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家のスピーカーは、二本の真ん中に座って聴きます。
左右の距離が等しいので、両方の音が同時に耳に届きます。
だから歌い手は二本の中間に立って聞こえます。
車では、その前提が最初から崩れています。
運転席は左右の中央にありません。
距離の差が、そのまま時間の差になります
音は空気の中をおよそ毎秒三百四十メートルで進みます。
一ミリ秒で、およそ三十四センチです。
運転席に座ったとき、左のスピーカーと右のスピーカーまでの距離は同じになりません。
差はおおよそ二十センチから四十センチほどと言われます。
これを時間に直すと、およそ〇・六ミリ秒から一・二ミリ秒です。
小さい数字に見えます。
ところが、人が左右の位置を聞き分けるときに使っている時間差は、これよりも小さいのです。
人の耳が使っている物差し
人は二つの手がかりで音の方向を決めています。
ひとつは、左右の耳に音が届く時間の差です。
頭の幅の分だけ、近いほうの耳に先に届きます。
この差は最大でもおよそ〇・六九ミリ秒しかありません。
低い音のほうで強く働きます。
もうひとつは、左右の耳に届く音の大きさの差です。
頭が壁になって、遠いほうの耳では音が小さくなります。
こちらは高い音のほうで強く働き、最大でおよそ二十デシベルほどの差になります。
ここで先ほどの数字と並べてみます。
スピーカーの距離差から生まれる〇・六から一・二ミリ秒という時間差は、頭の幅がつくる最大の時間差と同じか、それより大きい。
つまり車の中では、耳が方向を判断するのに使っている物差しが、振り切れた状態になっています。
先に届いた音が、方向を決めます
もうひとつ、人の聴覚には強い癖があります。
同じ音がわずかな時間差で二回届くと、脳はそれを二つの音として分けずに、ひとつの音として受け取ります。
そして方向は、先に届いたほうで決まります。
あとから届いた音がまったく逆の方向から来ていても、方向の判断は変わりません。
この現象は先行音効果と呼ばれます。
働く範囲は、おおよそ一ミリ秒から三十五ミリ秒あたりです。
一ミリ秒より短いところでは、二つの音が引き合って一方向にまとまります。
四十ミリ秒を超えると、あとの音は別の音、つまり反響として聞こえるようになります。
車の左右の距離差は、まさにこの範囲の入口にあります。
だから運転席で聴くと、歌い手は中央ではなく、近いほうのスピーカー側に張り付きます。
ハンドルの真上あたりに聞こえる、と表現されることがあります。
タイムアライメントは、近いほうを遅らせます
やっていることは単純です。
近いスピーカーの音を、わざと遅らせます。
遅らせる量は、距離の差を音速で割った時間です。
四十センチ近いなら、およそ一・二ミリ秒遅らせる。
それだけです。
すると、両方の音が同時に耳へ届きます。
先に届く音がなくなるので、先行音効果が働かなくなり、歌い手は左右の中間へ戻ります。
設定の手順も単純です。
運転席に座り、耳の位置から各スピーカーまでの距離を測り、その数値を入力します。
多くの機器は距離を入れると時間に換算してくれます。
自動で測る機能は、検算してください
いまの機器には、マイクを置いて自動で測る機能が付いていることがあります。
便利ですが、結果をそのまま信じないほうがよいです。
実際に、自動測定の結果がおかしかったという報告があります。
座席の下に置いたはずのサブウーファーが、後ろのスピーカーと同じ五メートルと出た。
周囲の音の影響なのか、機器の仕様なのか、原因は分からないまま、値だけが残ったという話です。
自動測定は出発点として使い、出てきた数値を巻き尺で確かめてください。
明らかに合わない項目があれば、そこだけ手で直します。
数センチの違いは耳で詰めればよいのですが、メートル単位の違いは測定の失敗です。
直せないものもあります
時間を揃えれば全部が解決する、という話ではありません。
まず、助手席が犠牲になります。
運転席に合わせて遅らせると、助手席では逆向きにずれます。
一人で乗ることが多いなら運転席に合わせ、二人で乗ることが多いなら中間を取る、という判断になります。
両方を同時に満たす設定は存在しません。
次に、時間は方向を直しますが、音の大きさの差までは直しません。
距離が遠いほうは音が小さく届きます。
左右の音量を合わせる調整は、時間とは別に行います。
そして、周波数ごとの凸凹は時間では直りません。
特定の帯域が落ちているなら、それは反射と吸収の問題です。
測って、別の手当てを考えることになります。
高い音を担当するスピーカーの扱い
高い音だけを受け持つ小さなスピーカーを付けている場合、そこにも時間の調整が要ります。
高い音は方向の手がかりが強く出るので、位置のずれが目立ちます。
逆に言えば、ここを合わせると、低いほうを受け持つスピーカーとのつなぎ目が滑らかになり、耳につく感じが減ったという報告があります。
位置と時間の両方を詰める価値がある部分です。
録音の側では、同じ現象を利用しています
面白いのは、この時間差が、録音の現場では味方として使われていることです。
二本のマイクを少し離して立てて録る方法があります。
距離を空けて置くと、音源が左に寄っているときは左のマイクに先に届き、右のマイクには遅れて届きます。
この時間差が、そのまま左右の位置の情報になります。
再生したとき、聴き手の脳は先ほどと同じ仕組みで方向を組み立てます。
つまり録音では、時間差をわざと作って位置を記録しています。
車では、意図しない時間差が生まれて位置を壊しています。
同じ現象の裏と表です。
だから車の音を整える作業は、録音を知っている人にとって、まったく新しい話ではありません。
ホールで二本のマイクの間隔を何センチにするかと悩むことと、運転席で左右のスピーカーの時間を何ミリ秒ずらすかと悩むことは、同じ物理を別の方向から扱っています。
よくある質問
まとめ
車の運転席は、左右の中央にありません。
その距離の差は、人が方向を判断するのに使っている時間差と同じか、それより大きい。
だから音の位置は片側に寄ります。
タイムアライメントは、近いほうを遅らせて、届く時間を揃えます。
機材を替えずに音の位置が変わる、数少ない調整です。
ただし、助手席との両立はできません。
音量の差と周波数の凸凹も、これとは別の作業です。
測り方の手順は カーオーディオの音質を、測って確かめる に、スピーカーの選び方は 車種専用のカースピーカーは、何が違うのか に書きました。
