しかし、私たちが存在するのは細胞があるからであり、私たちが知っていて愛している音楽が存在するのはハーモニクスのおかげなのです。ハーモニクスを理解することは、ミュージシャン、プロデューサー、ミキシング、マスタリングエンジニアとして非常に有益です。そこで今日は、このようなミクロのサウンド・エレメントの裏と表を探り、より良い音楽クリエイターになるためにこの知識をどのように活用できるかを考えてみましょう。

高調波周波数の基本

倍音とは、信号の基本周波数の整数倍の周波数を持つ音波のことである。このような信号の周波数比と考えることもできる。

この仕組みを理解するために、基本的な正弦波を見てみよう。

正弦波は最も基本的な音波で、単一の周波数の音エネルギーしか持っていません。例えば、C3で正弦波を鳴らしていて、周波数スペクトラムアナライザーでその音を見ると、C3に集中した動きしか見えないだろう。

しかし、同じ基本周波数C3を矩形波に置き換えると、基本周波数より上の周波数も含まれることになる。上記の周波数は、高くなればなるほど柔らかくなり、高調波周波数と呼ばれるようになる。

これらが矩形波を矩形波のように聴こえさせるのだ。矩形波以外でも、人間が知っているすべての音（もちろん正弦波を除く）には、ある程度高調波周波数があるが、他のものよりはるかに複雑なものもある。

ここで重要なのは、これらの高調波周波数が基本周波数に対してどのように配置されているかを知ることである。

高調波周波数の配置

例えば、A4で440Hzの基本矩形波があるとしよう。

その上の倍音列の第2倍音は、1オクターブ上のA5 または 880 Hzとなる。第3次高調波は、その基本周波数の3倍であるE6または1320 Hzとなり、第4次高調波は基本周波数の4倍であるA6または1760 Hzとなる。

このようなことが何度も何度も繰り返され、私たちにはもう聞こえない周波数になってしまった。

どの楽器のどの音にもこのような倍音が発生し、ミュージシャンが倍音を倍音と呼ぶのをよく耳にする。

例えば、アコースティック・ギタリストがEの低音弦を弾いたとしましょう。私たちは、その振動する弦の最低周波数、つまり基本音高を聴くだけでなく、その上の倍音の分数も聴くことになる。

奇数と偶数のハーモニクス

高調波系列には、奇数または偶数に分類される高調波がある。

奇数倍音は、基本周波数の奇数倍（3、5、7、9など）です。基本周波数の偶数倍（2,4,6,8など）である偶数倍音は、より暖かく滑らかな偶数倍音よりも、明るく興奮した音になる傾向があります。

後ほど説明するように、楽器にはそれぞれ異なるハーモニック・プロファイルがあり、それがユニークなサウンドの特徴となっている。

自然なハーモニクスと人工的なハーモニクス

先ほどお話しした基本周波数の整数倍は自然界に存在します。実際、f(n) = n x fという自然な数式が成り立ち、fは基本周波数、nは高調波周波数である。

ギターの弦を弾いたときにこれらがどのように機能するかについて話したが、他の自然楽器についてはどうだろう？

キーボードも同じだ。例えばピアニストが基本周波数を演奏すると、楽器の弦と共鳴が同調振動を出力し、それが倍音を作り出す。一方トランペット奏者は、アンブシュアを使って基本周波数以上の倍音系列をコントロールする。

これらの倍音周波数がどのように配置されるかは、楽器全体の音色に大きな影響を与えます。トランペットの音がチューバと大きく違ったり、男性の低い声が女性の高い声と大きく違ったりする理由のひとつだ。

しかし、電子的に、あるいは波形を操作して人工的に高調波を発生させることもできる。

ほとんどのシンセサイザーには波形ジェネレーターが搭載されており、正弦波の上の倍音の数や種類を調整することができます。ここでは、シンセに搭載されている主な波形をいくつか紹介します：

• 正弦波- 前にも述べたように、正弦波には倍音がないため、最もクリーンでクリアなサウンドが得られます。人々は正弦波を純粋な音と結びつけることが多い。この音は自然界には存在しません。
• 矩形波- 矩形波は、明るくハーモニーの豊かな音色で知られ、基本周波数と奇数倍音で構成されている。これらの波はエレクトロニック・ミュージックで非常に人気がある。ストレンジャー・シングス』のイントロ冒頭のアルペジオ・シンセは、矩形波の素晴らしい例だ。
• ノコギリ波- 奇数倍音と偶数倍音を使用し、矩形波よりもさらに豊かな倍音を提供します。ブライトで賑やかな音色なので、リードに最適です。Deadmau5の "Strobe "のリードは、EDMにおける鋸歯状波の素晴らしい例だ。
• 三角波- 三角波は、矩形波やノコギリ波よりも少しまろやかで、奇数倍音しか使っていないにもかかわらず、その独特の振幅分布のために異なるサウンドを奏でる。ソフトでノスタルジックなサウンドなので、私はチルウェイヴ・ミュージックにおける三角波の大ファンだ。Washed Outの "Feel It All Around "のシンセをチェックしてみてください。

音楽制作、ミキシング、マスタリングでハーモニクスを使う理由

ハーモニクスがなければ、私たちの音楽には音色の複雑さが欠けてしまう。そのため、プロデューサーやエンジニアは、音楽に深みを加えるためにハーモニクスをよく使います。ハーモニクスは、ミックスの中で楽器同士を区別することを可能にするだけでなく、より表現力豊かな聴覚的エネルギーと立体的なリスニング体験を与えてくれます。

光がなければ闇もない。

音楽でも、これと同じ考え方を使ってコントラストを作ることができる。例えば、より暖かく暗い倍音を持つ楽器とのコントラストを作るために、より明るく興奮した倍音を持つ楽器を使うかもしれない。しかし問題は、ハーモニクスの知識をどのように実践するかということだ。

和声系列を使って音楽をもっと面白くする

ネットでミキシングや音楽制作についてそれなりに時間をかけて読んでいる人なら、サチュレーションについて聞いたことがあるだろう。

サチュレーションは、基本的に制御されたハーモニック・ディストーションです。プロデューサーやエンジニアは、トラックにハーモニック・キャラクターを加えるために、テープ・マシンやチューブ・アンプ、ディストーション・プラグインなどのツールをよく使う。

例えば、クリーンなベース・ギターをDIしたとしよう。それをディストーション・プラグインに通すことで、ハードなドラムと歪んだギターの壁の中で、ミックスの中で際立たせることができる。

たいていの場合、ベース・ギターのコピーを作り、低域をクリーンに保つためにコピーを150～200Hzあたりにハイパスし、そのコピーをサチュレーション・プラグインで歪ませ、元のベース・サウンドにブレンドする、ということを並行して行う。

同じことが808にも言える。ミックスの中で少し元気がないように聴こえたら、サチュレーション・プラグインを使って高次倍音に複雑さを加え、808全体を際立たせる。

これはEQとは異なるプロセスで、新たなハーモニクスを作り出すのではなく、すでに存在するハーモニクスをカットしたりブーストしたりすることができます。それでは、ミックスのハーモニクスを操作するために使用する、最も一般的なツールをいくつか見てみましょう。

ハーモニクスを操作するための一般的なツール

EQ

EQ は、オーディオ信号やオーディオ信号群の周波数バランスを操作できる、最も基本的なミキシングツールの1つです。EQを使えば、例えばボーカルを、よりダークに、よりブライトに、よりウォーミーに、より存在感のあるサウンドにすることができます。これらはすべて、周波数スペクトル上の特定の帯域をブーストまたは減衰させ、現在の倍音の振幅を変えることによって実現します。

ポップ・ミュージックでは、ボーカルの高次倍音をハイ・シェルフでブーストし、低次倍音をロー・カットで減衰させることができる。

先に述べたように、ハーモニクスは私たちの作る音楽に深みを与えるものです。しかし、周波数スペクトルの同じ部分にあるハーモニクスが、ミックス中の異なる楽器から重なり合うと、明瞭さが失われます。EQは、複数の信号間の周波数バランスを整え、ミックスをよりクリアにするための最良のツールの1つです。

圧縮

コンプレッサーは主にダイナミック・レンジをコントロールするために存在するため、私たちはあまりハーモニクス・ツールとして考えることはありません。しかし、コンプレッションは、信号の基本周波数とその倍音に大きな影響を与えます。

例えば、ベース・ギターのサステインにコンプレッションをかければ、減衰しているはずの静かな倍音を、よりソフトなパッセージで効果的に引き出すことができる。

飽和

サチュレーションは信号に倍音を加えることができるため、エンジニアがミックスの倍音成分を操作する最も一般的な方法です。

例えば、テープ・サチュレーション・プラグインを使えば、オーディオ信号に色彩と暖かみを加え、しばしば「アナログの音」に関連付けられるハーモニックで豊かな倍音を与えることができる。一方、ギターをファズペダルに通すと、奇数倍音と偶数倍音を波形クリッパーと組み合わせて導入し、よりブライトでカッティングの効いたサウンドにすることができる。

ミックスにハーモニクスを使う5つの方法

ハーモニクスについて今わかっていることをもとに、ミックスでそのパワーを活用する方法をいくつか見てみよう。

1.デジタル・ミックスにアナログの温もりを加える

この最初の例はかなり一般的なものだが、もう少し個性が必要な無菌的なサウンドのミックスを扱うときに非常に役立つ。

ウォームネス」や「ハーモニック・ディストーション」という言葉を思い浮かべるとき、私はいつもテープや真空管のサチュレーションを思い浮かべる。

ミックスに微妙なハーモニック・ディストーションを加え、よりアナログ的なサウンドにするために、きちんとしたテープ・サチュレーションやチューブ・サチュレーションのプラグインを手に入れることを強くお勧めする。テープ・サチュレーションはチューブ・サチュレーションよりも少し繊細で、ボーカルやシンセなどの個々のトラックに温かみを加えたり、ドラムやフル・ミックスなどのトラック・グループにグルー感を加えたりするのに最適だ。

チューブ・サチュレーションは、中音域に「厚み」を加えることができるため、ギターやボーカルに最適で、よりハードなサチュレーション・サウンドを求める場合に一般的に使用される。

お気に入りのテープ・サチュレーション・プラグイン：

• ウェーブスJ37
• スレート仮想テープマシン
• UAD Ampex ATR-102

お気に入りのチューブ・サチュレーション・プラグイン：

• PSP ビンテージウォーマー2
• UAD サーミオニック・カルチャー・ヴァルチャー
• ソフトチューブ・チューブテックCL 1B

2.ヴォーカルの存在感を高める

適切なスタイルのサチュレーションを使えば、ミックスの中でボーカルを際立たせることができる。

Pro ToolsのSansAmp PSA-1のような基本的なディストーション・プラグインにボーカルを通せば、それで終わりですが、ほとんどの場合、歪ませずにハーモニック・ディストーションのサウンドを得たいでしょう。そこで、クリーン・ボーカルと並行して歪ませたボーカルのサウンドをブレンドすると効果的です。

このような使い方ができるお気に入りのプラグインに、Soundtoys Decapitatorがある。大きなDriveノブを使ってボーカル・トラックに比較的ヘビーなディストーションをかけ、トーン・ノブ、フィルター、サチュレーション・スタイルを使ってサチュレーションの全体的な音色を調整し、ミックス・ノブを使ってボーカル・トラックの明瞭さとサチュレーションのバランスが完璧になるまで調整する。

一方、超ブライトなボーカルを求めるなら、EQのハイシェルフをブーストする代わりに、高次倍音にフォーカスしたサチュレーション・プラグインを使う。

私のお気に入りのプラグインは、WavesのAphex Vintage Exciterだ。

プロからのアドバイス：このようなサチュレーション・プラグインを使う前に、ディエッサーを挿入することをお勧めします。そうすることで、サチュレーション・プラグインがシビランスを強調することなく、バランスの取れた存在感のあるトーンを与えることができます。

3.一過性の素材の管理

たまに、過渡的なディテールが強すぎるオーディオ信号を扱うことがある。ドラムが主な原因であることが多いのですが、アコースティックギターが弾きすぎていたり、ピアノのフロントエンドのアタックが強すぎたりすることもあります。

通常、コンプレッションやトランジェント・シェイピングでトランジェント・マテリアルを鈍らせることができるが、サチュレーションはトランジェントの保存とソフト化の素晴らしいバランスを提供し、ミックスで非常に心地よいものになる。

例えば、ミックスの中でスネアドラムがパンチの効きすぎたサウンドになっているとしましょう。この場合、信号に微妙なサチュレーション（テープ・サチュレーションがよく使われます）をかけて、プラグインに入力するスネアのレベルを上げ、トランジェントな素材を和らげることができます。

これが機能する理由は、サチュレーションがユニークなタイプのコンプレッションをもたらすからです。多くの場合、ソフトクリッピングの一種であり、サチュレーターに入るオーディオ信号が緩やかに制限され、信号波形のピークがクリッピングされ、コンプレッションのような特性が得られます。

4.厳しさを取り除く

サチュレーションは、信号全体の存在感を損なうことなく、信号からハーシュネスを取り除くための最良のツールのひとつです。

例えば、トリートメントが不十分な部屋でドラムを録音したり、安物のオーバーヘッドマイクで録音したとします。どちらの場合でも、シンバルの音はとても粗くなってしまうかもしれません。わずかなサチュレーションでも、シンバルの鮮明さを保ちながらトップエンドをロールオフすることで、シンバルのハーシュネスを取り除くことができます。

ボーカル、スネア、エレキギターなど、ミックスの中で耳に心地よく聞こえない要素には同じことが言える。

5.ミックスを接着する

最後に、ハーモニクスを使ってミックス全体をまとめ、よりまとまりのあるサウンドにすることができます。トランジェントを鈍らせすぎて歪みを加えたり、ミックスからパンチを消したりすることは避けたいので、多くの場合、これは非常に微妙なアプローチです。

私はミックスバスでテープサチュレーションを使うことが多いのですが、それを少し調整することで、ミックス全体のハーシュネスを丸くし、ミックスに自然で音楽的な色彩感を与えます。ちょっとしたことで、大きな効果が得られます。テープ・サチュレーションをミックス・バスに適用し、曲の最もラウドなポイントでトラックがどのように反応するかを聴いて、歪みが生じていないことを確認することをお勧めします。

自然界を活用する

倍音は、私たちがそれを制御し、操作するための楽器や技術を設計するはるか以前から、自然界に存在していた。音楽がこれほどまでに人間の心に響く理由のひとつがそこにある。

もちろん、ハーモニクスは普遍的なものではあるが、音楽におけるハーモニクスの使い方は時代や文化によって大きく変化してきた。

特に、太古の昔から存在する道具を使っているという事実を考えると、ハーモニクスを音楽に使う方法を見つけることは、非常にやりがいのあることなのです。