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コードによる表現 – Creative Coding

今回はまずCreative Codingについて解説していきます。Creative Codingとはコンピュータプログラミングの一種で、プログラミングによって機能の実現ではなく何かを表現することを目的とするものです。画像、アニメーション、映像、音響、音楽、3Dグラフィックなど様々な手段を用いて表現します。Creative Codingのための様々な開発環境が存在します。まずそれらの簡単な歴史と関連について説明していきます。

後半は、この授業で主に扱っていくp5.jsの開発環境を構築します。Visual Studio Codeにp5.jsの開発のための機能拡張をインストールしていきます。環境構築が完了したらVisual Studio Codeを用いたp5.jsの開発のやり方について実際にコーディングしながら解説します。

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アンケート

本日の講義に参加した方は以下のアンケートに答えてください


オリエンテーション

初回となる今回の講義は、まずこの「システム生体プログラミング特論」ではどんな内容を取り扱っていくのかを解説し、履修のための条件などについて説明します。成績の基準についても説明します。

後半は、まず始めに何故プログラミングが必要なのかをCasey Reasによる “History of the Future, Art & Technology from 1965 – Yesterday” の講演を参考にしながら解説していきます。さらにこの講義で扱う「クリエイティブコーディング」とは何か、その概要を紹介していきます。

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アンケート

本日の講義についてのアンケートに答えてください。

次週までの課題

次週までに、各自のノートPCに以下に指示されているプログラミング開発環境をインストールしてきてください。

1. 統合開発環境 (IDE)

  • Windows
    • Visual Studio IDEからCommunity 2022をダウンロード
    • 以下の設定でインストール
  • macOS
    • Application > AppStoreを起動
    • 検索欄でXcodeで検索
    • 表示されたページで「Install」ボタンを押してインストール

2. openFrameworks

現時点での最新版のver. 0.11.2 をダウンロードしてZipフィアルを展開しておいてください。


PAシステム入門:基本原理から会場規模別機材構成まで

スライド資料 (PDF)

PAとは「Public Address」の略称であり、日本語では「大衆伝達」を意味します 。これは、人の声や楽器の音、録音された音源などの音量を増幅し、本来の音量では届かないような距離や広い範囲にいる聴衆に対して、十分に聞き取れるように伝達するための電子音響システムを指します 。この「パブリック(大衆)」に向けて「アドレス(伝達)」するという名称自体が、個人的な聴取やスタジオ録音とは異なり、不特定多数への情報伝達というシステムの核となる機能を示唆しています。  

基本的なPAシステムは、音を入力するためのマイクロホン、信号を増幅するためのアンプ、そして音を出力するためのスピーカー(ラウドスピーカー)という3つの主要な要素と、それらを接続・調整するためのミキサーやケーブルなどの関連機器で構成されます 。  

一般的なポータブルBluetoothスピーカーなどが主に録音済みの音源(ストリーミング音楽など)を再生する目的で使われるのに対し、PAシステムはより高度な機能を有します 。特に、複数のマイクロホンや楽器、再生機器など、様々な音源からのライブサウンドを同時に処理し、それらを混合(ミキシング)し、バランスを調整した上で増幅し、一つのまとまった音として出力できる点が大きな違いです 。この複数のライブ音源と録音音源を統合的に扱える能力が、PAシステムを単なる再生装置と一線を画す重要な特徴です。

I. PAシステムとは何か

A. 「パブリック・アドレス(Public Address)」の定義

  • PA: “Public Address” の略、「大衆伝達」
  • 目的: 音を増幅し、広い範囲の聴衆へ聞き取りやすく伝達するシステム
  • 基本構成: マイク → ミキサー → アンプ → スピーカー (+ケーブル等)
  • 特徴: 複数のライブ音源と録音音源を同時に処理・調整して出力可能

B. 主な目的:音を明瞭に、聞き取りやすく届けること

  • 基本目的: 音量を増大させ、遠くまで届ける
  • スピーチ: 明瞭で理解しやすい音声伝達が最重要
  • 役割: 音の自然な減衰や環境騒音を克服
  • 別名: サウンド・リインフォースメント(音響補強)システム

C. 用途と適用例

音響増幅が必要なあらゆる公共の場で活用

  • 拡声: スピーチ、講演、アナウンス、プレゼン、店頭販促
  • 音楽: カフェライブから大規模コンサート、DJ、カラオケまで
  • その他: BGM再生、実況放送、案内放送、構内放送、緊急警報
  • 進化: シンプルな拡声から複雑なライブ、ネットワーク利用まで多様化

II. PAシステムの基本原理

A. 音の旅:シグナルチェーン(信号経路)

  • プロセス: 音響エネルギー → 電気信号 → 調整・増幅 → 音響エネルギー
  • 基本経路: マイク → ミキサー → パワーアンプ → スピーカー
  • 各段階:
    • 入力 (マイク、楽器): 音波を電気信号に変換
    • 混合・調整 (ミキサー): 信号を集約、バランス・音質調整
    • 増幅 (アンプ): 信号を増幅しスピーカー駆動力を得る
    • 出力 (スピーカー): 電気信号を音波に再変換
  • 重要性: 経路理解は音質向上、トラブルシューティングに不可欠

シグナルチェーン

B. ゲイン構造の理解:明瞭さのためのレベル設定

  • ゲイン構造: 各段階での増幅レベル(ゲイン)の適切な管理
  • 目的: ノイズ・歪み最小化、最高音質 (高S/N比、広ダイナミックレンジ) 実現
  • レベル調整:
    • 低すぎ: ノイズ増幅
    • 高すぎ: クリッピング (歪み)
  • 重要ポイント:
    • 入力ゲイン (プリアンプ): 最重要。適正レベルへ増幅
    • チャンネルフェーダー: 音量バランス調整
    • マスターフェーダー: 全体レベル調整
    • アンプ入力感度: ミキサー出力との整合
  • 影響: 不適切なゲイン構造はノイズ、歪み、ハウリングの原因に

C. フィードバック(ハウリング)の抑制

  • ハウリング: スピーカー音→マイク→増幅→スピーカー…のループで発生する発振音
  • 発生条件: ループゲインが1 (0dB) 以上になること
  • 影響要因: マイク/スピーカー位置関係、音量、部屋の音響、マイク指向性等
  • 基本対策:
    • ゲインを下げる
    • マイク/スピーカーの位置・向き調整
    • 指向性の強いマイク使用
    • イコライザー(EQ)でハウリング周波数をカット (一般的)
  • 本質: システムと空間の相互作用による物理現象。多角的アプローチが必要。

D. 基本的な音響の概念:増幅と音の放射

  • 音 (音波): 空気の振動
  • 振幅 → 音量 / 周波数 → 音程
  • 増幅: 電気信号のパワーや振幅を増加させること
  • 音の放射 (スピーカー): 電気信号を音波に変換し空間へ放射
    • ホーン/ウェーブガイド: 指向性を制御し、音を特定範囲に集中
    • ラインアレイ: 複数ユニット垂直配置。干渉利用で指向性制御。遠達性向上
  • スピーカー技術: 音響物理学応用で、距離減衰等を克服し効率的に音を届ける。

音: 音波と波形

III. PAシステムの主要コンポーネント

A. マイクロホン:音源の捉え方

  • 役割: 音波を電気信号に変換。システムの「入り口」。
  • 主なタイプ:
    • ダイナミック: 頑丈、大音量向き、電源不要多。ライブボーカル等。
    • コンデンサー: 高感度、高音質、電源必要。ボーカル、楽器録音等。
  • 選択: 音源、環境、音質で決定。形状も多様。

ダイナミックマイク(左)とコンデンサーマイク(右)

B. ミキサー:コントロールの中心

  • 役割: 複数入力信号を混合・調整 (音量、音質、定位等) し出力。システムの「司令塔」。
  • 主な機能: プリアンプ、EQ、フェーダー、AUXセンド等。
  • 種類:
    • アナログ: 直感的。
    • デジタル: 多機能、小型、設定保存可能。
    • パワードミキサー: アンプ内蔵、構成シンプル化。

パワードミキサー

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アナログミキサー

デジタルミキサー

デジタルミキシングコンソール

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C. アンプ:信号の増幅

  • 役割: ラインレベル信号を増幅し、スピーカー駆動電力を供給。
  • 形態:
    • パワーアンプ (単体): 増幅特化。パッシブスピーカーに必要。
    • パワードミキサー内蔵アンプ。
    • パワードスピーカー内蔵アンプ。
  • 選定: 出力(W)とスピーカー仕様(Ω)の適合確認。

パワーアンプ

D. スピーカー:音の出口

  • 役割: 増幅された電気信号を音波に再変換。システムの「出口」。
  • 主なタイプ:
    • パッシブ: アンプ非内蔵。外部アンプ必要。組み合わせ自由度高。
    • アクティブ (パワード): アンプ内蔵。セットアップ簡単。近年主流化。
  • 役割に応じた種類:
    • メイン (FOH): 客席向け。
    • モニター: ステージ上、演者向け。
  • 設計: ユニット構成 (2ウェイ等)、エンクロージャー形式、音響設計 (ホーン、ラインアレイ等)。

アクティブスピーカーとパッシブスピーカー

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ラインアレイスピーカー

E. ケーブルと接続:重要な生命線

  • 役割: コンポーネント間を接続し信号・電力を伝送。信頼性・音質維持に重要。
  • 主な種類:
    • マイクケーブル (XLRバランス)
    • ラインケーブル (XLR/TRSバランス、TS/RCAアンバランス)
    • スピーカーケーブル (スピコン、フォーン)
    • 電源ケーブル
  • 重要性: 低品質・損傷はトラブル原因。適切な選択と扱いが不可欠。

フォンケーブル

上: TSRケーブル(バランス)、下: TSケーブル(アンバランス)

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XLRケーブル (バランス)

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マルチコアケーブル

MADI (多チャンネルデジタル伝送)

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アンバランス接続 (TS、RCAなど)

ノイズに弱い

バランス接続 (XLR、TSRなど)

ノイズに強い

IV. 会場規模別PAシステム構成

  • 前提: 会場規模、用途等で構成は大きく異なる。「万能」はない。

A. 小規模会場(カフェ、会議室など)

  • ニーズ: 小空間/少人数向け、ポータビリティ、簡単操作。
  • 構成例:
    • オールインワンPA (例: STAGEPAS)
    • パワードスピーカー + 小型ミキサー
    • マイク: ダイナミック中心

小規模会場PA

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B. 中規模会場(ホール、クラブなど)

  • ニーズ: 広空間/多人数向け出力、多入力、専用モニター、詳細な音質調整。
  • 構成例:
    • ミキサー: 16-24ch程度のアナログ/デジタル
    • メインスピーカー: 高出力パッシブ+アンプ or パワード。ポイントソース型等。
    • ステージモニター: ウェッジ型。AUXミックス。
    • プロセッサー: GEQ、コンプ等 (内蔵/外部)。
    • マイク: ダイナミック/コンデンサー使い分け、DI。
    • ケーブル: マルチケーブル (スネーク) 使用。

中規模会場PA

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C. 大規模会場(アリーナ、ドーム、野外フェスなど)

  • ニーズ: 超広大空間/数万人向け超高出力、ロングスロー、カバレージ制御、膨大入力、高度な処理、FOH/モニター独立、高信頼性。プロ必須。
  • 構成例:
    • ミキサー: 64ch超大規模デジタル、FOH/モニター独立。
    • メインスピーカー: ラインアレイシステム標準。サブウーファー多数。
    • アンプ: 多数の高出力パワーアンプ (DSP内蔵、ネットワーク対応)。
    • システムプロセッサー(DSP): 全体最適化 (クロスオーバー、EQ、ディレイ等)。
    • モニター: 多数ウェッジ + IEM、独立モニターミックス/エンジニア。
    • ネットワークオーディオ: Dante等で多チャンネル伝送。
    • インフラ: 大量ケーブル、大容量電源、リギング、インカム等。

大規模会場PA

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会場規模別PAシステム構成要素比較表

コンポーネント小規模 (カフェ/会議室)中規模 (ホール/クラブ)大規模 (アリーナ/フェス)
ミキサー小型/内蔵 (4-8ch)中型 (16-24ch+)大型デジタル (64ch++) FOH/Mon独立
メインSPポータブル/小型パワード中出力 ポイントソース/コラム高出力 ラインアレイ
アンプ内蔵内蔵 or 外部多数外部 高出力DSP内蔵
モニター無 or メイン兼用専用ウェッジ (AUX)多数ウェッジ/IEM 独立Mix
プロセッシング限定的GEQ/コンプ等システムDSP/ネットワーク
特徴簡便性柔軟性/拡張性高出力/制御/専門性

V. まとめ

A. 多様なニーズに応えるスケーラビリティ

  • PAシステムは、シンプルなポータブル型から複雑な大規模設備まで幅広い。
  • 中核機能「音を増幅し伝達」は共通。
  • 実装は会場、聴衆数、内容、予算等の要求に応じて変化。

B. 重要なポイント

  • シグナルチェーン理解: 基本。
  • ゲイン構造: クリアな音の鍵。
  • コンポーネント役割理解: 適切な選択・組み合わせ。
  • ハウリング対策: ゲイン管理と物理配置。
  • 規模に応じた設計: 要求適合、大規模ほど高度な技術要。

C. 最後に

  • 効果的な音響補強は、基本原理の理解と適用能力から。
  • 基礎知識は規模に関わらず普遍的。
  • 最終目標: 聴衆へ、明瞭で聞き取りやすく、場にふさわしい質の高いサウンドを提供すること。

参考資料

  1. 【PA基礎知識】音響システムの基本構成と役割について
  2. PAにおけるスピーカーの種類と役割を解説!おすすめPAスピーカーもご紹介。
  3. アナログミキサーとデジタルミキサーの違い – サウンドエンジニアが知っておくべきこと Part 3|ヤマハ株式会社
  4. PAにおけるミキサーの役割と使い方を徹底解説!
  5. ハウリング対策のポイント – サウンドエンジニアが知っておくべきこと Part 3|ヤマハ株式会社
  6. マイクロホンガイドブック (PDF)
  7. WHO 安全なリスニングのための会場およびイベントに関する世界標準 (PDF)
  8. ヤマハ プロオーディオ ビジネスソリューション カタログ (PDF)
  9. PA初心者向けガイド – ミュージシャンズPA|ヤマハ株式会社
  10. PA機材とは?PAシステムの仕組み・具体的な機材例までを徹底解説!|株式会社ドコデモ

オリエンテーション、TouchDesigner 初めの一歩

スライド資料 (PDF)

今回は、最初の講義ですので、最初にこの講義の概要とスケジュールについて説明します。

後半は、この講義の演習パートで主に使用するTouchDesigerの紹介と、インストール方法、操作の基本について解説していきます。

「メディアアート・プログラミング I」について

講義概要

現代のメディアアート制作に不可欠なプログラミング技術を習得し、企画から実践的な作品制作までを通してその応用力を高めることを目指します。ビジュアルプログラミング環境「TouchDesigner」を活用し、インタラクティブな表現やジェネラティブなビジュアル生成など、高度なメディアアート作品の制作に必要なプログラミングスキルを体系的に身につけます。また実際のメディアアートの展覧会の企画から展示までの実務についても学びます。

自身の関心に基づいたテーマ・コンセプトを設定し、個人制作に取り組みます。演習内では、展覧会の企画・運営に関する実践的な知識も提供し、作品の立案から設営、最終発表、講評会までの一連のプロセスを体験します。これにより、プログラミング技術だけでなく、企画力、展示実装技術、批評的思考力を養います。

本演習は、プログラミングを単なる技術としてではなく、創造的な表現のための「道具」として捉え、その可能性を最大限に引き出すことを目指します。TouchDesignerなどのツールを使いこなし、自身のアイデアを具現化する力を身につけることで、将来メディアアーティストとして、あるいはメディア表現を活用する多様な分野で活躍するための基盤を築きます。

シラバス (藝大学事システムにログインが必要)

  • 開講責任部署: 美術学部 対象学生:美術(学部・修士・博士)、音楽(学部・修士)、国際(修士)
  • 講義開講時期: 前期
  • 講義区分: 芸術情報センター(AMC)
  • 基準単位数: 3
  • 開講日: 金曜日 3限、4限
  • 校地: 上野(AMC)
  • 授業を行う教員: 田所淳、森山朋絵

※ 履修制限 (定員の設定) は行いません
※ AMCのPCの台数には制限がありますので、ノートPCを持参しての受講 (BYOD) をお薦めします

この講義のざっくりとした内容

  • 演習 (田所担当) : TouchDesignerを用いたリアルタイム3DCGによる表現を中心にしたメディアート制作のための技術を学ぶ
  • 講義 (森山先生担当): 美術館での経験をもとに、現場での実践的なメディアアートの展示や企画について学ぶ
  • 学期末にはAMCのギャラリーでの作品展示を目指します

TouchDesignerについて

  • TouchDesigner
  • https://derivative.ca/
  • カナダのDerivative社が開発したビジュアルプログラミング環境
  • インスタレーションアートやプロジェクションマッピング、メディアアートなど、さまざまな映像や音楽、デジタルアートに関するシステムを簡単に構築可能
  • 詳細: https://derivative.ca/feature/application-building

TouchDesignerを使用した作品例

Astro Immersive AV Performance – Weidi Zhang

ところざわサクラタウン KADOKAWA所沢キャンパス

Fragment Shadow Generating Fragmented Shadows with Multi-Projectors Geometry and Color Calibration

Natural Encounters an emotional link between human and algorithm

404.zero live at Diage Festival, Bangkok, 2023.

Interactive live visual system with venue simulator and chart output for BABYMETAL “METALIZM” – Kezzardrix

NONOTAK – SHIRO (TEASER)

その他沢山の作品が Derivative社のShowcaseで逐次公開されています。参考にしてみてください。

TouchDesignerのインストールとキー登録

TouchDesignerのライセンス

TouchDesignerはProcessingやopenFrameworksのようなオープンソースの開発環境ではなく、Derivative社が販売している製品 (プロプライエタリソフトウェア) です。しかし、非商用の利用の場合には無料で使用可能です。

ライセンスの詳細は以下を参照。

この演習では、NON-COMMERCIAL版を使用します。以下のような制限があります。

  • 解像度は1280×1280 Pixelまでに制限
  • 個人使用または学習用の用途に限り使用可能
  • すべてのアカウントは10個の非商用キーを付与
  • 有料プロジェクトでは使用不可

最初はNON-COMMERCIAL版で使用して、もしより本格的に使用したいと思った場合はEDUCATIONAL版を購入すると良いでしょう。

インストールとキー登録の手順

TouchDesignerはアプリケーションをインストールした後に、アカウントに付与されたキーを登録する必要があります。以下の手順で行いましょう。

ユーザー登録: Derivativeのサイトからユーザー登録

  • Derivative Webサイトのページの「SIGN UP FOR AN ACCOUNT」より
  • 必要事項を記入して送信
  • 登録したemailアドレスにメールが返信されるのでリンクをクリックして登録完了

TouchDesignerをダウンロード

  • 使用しているOSにあわせてダウンロードページからインストーラーをダウンロード
  • インストーラーを起動してインストール (特に設定の変更の必要は無し)

TouchDesignerを起動してキー登録

  • インストールしたTouchDesignerを起動
  • 上部メニューから「Dialogs > Key Mangager」を選択
  • 以下の画面が出力されるので登録した情報でログイン
  • キーを選択して有効化する

アプリケーションの再起動

  • アプリケーションを起動し直すとNON-COMMERCIAL版が起動するはず

AMCのMacにインストールされているTouchDesigner使用の注意

AMCの実習室の全てのiMacにもTouchDesignerがインストールされています。しかしながら、AMCのMacのファイルは起動する度に保存したファイルは消去されて元の状態にリセットされるため、使用する際には以下の手順で毎回キーの登録と削除を行う必要があります。

ユーザーアカウントの作成

  • キーは各自のDerivativeアカウントに付与された個人のものを使用します
  • あらかじめ「SIGN UP FOR AN ACCOUNT」よりユーザー登録しましょう

起動とキーの有効化

  • コンピューターを起動し、TouchDesignerのアプリケーションを起動
  • 上部メニューから「Dialogs > Key Mangager」を選択
  • 以下の画面が出力されるので登録した情報でログイン
  • キーを選択して有効化する

TouchDesignerのアプリケーションを使用

  • 個人のノートPCで使用している人と同じようにTouchDesignerが使用可能となります

キーの削除と終了

  • アプリケーションを終了する前に必ずキーをアプリから削除します
  • 上部メニューから「Dialogs > Key Mangager」を選択
  • Disableのタブを選択し、Disable Keyボタンを押す

システム終了

  • アプリケーションを終了し、システム終了

※この操作を行わないと毎回使用できるキーが減っていってしまうので注意してください!

TouchDesignerはじめの一歩

本日は、まずTouchDesignerはじめの一歩として「バナナを回す」という課題をやってみたいと思います。以下の映像のチュートリアルに準拠しています。

さらにもう1本!

完成イメージ

より詳しくていねいに学びたい方は…

Derivative社が提供しているオンライン教材「The 100 Series: TouchDesigner Fundamentals (TouchDesigner入門)」を使用して入門から基礎的な内容を学ぶことが可能です。熱意のある受講生の方は先取りしてどんどん予習していってください。

101 – Navigating the Environment (制作環境のナビゲーション)

タッチデザイナーの文法

新しいツールや開発環境の学習の大半は、すべてのノブやボタンがどこにあるかを把握することから始まります。この最初のレッスンでは、TouchDesignerを使いこなすことに焦点を当て、必要不可欠なインターフェース要素とコントロール、そして各オペレーターファミリーの基本原則を学びます。

101-1. The User Interface (ユーザーインターフェイス)

101-2. Using the OP Create Dialog (OP作成ダイアログを使う)

101-3. Reading Network Anatomy (ネットワークの解剖)

101-4. Reading Operator Anatomy (オペレーターの解剖)

101-5. Operator Wires, References & Links (オペレータの接続、参照、リンク)

本日の課題

課題: ノイズで遊ぼう!

簡単に二次元から四次元のノイズを生成することのできるNoise TOPを使用して、試行錯誤しながら自分なりの「作品」をつくってみる。プログラムの原型は以下からダウンロードしてください。

まだ操作の基本を習得した段階ですが、まずはいろいろ試行錯誤しながら操作の基本感覚を身に付けていきましょう。その上で以下のような工夫をしてみてください。

基本: 使用されているオペレータのパラメーターを変化させてみる

  • Noise TOP (noise1)
    • ノイズの細かさ
    • ノイズの複雑さ
    • ノイズの種類
    • …など
  • LFO CHOP (lfo1)
    • 変化速度
    • 変化する波形の種類
    • …など
  • HSV Adjust TOP (hsvadj1)
    • 色相を変えてみる (hue)
    • 再度を変えてみる (saturation)
    • 明るさを変えてみる (brightness)
    • …など

応用: オペレーターを追加してみる

  • Noise TOPにNoise TOPを接続するとどうなるか?
  • HSV Adjust TOPの前後に別のTOPを追加してみる
  • LFO CHOPを追加して他のパラメータに参照させてみる
  • …など

参考資料

アンケート

本日の講義に参加した方は、以下のアンケートに回答してください。