テーマNo.1015     「楽器作り よもやま話」その３
                           
                          ＊＊＊　楽 器 の 入 力 装 置　＊＊＊

                                                                                                        楽器創造館 　永井洋平

＝良い楽器とは＝

楽器がどんな要素から作られているかを論ずるときにいつも言われることだが、楽器には三つの構成要素があり、音の源となる振動を発生させる「音源部」、音を空気中に出す「放射部」、もう一つは奏者が音源部を駆動する（放射部をも制御する場合も時にはある）目的で操作する「入力部」がある。その操作がうまい人、つまり音源部の駆動のためのエネルギーの入力の仕方が上手な人が演奏がうまい奏者なのである。

ある楽器からどのくらいの品質の音楽を生じせしめることが出来るか、つまり楽器全体の性能を論ずる場合は、音源部と放射部自体の性能に加えて、「演奏性能」と組み合わせて考えるべきである。演奏性能は「入力部」すなわち「奏者が操作する入力装置」および「入力装置が駆動する音源部との連結部分」が良く作られているかどうかによる。すなわち楽器が良い「入力部」を持っていることが高品質な音楽を発生させるための必要条件となる。

つまり、良い楽器が持つべき条件としては人間の感情が良く移入出来ること（前記の「奏者が操作する入力装置」が関わる）、入力操作に良く対応する出力が得られること（前記の「入力装置が駆動する音源部との連結部分」が関わる）」である。

＝ハイゼンベルクの原理を楽器に適用＝

先日ベトナムを旅行した際、民族楽器ダンバウ(Dan Bau)に触れる機会があった。この楽器は以前にＴＶ番組で紹介されたのでよく覚えていた。ごく単純な一本弦の楽器であるがその響板の材料の選別や貼り込み時のクラウン付けには微妙なノーハウがありプロの演奏家向けの楽器が製作されている。奏法も多様で奥深いものがあるので奏法習得のために師匠のもとに通っている若い人が今日でもベトナム国内には少なからず居るとのことだ。このような楽器は先進諸国から見ると未発達な劣った楽器であると一般的には思われるであろう。しかし同じ一弦楽器の胡弓やオンドマルトノについても言えることだが、このような単純な音源部しか持ち合わせていない楽器が現役として存続しているという理由はそれが現代でもなお捨てがたい魅力を持っていることにあると認識すべきであろう。

なぜ一音しか出ない楽器に独奏楽器としての魅力が残されているのだろうか、を考えてみよう。ピアノなどの鍵盤楽器は同時に発生できる音の数が複数であるので複声部で豊かな音楽を一人の奏者、ひとつの楽器から生成できる。今日工業技術的に最先端を行く鍵盤型の電子楽器はそれに加えて多くの音色中から適切な音色を選択しつつ複音色の音楽を発生させることが出来る。一方、管楽器や擦弦楽器は基本的には単音しか発音できない楽器である。しかし一音一音について心を込めてコントロールして音楽的なニュアンスをつけられることが魅力となっていることで多音発音の楽器と十分対抗出来ているのである。

このことを情報学的に考察してみると、

（一音についての入力分解能）　×　（同時発音数・音色選択範囲）　＝　Ｃ（一定値）　という物理学で言うハイゼンベルクの不確定性原理がこの話題にも適用される。すなわち一人の楽器奏者が一音一音に込める芸術感情を細やかにすればするほど（入力分解能が高くすればするほど）同時に発音させる音の数や音色選択の範囲の広さは減らざるを得ない。

弦が一本しかないダンバウでも音楽的に有意なニュアンスを各瞬間において微妙に付与することが出来る入力装置があり、訓練によりその奏法に到達できることによって楽器の魅力が衰えることはないのである。

一方、同時に発生する音の数が多かったり、音色の変化幅が広い楽器では複声や厚い和音を発生できるが一音一音に微妙なニュアンスはつけられないということをこの式は示している。

＝良い入力装置の設計のために＝

しかし留意すべきことは物理学での法則とは相違する点があり、右辺のＣ値は一定値ではなく「楽器の性能」によって、または「奏者の訓練度」によって可変と考えるべきである。言い換えれば、楽器研究者は「人間が訓練可能であること」という条件を満たす範囲で「Ｃの値を出来るだけ大きな値に持ち上げること」で高度な音楽を発揮できる楽器を作り上げるように努力をせねばならない。つまり「演奏訓練の結果Ｃの値を大きくすることが出来る」ためにはどのような入力装置を開発すべきか、という目的での改良研究がなされるべきであろう。この視点に基づき新しい楽器が創造されることもあり得ようし、既存の楽器に新たな機能を付加して性能を向上させることも出来よう。

ただし奏者の感情を、幅広く（すなわち伝え得る感情の範囲が広く）伝えることが出来るような楽器を作ろうと願うあまり、奏者が訓練してもその全範囲の入力を意思に応じて制御された状態で実現することが困難であったり、あるいは感情を細かく（伝え得る感情の分解能を高く）移入出来るような楽器を作ろうとするあまり、長時間訓練しても意思通りに制御することが不可能になってしまったならばその入力装置は行き過ぎであり結局は開発者のひとりよがりに終ってしまう。

＝電子楽器の入力装置の進歩の歴史＝

擦弦楽器（バイオリンなど）の弓や管楽器のマウスピース・リードには奏者の身体の一部が常時接触していて楽器に時々刻々制御された入力を与えることが可能である。楽器ごとに性能差はあるが一般的には優れた入力部が長い歴史を経て出来上がっている。これに対し二十世紀に登場した電子楽器の主たる入力装置である鍵盤は基本的にスイッチをオンオフするだけの装置で、音量は楽器に一個だけ備えられた音量ペダルを踏んで変化させるようになっていたので音をひとつずつコントロールすることは原理的に不可能であった。これに新しい機能を付加しようと改良努力がなされ、ピアノのようにキータッチ毎にタッチ強度による音の制御を可能とした楽器が一九六〇年代の後半にまず登場した。

それを実現するための原理を説明すると、それまでは一つのキーに一個あれば済んだ回路を閉じる接点を２個に増やして各キーの下部に位置をずらして配置しそれらがオンになる時間の差から鍵盤が押された動きの速度を検出する方式がもっとも簡単で普及した。たしかにこれでタッチの強さに応ずる出力が得られるので商品化された。しかし、何故か訓練されたプロ奏者でさえも自分の演奏にあまり活用しようとしなかった。その理由は後日判明したのだが、奏者の意図通りに音を出す性能が不十分ということにあった。つまり、２つの接点のオンタイミングの時間差には奏者の意図がうまく反映されていないことであった。

これを改善するポイントとしては二つあった。ひとつは２個の接点のオンタイミング時間差から推定されるタッチ強さとは異なるタッチ強さで奏者が弾いている場合が多いこと、もうひとつは奏者の指が感ずるキーからの反力がそれまでの電子オルガンのようにバネ性である場合は、指の筋肉が反力を記憶しにくいため次のタッチの機会のための学習効果が少ないということであった。前者の欠点を改良するためには接点を２点でなく多点型にして鍵盤のストローク全体の動きのデータをキャッチし、奏者の感情に最も良く対応する出力を得るための接点の配置や採用するデータを選択する方法を探索する研究が行われた。後者の欠点にたいしては、ピアノを参考にしてキーの反力をバネ性ではなく質量性が支配的になるようにして（質量反力をキーに付加する、つまり錘の重さでキーが戻るように）筋記憶の学習効果を上げることに成功した。これらの入力装置の改良の仕事はその後の電子ピアノに採用されてその普及に大いに寄与することになった。

また、鍵盤を押し切ってから奏者が指で加える圧力変動に対して応答するように設計された鍵盤を持つ電子楽器が七〇年代に出てきた。キーの下部には圧力センサーが配置され、キーが降りた瞬間の圧力でタッチ強さに対応する信号を得ることが出来るだけでなく押し切ってからの力の掛け方で出力信号が変化するアフタータッチセンサー（前述のキーを押したときのタッチ強さに対応するセンサーはイニシャルタッチセンサーと呼ばれている）が実用化された。

このアフタータッチ効果による音楽効果は自然楽器の鍵盤では出来ないので電子楽器特有のものであり、その入力装置の今後のさらなる改良が期待される。

＝電子楽器のための新型入力装置＝

従来型の電子楽器の主流であった鍵盤タイプの楽器は手指で操作する鍵盤、つまみ、足で操作するペダルなどが入力装置である。

その他にも実に沢山のタイプの入力装置が提案されている。紙面の都合から詳述は出来ないが、口息で吹いて空気流を使う電子管楽器、打楽器演奏タイプ、弦楽器演奏タイプなど既存の楽器に類似させた入力装置で音源部を駆動する提案は多くある。これらは当然ながら奏法が在来楽器と類似しているので訓練の際に在来楽器で蓄積された奏法方式（メソッド）を活用できるし、逆に訓練した結果を在来楽器にも流用が可能、という現実的に大きいメリットがある。

一方在来楽器にとらわれない全く新しいタイプの入力装置で電子音源部を駆動する方式も世界各地から提案されている。一九九八年に商品化されたヤマハのミブリシステム（現在は販売を中断している）はその代表例であり奏者のジェスチュアに応じた楽音を発生させるように開発された。

その他の多くの開発例が業界誌、学会誌、特許公報、研究機関や個人のウェブサイトなどで発表されている。例えば二〇〇二年の「音楽表現のための新インタフェース（ＮＩＭＥ）学会（ダブリンにて開催）」の発表論文集には多くの新しいタイプの入力装置が紹介されている。しかしながら、これらの多くは実験室レベルの開発にとどまっており、デモ演奏はいろいろな機会に行われているが商品として普及したものは見当たらない。これまで一般市場に売られたものは前記のヤマハミブリなどごくわずかな例にとどまっているのが現実である。

革新的楽器を普及させるのは大変なことなのだ。その楽器で奏されるための新しい音楽の作曲家、奏法を教えることが出来る先生の育成や教育システムが存在することが必要であり、それと何よりもその楽器の奏法マスターのために生徒が莫大な時間を投資し訓練しても将来のプロとしての道があるかどうかの保証がなければ生徒も集まらず結局は普及させることが出来ないであろう。つまり新型の入力部を持つ新楽器を普及させるには、その目新しさが少し面白いくらいでは不十分で、発生出来る音楽が余ほどの魅力を持っていないと難しい。すなわち優れたアイディアと投資を惜しまない普及戦略が成功のためには必要である。

＝今後の入力装置への期待＝

電子楽器においてはこのように少なからぬ改良努力が行われて来た。とはいえ、総じて言えば電子楽器の音楽界での地位は、現在もなお伝統楽器のレベルに到達していないと見られる場合が多いのではないだろうか。プロ奏者の数、芸術的に高度なレベルのコンサートの数、音楽大学での専攻学生の数など多くの現実からそのように思われる。その原因のひとつが入力部の機能が既存の擦弦楽器や管楽器のそれを未だ凌駕出来ていないことにあることは明白であろう。一方、今後の研究で改良が最も期待され、究極の入力装置が実現されるとすれば、それは電子楽器においてであることにも異論はなかろう。究極の入力装置とはどんなものなのかというテーマは人間の表現能力の限界を追及することでもあり大変興味がある。果たしてどんな入力装置と、それに応ずる後段部の改良が将来出来てくるのか、そしてどれが勝利者として普及するのか、楽器開発者への期待も大きい。

一方、自然楽器においても楽器の中で生じている現象がもっと物理的に解明されて来ればそれからアイディアが生まれて新しいタイプの入力装置が開発できるであろう。