラウンドチャンネルは雰囲気や効果に適しています。[ 25 ] )

7.1チャンネルサラウンドは、ITU規格には明記されていないものの、5.1サラウンドと互換性のある、大型映画館で最も一般的に使用されている別のセットアップです。7.1チャンネルサラウンドは、5.1サラウンドセットアップにセンター左（CL）とセンター右（CR）の2つの追加チャンネルを追加し、スピーカーはリスナーから中心から15度ずれた位置に配置されます。[ 25 ]この規則は、大画面化によってフロントスピーカー間の角度が大きくなったことをカバーするために使用されます。

サラウンドマイク技術

ほとんどの2チャンネルステレオマイク技術は、3チャンネルセットアップ（LCR）と互換性があります。これらの技術の多くは既にセンターマイクまたはマイクペアを含んでいるためです。しかし、LCR用のマイク技術では、例えばL/CとL/R間のファントムイメージの衝突を防ぐために、より大きなチャンネルセパレーションを得るように努めるべきです。[ 26 ] [ 28 ] [ 29 ]そのため、3チャンネルステレオには専用の技術が開発されています。サラウンドマイク技術は、使用されるセットアップに大きく依存するため、標準である5.1サラウンドセットアップに偏っています。[ 25 ]

サラウンド録音技術は、近接して配置された単一のマイクアレイを使用するものと、フロントチャンネルとリアチャンネルを別々のアレイで処理するものに分けられます。[ 25 ] [ 27 ]近接アレイはより正確なファントムイメージを提供しますが、リアチャンネルを個別に処理することは通常、アンビエンスのために行われます。[ 27 ]ホールなどの音響環境を正確に描写するには、側面の反射が不可欠です。したがって、部屋の印象が重要な場合は、適切なマイク技術を使用する必要があります。5.1サラウンドセットアップでは側面のイメージの再現は非常に不安定ですが、部屋の印象は正確に再現できます。[ 26 ]

3つのフロントチャンネルをカバーするために使用されるマイクロフォン技術には、ダブルステレオ技術、INA-3（理想的なカーディオイド配置）、デッカツリーセットアップ、OCT（最適カーディオイドトライアングル）などがあります。[ 26 ] [ 29 ]サラウンド技術は主に3チャンネル技術に基づいていますが、サラウンドチャンネルには追加のマイクが使用されます。サラウンドでフロントチャンネルを拾う際立った要因は、サラウンドマイクが残響を拾うため、拾われる残響が少なくなることです。[ 25 ]そのため、サラウンド録音では、無指向性極性パターンの代わりにカーディオイド、ハイパーカーディオイド、またはスーパーカーディオイドの極性パターンがよく使用されます。指向性（圧力勾配）マイクロフォンで失われた低域を補うために、低域レスポンスが拡張された無指向性（圧力マイクロフォン）を追加できます。マイクロフォンの出力は通常、ローパスフィルタされています。[ 26 ] [ 29 ] シンプルなサラウンドマイクの構成は、フロントアレイと、フロントアレイから約10～15メートル離れた場所に設置された2本の後方向きの全指向性ルームマイクを組み合わせたものです。エコーが顕著な場合は、フロントアレイに適切な遅延を与えることができます。あるいは、後方向きのカーディオイドマイクをフロントアレイの近くに設置することで、同様の残響を拾うことができます。[ 27 ]

INA-5（理想的なカーディオイド配置）は、ITU勧告775で定義された標準化されたサラウンドスピーカー構成の角度に似た5つのカーディオイドマイクを使用するサラウンドマイクアレイです。[ 27 ]前面の3つのマイク間の寸法とマイクの極性パターンは、さまざまなピックアップ角度と周囲の応答に合わせて変更できます。[ 25 ]そのため、この技術は非常に柔軟性があります。

よく知られたマイクアレイに、デッカツリーステレオ技術の改良版である Fukada Tree があります。このアレイは、間隔をあけて配置された 5 本のカーディオイドマイク、デッカツリーに似た 3 本のフロントマイク、および 2 本のサラウンドマイクで構成されています。さらに 2 本の無指向性アウトリガーを追加して、オーケストラの知覚サイズを拡大したり、フロントチャンネルとサラウンドチャンネルをよりよく統合したりできます。[ 25 ] [ 26 ] L、R、LS、および RS マイクは、L/R と LS/RS をそれぞれセンターマイクから 45 度と 135 度の角度で配置して正方形に配置します。これらのマイクの間隔は約 1.8 メートルにします。この正方形の構成が部屋の印象を決定します。センターチャンネルは、L および R チャンネルの 1 メートル前に配置し、強力なセンターイメージを生成します。サラウンドマイクは通常、臨界距離 (直接音場と残響音場が等しい距離) に配置され、アレイ全体は通常、指揮者の数メートル上方および後方に配置されます。[ 25 ] [ 26 ]

NHK（日本の放送会社）は、5つのカーディオイドマイクを使用する代替技術を開発した。ここでは、30cm離れた前方の左右のチャンネルを分離するためにバッフルが使用される。[ 25 ] 250 Hzでローパスフィルタされたアウトリガー無指向性マイクが、LとRのカーディオイドのラインに沿って3メートル間隔で配置される。これらは、カーディオイドマイクの低音ロールオフを補正し、広がりも加える。[ 28 ]フロントアレイの2〜3メートル後方に配置された、3メートル間隔のマイクペアは、サラウンドチャンネルに使用されている。[ 25 ]センターチャンネルはここでもわずかに前方に配置され、L/RとLS/RSはここでもそれぞれ45度と135度の角度にされている。

OCT-Surround（最適カーディオイド・トライアングル・サラウンド）マイクアレイは、同じフロントアレイにサラウンドマイクを追加したステレオOCT技術の拡張技術です。フロントアレイはクロストークが最小限になるように設計されており、フロントの左右のマイクはスーパーカーディオイド極性パターンを持ち、センターマイクに対して90度の角度が付いています。[ 25 ] [ 26 ]軸外の色付けを減らすために、LとRのチャンネルに高品質の小型ダイヤフラムマイクを使うことが重要です。[ 27 ]イコライゼーションを使用して、アレイの前面から約30度までで入ってくる信号に対するスーパーカーディオイドマイクの応答を平坦化することもできます。[ 25 ]センターチャンネルはやや前方に配置されています。サラウンドマイクは後ろ向きのカーディオイドマイクで、LとRのマイクから40cm後ろに配置されています。 L、R、LS、RSマイクは音響会場の側面と背面からの初期反射音を拾うため、部屋の印象を大きく左右します。[ 26 ] LマイクとRマイクの間隔を変えることで、必要なステレオ幅を得ることができます。[ 26 ]

空間の雰囲気を録音するために、専用のマイクアレイが開発されています。これらのアレイは、適切なフロントアレイと組み合わせて使用​​したり、前述のサラウンド技術に追加したりすることができます。[ 27 ]ハマサキスクエア（これも NHK が提案）は、ホールの雰囲気を拾うために使用される、定評のあるマイクアレイです。4 つのフィギュア エイトのマイクが正方形に配置され、理想的にはホールの遠く高い位置に配置されます。マイクの間隔は 1～3 メートルにします。[ 26 ]マイクのヌル (ゼロ ピックアップ ポイント) は、正の極性が外向きになるようにメインの音源に向けられるため、直接音のピックアップだけでなく、ホール後方からのエコーも非常に効果的に最小限に抑えられます[ 27 ]後方の 2 つのマイクはサラウンド チャンネルにミックスされ、前方の 2 つのチャンネルはフロントアレイと組み合わせて L と R にミックスされます。

もう一つのアンビエント技術として、IRT（Institut für Rundfunktechnik）クロスがあります。これは、互いに90度ずつ離れた4本のカーディオイドマイクを、21～25cm間隔で正方形に配置します。[ 27 ] [ 29 ]前方の2本のマイクは、音源から45度軸を外して配置します。したがって、この技術は背中合わせのほぼ同位置のステレオペアに似ています。マイクの出力は、L、R、およびLS、RSチャンネルに送られます。この方法の欠点は、直接音のピックアップが非常に大きいことです。

多くの録音では、側面からの反射音を拾う必要はありません。ポップミュージックのライブコンサートでは、アンビエンスを拾うのに適したアレイはカーディオイド・トラペジウムです。[ 26 ] 4本のカーディオイドマイクはすべて後ろ向きで、互いに60度の角度で配置されており、半円に近い形状です。これは、観客の音とアンビエンスの集音に効果的です。

上述のマイクアレイはいずれも相当のスペースを占有するため、フィールドレコーディングにはあまり効果的ではありません。この点、ダブルミッドサイド（MS）技術は非常に有利です。このアレイでは、背中合わせのカーディオイドマイク（1つは前向き、もう1つは後ろ向き）と、1つまたは2つのフィギュアエイトマイクを組み合わせて使用​​します。フィギュアエイトとカーディオイドパターンの和と差によって、異なるチャンネルが得られます。[ 26 ] [ 27 ]フィギュアエイトマイクを1つだけ使用する場合、ダブルMS技術は非常にコンパクトであるため、モノラル再生にも完全に適合します。この技術では、ポストプロダクションでピックアップ角度を変更することもできます。

ベースマネジメント

サラウンド再生システムでは、低音管理が使用されることがあります。その基本原理は、入力信号の低音コンテンツは、チャンネルに関係なく、それを処理できるスピーカー（メインシステムのスピーカーでも、サブウーファーと呼ばれる 1 つ以上の特殊な低周波スピーカーでも）にのみ送信されるというものです。

ベースマネジメントシステムの前後では表記が異なります。ベースマネジメントシステムの前にはLFEチャンネルがあり、ベースマネジメントシステムの後ろにはサブウーファー信号があります。よくある誤解として、LFEチャンネルがサブウーファーチャンネルであると誤解されています。ベースマネジメントシステムは、LFEチャンネルだけでなく、任意のチャンネルから1台以上のサブウーファー（存在する場合）に低音を送ることができます。また、サブウーファースピーカーがない場合、ベースマネジメントシステムはLFEチャンネルを1台以上のメインスピーカーに送ることができます。

低周波効果チャンネル

LFE チャンネルは他のオーディオ チャンネルの帯域幅のほんの一部しか必要としないため、 .1チャンネル (たとえば5.1や7.1 )と呼ばれます。

LFEチャンネルは、サラウンドサウンドにおいて混乱を招く要因となることがあります。元々は、非常に低いサブベース（重低音）の映画音響効果（例えば、雷鳴や爆発音など）を専用のチャンネルで再生するために開発されました。これにより、映画館はそれぞれの映画館の音響環境や音響再生システムに合わせて、これらの効果音の音量を調節することができました。サブベース効果音を独立して制御することで、アナログ映画音響再生における 相互変調歪みの問題も軽減されました。

初期の映画館では、LFEは独立したチャンネルとして1台以上のサブウーファーに供給されていました。しかし、家庭用の再生システムには独立したサブウーファーが搭載されていない場合があるため、現代の家庭用サラウンドデコーダーやシステムには、メインチャンネルまたはLFEチャンネルのいずれのチャンネルの低音も、低周波信号に対応しているスピーカーにのみ供給できるベースマネジメントシステムが搭載されていることがよくあります。ここで重要なのは、LFEチャンネルはサブウーファーチャンネルではないということです。サブウーファーが存在しない場合もありますし、存在する場合でも、効果音以外の多くの機能を処理している場合があります。[ 30 ]

TelarcやCheskyといった一部のレコードレーベルは、現代のデジタル・マルチチャンネル・エンターテイメント・システムにはLFEチャンネルは不要だと主張しています。彼らは、30Hzまでの低域応答を持つスピーカーであれば、利用可能なすべてのチャンネルで全周波数帯域をカバーできるため、サラウンド音楽制作においてLFEは不要だと主張しています。なぜなら、すべての周波数帯域はすべてのメインチャンネルで利用できるからです。これらのレーベルは、LFEチャンネルをハイトチャンネルとして利用する場合もあります。BIS Recordsは、通常5.0チャンネルミックスを使用しています。

チャンネル表記

チャンネル表記は、オーディオ信号にエンコードされた個別のチャンネル数を示すものであり、必ずしも再生時に再生されるチャンネル数を示すものではありません。再生チャンネル数は、マトリックスデコードを使用することで増やすことができます。また、1つまたは複数のチャンネルが複数のスピーカーを駆動する場合、再生チャンネル数は、それらを再生するために使用されるスピーカーの数と異なる場合があります。表記はチャンネル数を表すものであり、スピーカーの数を表すものではありません。

「5.1」の最初の数字はフルレンジチャンネルの数を表します。「.1」はLFEチャンネルの周波数範囲が限定されていることを示しています。

例えば、LFEチャンネルのない ステレオスピーカー2台 = 2.0 フルレンジチャンネル5台 + LFEチャンネル1台 = 5.1

別の表記法では、リスナーの前方にあるフルレンジ チャンネルの数と、リスナーの横または後ろにあるフルレンジ チャンネルの数をスラッシュで区切って示し、小数点を付けて限定範囲の LFE チャンネルの数を示します。

例：フロントチャンネル3つ + サイドチャンネル2つ + LFEチャンネル1つ = 3/2.1

この表記法は、マトリックスデコーダーを含めるように拡張できます。例えば、ドルビーデジタルEXは、マトリックスによって2つのリアチャンネルに6つ目のフルレンジチャンネルが組み込まれています。これは次のように表現されます。

フロント3チャンネル＋リア2チャンネル＋リアで再生される合計3チャンネル＋LFE1チャンネル＝3/2:3.1

ステレオという用語は、2チャンネルオーディオを指すものとして一般的に普及しましたが、歴史的にはサラウンドサウンドも指していました。これは厳密には「ソリッド」（3次元）サウンドを意味するためです。しかし、現在ではこの用法は一般的ではなく、「ステレオサウンド」はほぼ左右の2チャンネルオーディオのみを指します。

チャネル識別

ANSI/CEA-863-Aに準拠[ 31 ]

ANSI/CEA-863-A サラウンドサウンドチャンネルの識別
ゼロベースのチャネルインデックス チャンネル名 商用受信機とケーブル の色分け
MP3 / WAV / FLAC [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]DTS / AAC [ 36 ]ヴォルビス/オプス[ 37 ] [ 38 ]
0 1 0 左前 白
1 2 2 右前方 赤
2 0 1 中心 緑
3 5 7 サブウーファー 紫
4 3 3 左サイド 青
5 4 4 右サイド グレー
6 6 5 左後部 茶色
7 7 6 右後部 カーキ
図
左前 中心 右前方
左サイド 右サイド
左後部 右後部
サブウーファー
高さチャンネル
索引 チャンネル名 商用受信機とケーブル の色分け
8 左の高さ1 黄色
9 右高さ1 オレンジ
10 左の高さ2 ピンク
11 右高さ2 マゼンタ

ソニックホールオーバーヘッドサウンド

2002年、ドルビーは『 We Were Soldiers』のマスターを初公開しました。このマスターには、ソニック・ホール・オーバーヘッド・サウンドトラックが収録されていました。このミックスには、天井に設置された新しいハイトチャンネルが含まれていました。

アンビソニックス

アンビソニックスは、ライブやスタジオで使用できるマルチチャンネルミキシングを用いた録音・再生技術で、空間に実際に存在した音場を再現します。従来のサラウンドシステムでは、リスナーがスピーカー間の非常に狭いスイートスポットに位置している場合にのみ、音場の錯覚を作り出すことができますが、アンビソニックスはこれとは対照的です。任意の数のスピーカーを任意の物理的な配置で使用して音場を再現できます。リスナーの周囲に6台以上のスピーカーを配置することで、3次元（「ペリフォニック」または全球）の音場を再現できます。アンビソニックスはマイケル・ガーゾンによって発明されました。

バイノーラル録音

バイノーラル録音とは、2本のマイクを用いて録音する方法です。マイクは、演奏者や楽器と共に部屋の中にいるかのような3Dステレオ体験を生み出すことを目的として配置されています。3次元的、あるいは「体内」の音という概念は、聴診器による「頭の中」の音響体験や、IMAX映画による3D音響体験といった技術へと発展しました。

パノール・アンビオフォニック（パンアンビオ）4.0/4.1

PanAmbioは、ステレオダイポールとクロストークキャンセレーションをリスナーの前方と後方にそれぞれ1組ずつ（合計4つのスピーカー）組み合わせ、360°の2Dサラウンド再生を実現します。4チャンネル録音、特にバイノーラルキューを含む録音は、スピーカーバイノーラルサラウンドサウンドを実現します。映画DVDなどの5.1チャンネル録音は、Cチャンネルコンテンツをフロントスピーカーペアにミックスすることで対応可能です。SCチャンネルコンテンツをリアスピーカーペアにミックスすることで、6.1chサラウンド再生が可能です。

標準スピーカーチャンネル

民生用機器では、複数のスピーカー構成が一般的に用いられています。これらの順序と識別子は、標準的な非圧縮WAVファイル形式（生のマルチチャンネルPCMストリームを含む）のチャンネルマスクに指定されているものと同じであり、PC接続可能なほとんどのデジタルサウンドハードウェアおよび複数チャンネル処理可能なPCオペレーティングシステムで同じ仕様に従って使用されています。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

Microsoft Windows WDM オーディオ ドライバー モデルの標準スピーカー チャネル
チャンネル名ID識別子索引フラグ
左前 フロリダ州スピーカー_フロント_左 00x00000001
右前 フランススピーカー_フロント_右 10x00000002
フロントセンター FCスピーカーフロントセンター 20x00000004
低周波 LFEスピーカー低周波数 30x00000008
左後ろ BLスピーカー_後ろ_左 40x00000010
右後ろ BRスピーカー_後ろ_右 50x00000020
中央左前方 FLCスピーカー_前_中央左 60x00000040
中央右前方 FRCスピーカー_フロント_右_OF_センター 70x00000080
バックセンター 紀元前スピーカー_バック_センター 80x00000100
左サイド SLスピーカー側左 90x00000200
右サイド SRスピーカー側右 100x00000400
上中央 TCスピーカー上部中央 110x00000800
フロント左の高さ TFLスピーカー_上_前_左 120x00001000
フロントセンターの高さ TFCスピーカー_トップ_フロント_センター 130x00002000
フロント右の高さ TFRスピーカー_上面_前面_右 140x00004000
後部左の高さ 目次スピーカー_上_後ろ_左 150x00008000
リアセンターハイト 未定スピーカー_トップ_バック_センター 160x00010000
後部右の高さ 読むべきものスピーカー_上_後ろ_右 170x00020000

あらゆるスピーカー構成を構築することは可能ですが、代替スピーカー構成に対応した商用映画や音楽コンテンツはほとんどありません。ただし、各コンテンツチャンネルを各スピーカーチャンネルで再生する割合を指定するマトリックステーブルを使用することで、ソースチャンネルをスピーカーチャンネルに合わせてリミックスできます。

ほとんどのチャンネル設定にはLFEチャンネル（サブウーファーで再生されるチャンネル）が含まれます。そのため、設定は「.0」ではなく「.1」になります。最近のマルチチャンネルミックスのほとんどはLFEを1つ含みますが、2つ含むものもあります。

標準スピーカーチャンネルレイアウト
アイコンシステムチャンネルLFE フロントサイド戻る
FL+FRFCFLC+FRCTFL+TFR SL+SRブラック+ブラック紀元前TBL+TBR
サイズ変更モノ[注1 ]1.0いいえ いいえはいいいえいいえ いいえいいえいいえいいえ
サイズ変更ステレオ[注2 ]2.02.1 はいいいえいいえいいえ いいえいいえいいえいいえ
サイズ変更ステレオ 3.03.1 はいはいいいえいいえ いいえいいえいいえいいえ
サイズ変更囲む 3.0いいえ はいいいえいいえいいえ いいえいいえはいいいえ
サイズ変更クワッド 4.0いいえ はいいいえいいえいいえ いいえはいいいえいいえ
サイズ変更サイドクワッド 4.0いいえ はいいいえいいえいいえ はいいいえいいえいいえ
サイズ変更囲む 4.04.1 はいはいいいえいいえ いいえいいえはいいいえ
サイズ変更（フロント） 5.05.1 はいはいいいえいいえ いいえはいいいえいいえ
サイズ変更サイド[ 42 ]5.05.1 はいはいいいえいいえ はいいいえいいえいいえ
サイズ変更アトモス[ 43 ]5.1.4はい はいはいいいえはい いいえはいいいえはい
サイズ変更六角形（背面） 6.06.1 はいはいいいえいいえ いいえはいはいいいえ
フロント 6.06.1 はいはいはいいいえ いいえいいえはいいいえ
サイズ変更（側） 6.06.1 はいはいいいえいいえ はいいいえはいいいえ
サイズ変更ワイド[ 44 ]7.1はい はいはいはいいいえ いいえはいいいえいいえ
サイズ変更側 7.07.1 はいはいはいいいえ はいいいえいいえいいえ
サイズ変更サラウンド[ 42 ]7.07.1 はいはいいいえいいえ はいはいいいえいいえ
サイズ変更アトモス[ 43 ]7.1.4はい はいはいいいえはい はいはいいいえはい
サイズ変更八角形 8.0いいえ はいはいいいえいいえ はいはいはいいいえ
サイズ変更囲む 9.09.1 はいはいいいえはい はいはいいいえいいえ
囲む 11.011.1 はいはいはいはい はいはいいいえいいえ
サイズ変更アトモス[ 43 ]11.1.4はい はいはいはいいいえ 片側2つずつ片側2つずつはいはい
アトモス 11.1.6はい はいはいはいはい 片側2つずつ片側2つずつはいはい

7.1サラウンドサウンド

7.1サラウンドサウンドは、ドルビーとDTSが主要なプレーヤーであるブルーレイを含む劇場やホームシネマで人気のフォーマットです。[ 45 ]

7.1.2/7.1.4 イマーシブサウンド

7.1.2および7.1.4のイマーシブサウンドは、5.1.2および5.1.4フォーマットに加え、2つまたは4つのオーバーヘッドスピーカーを追加することで、サウンドオブジェクトや特殊効果音をリスナーの頭上にパンニングすることができます。ドルビーラボラトリーズが2012年にドルビーアトモスという商標で劇場公開映画に導入しました。[ 46 ]

ドルビーアトモス（および他のMicrosoft Spatial Soundエンジン。参照AudioObjectType）は、 HRTFSpatialAudioClient.hによってレンダリングされる仮想的な「8.1.4.4」構成もサポートしています。[ 47 ]この構成は、リスナーの後ろにセンタースピーカー、下に4つのスピーカーを追加した7.1.4構成です。[ 48 ]

10.2サラウンドサウンド

10.2chは、 THXの開発元であるTMH Labsと南カリフォルニア大学（映画・テレビ学部および工学部）のトムリンソン・ホルマン氏によって開発されたサラウンドサウンドフォーマットです。南カリフォルニア大学ビタビ工学部のクリス・キリアカキス氏と共同で開発されたこのフォーマットの「10.2 」は、「5.1chの2倍の音質」という宣伝文句に由来しています。10.2chの支持者たちは、これがIMAXのオーディオ版であると主張しています。

11.1サラウンドサウンド

11.1サウンドはBARCOによってサポートされており、世界中の劇場に設置されています。[ 49 ]

22.2サラウンドサウンド

22.2chは、NHK放送技術研究所が開発した超高精細テレビ（UHDTV）のサラウンドサウンドコンポーネントです。その名の通り、24個のスピーカーを使用します。これらは3層構造になっており、中間層には10個のスピーカー、上層には9個のスピーカー、下層には3個のスピーカーと2個のサブウーファーが配置されています。このシステムは、愛知万博（2005年） 、ラスベガスで開催されたNABショー（2006年および2009年）、そしてオランダ・アムステルダムで開催されたIBCトレードショー（2006年および2008年）で実演されました。

参照

注記

  1. ^歴史的な理由から、(1.0)モノラルサウンドを使用する場合、技術的な実装ではセンタースピーカーチャンネルではなく、最初の（左）チャンネルが使用されることがよくあります。また、モノラルスピーカー構成のデバイスでマルチチャンネルコンテンツを再生する場合、多くの場合、すべてのチャンネルが1つのチャンネルにダウンミックスされます。一般的なオーディオデバイスで使用される標準的なモノラルおよびステレオプラグの設計によっても、このことが保証されています。
  2. ^ステレオ（2.0）は、ほとんどのコンピュータ、テレビ、ポータブルオーディオプレーヤーがスピーカーを2つしか搭載しておらず、音楽の小売流通に使用されているレッドブック・オーディオCD規格では2チャンネルしかサポートされていないため、音楽のフォーマットとしては依然として最も一般的なものです。2.1chスピーカーセットは、通常、低周波効果用の独立した物理チャンネルを備えていません。これは、スピーカーセットが2つのステレオチャンネルの低周波成分をサブウーファー用の1つのチャンネルにダウンミックスするためです。

参考文献

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