IRYW - 音色：そう思っているかもしれませんが、実際は違います

ああ、音色。ギタリストが何千ドルもかけてヴィンテージ機材を購入し、真鍮製かスチール製かでブリッジピンの違いについてフォーラムで際限なく議論する、あの神秘的な品質。私たちは皆、良い音色が何かを知っている、そうですよね？

まあ…私たちが思っているほどではないかもしれません。

黄金の耳の迷信

まずは物議を醸す発言から始めましょう。私たちのほとんどは、実際に聞こえていると思っていることを聞き分けられていません。1959年製レスポールと1960年製レスポールの違いを聴いただけで断言できるという人がいますが、おそらく間違っています。

しかし、あなたが反論する前に、これが侮辱ではない理由を説明させてください。これは単に私たちの脳の働きなのです。

音の科学（と自己欺瞞）

私たちが音色を評価するときに実際に起こることは次のとおりです。

1. 私たちの耳は音波を受け取ります。
2. 私たちの脳は、聴覚皮質を通してこれらの音波を処理します。
3. 私たちの期待、偏見、そして過去の経験が、私たちの知覚に影響を与えます。
4. 前頭前皮質のより高次の認知プロセスが、この情報を私たちの記憶や期待と統合します。
5. 私たちは、純粋に音に関するものだと思っている意見を形成しますが、そうではありません。

難しいのは？このほとんどが、私たちが気づかないうちに起こっているということです。この科学的な用語は「期待バイアス」と呼ばれ、音楽知覚の研究で広く文書化されています。クラウディア・フリッツによる2012年の有名な研究では、プロのバイオリニストにストラディバリウスのバイオリンと現代の楽器を区別させました。彼らは信頼できるほどに違いを識別できなかっただけでなく、多くはブラインドで演奏すると現代の楽器を好みました。

これは弦楽器に特有のことではありません。Journal of Wine Economicsの2010年の研究では、専門のワインテイスターでさえ、値札やラベルに大きく影響を受けていることがわかりました。これは、ギタリストがブランド名やヴィンテージイヤーに反応するのと同じです。私たちの脳は、期待に基づいて文字通り同じ感覚入力を異なって処理します。

木材は嘘をつかない（しかし、私たちは嘘をつく）

トーンウッドについて話しましょう - 誰もが大好きな議論の種です。最近の科学的研究は、音にこだわるほとんどのギタリストが完全に無視している木材の特性について、興味深いことを教えてくれます。

樹種の神話：平均値が嘘をつくとき

含水率について掘り下げる前に、トーンウッドの樹種に関する根本的な誤解に取り組みましょう。ギターフォーラムでは、メープルはマホガニーよりも「明るい」音がするか、またはインディアンローズウッドはイーストインディアンローズウッドよりも「低音域」が多いかについて議論するのが大好きです。しかし、これらの議論は、重要な統計的現実を無視しています。つまり、種内の変動は、種間の平均的な違いよりも大きいことがよくあるのです。

人間の身長について考えてみましょう。確かに、オランダ人は平均してイタリア人よりも背が高いですが、もしあなたがランダムなオランダ人とランダムなイタリア人を選んだ場合、オランダ人の方が背が高いことにあなたの貯蓄を賭けますか？もちろん賭けません。なぜなら、各集団内の変動は、それらの間の平均的な違いよりもはるかに大きいからです。

木材にも同様の原則が当てはまります。調査によると、以下の要素が影響します。

1. 密度変化（同じ樹種内でも20％変動することがあります）
2. 年輪の間隔（剛性と減衰に影響を与えます）
3. 木目方向と規則性
4. 細胞構造の変動

同じ樹種の2つの木材間で、異なる樹種間の平均的な違いよりも大きな差が生じる可能性があります。Brémaudによる研究では、種内の機械的特性の変動係数が最大30％になる可能性がある一方、類似種間の平均的な違いは10％未満であることが多いとされています。

したがって、「メイプルはマホガニーよりも明るい音がする」と言う人がいる場合、それは「オランダ人は背が高い」と言うのと同じような単純化です。平均的にはそうかもしれませんが、個々のサンプルを見る場合にはほとんど意味がありません。

含水率の要素

Acta Physica Polonica Aに掲載された2018年の包括的な研究では、木材の含水率が音色に劇的な影響を与えることが明らかになりました。その影響は、私たちがこだわる微妙な違いよりもはるかに大きいものです。研究では、以下のことが判明しました。

1. 木材の含水率は、減衰特性（木材が振動を吸収および伝達する方法）に直接影響します
2. 相対湿度のわずかな変化でも、これらの特性が大きく変化する可能性があります
3. この効果は、最も一般的なトーンウッドの1つであるスプルースで特に顕著です
4. プロの楽器製作者は、最適な性能を得るために、サウンドボードを約6％の木材含水率まで乾燥させます

参考までに、適切に加湿された木材と不適切に加湿された木材の減衰特性の差は、ギタリストが延々と議論する様々なトーンウッドの樹種間の差よりも大きいことがよくあります。

年数は単なる数字ではありません

同じ研究で、新しい木材と古い木材の間に興味深い違いが見つかりました。

1. 古いスプルース（130年以上）は、より均一な水分放出パターンを示しました。
2. 新しい木材は、水分保持においてより不安定でした。
3. 一般的に、古い木材は減衰が少なく、サスティーンが長くなり、より複雑なハーモニクスを生み出す可能性があります。

重要なのは、プロのルシアーは木材の水分を注意深く管理し、これらの経年変化のプロセスを理解していますが、ほとんどのギタリストは、マダガスカル産かインド産のローズウッドのどちらが「より温かい」サウンドかを議論することに夢中になっています。これは、木材の水分含有量の5％の変化の影響よりも小さいことがよくあります。

マーケティング・マシン vs. 現実

この統計的な現実は、ギターメーカーにとって厄介な状況を生み出します。「プレミアム・ホンジュラス・マホガニー」を宣伝する方が、「樹種に関係なく、個々の機械的特性に基づいて木材サンプルを注意深く選択しています」と説明するよりもはるかに簡単です。これは、木材の特性の複雑な現実を無視した、マーケティング主導の神話につながります。

同じ木から採取された2つのメイプル材は、異なる大陸のメイプル材とマホガニー材よりも異なる音響特性を持つ可能性があることを考慮してください。木材力学の研究によると：

1. 密度は1本の木の中で最大30％も変化する可能性があります。
2. 弾性率（剛性）は25％以上変動する可能性があります
3. 減衰特性は最大40%も異なることがあります。

これらの変動は、ギターフォーラムで私たちがこだわる平均的な樹種間の差をしばしば凌駕します。

誰も語らない真の変数

研究によると、木材の減衰特性（tan δ）は以下の通りでした。

1. ギターに関連する範囲（0.3 Hz〜70 Hz）では、ほぼ完全に周波数に依存しません
2. 歪み（振動中に木材がどれだけ曲がるか）に大きく依存します
3. 含水率、特に経年変化した木材で大きく影響を受けます

言い換えれば、どれだけ激しく演奏するか、楽器の含水率をどれだけ適切に維持するかが、私たちがこだわる多くの樹種の違いよりも重要です。

木材選択の科学

木材の特性が実際にどのように測定され、選択されるかについて、技術的な話をしましょう。製造業者が音響木材をテストするとき、彼らはいくつかの重要な特性を見ています。

密度（ρ）

1. kg/m³で測定
2. 個々の木の中でも大きく異なります
3. 一般的な音響木材の典型的な範囲：
4. スプルース: 350-500 kg/m³
5. メイプル: 580-750 kg/m³
6. マホガニー: 500-600 kg/m³
7. ただし、個々のサンプルはこれらの範囲から外れることがよくあります。

動的ヤング率（E）

1. 木材の剛性を測定
2. ほとんどの音響木材で10〜20 GPaの範囲
3. 樹種内で最大40％変動する可能性
4. 測定方法：
5. 振動試験（非破壊）
6. 応力-ひずみ解析
7. 超音波検査

減衰特性（tan δ）

1. 振動が減衰する速さ
2. 通常、高品質の音響木材では0.005〜0.02の範囲
3. 測定方法：
4. 自由端振動試験
5. 強制振動解析
6. 動的粘弾性測定（DMA）

メーカーが実際に木材を選定する方法

ギターメーカーは、木材を選定するためにいくつかの方法を組み合わせて使用​​します（実際に行っている場合、そしてほとんどのメーカーはそうではありません）。

1. 初期スクリーニング
2. 木目の直線性を目視検査
3. 重量/体積による密度測定
4. 基本的な機械的測定
5. 科学的試験
6. 音速測定（c = √(E/ρ)）
7. 放射率（R = c/ρ）
8. 柾目方向と板目方向の剛性比
9. 様々な周波数における減衰測定
10. 特性指標（K）
11. 多くのメーカーは、複合的な指標としてK = √(E/ρ³)を使用しています。
12. 一般的に、K値が高いほど音響特性が良いとされます。
13. ただし、K値は種間よりも種内での変動が大きいです。

叩きテストの迷信

これは、筆者が考える叩きテストをする人のイメージです。

ルシアー製作における最も根強い迷信の一つ、叩きテストについて話しましょう。おそらく、ルシアーが木材を叩き、考え深げに耳を傾け、その音質を評価するのを見たことがあるでしょう。それはロマンチックで伝統的に見えますが、この方法にはいくつかの大きな問題があります。

1. 節の問題
2. 木材の板には、節（動きのない点）と腹（最大の動きの点）を持つ特定の振動モードがあります。
3. 節以外の点で木材を保持すると、これらの振動が減衰します。
4. ほとんどの叩きテストを行う人は、テスト前に節を正確に特定しません。
5. 結果：同じ木材でも、保持する場所によって音が異なります。
6. 再現性の問題
7. 叩く力がテストごとに異なります。
8. 叩く場所が一貫していません。
9. 保持する圧力がテストごとに変化します。
10. 環境条件が結果に影響を与えます。
11. 結果：同じテスターでも、日によって異なる結果が得られます。
12. 人間の聴覚の限界
13. 私たちの耳は、線形検出器ではなく、対数検出器です。
14. 時間的に隔てられた周波数を正確に比較することはできません。
15. 私たちの知覚は、室内の音響に大きく影響されます。
16. 音色に関する記憶は、一般的に信頼性が低いことが知られています。
17. 結果：訓練されたリスナーでさえ、一貫した判断を下すことができません。
18. 科学的テスト vs. タップテスト
19. 適切な振動分析が示すこと：
20. 異なるタップ位置では、同じ木材でも測定応答に20〜30％の変動が見られます。
21. 異なる保持位置では、測定応答に最大50％の変動が見られます。
22. 室温と湿度によって有意な変動が生じます。

現実には、タップテストはワインのテイスティングと同じくらい科学的ではありません。楽しくて伝統的かもしれませんが、信頼できる測定ツールではありません。プロの製造業者は以下を使用します：

1. 制御された振動試験
2. 加速度計による測定
3. 周波数分析
4. 標準化された保持治具

これらの方法により、木材が楽器でどのように機能するかを実際に予測できる、再現性のある定量的な結果が得られます。

誰も教えてくれない数値

ここからが本当に興味深いところです。木材の特性に関する研究は、トーンウッドの純粋主義者にとって不快な真実を明らかにしています。

1. 種内変動
2. 密度：平均値から±20〜30％
3. 剛性：平均値から±25〜35％
4. 減衰：平均値から±40〜50％
5. 種間差
6. 類似種間の平均密度差：5〜15％
7. 関連種間の剛性変動：10〜20％
8. 種間の減衰差：15〜25％

前述のように、それぞれの種内の変動は、種間の差よりも大きいことがよくあります。

これが音の生成にどう影響するか

これらの特性が実際の音の生成に影響を与える方法は複雑です。

1. 周波数特性
2. 剛性/密度比が高いほど、基本周波数が高くなる
3. 密度が均一であるほど、高調波のレスポンスがより均等になる
4. 同じ種類のサンプル間でも、主要な周波数帯域で最大3dBの変動がある
5. サステイン
6. 主に減衰特性の影響を受ける
7. 同じ種類のサンプル間でも20〜30％変動する可能性があります
8. 平均的な種類よりも個々の木材に依存します
9. 倍音成分
10. 密度と剛性の複雑な相互作用
11. 高次倍音において5〜10dBの差が生じる可能性がある
12. 個体差は種の特徴を上回ることが多い

実世界の測定方法

これらの特性が実際にどのように測定されるかを以下に示します。

1. 非破壊検査
2. アコースティック励振・応答測定 - 超音波速度測定 - 加速度計を用いた振動解析 - レーザー振動計を用いたモーダル解析
3. 物理的測定
4. 精密な体積/質量による密度測定 - 抵抗メーターによる含水率測定 - 年輪のカウントと分析 - 顕微鏡構造分析
5. 動的試験
6. 自由端振動解析 - 強制振動応答 - 衝撃励振試験 - 周波数掃引分析

厳選されたプレミアム

プレミアムギターを購入する際、木材の種類だけでなく、選別に費用を払っているのです。ハイエンドメーカーは、密度、剛性、減衰特性に関する特定の基準を満たす木材サンプルをテストし、選別します。この選別プロセスこそが、木材の種類そのものではなく、プレミアム楽器の音をより良くする要因であることが多いのです。

Sproßmannらの研究5によると：

1. 市販されているトーンウッドのうち、プレミアム楽器の基準を満たすのは約10％に過ぎません
2. 最も優れた性能を示すサンプルは、必ずしも「高級」な樹種から採取されたものではありませんでした。
3. 「普通の」樹種を注意深く選ぶことで、「高級」な樹種で作られた楽器と同等の性能を持つ楽器を作り出すことができます。

ブラインドテストへの挑戦

あなたの絶対音感を試してみませんか？お試しください:

1. 異なるギターで同じリフを演奏している様子を録音します。
2. 1週間待ちます（どれがどれだか忘れるように）。
3. ブラインドで聴いて、それらを識別してみてください。
4. 謙虚になる準備をしてください。

ほとんどの人は、このようなテストで偶然とほとんど変わらない程度の成績しか上げられません。経験豊富なプレイヤーでさえ、真にブラインドのテストでは、貴重なヴィンテージ楽器とよくできた現代の楽器を区別できないことがよくあります。

では、実際に重要なことは何ですか？

もし音色に対する私たちの認識がそれほど当てにならないとしたら、私たちは何に焦点を当てるべきでしょうか？科学的研究が実際に違いを生むと示唆しているのは次のとおりです。

1. 物理的な状態とメンテナンス

研究によると、木材の安定性と性能は適切なメンテナンスに大きく依存します:

1. 適切な含水率の維持（ほとんどのトーンウッドで理想的には約6〜9％）
2. 急激な湿度の変化を防ぐこと（木材の減衰特性に影響を与える可能性があります）
3. 季節の変化を補正するための定期的な調整

適切にメンテナンスされた低価格ギターは、メンテナンスの悪い高級ギターよりも確実に優れた性能を発揮します。これは単なる意見ではなく、木材の挙動と振動特性における測定可能な違いによって裏付けられています。

2. 環境と音響

室内音響の研究では、演奏環境がほとんどの機材の変更よりも音色に影響を与えることが明らかになっています。

1. ルームモードは特定の周波数を最大12dBまで増幅または減衰させる可能性があります
2. 初期反射は音色の知覚に大きく影響します
3. 部屋のサイズと材質特性は、ほとんどのピックアップ交換よりも周波数特性に大きな影響を与えます

3. 演奏技術

ギター演奏の生体力学的研究では、技術的な変数が音色に大きな影響を与えることが示されています。

1. ピックの角度は、特定の周波数で最大15dBまで高調波成分を変化させる可能性があります
2. ピッキング・ポジションは、ほとんどのピックアップ・スイッチよりもハーモニクス成分を変化させます。
3. ピッキングの強さは、弦の励起に影響を与え、わずかな機材の違いを圧倒します。

4. 基本的なセットアップ

機械的なセットアップは、振動の伝達に根本的な影響を与えます。

1. ブリッジの高さは、弦のブレーク角に影響を与え、それによって振動の伝達に影響を与えます。
2. ネックの反りは、弦の振動パターンを変化させます。
3. ナットの溝の深さは、開放弦の共鳴に影響を与えます。
4. これらの機械的な要素は、ブティックコンポーネントのアップグレードよりも、トーンに5〜10倍の影響を与えることがよくあります。

間違っていることからの解放

良い知らせがあります。トーンについて間違っているかもしれないと気づくことは、実際には解放されることです。それは次のことを意味します。

1. 「良い音」を得るためにお金をかける必要はありません。
2. 際限のない機材の購入ではなく、演奏に集中できます。
3. 他人がどう思おうと、好きなものを自由に好きになることができます。

結論

良い音色の本当の秘訣は、機材にあるのではなく、頭と腕にあるのです。最高の音色とは、より良い演奏とより豊かな自己表現を促してくれるものです。それがカスタムショップの傑作であろうと、適切に調整された廉価モデルであろうと、実際には問題ではありません。

次に誰かが、ブラジリアンローズウッドだけが「本物の音色」を提供するとか、「あのサウンド」にはヴィンテージのPAFピックアップが絶対に必要だと言う人がいたら、思い出してください。彼らは知っていると思っているだけで、おそらくそうではないのです。

あなたもそうです。そして、それはそれで良いのです。

追伸：この記事を読んで腹が立ったとしたら、それは非常に良い兆候です。それはあなたが矛盾と呼ばれるものを経験しているということであり、それは私たち全員にとって良いことです。

私を除いてね。なぜなら、私が正しくて、あなたが間違っているんだから！*

脚注

1. Fritz, C., Curtin, J., Poitevineau, J., Morrel-Samuels, P., & Tao, F. C. (2012). Player preferences among new and old violins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(3), 760-763.
2. Goldstein, R., Almenberg, J., Dreber, A., Emerson, J. W., Herschkowitsch, A., & Katz, J. (2008). Do more expensive wines taste better? Evidence from a large sample of blind tastings. Journal of Wine Economics, 3(1), 1-9.
3. Brémaud, I. (2012). Acoustical properties of wood in string instruments soundboards and tuned idiophones: Biological and cultural diversity. The Journal of the Acoustical Society of America, 131(1), 807-818.
4. Göken, J., Fayed, S., Schäfer, H., & Enzenauer, J. (2018). A Study on the Correlation between Wood Moisture and the Damping Behaviour of the Tonewood Spruce. Acta Physica Polonica A, 133(5), 1241-1260.
5. Sproßmann, R., Zauer, M., & Wagenführ, A. (2017). Characterization of acoustic and mechanical properties of common tropical woods used in classical guitars. Results in Physics, 7, 1737-1742.