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三線(サンシン)の音色に関する総合的な評価(2) : 弾弦装置について: University of the Ryukyus Repository

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Title 三線(サンシン)の音色に関する総合的な評価(2) : 弾弦装置について Author(s) 粟國, 朝英; 山城, 毅; 伊波, 善清; 渡久地, 實 Citation 琉球大学工学部紀要(63): 53-56 Issue Date 2002-11 URL http://hdl.handle.net/20.500.12000/1476 Rights

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53 琉球大学工学部紀要第63号,2002年

三線(サンシン)の音色に関する総合的な評価(2)

~弾弦装置について~

粟國朝英*山城毅*、伊波善清**渡久地責** OverallevaluationconcernedwithtimbreofSanshin(2) ~OnthepiCkingequipment~

lbmohideAwAKuNI*TsuyoshiYAMAsHIRo**ZenseilHA**andMinoruToGuoHI**

AbStract SanshinisthreestirmgedmusicalinstrumentsinOkinawa・InspiteofSanshmappearedinOkinawa fOr600yearsago,ithasnotbeenscientiEcaUyanalyzedthecharacteristicsanditstimbreasamuBical in8trulnent・Sofar,wehaveperfbrmedthecompariBonbetweenSanshinandanotherstrmgedmuBicaJ instruments(pianoandguitar)intheirwavefbrms,spectra,thephysica1featureanalysisofthetimbreof Sanshin,theanalysisabouttheinnuenceoftheresonanceofitsbodyiandaboutthecharacteristicofthe

Sao(Saoi8theneckofSanshin).ThiBpaperdescribestheequipmentfbrpickingabowstrmgofSan8hin

atthesamespeedmthesamestrength・Moreover,thiBspaperpreBentstheinHuenceofthetimbreon thespeedwhichpicksthebowstrmgofSanBhmbythepickmgequipment. ● KeyWiords:Timbre1FreqUency,Spectrum,Sanshin,Wave,Pikkingequlpment より,その音色の善し悪しの要因を具体的な物理量として 求めることにより,三線の音色に関する総合的な評価を行 うことを目的とする。 これまで,三線脊の物理的な將犠や胴の共鳴が音色に及 ぼす影懸[131,また,棹についての考察[141を行ってき たが,今回,同じ強さ,速度で弾弦するための装腫を考案 し,製作した弾弦装置を用いて,弾弦速度による音色への 影響{15]について実験を行ったので報告する。 2.弾弦について 本研究では,ヒトが三線を弾いた音に対して各種解析を 行ってきたが,ヒトによる弾弦では,全く同じ弾弦を行う のは不可能であり,弾弦強度や弾弦速度による春色への影 響についての実験が困難であった。 1.まえがき 人々の生活の中には様々な「音」が存在し,=ミニニ ケーションの手段として会話には「声」が利用され,クラ クションやチャイムの様にヒトに危険や来客を伝える音も 有る。また,特に意織をしなくても道路の畷1ヨトやラジオ等 から流れる音楽を耳にしている。ヒトは常に「音」と接し ている。ヒトは音と接する時,車のクラクションを聞き 不快な感情を覚えたり,ピアノの美しい旋律を聞いて心地 よいと感じたり,様々な感情を覚える。ヒトが楽器音を聞 き分ける場合両耳から入る音によってその音i原を職別し, 音色により標々な情報を得。また,様々な感情を覚えるの

である[11.楽器には様々な形や種類が見られるがその音

色も様々であり,同じ楽器でも音色の良い楽器と力偲い楽 器と呼ばれる物がある。楽器はその構造により楽器音に含 まれる部分音成分(周波数分布)と波形の振幅,それらの 時間的な変化が複雑に絡み合い音色を構成している。ま た,音色は音を聞く時の心理的な影響も受けるとも言われ る[11~[31・ 沖縄には三線(サンシン)という沖縄独自の三弦楽器が 600年も以前から存在するが,その音の性質についてはほ とんど科学的な解析がなされていない141~[61.本研究で は,三線音の波形解析及び周波数分布の解析(71~'121に |墨 0- 麗 凹函、 園::: 輯 .、f: 。糧 -0仏、② ●◆‐一・。■■。■--◆■CC-C-●■・■-■▲・・・・。■cc■・●。。■。■・・●ぜ●●●--●●=●■■-●ご■■●。●●● ̄●q●●~!■●●●●●●●b●●●▲■□■■ 吟・÷・・-1...・P・ロ・・十・・・4.--9-.-.サーーマ・・・・9-…?・・・十・‐・↑・・・-1....9.-.十一・゜1.-..1....$…十・・.

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■… ■」■D nm0 mmO Q血 置割国: -ぬ四四 詞 ̄ 屯ロ… コヨ:: 一一一一一(的一 一・---ロローーーIB-寺一UU-, 受理:2001年12月10日 平成13年度電気関係学会九州支部連合大会にて発表. o大学院理エ学研究科■気矼子エ学専攻 (GraduateStudenlt,ElectricalandEIectronicEng) 。、冠気画子エ学科 (Dept,ofElectricalandElectronicEngineering,F面c・ofEng.) 濠iii:鰐洲鯛;職:;:ii ヒトが弾弦した場合の波形(第三弦開放膏) Fig.1 時閃(ポイント田W410oOIBeCI】 ● ■ ̄●CC C ・寸一C・・ 0 ●閂PC●C G ●-cm● 0 .十・・・ 隆ら 一一一一一一】

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(3)

54 粟國・山城・伊波・渡久地:三線(サンシン)の音色に関する総合的な評価(2)~弾弦装置について~ Figl(a)(b)は,ヒトによって極力同じ強さ〆速度で弾 弦を行った波形である。(a)と(b)の時間波形を比較する と,一見して同じ波形のように見えるが,振幅レベルの大 きさや波形のうねりが異なる。Fig.1(aXb)の時間波形を 周波数分布で表すとFig2(a)(b)の様になる。周波数分布 についても振幅の異なる分布を示しており,ヒトによる弾 弦では,繰り返し全く同様の弾弦を行うことはできないと 言える。この様な問題を解決し一定条件下での測定するた めに弾弦装置を製作した。 また,ステッピングモータはマイクロステップタイプを

用い,ステップ角は最小000288。(識651rodl)まで設定

でき滑らかな弾弦が可能である。弾弦装置への三線の設置 は,棹部分と胴を両側から固定している。また,固定部分 は,装置自体への共振による影響を少なくするためゴム や,発砲スチロール等の防振素材を用いている。 弾弦の際には,パルス発振器によりコントローラを介し てモータードライバにパルスを送る構成とし,ユニバーサ ルカウンタによりパルスレートをチェックした。(Fig4) ユニバーサル カウンタ パルス発振器 パルスレートチェック 篭

パルス コントローラ パルスI数設定 モーター ドライバ Fig.4.弾弦コントロールゼH1 麗 モータドライバは市販のドライバを用いているが,弾 弦装置のコントロール部には,モータドライバに送るパ ルス数を設定するために,4bitバイナリアップダウンカ ウンタ(74LS191)を4個用い,設定した値までカウント

するとモータへのパルス出力を切る回路(Fig.5)を製作し

た。また,パルス数は1~4095個まで設定することがで きる。なお,バチ先端の速度vlm/31は,モータ軸の角 速度を似lra0l/31としモータの軸からパチ先端までの距離 をγ{mlとすると,V=Mm/31となる。また,パルス 周波数九1Hz1,モータのステップ角0北。。lを用いると ⑲=/0巾。。/sIであるので式(1)により求められる。 円唾は【HどI F19.2・ヒトが弾弦した場合の周波数分布(第三弦開放音) 21弾弦装置 弾弦装置はバチを取り付けたアルミ製の棒を直接ステッ ピングモータで駆動し弾弦を行う機構(Fig.3)となってお り,モータに送るパルスレートにより任意に弾弦速度を設 定することができる。また,弦に対するバチの挿入深度に より,弾弦強度を変更することが可能である。 V=,w=「ん031m/31 (1) 『….~~.……… ̄~~---

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(4)

55 琉球大学工学部紀要第63号,2002年 22弾弦装置によるデータの再現性 弾弦装置のデータの再現性を確かめるために,第三弦開 放弦(基本周波数26L6囚zl)について,同一速度で2回に 分けて弾弦した音について測定した。この音の時間波形及 び周波数分をそれぞれFig.6とFig.7に示す6 3.弾弦速度と音色 弾弦速度による三線の音色に与える影響を調べるため, ステッピングモータへのパルス周波数ノ[Hzlを変化させ て三線音を録音し周波数分布の比較を行った。ただし,録 音については,録音レベルを一定にし,コンデンサマイク (位圏固定)を用いてコンピュータに入力した。サンプリン グ周波数は44100[HzL量子化ピット数は16(bit]である。 第三弦開放音(基本周波数26L6lHzl])について,弾弦 速度の変化に伴う波形の最大振幅をプロットしたものを Fig8に示すも

駕穏鼬穏翠

時岡(ポイント勘441000【secD 34000

UJ1jjj鱗

時間(ポイント勘441000【secD Fig、6.2回に分けて録音した波形(第三弦開放音)

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0102030405060708090100110120 弾弦速度に、/s⑧C] Fig.8.弾弦速度に対する最大振幅の変化(第三弦開放音) 周波数[HzI Fig.8より,弾弦速度が速くなるに従って波形の最大振 幅は増加するが,弾弦速度が50km/seclより速くなると 飽和する傾向が見られる。 次に,弾弦速度による波形変化を観るために第三弦の開 放音をそれぞれ弾弦速度を126[cm/s]と6281cm/slで録 音した三線音の周波数分布(Fig.10,11)を測定した。 伽卸卸姻知如、0 理顧 nm■rTm氏-mⅡヨニロエ兀 周波数[Hz] Fig.7.2回に分けて録音した周波数分布(第三弦開放音)

Fig.6(a)(b)を比較すると振幅及び形状ともにほぼ同様

の波形が得られていることが分かる。また,Fig.7の周波 数分布においてもほぼ同様の振幅スペクトルが得られてお り,ヒトが弾弦した場合(Figl,Fig2)に比較べてデータ 尻似]OBDOO10。Ⅸ HUOq-uL 田波散O団 Fig.9.6.28(cm/secIで弾弦した鍋r合の周波数分布(第三弦開放音) 、の再現性が高いことが確かめられた。

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(5)

56 粟國・山城・伊波・渡久地:三線(サンシン)の音色に関する総合的な評価(2)~弾弦装置について~ Fig.12より,特に3,5倍音での変化が著しく,単鯛関 係ではないが弾弦速度が増すにつれ振幅が増す傾向にあ り,他の倍音の振幅変化はわずかである。これらの結果よ り弾弦速度が増すにつれて特に3倍音と5倍音の強鯛さ れた音色となることが分かった。 麺汕、咽却却、”羽仰双mm0 llIj 皿周 4.まとめ ⅨJ、40000丘000BLOUO100m ロ波田mbO Fig、10.12.61cm/B1で弾弦した場合の周波数分布(第三弦開放音) 考案した弾弦装置を用いることにより,一定速度での録 音データの再現性が認められた。また,弾弦速度を上げる とある速度まではアタック時の最大振幅が大きくなる。こ

の波形を周波数分布として観ると約3000IHzl以下の倍音

の振幅が増し(特に3倍,5倍音),低周波数域の振幅が強 鯛され,音としては太い音色として聞こえる。それより商 い周波数での倍音の振幅にはほとんど変化が見られない。 弾き方による音色の違いについては,パチを挿入する深 さや角度による影響も考えられ,また,様々な種類の三線 について実験を行い総合的に考察する必要がある。 また,胴皮の張力についても,音色に影響をおよぼすと 考えられるので検詞する必要がある。さらに,部分音の特

徴が三線のどの部位(弦,胴,棹,皮など)によるもので

あるかを究明した上で,一般的に“良い音色の三線であ る''と呼ばれる三線と普通の三線との各特性を比較する事 により“良い音色''の要因となる音の性質について検討が 必要であろう。 gHXjqpOOQOOO且0m】on、 閂波Eml因) Fig.11.62.8{m/81で弾弦した場合の周波数分布(第三強開放音) Fig9と59.10および、9.11の周波数分布を比較すると, 30001Hz1以下の倍音,特に3倍音及び5倍音では振幅が 増し,それ以上のの倍音ではほとんど変化が見られない。 実際の音を聞いた印象では弾弦速度が増すにつれて音が太 くなる印象を受け,これは低次倍音成分が大きくなった事 によると考えられる。 次に,これら周波数分布の主要な倍音成分の振幅につ いて,弾弦速度を変えてプロットしたグラフをFig.12に 示す6 参考文献 111懸波精一郎:“音色の測定・評価法とその適用例'',応用技術出版, 1992. l21安藤由典:“新版楽器の音沼F学'',音楽之友tL1996. [31渋谷恒司,菅野重樹:“バイオリン演奏における感性表現として の音色と運動の関係",計測自動制御学会賎文集,Vb1.32,No.8, ppl259-1266O1996・ '41王趨華:“中国と琉球の三弦音楽''’第一番房’1998. '51健保榮治郎:“三線のはなし'',ひるぎ社,1999. 161森田雅一:“幻の楽器を求めて'',筑摩書房,1995. 17lジョン.R・ピアーズ/薯村上陽一郎/釈:“音楽の科学クラシッ クからコンピューター音楽まで''’日経サイニンス社,1989. '8}金井槽:“音・振動のスペクトル解析。',コロナ社,1999. 19]中村尚五:峰ピギナーズデジタルフーリエ変換’'’京京n機大学出版 局,1989. [10}久保和良,青島伸治:鍾稗応答によるピアノ音とギター音の 減衰分析j',計測自動制御学会瞼文集,Vb1.31,No.6,pp、712-721, 1995. 111l安藤繁雄,山口公典:“三味線膏の音秤的性質について''’日本音 轡学会鰭,VbL39,NC,7,pp、433-“3,1983. 112I堀内電三,菊池恒男,斉藤宗純,三浦南:“三味線の発音槻構の j騨析~楽器音の立上り部の波形と皮・駒・擾各J部のlfInb波形の比較-", 日本樹F轡学会鰭,VbL51,No.9,pp、690-697,1995. ['31粟園朝英j山城毅,渡久地貸:“三線(サンシン)の滴f色に関する 総合的な関附蘭(1)", 電気関係学会九州支餓連合大会鱒演箇b文集,1“7,p-751,(2000,9) 1141粟園朝英,山城毅,波久地宜:“三線(サンシン)の音色に関する 総合的な評imi~樟について~'', 電子1W報通循学会絶合大会簿演闘b文集,D-14-7,p-177,(2001,3) [151粟國朝英,山城毅,伊波響Wr,渡久地宜:“三線(サンシン)の 音色に関する絶合的な3WLIHi(2)~弾弦装置と音について~'',電気関 係学会九州支部連合大会簿演鎗文集,942,p-490,(2001,10) 2500 2000 1500

恩蝋 1000 Soo 0 020406080100 弾弦速度[cm/s6c] Fig.12.弾弦速度に対する各倍音の復幅変化 u乙DUO40000QOOOaOOO】0,OCC ,4 02 00 00 000 800 6pO OOO 200 0 O乙OOOdOOO6bOOOaOOOlqOOC ■ ■ ● ● ● ご 》00勺0,凸00《00006口 。 ◇ ● ■ ● O0C00●00▲O0B00。 。 ● ● ◆ 》D0r00C」●0$ODlL00■ 口 ● 』 ■ の ● ⑤ ● 00▽00●Oq000600■ 二●●⑰ 。□い■ の■● -00テ■■{00{00」00■ ■ ● C C OO▼00●D0▲00600b ● ● ● ● ■ ● ● 二 『0。UV0l■G00O0D▲IOC ■ ● ● ■ 》00700L■△■■O0L00▲ 守 ● 。 ■ ● ● 申 』 007|■0●|■Qj00600● C e ■ ■ 一口●◆ 口 ● ● 。 ▼0●■・▼・p0C■l0O00△O0a C C Q 。 〒D0r90CD・OL00L0◆▲ ● ● 』 。 。 ● 。 ■ ■0守り。■00コ■0づ00, 。。●← 0, ロ0 -勺一一ケ ̄ 11 - ̄■1-。- :: -コⅡ■-L- :8 -.-,■L- 1ノリ 一 口 00F00』00」I0L00・ ● ● ◆ C ● ● ● 』 ●●⑤ 0『06句06『00 D60I00P00OI0●00- 中 ● の ■00。■O0P00r00C00ニ ニ ロ ロ ◆ ● ⑤ ● 』 650700▽CO▽00●10 。 ◆ ① ● 。●⑤● ●●●。 C●●寺 iii l-「1- 了.「!~、 っ!~・「~1~、 1.八・ 』:」一 41- 』.ふ 4-i- 81 .1-「 C ■ 。 。 ・o6PQ0P00r00し00- ◆ の ● ● の ● 。 ●

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参照

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