ラウドネスプロセシングのベストプラクティス、第1章: ラウドネス測定(PART 2)

サウンドデザイン

前回のブログラウドネスプロセシングのベストプラクティス、第1章(PART 1で、楊 杰(Jie YangDigimonk)氏 は、異なるプラットフォームやコンテンツタイプを対象とするオーディオ基準の課題や懸念事項を検討し、妥協策を提唱しました。また、様々な測定単位やツールの測定値の比較や、実例を紹介してくれました。今回のブログは、複数ある手法や規格の内容と、私たちが自分のゲームオーディオプロジェクトの中で正しい判断を下し、より良い楽しいユーザーエクスペリエンスにつなげるための様々な要件についてです。  

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ラウドネスを直感的に理解できるように、各種プラットフォームの標準ラウドネスレンジを分かりやすく表したきれいなグラフをみつけました。

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近年、プラグインとして使えるラウドネスメーターが増えています。TC Electronicsなどのベテラン各社は、使いやすく安定した製品を開発しています。(見た目も良しです!)明確に、一定期間の間に変化するラウドネスレンジを観察できるので、敏速に動くデジタルポインターから、今のピーク値や平均値が把握しやすくなっています。

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注: LC2nはラウドネスメーターだけでなくラウドネスプロセッサーの役割も果たします(単体として、またはオフラインのプラグインとして使えます)。その仲間のLM2nはメーターがあり、どうもメーター機能だけと思われます。元のレコーディングの測定値がLC2nの画面の左側にあり、処理後の結果が右にあります。

LC2nでは、iPhoneiTunesなど使用目的に合わせて一般的な設定がプリセットとして用意されているので、あなたのニーズに合わせて選択すれば、すぐに適用できます。ただ私はまだ、このツールにイラつくこともあります。例えばサウンドファイルの名前が、勝手にdB値を含むファイル名に変えられてしまい、これを「やり直す」機能がありません。

これは、1990年にGRPが出したデイブ・ウェックルのレコーディングの一部です (44/16 WAV):   

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これを標準的なラウドネステストにかけると(レーダーは左):

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モードをMobileに切り替えて携帯電話にラウドネスを合わせると、左側に音の実際のレコーディングを携帯で再生した結果が表示され、右側に規格の推奨ラウドネスが表示されます:

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GRPのレコーディングを例にした理由は、個人的に、GRPこそ音楽レコーディング業界の黄金時代の最高峰を代表していると思うからです。アナログレコーディングとデジタルミキシング技術が採用され、周波数特性やラウドネスをコントロールした典型例です。素晴らしい事例です。左に、このサンプルを携帯電話で再生したときのラウドネスが表示されています。モバイルプラットフォーム用に処理した結果、平均ラウドネスLKFSは約3 dB増加しましたが、LRAに変化はありません。次に、ファイル名を見てみます。

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上のファイル名のうち、1つ目が新しいファイル名の付いたファイルで、ターゲットラウドネス結果を表しています。下のスクリーンショットは、ラウドネスプロセシング後の波形です。

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元の波形と比較してみてください:   

 

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上記の例で、オリジナルと処理後のバージョンの差は3 dBですが、私達はもっと大きい差として認知するかもしれません。処理後のサンプルのRMS -19.3 dBで、通常レベルの -16 dBより低いものの、とても大きく聞こえます。では、ラウドネスプロセシングのあとに、以下のようにレコーディングの16 kHz (API 560EQ) より上の周波数をカットしたとします:

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波形だけを見ると、どちらも「ラウド」な部分はあまり変わりません。LKFSラウドネス測定値は、 -16.9 dBです(スペクトラルカット前は、-16.1 dBでした)。

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それなのに、認知するラウドネスには、大きな差が出るので聞いてみてください:

これは、私達が認識するラウドネスに、周波数特性が大きく影響するからです。ラウドネスプロセシングや、ミキシングにも、利用できる特徴です。

A/B比較やインゲーム比較の結果によると、多くのサウンドサンプルや音楽は、iOSAndroidのスマートフォンで-16 dB LKFSのラウドネスのパフォーマンスが良いようです。LC2nでサウンドサンプルを処理すると、単純なピーク移動や圧縮以外に、ノンリニアなかたちでラウドネスが調整されます。音が大きすぎるサウンドと、小さすぎるサウンドの両方を使い、LC2nをテストしてみました。どちらも素晴らしい結果です。耳に聞こえるディストーションはほとんどありません。音楽の楽器同士の相対的な音量は、そのまま維持されます。全体的な周波数特性は、12 dBの増幅や減衰を適用しても聴覚的な一貫性が維持されています。一方、従来のピアプラグインではボリュームを上下にスケーリングすると耳に聞こえるディストーションが発生してしまいます。

ラウドネスの変化を観察したら:

  • たまに、shor-termラウドネスが基準を超えても、クリッピングが発生しなければ心配する必要はありません。short-term400–3,000 ミリ秒)の信号がレンジを超えても許容できます。どうしても気になるのであれば、お金で解決するしかありません。使うツールは、エントリーレベルのものでも普通の自動車と同じくらいの値段です。もちろん、クリッピングの検知方法については、議論し出すと長くなります。例えば、メーターが赤ければ必ずクリッピングが起きているというわけではなく、赤表示がなくてもクリッピングが皆無だという保証はありません。詳しくは、また別の機会に。
  • 忘れてはならないのは、ある程度の適切なダイナミックレンジが目的だということです。レンジが狭すぎれば、不適切です。最終目標は、適切なレンジにおけるダイナミック周波数特性の維持です。ビデオゲームやサウンドトラックの音は、個別に聞くわけではありません。普段、メーターで注目すべきなのは、相対的な変化なのです。
  • メーターは、あくまで参考用です。最終的には、手元にある作品や、あなたの芸術的な価値観次第です。特に、あなたの試聴環境が理想的でなかったり、あなたのDACやヘッドフォンがいまいちだったり、気分がすごくのらなかったり(逆に元気いっぱいだったり)すると、脳は簡単にラウドネスの判断を誤ります。ヘッドフォンを長時間使うのも、問題です。ヘッドフォンを通して聞くと、音との距離が近すぎて、相対的な音の深さやダイナミック性の錯覚が起きるので、慎重に確認すべきです。実際、長期にわたり効果的に耳を訓練することこそ、プロの必須要件です。例えば、音が大きすぎると感じたら、それを聞いた瞬間に、その原因が、特定の周波帯なのか、全体の大音量なのか、判断できなければいけません。

TCPPMトゥルーピークメーターは、市場に出ているもので良い方です。デジタルサンプルから直接、振幅データを取得し、2つのサンプル間の差分を、極めて小さい誤差で表示します。ほかの多くのPPMメーターは、ここまで正確ではありません。3 dBものエラーを提示するメーターもあります。つまり、PPMメーターは概して、大まかな相対ピーク値を提供してくれるVUメーターと同じくらいしか役に立たないのです。もちろん、相対ピーク値の表示がミキシングなどの場面で必要になることもあります。精密なPPMトゥルーピークメーターに関する問題はもう1つあり、それは増幅や減衰の際に、各デジタルサンプルに適用される振幅オフセットの精度です。これを簡単に正せると考えてはいけません。多くのメーカーはこの分野で問題のある機能を提供していて、誤差がとても大きいことがあります。だからこそ、FluxTCSonnox、そしてMcDSPなどのプラグインは、値段が高いのです。

(笑...)時々、WavesWLMのように予想外のプラグインがあります。欧米のエンジニア何人かと一緒にテストしてみたところ、それほど正確ではありませんでした。1つのレコーディングを何度もテストしてみると、複数の異なる測定値が実際に出ました。WLMを使って適当なWAV音楽をテストしてみれば分かりますが、LKFS値は同じでも、同じレコーディングでテストしても、その都度スキャンプロセスで大幅に違う結果が出ると思います。私は、最終結果に至るまでの方法が気になりました。さらに、WLMUIには一定期間の間に継続的にラウドネスが変化する様子が表示されることはなく、現在のステータスと平均値だけがあります。確かに測定値をCSVデータとしてエキスポートしてきれいなグラフに仕上げることができますが、このようなメーターはリアルタイムでラウドネスの変化を継続的に観察できないことが多いです。変化を継続的に観察したり相対的なラウドネスを知ることが、私達の一番の目的です。でなければ、複雑なメーターに頼る理由はなく、点滅するボタンさえあれば充分なはずです!

安価ながら信頼できる別の方式として、レコーディングをSound Forgeで開き、組み込みプラグインのNormalizeを使い、RMSモードに切り替えるという方法があります。これで、平均RMSラウドネスが分かります。なお、45 dB の等ラウドネスウェイティングを選択することもできます(-45 dB未満の信号は分析の対象外です)。

このweightingを使うと、結果が正しいかどうか分からなくなるので、私は推奨しません。Sound Forge Pro 11Sound Forge for Mac 2を比較したところ、測定結果が両者で違うことさえありました。

もう一度デイブ・ウェックルのレコーディングを使い、Sound Forgeでラウドネスプロセシングを行う前のRMS値を、ここに提供します:

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そしてこちらは、同じレコーディングをTC LC2nを使ってプロセシングしたRMS値です。

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RMSLKFSの処置前後の違いが、よく分かります。

RMSの経験が長ければ、LKFSシステムを使ったときに問題があるかもしれませんが、それはRMSLKFSの関係です。技術的な注意事項として、分かりにくいですが、正確なマップをここで提示します:

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数字に着目しているこのグラフは、参考用です。RMSLKFSの間に11の単純な関係はなく、実際、あってはならないです。理由は、LKFSに知覚的なウェイティングが含まれるのに対し、RMSは単に電力だからです。よって、上図のような比較はあまり役に立ちません。

なお、RMSは電力を表すだけで、耳に聞こえるラウドネスとは異なるので、注意してください!RMSを使いラウドネスの測定と調整を行うと、2つの音の周波数レスポンスやプレゼンスが同じかどうかを判断するのに、自分の聴覚的な経験しか頼るものがなく、測定値はそのあとの比較に使います。低周波のコンテンツでは特に、モニターヘッドフォンは通常50 Hzより下で不正確になりますが、その部分こそ、あなたのRMSを高く押し上げることができるのです!そのため、Sound Forgeは等ラウドネスウェイティングの選択肢があるのです。 この主張を簡単にテストするには、アンビエンスにブレンドさせるための、-20 dBの、30 Hz低周波信号の音が必要です。RMSLKFSでは、かなり違う数値が出てくるはずです。低周波はおそらく全く聞こえず、波形は、その周波帯を除外する前後で大した違いはないかもしれません。これが原因で、あなたのメーターの表示と、聞こえてくる音とで、矛盾が生じます。でも信じてください、あまりにもよくある問題で、1つのゲームで使われるサウンドアセットの80%以上で、起きています。まとめると、良いサウンドカードと、高度なモニタリング機器と、よく訓練された耳と、一貫したモニタリング習慣があることが非常に大事なのです!

私はいつも,信頼できるスペクトルアナライザーのプラグインでラウドネスを観察して検証します。制作の最終段階でSound Forgeを使うので、経験を重ねておいて、RMSと、認知されるラウドネスの関係を理解できるようになった方が有利です。最もよくある例が、アセットのRMS -16 dB以上の場合、30 Hz未満のコンテンツをカットオフする(24 dB/オクターブだけ)ことで、-16 dBに近づき、ローエンドで何かが欠落した感じがなくなります。もしかしたら、使用中のモニタリング機器が周波帯に反応できなかったか、周波帯の音が小さすぎるのにRMSを増加させたのかもしれません。また、もっと可能性が高いのは30 Hz以下が、ほかの周波帯で隠れてしまうことです。優秀なスペクトラルアナライザーを使わないと、本当の理由を判断できません。なお、Waveのスペクトラルアナライザーは不十分で、とくに低周波のアナリシスがよくありません!Sound Forgeの組み込みアナライザーにも劣るくらいです。後者の低周波アナリシスは時々、ほかのツールが表示できないローエンドのインテンシティを表示することがあります。これは驚異的かもしれません。

注: RMSLKFSの関係についてのいくつかの研究が、ここにありますMomentary Loudness RMS Filter Optionsという記事に注目してください。

実際のところ、ラウドネス測定は人々が思うほど不可解なものではありません。私たちのような業界人は、メーターの読み方のコツを覚えればいいだけです。それ以外は、同じ規格や期待されるラウドネスレンジ内に音をどうおさめるかが一番の問題であり、プロジェクトの中の何千というアセットに対して一貫した処理を行うのは大変です。アウトプットの最終的なラウドネスが、予想される範囲内に確実におさまるようにするには、どうすればよいのかを考えます。

  • それは、果たして可能なのか?
  • また、必要なのか?
  • そして3つ目の質問として、一体どうやって実現するのか?

ラウドネス規格について本当に理解したいのに、初めてみる用語に圧倒されてしまうようであれば、最も頻繁に使われるRMSLKFSのラウドネス規格を記憶するのが一番手っ取り早い方法で、自分のアセットを、これらの規格にできるだけ近づけるのが効果的です。

様々なプラグインの使い方については、別の機会に話したいと思います。ここでは、ラウドネスメーターを使うときの私自身の習慣をご紹介します。

  • ほとんどの場合、アセットのラウドネスを聞いただけで自分で判断できます(自分が使うソフトの測定値との誤差は、大体3 dBほど)。ただ特別な周波帯の部分や素早く変化する要素がある一部の音では、ラウドネスメーターを使って確認することが多いです。例えば、60 Hzより下、または4.5 kHzより上の例外的に強い周波数コンテンツが含まれる場合や、Moonlight Bladeの不明瞭なビジュアルエフェクトのように、音を大きくすることが前提の静かな音などがあります。
  • 音楽やサウンドトラックなどの複雑なケースでは、自分の聴力とラウドネスメーターを組み合わせて判断します。

ここで、個人的なベストプラクティスをいくつか:

  • ラウドネスに関して最終的な判断を行うのは、ボリュームメーターやラウドネスメーターではなく、必ず私自身の聴力です。目標のラウドネス数値を達成するために努力しますが、最終的に重視するのは全体の周波数特性です。個々のアセットのEQが、私の判断や修正内容の決め手です。ボリュームレベルを直接触るのは、自分が面倒なときだけです。圧縮やリバーブを使って結果を調整することを検討するのは、基本的な操作で上手くいかなかった場合のみです。ラウドネスの規格に関しては、できるだけルールに従うようにしますが、過渡信号が時々基準以上になっても、大丈夫です。ラウドネス規格は主に一定期間に渡る平均ラウドネスの基準で、過渡信号のラウドネスではありません。私の習慣は長年、意図的に訓練をした上で達成してきたもので、自分の美的価値観も含まれています。
  • 自分の予想以上、または予想以下のピークボリュームやラウドネスを目にしたときに、すぐにボリュームや圧縮率を調整しようとしないでください。かわりに、状況を冷静に分析し、原因が一部の周波帯にあるのか、あるいは全体的な問題なのかを考えてください。そして、自分の結論に従い、対処方法も変えてください。               
  • 適切なモニタリング習慣を維持することが、ラウドネスを判断するための最良の方法です。モニタリングボリュームを安定させ、充分に聞こえ、耳が痛くなるほど大きくならないように習慣づけ、周波数を正しく聞きあてることができるスキルを、常に訓練して維持します。自分が不調なときや、気分がすぐれないときは、大好きなレコードを5分か10分ほど聞いて、自分の耳が音圧に対してどこで線引きをしているのかを確認しています。当然、モニタリングボリューム(ヘッドフォンとスピーカー)は変えないことが多いです。それでも時折、調整する必要があれば、自分の体調が元に戻ったときにデフォルトレベルにリセットします。私のモニタリングボリュームの設定ルールは、40分から50分ほどCDを聞いても耳の疲れを感じない範囲で、できるだけ大きいボリュームにすることです。あまりモニタリングボリュームを下げ過ぎると、多くのディテールを聞き逃してしまいます!
  • 絶対的な精度のモニタースピーカーやヘッドフォンなど、ありえません。新しいモニタースピーカーやヘッドフォンを使い始めるときは必ず、自分の聴覚の癖と新しい機器の差を見極める時間をとり、その違いを記憶におさめます。例えば、Genelec 8060100 Hz未満で深刻なディケイが起こり、40 Hz以下は聞き取れなくなる可能性があります。そこで、8060を使ったときに40 Hzの音がフルだと感じれば、私にとって、ほかのスピーカーを使った時に40 Hzが完全に飽和状態だということを意味します。
  • モニターのスピーカーや、サウンドカードに差し込むオーディオケーブルや、その他のコンフィギュレーションで、一般的なプロフェッショナルサウンドカード、ミキシングコンソール、そしてモニタリングコントローラのアナログI/OA端末は、-10 dBと、+4 dB2つの選択肢があります。スタジオ環境では+4 dBが推奨され、同じモニタリングボリュームでもより多くのディテールが聞き取れます。セットアップに合わせて必ずプロ仕様のケーブルやプラグを使ってください。細かい部分での気遣いがあってこそ、プロの音が仕上がり、あなたの仕事も楽しくなるはずです。

現実主義の人は、中国のOEM携帯は常に音をほかより大きくしようとする、と反論するかもしれません。田舎町の道路には、携帯のスピーカーをまるでメガフォンのようにして大きな音で歌を再生する人々であふれかえっています。(こんな世の中で、なぜラウドネスなどにこだわる?)私達のようなオーディオの専門家は、聞くときに音を重宝するべきだと知っています。私たちは、人々の聞く習慣や美的感覚を養う責任もあるのです。ほかに誰がやると思います?聞く力や美的感覚は、習得できるものです。

このブログ連載で、そのような課題について検討したいと思います。経験豊富なサウンドデザイナーやポストプロダクションのエンジニアは、専門的なモニタリング条件の整った環境で音を聞いていくうちに、良いラウドネス結果を達成できます。多くの場合、メーターの数値は参考程度に使うか、さらに精度を高めたいときに使うだけです。つまり、音が大きすぎると感じたときはやはり、具体的にどこにその大きい音があるのかを自分で判断し、どれだけ大きいのかを把握し、なぜそこにあるのかを探らなければなりません。というのも、ゲームに何十万というアセットが入っているのにメーターの数値ばかり気にすると非効率で、あなたの聴力こそ、最も効率的な計測ツールのはずです。WavesTCに加え、読者に紹介しておきたいほかのラウドネスメーターのメーカーを、以下に示します。

以上はすべて、あなたの見解次第で議論の余地があると考えています。記載内容に間違いがあれば、教えてください。ご意見をお待ちしています!

次回は「第2: ラウドネス、ダイナミック性、そしてそのプロセシングテクニック」です。

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楊 杰(JIE YANG、DIGIMONK)

サウンドデザイナー、オーディオディレクター

Tencent Aurora Studio

楊 杰(JIE YANG、DIGIMONK)

サウンドデザイナー、オーディオディレクター

Tencent Aurora Studio

Digimonkは1998年から活動を続けるゲーム開発のベテラン。Ubisoft、2K Games、Sheng You Sheng、Virtuosなどを経て、すでに100ゲーム以上のサウンドデザインに携わる。現在はTencent Aurora Studioのオーディオディレクターを担当。2012年、高品質サウンドライブラリーのFoley Stageを独自にプロデュースし、世界中でパブリッシュする。以来、3つの高品質サウンドライブラリである机器之心 (Heart of Machines)、微观世界(一) (Microscopic World Vol. 1)、そして北风 (Northern Wind)をデザイン・プロデュースし、ヨーロッパ、北米、日本、中国でパブリッシュしてきた。

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