ウェーブシェイパーは、エレクトリック楽器のハーモニクスを豊かにし、ユニークなサウンド・シグネチャーを作り出すのに最適な方法です。ウェーブシェイピングを使ったエフェクトは、知らず知らずのうちに数え切れないほど使っていることでしょう！

ウェーブシェイパーの世界に入り込むと、数学的な関数や方程式の海に迷い込んでしまいがちです。この記事では、ウェーブシェイピングのコンセプトを簡単に説明し、ユニークなサウンドを作るためにウェーブシェイピングをどのように使用できるかを紹介します。

ウェーブシェイパーその名がすべてを物語る

まず覚えておいてほしいのは、ウェーブシェイパーはその名の通り、音波を操作し、より明瞭なサウンドを実現するということだ。

デジタル・オーディオ制作では、ウェーブ・シェイピングは、デジタル信号を高調波コンテンツを強化する方法で変更することによって行われます。元の波形を変化させ、さらに倍音を作り出すサウンド合成技術です。

ディストーションとサチュレーションはウェーブシェイピングの傘下にあり、これらのエフェクトは実際、音波を操作しているからだ。ウェーブシェイパーがサチュレーション・プラグインよりも優れている点は、信号の振る舞いをよりコントロールできることで、ハーモニック・コンテンツを完全にコントロールできます。

シェーピングカーブに応じて、ウェーブシェイパーは特定の伝達関数を適用することで、サウンドに奇数倍音と偶数倍音の両方を加えることができます。例えば、多項式ウェーブシェーピング関数を使用すると、使用する多項式に応じて、偶数倍音のみ、または奇数倍音のみを生成するのに役立ちます。詳しくは後述します。

デジタルオーディオの本質

ウェーブシェイパーの仕組みを知りたければ、音がどのようにデジタル録音されるかを理解することが重要だ。

コンピュータやその他の電子機器に保存され処理された音を、私たちは「デジタル・オーディオ」と呼んでいます。滑らかで連続的な信号であるアナログ音声とは異なり、デジタル音声は音をサンプルと呼ばれる小さなスナップショットに分解します。基本的に、これらのサンプルは、特定の時間に撮影された音の個々の写真です。

サンプルレートとビット深度です。

サンプルレートとは、サウンドのデジタルバージョンを作成するために、1秒間に採取されるサンプルの数です。ヘルツ（Hz）で測定され、サンプルレートが高いほど音質が良いことを意味する。

例えば、音楽CDのサンプル・レートは44,100サンプル/秒である。サンプル・レートが高ければ高いほど、波形整形ツールは高周波成分を処理しやすくなり、エイリアシングを減らしてクリーンな出力信号を生成できる。

ビット深度は、各サンプルの詳細度をコントロールする。ビット数が多ければ多いほど、より詳細で正確なサウンドが得られます。これは、サウンドの静かな部分と大きな部分の両方をキャプチャするために重要です。

これは、不要なノイズやアーチファクトを発生させることなく、滑らかな波形や複雑な波形を作成するウェーブシェーピング機能を適用する場合に特に重要です。

では、ウェーブシェイパーは波形にどのような影響を与えるのだろうか？

信号にウェーブシェーピング機能を適用することで、波形を変化させる。このシェーピング機能を調整することで、特定の倍音を強調したり、まったく新しい音色を作り出すことができます。

シンプルな正弦波入力から始め、ウェーブ・シェーピング機能を適用することで、倍音の豊かなスペクトルを生成し、シンプルな音色をより複雑なサウンドに変えることができます。

お察しの通り、ウェーブシェイパーは、通常のディストーションやサチュレーション・エフェクトに比べて、波形をコントロールするレベルがはるかに優れています。

ウェーブ・シェイピング関数を注意深く選択・調整することで、ハーモニック・コンテンツを予測・操作し、アナログのような温かみのあるものから、攻撃的に歪んだテクスチャーまで、あらゆるものを作り出すことができる。

様々なウェーブシェイピング・テクニック

次のセクションは、数学の関数に馴染みがないと、ちょっと圧倒されるかもしれない。

伝達関数とは、出力信号を生成するために信号をどのように変化させるべきかを定義する数式である。使用する波形整形伝達関数によって、得られる出力は異なります。ここでは、一般的なテクニックをいくつか紹介します：

多項式ウェーブシェイピング

多項式波形整形は、入力信号を変換するために多項式方程式を適用するので、このように呼ばれる。

サウンドの出力は、入力信号をパワーアップした関数であり、余分な倍音で波形を強調する。

簡単のため、入力信号として正弦波を使おう。次多項式関数（例えば、y=x3y=x^3y=x3）を適用することで、正弦波は歪み、3次高調波が導入される。

これにより、出力スペクトルの奇数倍音によって強調された、豊かでアナログのような歪みを加えることができる。

エクスポネンシャル・ウェーブシェイピング

エクスポネンシャル・ウェーブ・シェイピングは、信号に指数関数を適用し、シャープな歪みを与えます。エフェクトの強さは、指数関数の底によって制御されます。

多項式波形整形で使ったのと同じ例で、y=ex-1y = e^x - 1y=ex-1 のような指数関数を正弦波に適用すると、波形が整形され、高調波を多く含む（つまり角が鋭い）より攻撃的なサウンドになります。

このタイプのシェーピング機能は、より歪んだ出力で高周波倍音を作りたい場合に最適です。

ルックアップテーブル・ウェーブシェイピング

おそらく最も複雑なウェーブ・シェーピング機能であるルックアップテーブル・ウェーブ・シェーピングは、入力信号の値をテーブルに格納されたあらかじめ定義された出力値のセットとマッチングさせ、複雑な非線形変換を実現する。

ここでは、サイン波の入力値がルックアップテーブルで定義されたカーブにマッピングされる。これにより、予測不可能で高度にカスタマイズ可能なサウンドを生み出すことができるため、実験的な作曲家たちに好まれている。

ルックアップテーブル・ウェーブ・シェーピングを使えば、単純な多項式関数や指数関数では簡単に実現できないユニークな波形をデザインでき、まったく新しいスペクトルのサウンドを作り出すことができます。

ウェーブシェイピングをマスターするには

それでは、ウェーブシェイピングをマスターするために必要なステップを時系列に整理してみよう：

すべてのウェーブシェイピング関数を知る

異なる波形整形関数は、異なるハーモニック構造を生み出す。

使用する機能によって波形がどのように変化するかを理解し予測することで、何時間もかけてサウンドウェーブをシェイプすることなく、思い通りのサウンドを作り出すことができる。

まずはシンプルに。サイン波をベース信号にして、さまざまな波形整形関数を適用してみましょう。それぞれの関数がどのように波形を変化させ、どのようなサウンドをもたらすかを記録してください。

特に初心者の場合、スペクトラム・アナライザーを使うことは非常に重要です。視覚的なフィードバックは、ウェーブ・シェイピングがサウンドにどのような影響を与えるかを理解するのに役立ち、希望のサウンドを実現しやすくなります。

例えば、正弦波入力に関数を適用すると、周波数スペクトルに現れる新しいハーモニックコンテンツを直接観察することができ、異なるシェーピングパラメーターがサウンドにどのような影響を与えるかを理解するのに役立ちます。

異なる入力信号を試す

正弦波、矩形波、複雑な波形はすべて、同じ波形整形関数に対して異なる反応を示す。

波形成形の効果は入力信号によって変わるので、同じ波形成形関数を正弦波とのこぎり波に適用してみて、高調波成分の違いに注意してください。

この練習は、異なる波形がどのように変換されるかを理解し、異なるサウンドに対するウェーブ・シェイピングの結果を予測するのに役立ちます。

内蔵ウェーブシェーピング・ツール

ほとんどのDAWにはウェーブ・シェーピング・ツールが付属しており、入門には最適だ。

Ableton Liveは最も人気のあるDAWの1つで、さまざまなウェーブシェーピングカーブを適用したり、自分で描いたりできるサチュレーターが付属しています。

試してみたい方は、デフォルトの "Analog Clip "セッティングでベースラインを作り、カーブを微調整するか、別のモード（"Soft Sine "など）に切り替えて、サウンドがどう変わるか試してみてください。

ベスト・ウェーブシェイピング・ソフトウェア

ファブフィルター・サターン2

FabFilter Saturn 2は素晴らしいディストーションとウェーブシェーピングプラグインで、豊富なディストーションスタイルとマルチバンドオーディオプロセッシングを提供します。また、無限のモジュレーションオプションが搭載されているので、自分でサウンドをシェイプすることができます。

Saturn 2は、すでに優れたFabFilter Saturnの進化版で、再設計されたインターフェイス、追加されたディストーションスタイル、強化されたエンベロープジェネレーター、より優れたモジュレーション機能を備えています。

このプラグインは、オーディオのハーモニックコンテンツとスペクトルを正確にコントロールすることができ、微妙な暖かさや極端な歪みなど、どのような場合でも対応できます。

血清（Xfer Records）

Serumは優れたウェーブテーブル・シンセサイザーで、ワープ・モードによる卓越したウェーブ・シェイピング機能を備えている。

Bend、Mirror、Syncなどの様々な波形整形アルゴリズムをウェーブテーブルに直接適用し、リアルタイムで係数を変更することができます。そのためには、Serumに基本的なウェーブテーブルをロードし、"Bend +" Warpモードを適用します。量を増やすと、波形が曲がって形が変わり、新しい倍音が導入されます。

Serumは、入力波形の創造的な操作を強化し、リアルタイムで視覚的なフィードバックを提供するので、変更が出力信号にどのように影響するかを正確に確認できます。

波動メタフィルター

Waves MetaFilterはフィルタリングとウェーブ・シェイピングを組み合わせ、フィルターをかけながらサウンドをシェイプできます。

フィルタリングされた信号にディストーションを加えることができ、アグレッシブなテクスチャーが得られ、有機的で予測不可能な進化を遂げます。この手頃な価格のプラグインは、多くのシェーピング機能、エンベロープフォロー、LFOとシーケンサーのコントロール、ドライブ、ビットクラッシュオプション、ディレイ、サイドチェイン、MIDI学習を提供します。

ゼブラ2

Zebraは、独自の波形整形カーブを描くことができるモジュラー・シンセサイザーです。直感的で初心者に優しいインターフェースを持ち、波形のカスタマイズ・オプションが豊富なため、非常に人気が高い。

Zebraでシンプルなオシレーターを作り、それをウェーブシェイパーに通すには、非対称のウェーブシェイピング・カーブを描いて偶数倍音を導入し、カーブのパラメーターをLFOでモジュレートして、ダイナミックでアナログライクなサウンドを作ります。

最終的な感想

このガイドが、いわゆるウェーブシェーピングツールにまつわる混乱の一端を明らかにする一助となれば幸いです。このようにオーディオを操作するには、音の性質と、それがどのようにデジタルコンテンツに変換されるかについて、すべてを学ぶ必要があります。

ウェーブ・シェイピングの原理を実践するのは最初は難しいかもしれないが、ひとたび理解すれば、このツールがあなたのサウンド・パレットを大きく広げ、音楽制作を完全にコントロールできることに気づくだろう。

楽しんでくれ！