オーディオフィルタの種類（簡単に説明）
オーディオ・フィルタは、音を形作るためのシンプルかつ強力なツールで、長い間使用されてきましたが、現代の制作において依然として非常に重要です。
フィルタは、あらゆるオーディオのトーンを完全に変換する能力を持ち、最も頻繁に周波数を除去するために使用されます。 しかし、フィルタは既存の周波数を強化し、レベルを上げるためにも使用されます。周波数範囲が分離されると、それをブーストすることができるからです。 それぞれの異なるフィルター・タイプで、すべてのタイプで多かれ少なかれ同じように機能する共通のコントロールを見つけることができます。
フィルターがどのように機能するかを学ぶのは気後れするかもしれませんが、フィルターの世界に入りやすくするためにこのガイドをまとめました。
この記事では、一般的なものからそうでないものまで、すべての種類を見て、簡単に分解し、その機能を正確に把握します。
追伸：異なるタイプの EQ の内訳は、こちらの記事をご覧ください。 フィルターがなければ、EQ、フェイザー、マルチバンド・コンプレッサー、および他の多くの基本的なエフェクトは存在しなかったでしょう。 音の音色を変える必要があるときはいつでも、フィルターが関与している可能性が高いのです。 例えば、リバーブで高域を減衰させる場合、ローパスやシェルフフィルターを使います。
Common Controls
すべてのフィルターは、幅広いトーン形成オプションのために、わずか数個のコントロールに依存しています。
Frequency / Cutoff / Hz
これはフィルターで最も重要なコントロールです。 私たちが聞くことのできる周波数で、フィルターがアクティブになる場所を設定できます。 カットオフ」という用語は、特定のフィルター（ローパスやハイパスフィルターなど）が、このポイントを超える周波数を徐々に「ロールオフ」する方法を最もよく表しているため、一般的に使用されます。
カットオフ周波数をゆっくりと動かすことにより、サウンドから周波数を徐々に導入または削除するフィルタースイープを行うことができます。 これは、テクノやハウス ミュージックでは非常に一般的なテクニックで、プロデューサーはボリューム フェードに頼らずに要素を調整できます。
ここで、Anthony “Shake” Shakir によるクラシック ハウス トラックでは、動きと勢いを生み出すために、最初の数分間、遅いフィルター スイープを使用しています：
もし、カットオフ周波数をはるかに速く動かしたら、ワウワウや「話す」効果を得ることができます。 これは偶然ではありません。私たちの口は、本質的に、声帯によって生成される生のハーモニクスを形成するフィルターです。
より速いカットオフ変調は、通常、シンセサイザー内部で行われ、これは、急なシンセベース パッチやすばやいスタブの鍵となります。 特に、伝説的なRoland TB-303は、短いエンベロープタイムでカットオフ周波数をモジュレートし、アシッドテクノのベースサウンドの重要な部分を担っています。
Richie Hawtin（Plastikmanとして）のこの曲は、TB-303を見事に利用しています。 カットオフ周波数を動かすだけで、シンプルなベースラインがより面白くなります。
この曲では、カットオフが303のエンベロープとリッチーの手動変更の両方によって変調されていることに注意してください。
しかし、Roland TB-303 や「トーキング」フィルターについての議論は、レゾナンスについての理解なしには完了しません…
Resonance / Q / Emphasis / Feedback
このコントロールはカットオフ周波数付近に狭いブーストを加え、高いレゾナンス設定によってボリュームを増加させる。
いくつかのフィルターは、高い設定で「自己発振」し、特殊効果に役立つサイン波を作成します。 Roland TR-808 ドラムマシンでは、純粋なサイン波オシレーターではなく、キックとタムのサウンドを生成するために自己発振フィルターが使用されています。
レゾナンスはフィルターの「キャラクター」と強く結びついており、低いレゾナンス設定の小さな変化でも、カットオフの動きがどのように知覚されるかに違いをもたらすことがあります。 この例で、レゾナンスがフィルターのスロープをどのように変更するかを考えてみましょう…
Live の EQ8 などのパラメトリック EQ では、レゾナンスは Q として参照されます。
この例では、Arturia Moog Modular Vで作成したベースラインを使用しています。
Slope / Poles
これはフィルターがカットオフポイントを超える周波数をどれだけ厳密にロールオフするかを決定し、通常はオクターブあたりのdBで測定します。 急なスロープを持つフィルターは、カットオフ周波数を超える活動が少なく、しばしば「鋭い」または「厳しい」と表現されます。
このコントロールは、フィルターの設計方法によって、ほとんど「可変」されません。
個人的には、カットオフがエンベロープまたは LFO によって変調されるとき、シンセのフィルターでより多くのスロープに気づきます。 素早いスタブやプラックにはシャープなスロープを、ストリングスやパッド、その他「リッチ」なサウンドにしたいものにはジェントルなスロープを好むのです。 鋭いロールオフは、ハイパスフィルターを使用しているときに、ドラムブレイクやレコードサンプルの響きを除去するのにも便利です。
ここで12dBや24dB（または-12dBや-24dB）といった用語をよく見かけます。 また、この数値とフィルターの種類を組み合わせて、ローパスフィルターはLP24、バンドパスはBP12というように表記する場合もあります。
私たちがオクターブで測定するのは、それが最も理解しやすいからです。 ここで「音楽」用語が出てくることに驚かれたかもしれない。 しかし、私たちが音楽を理解する方法と、オーディオの一般的な音色や質感を知覚する方法との間には、強いつながりがあります。 もっと詳しく知りたい場合は、高調波シリーズから始めるとよいでしょう。
オーディオフィルタの種類
制作やミキシング、シンセサイザーの使用時に遭遇する可能性があるフィルタタイプには、さまざまなものがあります。 前述したように、通常、名前を見れば、そのフィルターが音に何をするのか、かなりよくわかります。
ローパス フィルター
これは間違いなく最も一般的なフィルター タイプです。 簡単に言うと、ローパスフィルタはカットオフより低い周波数を通し、カットオフより上の周波数を徐々にカットします。 このタイプのフィルターは、しばしば単にLPまたはLPFと略称されます。
ローパスフィルタは、次のような用途に使用します。
- 録音から低音を分離する。
- 高調波を除去しながら、音の基本周波数を維持する。
- ローシェルフフィルターを作成する。
ローパスフィルターが一般的な理由の1つは、基本周波数を維持しながら音から高調波を除去することができるからです。 そのため、音のボディを保ちつつ、より厳しい高音域をカットすることができるのです。 これは、ほとんどの場合、音楽のピッチを伝えるために最も重要な周波数を減衰させるバンドおよびハイパス フィルターよりも、より「音楽的」です。 通常、これはアナログ・ハードウェア・シンセの場合であり、余分なコンポーネントは製造コストを大幅に増加させる可能性があります。 現代の VST スーパーシンセには豊富なフィルター オプションがありますが、ローパス フィルターは依然として最もよく使用されています。
このオーディオ例では、カットオフと共鳴の設定が異なるローパス フィルターでサウンドが処理されます。 まず乾いた音を聞き、次にフィルターを使って繰り返します。
ハイパス フィルター
予想どおり、ハイパス フィルターはローパス フィルターの反対です。 つまり、この場合、カットオフより低い周波数は除去され、高い周波数は維持されるのです。
ハイパス フィルターを使用して、サウンドの最低基本周波数より低い周波数を除去するのは良い方法です。
（すべてのフィルタと同様に）サウンドに有害な位相シフトが発生するという意見もありますが、ハイパス フィルタを使用することのデメリットは、不要な低周波を除去することによる利点よりもはるかに大きいのです。
ハイパス フィルターがなければ、ランブルやその他のサブハーモニック ノイズが、バランスのとれたミックスを提供するために必要なヘッドルームを食い尽くすので、ミキシングはより困難になります。 ハイパス フィルターはこの問題を解決し、よりクリーンでタイトなミックスを可能にします。
私たちはハイパス フィルターを次の目的で使用します:
- ランブルおよびサウンドの最低基本周波数以下のその他のノイズを除去します。
- ドロップの前に緊張感を持たせ、ローエンドが戻ってきたときのインパクトを大きくする。
ここで、前と同じサウンドをハイパス フィルターに通して使用します。
バンドパス フィルター
バンドパス フィルターは、カットオフより下の周波数と上の周波数を徐々に取り除き、オーディオの狭い「バンド」だけを通過させるものです。 選択した範囲の周波数のみを分離する必要がある場合に、非常に便利です。 バンドパスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタの両方を組み合わせて近似することもできますが、コントロールの2つのセットをやりくりする必要がないので、より簡単に作業することができます。 選択した周波数にのみ適用されるエフェクトを持つことにより、ミックスを混雑させない非常に詳細なチェーンを作成できます。
バンドパス フィルターは、もろく薄暗い音になる傾向があり、時計ラジオのスピーカー、インターホン システム、ブルホーンなど、周波数範囲が制限されているスピーカーを模倣するのに便利です。 バンドパス フィルタを人間の会話に適用すると、古い電話のように聞こえるので、今でもよく使われる効果です。
しかし、音の中の低周波成分を分離したり、中低音をふんわりさせるためにバンドパス フィルタを使用することもできます。
バンドパス フィルターは、以下の目的で使用します:
- 特定の周波数帯域を分離して処理する。
- 中低域を分離してブーストすることにより、暖かさを作成する。
それでは、バンドパス フィルターが、これまで使用してきた音を処理するのを聞いてみましょう：
バンドストップ フィルター
バンドストップ フィルターはバンドパス フィルターと反対だと思ったなら、それは正しい！バンドパス フィルターはバンドパス フィルターと同じです。
Q/レゾナンス設定を使用すると、フィルタを「シャープ」にし、狭い範囲の周波数を切り取ることができます。
Band-stop フィルターは、バンドリジェクトフィルターまたはノッチフィルターと呼ばれることもあります。
しかし、特殊効果には非常に便利で、カットオフを LFO で変調することにより、フェイザーサウンドを作成することができます。 いいえ（その理由はここにあります）
バンドストップ フィルターを使用して、次のことを行っています：
- グランド ハムやマイク フィードバックなどの問題のある周波数を除去します。
- 低いQ設定でミッドの「スクープ」を作成する。
- フェイザーのようなエフェクトチェーンを作成する。
バンドストップ フィルタの動作例を紹介します。
ピーク フィルターを使用して、周波数を削除することなく、古典的な「トーキング」フィルター効果を作成することができます。 そのため、この文脈ではもう少し柔軟性があり、真のピーク フィルターとはみなされないかもしれません。 たとえば、AbletonのEQ8は、「ベルフィルター」と呼んでいます。
ピークフィルターは、バンドストップ・フィルターよりもさらに一般的ではありませんが、これは通常、周波数をブーストするためにEQを使用するだけだからです。
- カットなしで選択した周波数をブーストする。
- オーディオを均等にする。
- カットなしで「透明な」共鳴フィルター効果を作成する。
シェルフフィルター
棚フィルターは、すべてが徐々に柔らかくなる方法でそれらをロールオフするのではなく、広い範囲の周波数を均一にブーストまたはカットするためのものです。
ローシェルフフィルターは、カットオフ周波数以下のすべてをブースト（またはカット）し、ローエンドを均一に制御することが可能です。 これは、特定の音だけに突出した奇妙なピークを作成することなく、これらの周波数をよりよく制御することができます。 楽器の全体的なサウンドには満足しているが、サブベースをほんの少しロールバックしたい場合、ローシェルフ・フィルターがその役割を果たします。
逆に、ハイシェルフ・フィルターはサウンド全体の明るさを変え、ロールオフほど「キャラクター」を追加しません。
ローパスフィルターを使って物事を滑らかにしたくなりますが、これは特定の楽器、特にシンバルで不自然に聞こえることがあります。
イコライザーの内部では、シェルフフィルターのQコントロールは、カットオフ周辺の周波数がどのように反応するかを変更します。 低い値は「緩やかな」棚を作り、高い値はカットオフ点から非常に早く形成される「厳格な」棚を作ります。 ここで何が起こっているかを理解するために、目を使うのが一番簡単です…
繰り返しになりますが、シェルフフィルターは、単独で使用するよりも、EQや他のエフェクトの中で使用されるのが一般的です。 自分でシェルフ・フィルターを作りたい場合は、ローパスまたはハイパス・フィルターを入手し、その出力をドライ信号とミックスしてください。
シェルフ・フィルターは、次のような用途に使用します：
- 低音と高音を完全にカットせずに、均一に調整する。
- シンバルなどの明るい音のハーシュネスを緩和する。
- 楽器の低音のバランスをとる。
オールパス・フィルター
ここで珍しいタイプのフィルターを紹介します。 オールパス・フィルタはすべての周波数を通過させ、レゾナンスの設定でも何もブーストしません。 これは役に立たないように聞こえますが、オールパスフィルタの目的は、周波数コンテンツではなく、オーディオの位相を変更することです
これらのフィルタを単独で使用することはあまりなく、通常は他のエフェクトの一部です。 たとえば、フェイザーは、その特徴的なサウンドを作成するために、ドライ信号と移動するオールパス・フィルターをミックスします。
All-pass Filter は、サウンドを「ぼかす」ために、特定のデジタル リバーブ デバイスにも見られます。
- フェーサーやリバーブなどの効果を作成する。
- 信号経路の他の部分の位相シフトを補正する。 むしろ、それらは非常に短い時間、通常は30ms以下のディレイラインです。 ドライ信号と混合されると、位相キャンセルが発生し、オーディオスペクトルに櫛のような谷ができます。
従来のフィルタよりもはるかに劇的な効果があるため、フィルタと呼ばれていなければ、この記事で言及することはありません。 コーム・フィルターはミキシング・ツールではなく、特殊効果であり、主にフランジャーやフィジカル・モデリング・シンセで使用されます。
私たちはコーム・フィルターを次のように使用しています：
- フランジャーを作成する。
- 物理的なモデリング シンセサイザーとエフェクトを作成する。 たとえば、フィルタリング プロセスには特定の位相シフトが含まれるため、フィルタが何もしていないように聞こえる場合でも、オーディオの位相は変化しています。
ここで、リニアフェーズ EQ が登場し、これは、曲の全体的な特徴にあまり干渉しない音の繊細さのために、マスタリングプロセスでよく使用されます。
私の意見では、不完全さを欠点と見なすべきではなく、Serum などのシンセに、紙の上では同じように見えても実際には異なるサウンドを持つ、さまざまなローパス フィルターが搭載されているのはこのためです。 ミキシング、サウンド デザイン、または単に「問題解決」を行う場合、その仕事に適したフィルター タイプを選択することが重要です
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