アメニティ&サウンドマンスリー 2002年9月【Vol.3】

このコーナーは、音や音響についてのコラムをお届けします。

前回は、ヘッドホンモニターについてのコラムを技術・開発コラムでお届けしました。最近ソニーから、ヘッドトラッキング機能付きのヘッドマウント・ディスプレイ（液晶ディスプレイにヘッドホンも付いています）が発売(9/26発売)されたこともあり、今回はヘッドホンの定位と立体音響、 ヘッドトラッキングについてお話したいと思います。

ヘッドアクショントラッカー
ヘッドトラッキングというのは、映像や音を人の頭の方向に補正するために、頭の方向を検出する技術のことです。ヘッドトラッキングという技術自体は１０年以上前からある技術ですが、コンシューマー製品で登場したのは記憶にある限り初めてだと思います。

SONYのヘッドマウントディスプレイ「PUD-J5A」は、 ヘッドアクショントラッカー(Head-action Tracker) 機能という頭の上下左右の動きを検出して出力するセンサー機能を持っていて、 PlayStationゲームの仮想空間を演出することを目的としているディスプレイ装置です。対応ゲームソフトで使用すると、仮想映像空間の全方位を見渡せるようになります。音の定位にも対応すると思います。

ヘッドホンの立体音響
ヘッドホンを利用した立体音響技術というのは、古くから数々あるのですが、主に２つの音響、要素技術の組み合わせや応用によって実現されています。

　　１．音量と左右の時間差（および位相）
　　２．頭部周辺と耳たぶなどによる周波数特性や反射による変化

ステレオスピーカを利用したSRSなどの3D音場のシステムでも基本的には同じです。スピーカの場合には、聴いている人の左右別々の音になるようにするために左右の音の分離技術が加わりますが、ヘッドホンの立体音響と原理は同じです。スピーカの場合には、耳に届く音をヘッドホンのような左右独立の音源にするためのキャンセル技術が工夫されています。

１．の音量と左右の時間差は最も基本的な技術です。最も簡単な例でいえば、左右90度方向の音源の音は、片側の耳に大きな音で早く届きます。ミキサーのパンポットやオーディオの左右バランスは音量による左右定位です。

このような音量差がステレオ音場の基本であるように、音量の左右差の支配力が大きいことは容易に理解できます。

左右の差のイメージ時間差は、ディレイ(時間遅延装置)や ダミーヘッド録音を利用した場合の音の到達時間差によって立体感が増すことでも、やはり、かなり重要な要素であることが判ります。

ところが、正面、背面、そして上下方向は、左右の音量や時間差では克服できません。音量も、到達時間も同じ0度と180度(真後ろ)の方向については、左右の音量も時間も全く同じなので、ステレオの左右の音に差が発生しません。

そこで、２．の周波数特性や、反射などが必要であることが判ります。頭部周辺の反射や耳たぶの指向性（主に前方を集音してますから）などによって前後などを判断していますが、これは多分に後天的な経験などから学習されたものですから、人による個体差があります。機械的に特性をフィットさせることが難しいため、周波数特性などを利用した定位感は、平均的なモデルを基準に信号処理されています。

立体音響ではおなじみのダミーヘッド録音も、この２つの要素技術をダミーヘッドを利用することで実現したものです。ダミーヘッドの大きさや耳の形状もやはり平均的なモデル（欧州の成人男性の標本調査による平均）ということになります。

ダミーヘッドのイメージこのような立体音響も、斜め方向の距離感や上下感がある立体音響が得られますが、前後については、ヘッドホンで聞くと頭の中で鳴っているように感じ、立体定位感はそれほど豊かにはなっていません。

そこで、ヘッドトラッキング技術の登場となります。

...が、急ぎ足でご紹介したにも関わらず量が多くなりすぎましたので、次回、ヘッドトラッキングと正面定位、頭外定位などについて後編にさせていただきます。月刊なので、連続物にしないつもりだったのですが...スミマセン(^^;。

それでは、次回もよろしくお付き合いください(^^)。

ARIは、音響設計、音響測定、音響調整など音響関連サービスの業務や、デジタル機器の開発、プロ用音響機器の販売を行なっています。