事例
WAONがあったこと、またWAONの解析結果を製品開発にフィードバックできる我々の技術がなければ不可能でした。
ヤマハ株式会社様 〜世界初の24kHz保証HRTFを用いた音響システムの開発に、WAONの大規模音響解析が活躍〜
今回のインタビューでは、ヤマハ株式会社様にご協力いただきました。
「感動を・ともに・創る」をブランドスローガンに、市場をリードし続ける総合楽器メーカー、ヤマハ様。長年の音響技術を結集させた高性能のAV機器もまた、世界中のファンを魅了し続けています。
そして2008年4月、世界初の24kHz保証HRTFを採用したホームシアターシステム「DVX-1000」が発売されました。この技術の開発にはヤマハ様の音響技術と、音響シミュレーションのノウハウが凝縮されています。本インタビューでは、その開発経緯と、開発にご利用いただいた大規模音響解析ソフトウェア「WAON」についてお話を伺いました。

左から塩澤様、三木様、片山様、鬼束様、末永様。
今回お話いただいた方々
サウンドテクノロジー開発センター
開発担当技師 鬼束博文様
技師補 三木晃様 末永司様 塩澤安生様
AV機器事業部 技術開発部 第二開発グループ
技師補 片山真樹様
皆様のお仕事の内容をご紹介ください。






図1 DVX-1000
※音元出版「ビジュアルグランプリ 2008 SUMMER」で銅賞を受賞
〈 http://www.yamaha.co.jp/product/av/prd/cinema_st/dvx-1000/index.html 〉
DVX-1000に採用されている、次世代型バーチャルサラウンド技術についてご紹介ください。

図2 次世代型バーチャルサラウンド技術 「AIR SURROUND XTREME」 概念図
ホームシアターシステムも原理は同じで、自分の周りを複数のスピーカーで取り囲みます。5.1chという一般的なシステムでは、正面に1本、フロント(左右)とサラウンド(視聴者の左右)、さらにサブウーファーの計6本のスピーカーを配置します。さらに高級な7.1chシステムでは、背後に2本のスピーカーが追加されます。
しかし、スピーカーを設置するスペースが無かったり、スピーカーケーブルが掃除の邪魔をするといった問題もあり、ご家庭によっては、これらのシステムは現実的ではないかもしれません。そこで、何とかバーチャル技術によってサラウンドシステムを実現できないか、ということで開発が始まりました。このDVX-1000は正面の2本のスピーカーとサブウーファーで、高級ホームシアターと同じ7.1chシステムに匹敵するサラウンドを実現しています(図2)。これが可能なのは世界でヤマハだけです。
開発の経緯と、本製品の特徴をお教えください。
従来のバーチャル技術には2つの課題があると言われていました。1つは、画一的な頭部モデルを用いて求めたHRTFを使用するので、視聴者の頭部形状の個人差を十分に考慮できていなかった点です。そこで、多種多様な頭部モデルを作成してシミュレーションを重ねたのです(図3)。その結果、汎用性の高い新型頭部モデルを開発し、どなたでもリアルな定位(音の到来方向と遠近感)を感じていただけるような次世代HRTFを得ることに成功しました。
この際、実測ではなくシミュレーションを使ったことも重要でした。実測の場合は、ダミーヘッドを使って録音したりするのですが、頭部形状の個人差にあわせて幾つものダミーヘッドを作成するのは困難です。ところがシミュレーションの場合は、多数の頭部形状を作成し、すぐに解析してHRTFを算出することができます。この結果、ほぼ万人に共通するHRTFを算出可能な頭部モデルを開発できたのです。
様々な国の方に、このHRTFを用いたバーチャルサラウンドを聞いていただいたのですが、皆さん後方から音が聞こえることに一様に驚かれます。このモデルは使えると、そうした方々の反応を見て確信しました。シミュレーションによる開発を始めて3年で、ようやく実現しました。
またもう1つは、これまでのHRTFは20kHzという人間の可聴帯域をカバーできていなかった点です。
実際に人の耳に「音」として聞こえる帯域は10数kHzと言われていますから、そこまでの帯域は必要ないと思われるかもしれません。しかし、バーチャルサラウンドを実現するには音データの演算処理が必要になり、演算する上で、必要な帯域が全て保証されたデータを使う場合と、保証されないデータを使う場合では大きな違いがあります。保証されないデータを使い演算する場合は、未保証の領域に対して何らかの「人的な介在」が入ります。我々はこの介在が、例えば生の楽器が生らしく聞こえなかったり、人の声が機械的になったりといったような、バーチャルサラウンド特有の音質劣化の元凶になっていると考えています。
しかしWAONにより、高周波の領域まで全て保証された精密なデータが得られましたので、介在が必要なくなり、非常に精度良く音場を再現できました。DVX-1000にはミュージックモードという機能があるのですが、まさに生の楽器に取り囲まれているように感じます。これはヤマハだけの技術ということで、お客様からも高い評価をいただいています。
これらは、我々の長年にわたる音響技術やシミュレーションのノウハウを集大成したものですが、それだけでは実現しませんでした。WAONという、大規模モデルを解析可能なソフトウェアがあったこと、またWAONの解析結果を製品開発にフィードバックできる我々の技術がなければ不可能でした。双方の技術があってはじめて開発されたのです。

頭部近傍の空間音圧分布

両耳近傍の空間音圧分布

頭部表面の音圧分布
図3 HRTF(頭部伝達関数)の算定 手法:WAON FMBEM(高速多重極境界要素法)
では、今後の計画についてお聞かせ下さい。
構造-音響の連成解析機能は、2008年9月にリリースされましたので、ぜひご活用ください。その他、WAONの機能についてご意見はありますか?
開発当初から、マニュアルを読まなくても直感的に操作できることを目標にしてきたつもりです。機能が増えても、解りやすさを損なわないように注意していきたいと思っています。他にご要望はありますか?
ご意見ありがとうございます。これからもお客様の要望をお聞きしながらWAONの機能開発を進めていきたいと思います。では当社についてご要望はありますか。
なかなか至らない点も多いですが、まさにその通りと思いますし、これからも実践していきたいと思います。今後ともぜひ宜しくお願いします。
ヤマハ株式会社 鬼束様、片山様、三木様、末永様、塩澤様には、お忙しいところインタビューにご協力いただき誠にありがとうございました。
この場をお借りして御礼申し上げます。