音楽インターフェイスの分散ネットワーク化に関する研究

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音楽インターフェイスの分散ネットワーク化に関する研究 A Study on Distributed Networking of Music Interface

1W070400-4 中島武三志指導教員菅野由弘教授 NAKAJIMA Musashi Prof. KANNO Yoshihiro

概要：本研究は、コンピュータ技術とともに発展してきたネットワーク技術が電子楽器の演奏に応用されるようになっていることに着目し、音楽を演奏する人間が楽曲の一部として空間内に存在する音を即時的にデザインするための作業をよりおこないやすくする音楽インターフェイスのあり方を提案するものである。この研究では音楽インターフェイスを改めて定義し、特に複数のスピーカーを用いた空間的音楽表現や、複数の演奏者による音楽を通じたコミュニケーションに目を向け音楽インターフェイスの分散ネットワークモデルを構想し、これを実現する携帯端末用ソフトウェアを制作した。

キーワード：音楽インターフェイス、分散ネットワーク、空間的音楽表現

Keywords: music interface, distributed network, spatial expression of music

１．はじめに

現在様々な電子楽器が使われているが、演奏者の操作が空気の振動としての音に変換されるまでにはいくつかのプロセスが存在し、電子楽器によってその担当する範囲は変動する。ここでは、楽曲の一部として空間内に存在する音を即時的にデザインするための行為全てを“演奏”と定義し、楽曲の演奏としての行為が最終的に聴衆または演奏者自身の耳に空気の振動として届くまでのプロセスを媒介する機器の総体を“音楽インターフェイス”と定義する。

ここで定義した“演奏”（特に楽曲の空間的表現）の幅を広げる音楽インターフェイスのあり方として、

分散ネットワークモデルを提案する。

２．音楽インターフェイスの分散ネットワークモデル

まず音楽インターフェイスの役割を、操作モジュール、音源モジュール、信号処理モジュール、再生モジュールの４つに分類する。操作モジュールは演奏者の操作と直接関わる部分である。この部分で後に述べる各モジュールの動作を制御する。各モジュール用の操作モジュールは、必要に応じて複数用意される。音源モジュールは操作モジュールから演奏データを受け取り、それをもとにオーディオデータ

(リニア PCM データ)を生成する部分である。信号処理モジュールは音源モジュールで生成したオーディオデータに音響信号処理を施す部分である。再生モジュールは音源モジュールまたは信号処理モジュールからオーディオデータを受け取り、実際にスピーカーから再生する部分である。

図１各モジュールの関係図

これらのモジュールを必要に応じて複数の機器に分散化し、ネットワークを通じて機器同士の通信をおこなう。これにより演奏者の意図を反映した、より柔軟な音楽インターフェイスが構築できると考えられる。また複数人による演奏の幅を広げ、音楽によるコミュニケーションといった新しい音楽表現の

操作モジュール

演奏データ

音源モジュール

オーディオデータ

信号処理モジュール

再生モジュール

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可能性を生み出すとも考えられる。また無線 LAN を用いることでケーブルの使用による空間的制約も小さくなる。欠点としてはまず、安定したネットワーク環境が必要となることである。また演奏データやオーディオデータが経由する機器の増加に伴って、

演奏者の操作が音になるまでの遅延も大きくなることが考えられる。

３．携帯端末用ソフトウェアの制作

このモデルに基づいたモジュールを、Apple 社の iPhone および iPod touch 向けのソフトウェアとして制作した。このソフトウェアは音源モジュールとこれに対応した操作モジュール、そして再生のみをおこなう再生モジュールからなる。音源モジュールは単純な PCM 音源の方式を用いており、画面に配置されたボタンをタッチするとそれに対応したエレクトリックピアノの音が生成されるしくみとなっている。またこの音源モジュールは複数の音の再生に対応させるために再生中のオーディオデータをミキシングし、モノラルのオーディオデータとして最大３つの再生モジュールに送信するしくみとなっている。

操作モジュールはメイン画面と設定画面の２つからなり、メイン画面では実際の演奏をおこなう。また設定画面では音源モジュールに対して各種設定をおこなえるようになっている。再生モジュールは複数台の端末からオーディオデータが送信されることを考慮し、定期的に送信されるオーディオデータ

（16bit 44.1kHz モノラルのリニア PCM）を受信したのち送信元端末の IP アドレスをもとにオーディオデータを識別して最大４つのチャンネルに振りわけ、逐次再生するしくみとなっている。

図２操作モジュールメイン画面

再生モジュールについては、３台の端末からのオーディオデータが正しく識別・再生された。操作モジュールについては、音源モジュールに対して正しく操作することができた。音源モジュールについては、複数の音が適切にミキシングされ、自身とほか２台の端末に正しく送信された。全体としては概ねうまくいったが、鍵盤ボタンをタッチする頻度が高くなるとタッチの瞬間にノイズがいくらか入ることが確認された。また無線 LAN の状況によってもいくらかノイズが入ることが確認された。今回はオーディオデータのサンプリング周波数を44.1 kHz としていたが、以上のようなノイズが発生したため 22.05 kHz にしたところ安定性が向上した。

また鍵盤ボタンをタッチしてからの遅延が少々気になった。この遅延は再生モジュール部分だけで理論上 46ms 程度である。

４．まとめ

今回、様々な音楽表現のなかでも特に複数のスピーカーを用いた空間的な音楽表現に着目し、これを容易にする音楽インターフェイスを実現するためのアイディアとして、音楽インターフェイスの分散ネットワークモデルを提案した。そしてこのモデルをもとに iPhone アプリを制作したが、結果的には空間的音楽表現のみならず、音楽を通じたコミュニケーションの幅も広がったのではないかと感じている。

今後の課題としては、操作モジュールからの演奏データ送受信、再生モジュールの安定性向上、信号処理モジュールの制作などが挙げられる。

参考文献

赤松正行『iPhone SDKの教科書 Cocoa Touchプログラミング、最初の一歩』秀和システム、２００９

あきみち『Linux ネットワークプログラミング』ソフトバンククリエイティブ、２０１０

永野哲久『iPhone Core Audio プログラミング』ソフトバンククリエイティブ、２００９

Apple「iOS Dev Center」

http://developer.apple.com/devcenter/ios/index.action