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ファイルオーディオことはじめ。

11/02/13初稿

 これまでの実験・検討にて、RippingからDACへのデータ転送の実態まで一通り確認できたかなと思います。
 そこで、このあたりで「ファイルを再生するオーディオ」について、ポータル的にまとめておこうかと思います。原則確認できた事実だと思っていますが、それに基づく個人的なコンセプトも含んでいます。
 対象はWindows環境となります。リンクはすべて当Blogの記事です。メインメニューの変形版みたいなカンジですね。


■ビットパーフェクトなファイルを準備する

・たとえファイル形式が可逆でも精神的には非可逆になっちゃうから圧縮はしない
 ファイルフォーマットはリニアPCMであるWAVE形式(.wav)を基本とすべきだと思います。たとえロスレス形式であっても、再生時にはデコード処理が発生します。いい音を楽しみたいのですから、極力余計なデジタル処理はしないに越したことはないと。
 と言うか「極力パラメータは少ないに越したことはない」と。WAVEなら“デコード作業の量や負荷のかかり方が音質に影響するしない、という悩みを回避できる”ということこそ最大のメリットかも(笑)。
 ちなみに、プレーヤソフトの優先度などを変えても音は変わりますので、デコード処理の有無は、負荷がかなり小さくても(というか負荷の量の問題ではないような気がしますが)音質に影響を与える可能性はあると思います。逆に言うと、どうしようもないパラメータの一種として割り切るのもひとつの考え方かも知れませんね。
 ちなみに、後で出てきますがDACに届いているバイナリが同じでも音は変わります。

 HDDなんてアホのような値段ですので、容量を気にするのはやめた方がいいと思います。CD1枚WAVE形式でRippingしても0.5GBくらいですよね。2,000枚のCDをリッピングしても1TBです。ハイレゾ音源も容量は6倍くらいでしょう。HDDは今後も下がり続けるでしょうから、足りなくなった時に買い足し(買い換え)すればよいと思います。
 2,000枚って、1日に1枚聴いても5年以上楽しめますからね。その間にHDD値下がりするでしょう(笑)。
 ファイルにいろんな情報を付属させたいという目的もあるかと思いますが、「いい音を聴く」のを第一義的に考えるなら、個人的にはそこはトレードオフにすべきじゃないかなぁと思っています。
 なお、WAVE形式は対応非対応という点で「最もプレーヤソフトを選ばない」フォーマットであろう点もメリットだと思います。

・WAVEは別にメタボってない
 「WAVE形式はフォーマットが肥大化している」なんて言うハナシも見かけますが、例えばiTunesが出力するWAVファイルはオプションデータや独自データの附記はないプレーンなWAVEです。オプション付ける付けないはリッピングソフトに依存することであってフォーマットの問題ではありません。
 それが証拠にiTunesではAIFFの方が“デブ”なファイル出力します。

・音楽CDのエラー訂正は結構強力なので無神経に神経質になる必要はない
 もともとファイルとして入手したもの以外は音楽CD(CD-DA)からのリッピングで得ることになりますよね。
 その際気になるのがエラーについてですが(世の中の情報もかなり錯綜していますが)、こちらのイジワル実験結果からも解る通り、音楽CDのエラー訂正機能「CIRC」は結構強力です。かなり酷い状態のディスクでない限り、本来入っているデジタルデータと違うデータが読み出される(エラー訂正できず補間になってその結果がハズレる)ことはありません。

 CIRCはもともと音楽CDの規格であって、「CDプレーヤ」でも「CD-ROMドライブ」でも同じことしています。そもそも音楽CDのエラー訂正機能って何なのかについてはエラー訂正について改めてまとめた記事をどうぞ。
 一言で言うと

「CIRCはエラー発生を前提とし、ほとんど正しく訂正されるように設計されている。
まれに訂正できず類推補間が発生する。
類推補間結果がハズレだとオリジナルデータと異なるデータがリッピングされる」

となります。
 CIRCは安価なプレス生産メディアを用いるために記録フォーマットまで含めて設計されている「規格」なのです。“読む時だけ”いろいろやってるワケでは決してありません。
 なお、CIRCはあくまで音楽CD(CD-DA)の規格です。CD-ROMのエラー訂正はさらに強力な別規格となりますが、音楽CDとは無関係ですので混同しないようにしましょう(例えば、CD-DAリッピングとCD-ROMコピーは別モノです)。

・万一エラー補間が発生してその結果ハズレてもワカラナイ
 訂正しきれず補間が発生(C2Error発生)したことまでは知る方法があります。が、類推補間した結果アタリかハズレかは判りません(判るくらいなら類推補間なんてしません。当たり前ですが)。
 しかし、ひとつの補間発生結果のハズレは

「アナログ音声信号の電圧が、1/44100秒分、16bit=65536段階分の数段階、オリジナルと異なる」

だけです。
 たとえそれが1ファイルの中に若干回発生したとしても音楽全体への影響にはなりえませんし、そもそも聴き分け不能だと思います(というかDACが追従できるの?)。だって、1ms分(連続した44サンプル)のデータ欠損だって聴き取れませんでしたもの。

・リッパーソフトの「エラー訂正」は気にしなくていい
 そもそもCIRC自体を制御しているワケじゃないので(どんなリッパーでもCIRCは機能するし逆に止めることもできない)、オマケ的に考え、基本的には使わなくていい機能だと思います。
 そもそも正しく戻る保証がないのに「訂正」って言っちゃイカン(日本語として間違ってるので)。
 dBpoweramp R16などでは「Recover」と表記しています。好感が持てます。

・極論するとリッピングソフトやドライブは何でもいい
 あくまでも「極論」ですが(苦笑)。
 普通のリッピングにおいて「事実上音質差になるようなエラー発生差はない」という意味においては、です。流石にCD-ROMドライブ黎明期のものなどはダメかも知れませんが、イマドキのものなら特に拘る必要はないと思います。
 実際、ソフトやドライブを変えても、できあがったWAVファイルはエラーなく同じになることを確認しています。
 ですので、よほどWAVファイルの完全性に拘らない限りリッパーはお気に入りのものでいいでしょう。例えばiTunesでも問題ないと思います。某メーカ推奨だからと言って某セキュアリッパーを使わなければならないということはないのです。
 ドライブについても、補間発生しない限りバイナリは同じになるのですから拘る理由はありません。「定番ドライブにはバイナリが同じでも音質的に優れたWAVファイルをリップする能力がある」という理屈は見いだせませんし。

 「リッパーを変えるとバイナリが同じでも音質が異なるか」を試聴しましたが、差は感じませんでした。
 「ドライブなどのハード環境を変えるとバイナリが同じでも音質が異なるか」も試聴しましたが、差は感じませんでした。
 客観論にはなり得ませんが(苦笑)。

・さらに極論するとたとえダメージディスクでもリッピングやドライブは何でもいい
 さらに「極論」ですが(爆)。
 普通=「健常なディスク」ではほとんど補間発生はないと思いますが、「酷いディスク」の場合にどうなるかの実際も検証してみました。あまりに酷いとサンプルがごっそり欠損したりしてノイズとして聴こえると思いますが、数千サンプルに補間エラーが発生してもランダムに出現する限り音質劣化として認識することはできないでしょう。
 つまり補間エラー発生数が「定番ドライブは10個・そのへんのドライブは1000個」だとしても事実上判らない=なんでもいい、と。
 ノイズが入るほどの「酷いディスク」の場合、「そのへんのドライブ」から「定番ドライブ」に換えることでエラーをノイズにまで至らないレベルに抑えることができるかも知れませんが、“やってみないと判らない”でしょう。ダメージ種類に対するドライブの得手不得手もあるでしょうからキリがありません。ノイズが消える=エラーがゼロということでもありませんし。
 なので、あんまり拘っても仕方ない=なんでもいい、と。

・エラーはノイズにならない限り聴こえないしどのドライブなら救えるかも判らないので要は気持ちの問題
 「リッピングしたデータの痛み具合は、ノイズとして聴こえるほど酷くならない限り判らない」
 「聴こえるほどのノイズになったとしても、演奏に紛れた音のように聴こえる場合もあり、“エラー発生”と認識できない場合もある」
 「明らかなノイズが認識できたとしても、それほどのダメージディスクの場合、どのドライブ(やリッパー)なら救えるのかはやってみないと判らない」

 これらのことをどう考えるのかが、リッピングにおける最大のポイントなのです。

 実際にどうかは別として「定番ドライブを使ってるという安心感がスキ」というのもひとつの考え方でしょう。
 ただし、中古の場合は「劣化してるかも?」という不安感とのバーターになりますね。

・とはいってもリッピング結果の完全性に拘りたい場合のPureRead
 …なんだか「どうでもいい」って言い過ぎてる気が(笑)。
 もちろん「エラーのないリッピング」できるに超したことはありませんので、趣味のオーディオとしては「どうでもよくない!」というスタンスで臨みたいところです。が、拘るなら事情をきちんと把握して意味のある拘り方したほうがいいよね、という裏返しの表現とご理解ください(笑)。

 さて、そういう意味では、ちょっとくらい補間が発生しても音質には事実上影響はないと言っていいと思いますが、それでも補間ハズレ発生はヤですよね。気持ちの問題として(笑)。もちろん私も絶対ヤです(爆)。
 しかし、CIRCによる音楽CDのエラー訂正結果、前述の通り補間が発生したらその結果アタリかハズレかは判りません。
 なので、我々に判るのは「このRippingでは補間が発生したか否か」だけです。しかし、それさえ判れば様々な補間回避策を試みることもできます(ドライブ変えて複数読んでコンペアするとか、盤面を磨くとか、究極的にはCDを買い直すとか)。もしどうしても補間が防げなかったとしても、何より「納得のリッピング」ができます(笑)。
 Pioneer製「PureRead」「PureRead2」「PureRead3+」につき、そのための機能としてみた記事を書きましたので、「とことん拘る」向きはご参照ください(もちろん私もその向きですが)。定番ドライブにお金かけたり、セキュアリッパーでうんうん時間かけたりしてがんばるよりも費用対効果あるのではないでしょうか。

 いわゆるセキュアリッパーで繰り返し読みの差異から補間の発生をレポートするものがありますが、上記「PureRead」記事にも書いた通り、複数回の補間結果が同一になる可能性もあるので、当該機能では「補間発生」をパーフェクトに知ることはできないハズだと思っています。そもそも繰り返し読み時のキャッシュ制御を十分理解して使う必要がありそうですし。

 なお、誤解されやすい気がするので申し添えますが、「PureRead搭載ドライブは基本的光学性能(ダメージディスクの読み取り性能)がいい」と思っているワケではありません。記事に書いた通りですが、PureReadの「パーフェクトモード」は“補間発生を確実に認識できる機能”として有益だ、と思っているワケです。
 なお、当然のことながら「組み合わせをメーカ保証しているリッパー」以外を使用する場合は、意図した動作するか確認要です。

・ところで「酷いディスク」をそんなに気にしてるのは誰?
 ところで、そもそも「酷いディスク」のことをそんなに気にする必要あるのでしょうか?
 汚れは拭けばよいのでキズだらけのディスクのことになりますが(厳密には偏心やソリ、経年劣化などもあり得ますが)、オーディオ好きな人が自分で買ったCDをそんな雑な扱いばかりしているとも思えませんし、つたない経験ながら中古CDにしたって補間発生したことないですもの(後述するPureRead-PerfectModeでの確認結果として。なので、その効果も含んでの結果ですがこれを使わないと補間発生の有無が判んないので)。
 「レンタル落ちの中古CDや海外製のプレスが怪しいCDばっかり買う。ビットパーフェクトには拘るけど新しいドライブとか絶対買わないぞ!」っていう人そんなにいないんじゃないかなぁ?(笑)
 通常リッピングでは(実質的な音質面としては)考慮する必要はなく、「キズつけてしまったCD」「プレス不良のCD」などをどうやって読むかといったイレギュラーな状態におけるリカバリ策として検討すべき問題でしょう。

・実は「エンファシス」を考えるとリッピングソフトはなんでもいいとは言えない
 いきなり前言撤回(笑)。
 古~いCD(だけとも言えない?)にエンファシスなる処理がかかっているものがあり、その対応方法によっては「リッパーは何でもいい」とは言えなくなります。
 結構盲点じゃないかな、これ。

・実は「オフセット」を考えるとリッピングドライブ・ソフトはなんでもいいとは言えない
 さらに前言撤回(爆)。
 CD全体のズレやプリギャップ処理に拘る場合はドライブやリッパーを選ぶ必要があります。音質には直接関係ないですし実聴感上まず問題にならないと思いますので、あくまでも“そこまで拘る場合”ですけれど。

・ドライブやシステムについて「リッピング」と「再生」と「ライティング」を混同して語ってはイケナイ
 同じドライブでも「ディスクのリアルタイムデジタル再生音質」と「リッピング性能」はきちんと分けて議論することが大事だと思っています。
 リッピング性能は純粋にビットパーフェクトにデータが得られるか否かだけが問題ですが、リアルタイム再生している時はドライブの発生する電気的・メカ的ノイズがアナログ再生回路に影響を与える可能性があり、それがドライブの音質差になる可能性があるためです。補間発生数に差が生じる可能性もありますが、それは上記の通り音質差としては聴き取れないハズです。
 また、リアルタイム再生ではなくファイル再生においても、リッピングPCをプレーヤPCと兼用する場合は、「使用していなくても、組み込まれているドライブが通電されているだけで出すノイズ」などが再生信号に影響を与える可能性もあります。
 もちろん「ライティング性能」は全く別のハナシです。焼き上がったCD-Rの品質はドライブのリッピング性能や再生性能とは無関係です。念のため。

 また、「リッピングするとノイズが入る」といった課題を時々見かけますが、正常動作しているイマドキのドライブやPC本体(OS含む)環境で、同時に重い処理はしないなどの“やさしいリッピング”すれば、基本的には発生しないと思ってます。ダメージディスクは別ですが。
 Macは知りません。リッピングと同時に圧縮エンコードを行っている場合も判りません。輸入CDなどでどうしてもノイズが入る場合はプレス不良である可能性が高いのでは。もしかしたらドライブ劣化かも。

・ちなみにCDプレーヤとファイルオーディオ再生の音質差
 CDプレーヤでもPCでのリッピングでもCIRCによるエラー訂正は機能しています。しかし、前者はリアルタイム、後者はノンリアルタイムという差があります。後者では実時間より長い時間をかけて繰り返しエラー発生しなくなるまで読むこともできます(リトライリード)。
 よって、一般論的には、同じくS/PDIFによるデータ出力機器としてみた場合、CDプレーヤよりもリッピングしたデータをPCから出力する方がエラー補間が少ない“可能性”があります。
 しかし、おそらくその補間発生数の差異は前述の通り音質差としては聴き取れないと思います。それでも厳然と音質差が存在する理由は、静的なデータの違いではないと考えています。
 なお、もちろんドライブの純粋な光学読み取り性能の差という要素もありますが、それは「ドライブ自体」に依存しますので、「CDプレーヤ」と「ファイル再生(のためのリッパードライブ)」の違いについての一般論にはなりえません。


■ビットパーフェクトに管理する

・リッピングPCとプレーヤPCを分離したら結果的にバックアップしちゃった
 プレーヤにするPCとリッピングするPCは分けた方がいいと思います。プレーヤPCは、極力再生に特化したハード構成にしたいですしソフト的にも最適化設定したいですから。ハード的に言えばCPUは低クロックのものにしたり光学ドライブレスにしたり。ソフト的にはOS設定を通常使用には不便にするのを厭わずアプリを削除したりプロセスを停止したり(ネットワーク機能をOFFにするとか)です。
 一方、リッパーPCにはそのような考慮は不要でしょう。メインPCを使えばよいと思います。
 では、リッパーPCで得たファイルをプレーヤPCに持って行くにはどうすればよいでしょう。
 ERIでは外付けHDDを使っています。リッパーPCでダイレクトにファイルを書き込み、プレーヤPCに接続してその内蔵HDDにコピーしています。これによって、リッピングしたファイルはプレーヤPCの内蔵HDDと外付けHDDにミラーリングされている状態になりますので、バックアップにもなります。
 若干手間ですが、プレーヤPCの純化とリッピングしたファイルのバックアップの両得ですので結構いいスキームかと。

・デジタルデータの(音質的な)世代管理はたぶん要らないしディレクトリ管理は失うモノが多すぎる
 こうしてGetした音楽データも、メディア間をコピーしていくうちに音質的な劣化を生じるという説があります。バイナリが一致するデータでも、です。
 HDDの磁気記録状態のハナシまで出てきてちょっと難しい問題ではありますが、コピーすると“劣化する”理屈が見いだせませんし、ファイルオーディオの利便性を損なってまで管理するメリットがあるほどの影響があるとは思えませんので、気にしないでいいと思います。
 「再生するファイルのディレクトリ階層が深くなるほど音が悪くなる」という説も、コピー劣化説と同じく非常に疑問に思っています。


■ビットパーフェクトに転送する

 上記ダンドリで「少なくとも本人が納得するWAVファイル」がゲットできたとします。次に考えるべきはDACまでいかにビットパーフェクトでデータを届けるか、ですね。ちなみに、ピュアなWAVデータを加工せずに聴くのが一番いいなどという意味では決してなく、例えばアップサンプリングしてから送出する場合なども、その後の転送過程はビットパーフェクトじゃないと困るよねっていう意味です。
 とりあえずPCを中心に記します。ネットワークオーディオ専用機なんかはこれが出来てないハズがないですから。

・APIは「WASAPI排他モード」を使おう
 まずはPCからデータ改変なく送り出してやることが必要ですが、なんと、Windowsの標準APIではVistaまでできませんでした。やっと搭載されたビットパーフェクト可能なAPIが「WASAPI排他モード」です。改良が続いているようですので、Windows7(というかより最新のWindows)で使うことを推奨します。
 これまでもASIOといったビットパーフェクト実現手段はありましたが、デバイス対応などの事情がない限り、OS標準を使った方が音質的にもメリットあるのではと思っています。何より手間かかりませんし。
 排他WASAPIはOS標準APIですのでデバイスを選びません。一方、プレーヤソフトが対応している必要があります。
 なお、「共有モード」ではWASAPIの真価を発揮できませんのでご注意を。

・MSの粗忽、Appleの傲慢
 WASAPI排他モードが使えるプレーヤなら“何も足さない。何も引かない”ように音声データを出力するように設定できると思います(例外もあるでしょうけれど)。ただし、音源のビット深度で自動出力してくれるプレーヤソフトは少ないようですので、ちゃんと設定しないと24bit音源なのに16bitで出力されたりしますので、その点は注意です。

 一方、ビットパーフェクトが保証されないAPIしか使えないプレーヤの場合、内部処理で何を“しでかしている”か解りません。というiTunesの事例を調べましたのでご興味あれば。基本的な処理すらバージョンによって変わっちゃうのですから…

・USBケーブルやUSB-DDCやS/PDIFケーブルや転送モードでデータエラーは変化しない
 というかそもそもエラーしてません。というかエラーしたら“音質”の問題じゃなくなります。悪条件下の普通の機器でも転送時にデータ改変は発生していないことを確認しました。
 Windowsオーディオエンジンを通った場合の劣化についても考察しています。
 なお、「PCの処理が間に合わずにUSBにデータが乗ってないためにぷちぷち言う」なんてのは転送時のデータエラーとは考えません。

・USBケーブルやUSB-DDCやS/PDIFケーブルや転送モードをデータエラーで語る意味は全くない
 OSがビットパーフェクトで送り出してくれさえすれば、その後は普通の環境ですでにビットパーフェクトなんです。なので、音質について転送時のエラーが多い少ないで語ることにはまるで意味がないのです。
 じゃあ何で音が変わるのか? を考えるためには、データ自体は変わっていないなら何がパラメータなのかを知らねばなりません。しかし、この先はあまりカンタンに実験で検証できないステップに入ってしまう気がします。当Blogでもいろいろ試してみてますが、本格的な測定などできるハズもないので、いつまでも“仮説”としてしか語れない領域かと思います。

 ちなみにPCシステムにおいては通常非リアルタイムでデータのやりとりをし、成功した転送においてデータがエラーしていることはありません(失敗したら再送するので)。同じUSBでもストレージI/Fの場合は「ノンリアルタム&エラー再送動作」です。もちろんSATAなんかもそうです。LANも同じです。
 一方、オーディオやビデオなどのリアルタイム系ストリーミング転送では、エラーを無視してでもリアルタム性を優先します。
 「ストリーミングでも実時間より速いレートでデータ転送して受信側でバッファして、エラーが発生したら再送すればいいじゃん」とお考えの方もいらっしゃることでしょう。でも、バッファを設けて再送制御するためにコストをかけるよりも、エラーしたって事実上影響ないんだから安くできる方がいい、と規格作成メンバは考えたと理解すべきです。決して何も考えてなかったワケじゃないと思いますよ。

・LANケーブル(やネットワーク環境)をデータエラーで語る意味はあるかも
 非リアルタイムのデータ転送におけるエラーリカバリのための“再送”発生の差が機器動作に影響を与える=音質が変わる可能性はないとは言えません。「サーバのファイルをLAN経由で受け取ってUSB-DACで再生する」ような場合は非リアルタイムとストリーミングが混在します。
 これらを一緒にしないように気を付けるべきでしょう。


 以上、ファイルオーディオにおいてはPC的な理屈を理解して、メーカや評論家の言うことを鵜呑みにせずよく吟味することが大切かと思います。
 例えばUSBケーブルなどについては、「ストリーミング系転送において“データエラーが多い少ない”は音質に影響を与えていないのが基本。なぜならエラーしてないから」と理解した上で考えていきたいものです。
 少なくともデータエラーによって「ヴェールが1枚剥がれたりかかったり」はしないハズっす(笑)。


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テーマ : オーディオ
ジャンル : 趣味・実用

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Author:らかせ
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・DB的に利用しており、過去記事もガシガシ書き換えています。特に「最新記事」は初稿から一週間くらいは直してることが多く、大幅に変わっちゃうことも。ご了承ください
・ということもありますし、記すまでもないですが無断転載(ファイル含む)はご遠慮ください
・引用の考え方については「007:諸事」をご参照ください
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・ハイパーリンクは当Blog記事のみです(054:節電記事のみ例外)

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