iTunes側の音量

質問

PCオーディオで、iTunesの音量を下げるとbit落ちするって本当ですか？
ただ音量下げただけで本来のbitがこぼれるとか納得できないんですけど。

　実際、私は音楽を聴くとき、アンプ側の本来持っている潜在能力を発揮させた状態で聴きたいので、アンプが本領発揮するツマミの位置で、iTunes側のイコライザーのプリアンプだけを下げて聴いてますが、音質が劣化したと感じることは一切ありません。むしろ素晴らしく心地よいと感じています。（このときの私の再生条件はiTunes側の基本音量はMax固定でイコライザーはFlatで一切いじらないまま、唯一いじるのはイコライザーのプリアンプを初期位置から半分ぐらいまで減らしてアンプ側で音量調整するという条件です。)
これでもbit落ちしているんですかね？

それとも基本のVolumeはMaxで、プリアンプは下げても良いという理論なら理解できるんですが…

回答No.4

ponpokona-

みなさんがおっしゃる通り、デジタルデータになんらかの変更を加えれば演算が発生し、元と違ったデータになります。つまり、劣化します。でも、実際に聴くと、音量の変化ぐらいではよくわからないように私も思います。

以下は質問に対する回答ではないので、余計なお世話かも知れないですが、Mac使いの人が多いせいかあまり言及されていないので書きます。

WindowsのiTunesをお使いなら、iTunesのイコライザーや音量調整以外にも、デジタルデータが劣化する部分があります。それはAudio Engine（XPの頃は Kernel Mixer と言いました）です。ここで、他の音声とミックスされます。

これを避けるためには、ASIOやWASAPI排他モードなどでAudio Engineをバイパスする必要があります。iTunesではできないので、他の対応した再生ソフトを使う必要があります。（再生環境や人によって判断は違うと思いますが）こっちのほうは、私には無視できない変化があります。
http://pcde24bit192khz.blogspot.jp/2010/04/blog-post_17.html

回答No.3

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

『それとも基本のVolumeはMaxで、プリアンプは下げても良いという理論なら理解できるんですが… 』
おおむね正解ですね☆

何事も、ほどほど、という事が有りますので、プリアンプ側のアナログヴォリュームをほぼ絞り切った状態で使う、と言った極端な状態では、むしろ弊害が出てくると思います。

『PCオーディオで、iTunesの音量を下げるとbit落ちするって本当ですか？
ただ音量下げただけで本来のbitがこぼれるとか納得できないんですけど。』
通常、フルビットの時に大音量（最大信号）が得られるのですから、デジタル演算で音量を低くすれば、２４Bit中20Bitまでに抑えるとか、10Bitに、8Bitまでに、、という事になるのは間違いない事実です。
しかし、再生音量を充分に小さくしているため、極端な事をしなければ音質的な変化には気がつきにくい、というのも現実的な事実です。

細かい理論については、以前から尊敬しているYorkminster様、HALTWO様のご回答で間違いない。と、私は断言致します。
あとは、実用面で利便性も考慮しながら、「ほどよい所」で楽しめば良いのだと考えますよ。

私の場合、iTunesでしたら直接音量はコンプーター側でしか行えない場合はソッチで、IF経由で他の部分で実用的に対応出来る場合はアナログボリューム操作で、という使い方をしています。

どういう使い方をするか、自分が納得し、使いにくくなく、音質上でもそれなりに考えて（聴いて？）判断すれば良いのだと思ってます。

なお、ガッツリと、高音質再生を意識した場合は、個人的にはiTunesではもう一歩、という感が有るので、この面でも個人の考えかたや、好みで判断すれば良いのでしょう。

寝室のコンピューターはイヤホン端子からパッシブスピーカー、音量も小さいし、スピーカー自体も自作の小型ですから、静かな枕元に置いた状態のBGMですが、こういう時はiTunesのイコライザーも最大限に活用していたりします（笑）

回答No.2

Yorkminster

結論的には、聞いて分からなければ問題ありません。

いわゆる「ビット落ち」は日本語として正しくなく、本来は「リサンプリングの際に生じる量子化誤差（丸め込み誤差）」です。たとえば、

[1 - 5 - 6 - 2 - 0 - 3 - 8 - 4 - 9]

という整数列を均等に0.7倍すると、

[0.7 - 3.5 - 4.2 - 1.4 - 0 - 2.1 - 5.6 - 2.8 - 6.3]

となります。デジタル音声信号は原則として整数でしか表現できないので、たとえば四捨五入して整数に丸め込む必要があります。従って、

[1 - 4 - 4 - 1 - 0 - 2 - 6 - 3 - 6]

です。これは、元の数列と相似性がありません。音声信号でいうと、元とは波形が異なっている状態です。これが量子化誤差であり、音質が変化する原因です。

量子化誤差は、デジタル音声処理のあらゆる場面で生じます。iTunesのボリュームはもちろん、イコライザを通すのも、OSのボリュームを変えるのも、全て量子化誤差の原因になります。この問題が生じない状態をビットパーフェクトなどといい、全てのボリュームを100%にして、イコライザ等を一切適用しない状態である必要があります。

ただし、Windowsの場合はOSのボリュームを100%にしているとリミッタがかかり、かえって音質が悪化することが知られています。リミッタの方が悪影響が大きいので、OSのボリュームを99%にするのが良いでしょう。

ソフトウェア上でのボリューム調整やイコライザを適用した場合に、可能な限り劣化を避ける方法としては、浮動小数点で処理することです。処理量が増えるのでiTunesなどの一般的な再生ソフトでは対応していませんが、音楽制作用のソフトや、一部のマニア向け再生ソフトは浮動小数点で処理します。

もっとも、24bit整数精度でも1677万階調あるので、多少誤差が生じても普通は気づきません。音楽制作ソフトの場合は何100回、何1000回と処理を繰り返すので「塵も積もれば」ですが、再生時の1回限りの処理であれば、よほど極端なこと（ボリュームを1%まで絞るとか）をしなければ、まず問題になりません。その意味で、「聞いて分からなければ気にしなくても良い」と言えます。

他方で、多くのアンプのボリュームはアッテネータ（減衰器）なので、アンプ側のボリュームを絞るとS/N比が悪化します。結果的に、ノイズレベル以下の音声信号は埋もれてしまう訳で、デジタルの世界でいうビット落ちと大して変わりません。従って、アンプのボリュームをできるだけ大きめにして使うというのも、一理あります。

従って、最終的には耳で聞いて判断する必要がありますが、ソフト側のボリュームもあまり下げすぎず、アンプのボリュームもあまり低くない位置でバランスを取るのがベストです。

回答No.1

HAL2（@HALTWO）

はい、bit 落ちします。

Analog 波形は限りなく 0 に近付いても理論上は (実際は Noise に埋もれ、歪に乱されますが) 波形を維持しているものですが、Digital 波形は 0bit で足切りが行われますので 16bit を 15bit、14bit……と減らして行けば、それだけ bit 落ちが生じます。

ただし、余程の量まで Volume を下げない限りは bit 落ちを感じられないものです。

16bit の信号は 16bit × 6dB/bit ＝ 96dB の Dynamic Range を持っています。

人間の耳は 30phone 辺りに耳内血流音があり、家庭環境では常時 50phone 近い生活騒音が存在することから Headphone で 100phone 近い爆音で音を聴いていても 100phone ー 30phone ＝70phone (70dB)、Speaker で 90phone 近い大音量で聴いていても 90phone ー 50phone ＝ 40phone (40dB) 程度の Dynamic Range しか得られないのが実情です。

Cassette Tape は 3% 歪限界値から Noise Floor まで 50dB 程度の Dynamic Range しか持っておらず、これを用いる Cassette Deck は電気回路での損失分も含めて 50dB 以下、通常の音楽 Level は Peak 値よりも 10dB ほど低い Level であることから 40dB 以下の Dynamic Range しか得られていないのですが、それでも音楽を聴く分には充分な音質を持っています。

Open Reel Tape Recorder は 50dB～60dB、Master Recording Tape Recorder や Cutting Disc Machine でも 70dB 程度しか保証できないものでしたので、現在の (理論上) 90dB 以上もの Dynamic Range を得られる Digital Music Source は 20dB～40dB bit 落ちさせたところで殆ど違いが判らないものです。

因みに 96dB の Dynamic Range を持つ Media で Peak Level ー 96dB 以上の音、つまり 0dB 以下の信号は全く無い状態になりますが、0dB の信号は歪 100% の不純音ではなく、DAC Chip が出力する、限りなく歪 0% に近い Sin 波になります。……DAC 回路によっては 16bit 以上の補正演算を行っていますので 24bit DAC ならば 24bit ー 16bit ＝ 8bit (Dynamic Range 48dB) の精度を持つ波形が再現されています。

1980 年以前の Phono Disc Player は S/N 比 40dB 以上ならば問題ないと言われていましたし、実際、補正 Curve に即した Catalog 数値で S/N 45dB から 50dB と称される Player で充分に高音質の環境を得られていました。

Analog 時代の機器を使ってきた人であれば体感的に判っていることですが、Digital 時代になると体感できるものが少なくなっていますので想像することが難しいでしょうね。

Cassette Tape Recorder では Peak 録音 Level を +3VU に合わせた録音 Tape と -3VU に合わせた録音 Tape とで、同じ Deck、同じ Tape を用いた場合でも音色が変わります。……これは bit 落ちではなく、歪特性や周波数特性が変わることに起因しているのですが、そうした特性を利用して音創りをするのも楽しいものでした。

iTunes の場合、96dB の Dynamic Range を Volume Controller を 40dB 下げても 56dB にしたところで Speaker から音を出す限りは何の違いも感じられないものです。……Headphone で聴くとそろそろ違いを感じ始めるものですが、40dB というと半分以下にまで Controller を下げますので、Analog Amp' でも音色変化を起こし始めるものでしょう。

不思議なもので Mixer の Slide 式 Input Level Controller は 40% から 80% ぐらいの位置で使って 30% 以下の位置まで絞りたがらないのに Amplifier の Rotary Level (Volume) Controller は逆に 30% (10 時から 11 時) 以上には開けたがらない人が多いですよね。

Volume (Level) Controller という抵抗器を通すだけでも音色は若干変化するもので、どの位置がそ最も優れた性能の状態になるのかは Amp' によって異なります。……絞りきる辺りで Noise や歪みが増える Amp' もあれば開け切る辺りで Noise や歪みが増える Amp' もあるのですが、一般的には音量が大きいほど Noise も増えた気がすることから Amp' の Rotary Volume Controller は絞り気味で使う人が多いですね。

私は低能率の小口径 Speaker Unit を 5W/8Ω もないような低出力 Amp' で駆動していることから iTunes も Amp' も Volume Controller は常に半分以上開けており、細かな Level Control は iTune 側で行っています。(DAC Pre' Amp' の Level Controller に至ってはほぼ全開に近い位置で使っています)……勿論 bit 落ちさせているのですが、Headphone 再生でも 70dB の Dynamic Range が限界ですので、殆ど気にしていません。

数年前までは Amp' の Volume Controller を外して Headphone 用と Speaker 用の 2 段階のみの固定抵抗に付け替え、iTunes で音量を調整していました。

素敵な Audio Life を(^_^)/