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音の波形の種類と聴こえ方【サイン波、三角波、ノコギリ波、矩形波】

前回に続き、音の波形についてです。今回は、波形の種類について解説しますね。

波形については、大きく分けて4種類あります。

  • 正弦波、サイン波、Sine Wave
  • 三角波、Triangle Wave
  • ノコギリ波、Sawtooth Wave
  • 矩形波、Square Wave

サイン波

音について、一番基本的な音と言えるかもしれません。高校のとき、数学で出た、サイン、コサイン、タンジェント、のサインが名前の由来です。

高校の物理のときに、音の仕組みのときに、解説されるのもこの音になります。

とても丸い印象の音です。オカリナの音が近いですね。

三角波

サイン波の先をとんがらせて、三角のようにさせると、三角波になります。英語では、トライアングル ウェーブになります。トライアングルとは楽器ではなく、三角形のことを意味します。

音はサイン波に似ていますが、とがっている分、少し音の丸みは少なくなります。

ベースの音がこれに近いです。

ノコギリ波

ノコギリ波と呼ばれるこの音は、とても尖った音の響きをします。波形の形と音のイメージがおおよそ近いというのも不思議ですね。

ブラスやストリングスがこの音に近いです。

矩形波

矩形波は、英語では Square Waveになります。スクエアは、正方形の意味です。

ファミコンのピコピコ音、クラリネットの音が近いですね。

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なお、今回の音ですが、Native Instruments社のKompleteにも入っております、アナログシンセの「SUPER8」の音を使用しました。

構造がシンプルなため、シンセについて、基本的な内容を習得するのに、最適なソフトと言えると思います。

今回の、波形の画像ですが、実際にその音をオーディオデータ化したものを、拡大したものになります。

どのような音でも、波形を調べることはできますので、その手順をDAWソフトのCubaseで解説します。

インストゥルメントのトラックを作り、音源は何でも構いませんが、音を鳴らす指示をさせます。

音の波形を見るため、メロディーではなく、単音で全音符伸ばすぐらいがいいですね。

トラックを指定した後で、「編集」→「インプレスレンダリング」→「(現在の設定で)レンダリング」をクリックします。

すると、指定したトラックの音が、オーディオデータ化されて下に同じ名前の、オーディオトラックができます。

そのトラックをクリックして、拡大していくと、その波形が見えてきます。

※なお、波形ですが、例えば三角波ですと、三角形が、真ん中の線より上下に、交互に並んでいますが、その形は、真ん中の線よりどれだけ波が動いているのかを示すもので、波形自体は、上がったり下がったりする、直線や曲線のことを示しています。

今回は、波形の種類について解説しました。ブログで、こういったテーマのものを書いてほしいなどの内容があれば、コメントしてください。

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音の波形が重なると、実際にどういうことが起きているのか?

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毎日、日に日に寒さが増している今日この頃ですが、皆さん体調など、大丈夫でしょうか? 私は、本当に久しぶりに少し風邪気味で、だるいです。

前日にコロナの検査キットで検査して異常なしで、ホッとしています。

YouTubeのDTM関連の動画を見て回って勉強させてもらっているのですが、その中で面白い動画を発見しましたので、こちらで紹介させてもらいます。

高い周波数のサイン波、低い周波数のサイン波、そしてノイズの波形があります。

それが実際に重なると、どういう風な波形に最終的になるのか?

について、解説してもらっています。

音楽で音を確認するとき、私も感覚的に把握したりしていますが、

どんな音がまじりあった音でも、結局は一つの線の波が複雑にいったりきたりして出来上がっているという事実。

私はこの動画を見るまで知りませんでした。そういった実験的な内容について、波形と音で、初心者でも分かりやすく解説されています。

自分でこの動画の内容を検証してみました。

クラウドワークス

サイン波を表現させるいい方法が分からなかったため、シンセでサイン派に近い音色のものを作っています。

上記はC4の音になります。

上記は同じ音色のC2の音になります。

2オクターブ離れた音になります。

なお、1オクターブの違いは、波の間隔が2倍ですので、

2オクターブだと、波の間隔が4倍の差があります。

波の間隔とは、波がどちらかに振り切った状態から、次の同じ方向に振り切った状態までの間隔になります。

上記は以上二つを合わせた波形になります。

小刻みに波形が動いているものの、全体として大きな周期で動いていることが分かります。

発音状態のところにバスドラムを入れてみます。

上記はバスドラムの波形です。サイン派と比べてどうでしょうか?

発音状態では、細かく波が小刻みに入ってますね。小刻みな震えのような波は徐々に少なくなっています。

小刻みの震えのような波は、高音の「バッ」というアタック音を表しています。

大きな波は、バスドラムの「ボン」という低い音を表しています。

ただ、大きな周期の波は、波の間隔が一定ではなくランダムな感じを受けます。この感じが、音程感が薄いことに繋がっています。

最初のサイン派の高い音と低い音に、バスドラムを重ねてみました。

試してみると、波形で、いろんなことが分かりますね。

高校のとき物理で、音の仕組みと波形のことを習ったことを、久しぶりに思い出しました。

音楽って、芸術的で感覚的な要素が大きいですが、こういった物理で出てきたような内容のことも、活用できるかも? と思うと理系の人にとっても、面白く感じられるのではないでしょうか?

次回は、波形について、いろんな波形の例と実際の音を聴いてもらいますね。

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