ソフトウェアシンセサイザー

ソフトウェアシンセサイザー

　WinGrooveはソフトウェアシンセサイザーです。ソフトウェアシンセサイザーとは、

「MIDIファイル」や「MIDIメッセージ」といった形式で与えられる「演奏データ」から、人間の耳で聞く事が出来る「音声データ」を再合成するための「シンセサイザー」

です。

　従来この処理は、パソコン外部に接続した外部MIDI音源モジュールや、パソコン内部に増設されたサウンドカードに搭載されているハードウェア（ＬＳＩ）の内部で行われてきました。　ソフトウェアシンセサイザーの場合、この処理をソフトウェアのみで行いますので、WAVE音声を再生出来るパソコンさえあれば、他にMIDI対応の機器を追加する事なく、そのままMIDI演奏が楽しめるようになります。

「演奏データから、音声データを再合成する」

と述べましたが、この仕事はちょうど、

「一枚の楽譜を見て、その演奏を音として観客に聞かせる」

という事と似た仕事です。

　楽譜には、例えば

「ピアノでド・ミ・ソ・を鳴らして、同時にシンバルを一発鳴らせ・・・」

などといった情報が記述されますが、

「どの様な音が出るピアノを準備すれば良いのか・・・グランドピアノか、電気ピアノか、それともオモチャのピアノなのか・・・」

といった選択は、指揮者や演奏者に任される事になります。　もし楽曲や演奏テクニックが完璧であっても、演奏者が持参したピアノやシンバルが酷い安物だったりすると、演奏はぶち壊しになる事でしょう。

　次の小さな演奏サンプルをお聞きいただければ、これがどういう事か、すぐにおわかり頂けると思います。

使用音源	音源の価格
1 現在お使いのパソコンに実装されているMIDI音源の演奏　　(パソコンにMIDI音源が組み込まれていない場合は鳴りません)	既に導入済みなので無料
2 パソコンに最初から付いていたFMシンセでの演奏	標準装備の機種なら無料
3 後から買い足したサウンドカードに内蔵されているWAVEシンセの演奏	町で約１万円で購入
4 Microsoft GS Wavetable SW Synthの演奏	最新のWindowsには標準添付 (運が良いと組み込まれるようです)
5 WinGrooveの演奏	シェアウェアで２千円
1 はMIDIファイル 2～5 は 1 のMIDIファイルを各MIDI音源で演奏した結果を録音した33KHz/Mono/ADPCM形式のWAVEファイルで、サイズは約130KB （DL時間は、 28.8Kbpsなら約45秒　／　64Kbpsなら約20秒）

　WinGrooveは、自分自身で数百の楽器音の音声データを持っており、それらを合成しながら演奏を行います。

　通常、数百もの楽器の音声データを集めた場合、その容量は数メガバイトから数十メガバイトに達し、とてもパソコンで手軽に扱える量ではなくなってしまいます。　かといって、パソコンで扱い易い様に小さな容量にすればする程、楽器のリアルさや迫力は失われ、貧弱な音になってしまいます。

　しかしWinGrooveの持つ音声データは、デジタルサウンドクリエータ「あざらし」の手により様々な加工が施され、楽器の音のリアルさや迫力を失う事なく、約１メガバイトという非常に小さな容量にまで高密度化されています。
（ちなみに、上記の「後から買い足したサウンドカードに内蔵されているWAVEシンセ」は、２メガバイトの楽器音データを専用メモリに内蔵しています）

ソフトウェアシンセサイザーがシステムに発生させる負荷

　一般にソフトウェアシンセサイザーは「重たい」と言われてます。　WinGrooveの場合はどうでしょうか？

　音声合成処理をソフトウェアのみで行わなければいけない為、専用のハードウェアを追加して処理させた場合に比べると、確かに処理は重たくなってしまいます。

　しかし、WinGrooveは少しで軽く動作させるために、いくつもの種類のCPUそれぞれに専用に最適化された処理モジュールを複数内蔵しています。　インストール時や「ＷＧセットアップ」にある「再計測」ボタンを押すと、それら複数の処理モジュールの中から、実行しているパソコンで最も高速に動作可能なモジュールを自動選択します。　この機能により、他のソフトウェアシンセサイザー製品に比べても「軽い」動作を実現しています。

　一般的に普及している、代表的なソフトウェアシンセサイザーの負荷を計測してみました。

計測環境：

MB： ASUS-P2L97
CPU: Intel Pentium-II 333MHz
サウンドカード: Creative Sound Blaster AWE64 Gold
OS: Windows95 OSR-2

計測方法：

WindowsのMIDIデバイスの発音テストを行える KenBan.EXE を起動し、ソフトウェアシンセに動作を開始させる。
何も発音していない状態、１６音を同時に発音している状態、それぞれの場合にCPUにかかっている負荷をWindowsに添付さている「システムモニター」で計測する。

ソフトウェアシンセの設定：

すべてのソフトウェアシンセは、「44KHz、ステレオ、リバーブ=オン、コーラス=オン」に設定。
また、「ディレイ」「フィルタ」「バリエーション」等、各シンセに固有の機能はすべてオフにする。

結果：

ソフトウェアシンセの種類	無音時の負荷	16音発音時の負荷
R社製88型ソフトシンセ	13%	25%
Y社製50型ソフトシンセ	7%	17%
WinGroove	5%	15%

16音発音計測の画面スナップ

　通常、ポップス系のバンド演奏では、一時的に同時発音数が１６音を越える事は良くありますが、１６音以上が長時間に渡ってずっと発音し続ける事は比較的まれです。　仮にもし１６音同時発音した状態がずっと続いたとしても、WinGrooveならば、残り８５％のCPU時間（このパソコンの場合はPentium-II 280MHz相当）が残っていますので、MIDI演奏以外の処理も、さほど重たくならずに済みます。