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ウィンドコントローラーは、ウィンドシンセサイザーとも呼ばれる電子管楽器です。通常は、1 つ以上の音楽シンセサイザーに関連付けられたMIDI コントローラーです。[ 1 ]ウィンドコントローラーは、木管楽器、特にサックスのように演奏され、運指されるのが一般的で、次に一般的なのは金管楽器、特にトランペットです。リコーダーやティンホイッスルなどの他のアコースティック楽器のように演奏され、運指されるモデルも製造されています。最も一般的なウィンドコントローラーは、電子センサーを使用して、運指、呼吸圧、噛み圧、指圧、その他のジェスチャーや動作情報を、音楽の音に影響を与える制御信号に変換します。ウィンドコントローラーによって生成される制御信号または MIDI メッセージは、アナログシンセサイザーやMIDI互換シンセサイザー、シンセモジュール、ソフトシンセ、シーケンサーなどの内部または外部デバイス、さらには照明システムなどの非楽器を制御するために使用されます。
よりシンプルなブレスコントローラーも利用可能です。ウィンドコントローラーとは異なり、これらは音をトリガーせず、キーボードやシンセサイザーと組み合わせて使用することを想定しています。[ 2 ]ブレスコントローラーは、キーボードMIDIコントローラーと組み合わせて使用することで、キーボードで鳴らされる音にアーティキュレーションや表現を加えることができます。たとえば、ストリングパッドなどの持続音を持つキーボードで長く保持された音を演奏者が、音量を制御するように設定されたブレスコントローラーに強く息を吹き込むことで、この音をクレッシェンドさせたり、徐々に弱く息を吹き込むことで音量を小さくしたりすることができます。
ウィンドコントローラーの中には、サウンドジェネレーターを内蔵し、アンプやヘッドホンに直接接続できるものもあります。ローランドのエアロフォンシリーズやアカイのEWI SOLOのように小型スピーカーを内蔵しているものもありますが、これらの小型スピーカーシステムは低音を正しく再現したり、本格的なライブパフォーマンスに十分な音量を提供したりできないため、これらの内蔵サウンドシステムは控えめな再生レベルでの自宅練習専用です。EWI USB、ベルグルンド NuEVI、NuRADなどの一部のウィンドコントローラーは厳密には「コントローラー」であり、それ自体では音を出さないため、MIDIまたはUSB経由でサウンドジェネレーターデバイス（またはソフトシンセ）に接続する必要があります。このため、ウィンドコントローラーは（サウンドジェネレーターの機能に応じて）ほぼあらゆる音を出すことができます。アカイのプロフェッショナルEWI5000、EWI SOLO、ローランドのエアロフォンなどのウィンドコントローラーモデルには、MIDIおよび/またはUSB出力に加えて、内蔵サンプルサウンドが搭載されています。現在生産終了となっているEWI 4000シリーズは、サンプリング音源ではなくDSP減算シンセサイザーを内蔵していたため、中古市場で依然として人気が高い。
ウィンドコントローラーの運指や形状は、ウィンドコントローラーの実際の音色に音響的な制限を与えません。たとえば、ウィンドコントローラーは、トランペット、サックス、バイオリン、ピアノ、パイプオルガン、合唱、シンセサイザー、あるいは鶏小屋のニワトリのような音を出すことができます。主に木管楽器、金管楽器、ハーモニカ奏者向けに設計されているかどうかにかかわらず、コントローラーはあらゆる仮想楽器の音色を生成できます。仮想楽器やハードウェアシンセサイザーの中には、ウィンドコントローラーの演奏に適しているものとそうでないものがあります。ハードウェアまたはソフトウェアシンセサイザーの適合性は、主に利用可能な制御オプションに依存します。MIDI CCマッピングオプションを使用すると、演奏者は息のコントロールによってフィルターカットオフなどの要素を制御し、表現力豊かなダイナミクスを実現できます。最適な表現力を得るには、カスタムパッチ（またはプリセット）が必要であり、ウィンドコントロールの大きな利点を活かすことができます。
1930年代にはすでにベンジャミン・F・ミースナーは様々な電気音響楽器に取り組んでいた。その中にはリードの振動を電磁ピックアップで拾い上げ、様々な電子フィルターに接続した電気音響クラリネットもあった。1938年のミースナーの特許[ 3 ] [ 4 ]は電子管楽器ファミリーの誕生を告げるものである[ 5 ] 。
完全電子楽器の初期実験は1940年代に始まった。レオ・F・J・アーノルドは、人間の呼吸で制御されるオン/オフスイッチを備えた電子クラリネットを発明した。この楽器は、1942年のアーノルドの特許に記載されている。[ 6 ] [ 7 ] [ 5 ]
フランス人のジョルジュ・ジェニーとドイツ人エンジニアのエルンスト・ザカリアスは、 1950年代に最初のアナログ管楽器コントローラーの開発において重要な役割を果たした。ジェニーは1954年に電子管楽器の特許を取得した。[ 8 ] [ 9 ]この管楽器は、可変音量制御のための呼吸トランスデューサーを備えており、圧電素子と連動している。1956年に電子管楽器の研究を始めたザカリアスの試作品は、 1967年に発売された最初の市販管楽器シンセサイザー、ホーナー・エレクトラ・メロディカにつながった。 [ 5 ]
最初に広く使われたウィンドコントローラーは、アナログシンセサイザー全盛期の1970年代に登場したコンピュートーン社のリリコンでした。リリコンはサックスの運指に基づいており、同様のマウスピースを使用していました。リードのアーティキュレーションの表現力豊かな使い方、息によるダイナミクス、アンブシュアによるピッチの変化を正しく解釈できるなど、今日のMIDIウィンドコントローラーにも受け継がれている多くの機能を備え、ハードウェアベースのウィンドコントローラーの標準を確立しました。リリコンはまた、木管楽器奏者の通常の音域を数オクターブも超える演奏範囲を実現しました。リリコンの音色生成は、楽器からのさまざまな有線アナログ出力を解釈するために特別に設計された専用のアナログシンセサイザーに限定されていました。リリコンを使用した初期の著名なレコーディングアーティストには、ローランド・カークやトム・スコットなどがいます。後にサードパーティ製の改造によって、リリコンはMIDI時代へと移行しました。
次に注目すべきウィンドコントローラーは、ウィンドコントローラーのパイオニアであるナイル・シュタイナーが発明したブラススタイルのシュタイナーEVIです。シュタイナーは、金管楽器奏者向けに設計されたブラススタイルのEVI（電子バルブ楽器）ウィンドコントローラーと、木管楽器奏者向けに設計されたEWI（電子木管楽器）の発明者です。シュタイナーは、ウィンドコントローラーの開発に非常に重要な貢献を数多くしました。彼の研究は1960年代後半に始まり、最初のウィンドコントローラーは1975年に発売されたシュタイナー・パーカーEVIでした。当初、このEVIはピッチとゲートの制御電圧のみを送信する「コントローラー」であり、市販のアナログシンセサイザーに接続することになっていました。この初期のオリジナルモデルのEVIの呼吸センサーは非常に粗雑で、演奏者の息の圧力によって作動する単純なオン/オフスイッチで構成されていました。シュタイナーは、演奏者のジェスチャーを感知する新しい表現方法を改良し、開発しました。これは、表現力豊かな比例式ブレスセンサー（以前のスイッチオン/オフ式ブレスセンシングと比較して）、タンギング速度センシング、右手親指用のビブラートレバー、ピッチベンドアップ/ダウン親指センサー、ポルタメント効果のためのグライドセンシング、バイトセンシング、リップセンシングなど、標準的なウィンドコントローラー機能となっています。シュタイナーのアナログウィンドコントローラーシステムには、最終的に彼自身のアナログシンセサイザー設計が完全な自己完結型システム（シュタイナーフォン）にバンドルされました。シュタイナーはスタジオミュージシャンでもあり、映画「地獄の黙示録」のサウンドトラックでEVIを演奏しました。シュタイナーEVIのリリース直後、木管楽器奏者たちがシュタイナーにEVIの木管楽器バージョンを作るよう依頼し、シュタイナーはEWIを設計しました。 EWIは、1980年代半ばにジャズミュージシャンのマイケル・ブレッカーがグループSteps AheadでシュタイナーフォンEWIを華麗な演奏で披露したことで有名になった。1985年頃、シュタイナーはJL Cooper Wind Driverボックスを改造して、EVIとEWI用の洗練されたMIDIインターフェースを開発した。1987年、AkaiはシュタイナーのEVIとEWIのデザインのライセンスを取得し、Akai EVI1000金管楽器スタイルとEWI1000木管楽器スタイルの管楽器コントローラーと、コンパニオンのEWV2000サウンドモジュールを発売しました。EWV2000にはMIDI出力ジャックが搭載されており、追加のMIDIシンセサイザーに接続できるため、映画やテレビのサウンドトラック、ポップミュージックのレコーディングなど、さまざまな分野で可能性が広がり、数多くのレコーディングが行われました。EVI1000またはEWI1000コントローラーとEWV2000サウンドジェネレーターを組み合わせたシステムは、実際にはハイブリッドデジタル/アナログシステムでした。アナログ信号は、EVI1000/EWI1000コントローラーユニットのさまざまなセンサー（キー、バイト、ベンド、グライドなど）から生成され、EWV2000のフロントエンドマイクロプロセッサによってデジタル信号に変換されました。これらのデジタル信号はマイクロプロセッサによって変更され、EWV2000内部のアナログシンセサイザーICに適した内部アナログ制御電圧にD/A変換されました。EWV2000で使用されたD/Aコンバータは非常に高い解像度と変換レートを備えていたため、演奏者への応答は即座に感じられ、まさに「アナログ」なサウンドでした。後継機種であるEWI3000、EWI3020、EWI3030mも、専用トーンモジュール内でこのA/D/A方式を採用していましたが、これらの後期モデルではMIDI入出力に対応していました。
1980年代初頭にMIDIとコンピュータベースのデジタルサンプラーが登場すると、新しい音楽技術によって様々な「代替」MIDIコントローラーが誕生しました。1960年代から1970年代にかけて、ミュージシャンがシンセサイザーを演奏する主な方法はキーボードを使うことでした。MIDIの登場により、キーボード奏者以外のミュージシャンでも初めてMIDIシンセサイザーやサンプラーを演奏できるようになりました。これらの新しいコントローラーには、特にMIDIドラム、MIDIギターシンセサイザー、MIDIウィンドコントローラーなどがありました。この新しいMIDI技術の持つ卓越した可能性を世界舞台で実証するために、大規模なツアーや大手レーベルでのレコーディングを行ったのは、ギターシンセサイザーを演奏するギタリストのパット・メセニーと、ウィンドコントローラーを演奏するサックス奏者のマイケル・ブレッカーで、それぞれが自身のバンドを率いていました。
最も広く使われている純粋なデジタル管楽器コントローラーには、ヤマハのWXシリーズとアカイのEWIシリーズがあります。これらの楽器は標準MIDIデータストリームを生成できるため、専用のシンセサイザーは不要となり、MIDI対応のシンセサイザーやその他のデバイスを制御できるようになります。これらの楽器は通常、クラリネットのような形状で、サックスのようなキー配列になっていますが、さまざまな木管楽器や金管楽器の運指を認識するオプションも提供しています。両社のアプローチの大きな違いは、キーの動作にあります。ヤマハのWXシリーズは、サックスやフルートのようにキーが動く構造で、押すと小さなスイッチが作動します。一方、アカイのEWIシリーズは、キーに触れただけで反応するタッチセンシティブなキーを採用しています。熟練した演奏者の手にかかれば、これらの楽器はいずれも高いレベルの芸術性を発揮することが証明されています。
現在では生産終了となっているカシオDHシリーズは、1980年代半ばに発売されたおもちゃのようなウィンドコントローラーで、内蔵スピーカー（音源は限られていた）を備え、MIDIコントローラーとしても使用可能だった。
ウィンドコントローラーの分野に最近加わったのが、アルトサックスの筐体に組み込まれた完全電子式のウィンドコントローラー、シンソフォンです。電子部品がサックスの空洞部分を占有するため、アコースティック楽器として演奏することはできませんが、外観がアコースティック楽器と似ているため、演奏時の馴染みやすさは格段に向上しています。
さらに、キーボードベースのブレスコントローラーも利用可能です。これらは標準的なキーボード、コンピューター、その他のMIDIデバイスをモジュレーションします。つまり、木管楽器のように演奏するのではなく、キーボードのように演奏しますが、ブレスコントローラーを使用します（ポンプオルガンに似ています）。ヤマハのBCシリーズは、DXおよびEXユニットの制御に使用できます。Midi Solutionsは、あらゆるMIDIデバイスをヤマハBCコントローラーで制御できるようにするコンバーターボックスを製造しています。TEControlは、ブレスチューブが取り付けられた単なるUSBメモリであるUSBデバイスも製造しており、これは標準的なコンピューターに接続できます。
1990年代を通じて、主要なハードウェアベースの管楽器コントローラーはモデルチェンジを重ねるごとに改良され、また、商業的にはあまり成功しなかった小規模なコントローラーも数多く登場しました。これらのソフトウェアソリューションは、しばらくの間、木管楽器奏者や金管楽器奏者とシンセサイザーをつなぐ唯一の有効な手段でした。しかし、1980年代に遡ると、あまり知られていないソフトウェアベースの代替手段が登場し始めました。ソフトウェアベースの変換プログラムでは、演奏者が通常の管楽器をマイクに向かって演奏すると、ソフトウェアプログラム（専用のコンピュータハードウェアを使用する場合もあります）がこの音響音のピッチ、ダイナミクス、表現を解釈し、シンセサイザーを通して演奏者と同期して演奏できる標準MIDIデータストリームを生成します。
このアプローチを試みた最初の商用製品は1985年のFairlight Voicetracker VT-5に遡りますが、パーソナルコンピュータ上のソフトウェア（デジタルオーディオワークステーションとソフトシンセサイザーを組み合わせたもの）を用いた、より成功した現代的なアプローチは比較的新しいものです。この非常に珍しい、ある意味古風なアプローチの最近の例としては、ThingTone SoftwareのThing-1と、 Epinoisis SoftwareのDigital Ear Realtimeが挙げられます。
ハードウェアとソフトウェアの両方の管楽器コントローラーは、高速かつ高感度なキー切り替えと呼吸感知システムを備えているため、高度な技術を駆使して演奏しようとする奏者に高い精度を要求します。熟練した木管楽器奏者や金管楽器奏者であっても、運指やアーティキュレーションのわずかな不備でも、ハードウェアまたはソフトウェアの管楽器コントローラーから意図しない音（「グリッチ」と呼ばれる）が発生することがあります。しかし、優れた録音からもわかるように、これらの問題は練習によって克服できます。
管楽器を用いた生演奏とは対照的に、またこうした技術的な課題に対応するため、録音における一部の「演奏」は、楽譜作成ソフトやシーケンサーソフトを用いた入念な後処理や、音符ごとの挿入・編集によって実現されている。
現在市販されているシンセサイザーとそのサウンドライブラリは、ほぼ全てキーボードコントローラーで演奏することを前提に設計されており、演奏者は片手で多くのリアルタイムコントロールを操作して楽器の音色を決定し、足でエクスプレッションペダルを操作することが多い。
管楽器奏者は、こうしたコントロールを多く利用できないため、シンセサイザーの持つあらゆる音色やアーティキュレーションの可能性を十分に活かすことができない場合が多い。しかし、物理モデリング（ヤマハVL70-m）、サンプルモデリング、ハイブリッド技術（SWAMエンジン）といった技術は、管楽器奏者にさらなる表現力をもたらすことが期待されている。さらに、サウンドデザイナーは、自らのサウンドがどのような演奏スタイルで使用されるかという点に、より一層注意を払うようになっている。例えば、打楽器を叩いて演奏することは木管楽器の演奏スタイルにそぐわないため、特定の打楽器サウンドは管楽器奏者には適さない場合がある。一方、木管楽器の音響特性をモデル化したシンセサイザーは、管楽器奏者にとって自然でしっくりくる音色となるだろう。
数多くのハードウェア（ヤマハ、ローランド、アカイ、カーツウェル、アオディオ）およびソフトウェア（ネイティブ・インストゥルメンツ、ガリタン、サンプルモデリング、サンプルロジック、リンプラグ、オーディオモデリング）シンセサイザーのうち、ウィンドコントローラーに特化したサポートを提供しているものはごくわずかで、アコースティックな管楽器、金管楽器、弦楽器のエミュレーション精度は製品によって大きく異なります。オーディオモデリングが開発したSWAMテクノロジーは、ヤマハ、EWI、シルフィオ、エアロフォンのウィンドコントローラー専用の設定を備えており、木管楽器や弓奏弦楽器の仮想楽器で非常に速く自然なレスポンスを実現することに成功しています。また、サンプルモデリングもKontaktベースの金管楽器にウィンドコントローラー専用の設定を用意しています。とはいえ、現在市販されているシンセサイザーはほぼ全てMIDIコンティニュアスコントローラーに対応しており、ウィンドコントローラーの息遣いや唇の動きによる入力データは、通常、表現力豊かにルーティングできます。
ウィンドコントローラーに対応したハードウェアシンセサイザーの一例として、物理モデリングシンセシスを採用したヤマハのVL70-mが挙げられます。物理モデリングにより、ウィンドコントローラーから送られる制御信号に対して独自の応答性を実現しています。アコースティック楽器の音色のエミュレーションは、その品質にばらつきがあります。VL70-mは、ヤマハのWXシリーズのコントローラーに直接接続できるほか、MIDI経由でAkaiなどのウィンドコントローラーにも接続できます。同様に、ウィンドコントローラー演奏に対応したソフトウェアシンセサイザーの例としては、Urs HeckmannのZebraシンセサイザー、AppleのES2ソフトシンセ、KorgのMono/Polyソフトシンセ、Audio ModelingのSWAMインストゥルメントなど、多数あります。どのシンセサイザーを使用する場合でも、ウィンドコントローラーへの最適な応答性を得るためには、呼吸に反応する専用のパッチを設定する必要があることに注意してください。
ウィンドコントローラーの主要メーカーは、Akai Professional、Roland、Yamahaです。2022年初頭現在、量産されているウィンドコントローラーには、Akai EWI SOLO、EWI5000、Roland AerophoneのAE-01、AE-05、AE-10、AE-20、AE-30、Aodyo Sylphyoなどがあります。あまり一般的ではないモデルとしてSynthophoneがあります。また、Berglund NuRad、NuEVI、Mowry Stringed InstrumentsのWARBLなど、市販の電子部品を巧みに利用した、超低音量ながらも高度な手作り楽器も存在します。
生産終了となったモデルには、Akai EWI USB（2022年生産終了）、4000s（2019年生産終了）などがあります。また、Akaiの20世紀型（一部アナログ）モデルである3020、3000、1000なども生産終了となりました。ヤマハの古い生産終了モデルには、WX11、WX7、WX5などがあります。カシオは、DH-100、DH-200、DH-500、DH-800など、よりおもちゃのような製品を提供していました。
シンソフォンはウィンドコントローラーシンセサイザーです。これは、実際のサックスの運指と標準的なサックスのアンブシュアを提供するMIDIサックスです。MIDIハードウェアにより、キーアクションだけでなく、息と唇の圧力もMIDIデータとして読み取ることができます。サックスなので、運指は同じですが、いくつか追加されています。いくつかの組み合わせにより、パッチとハーモニーをリアルタイムで編集できます。この楽器は、1997年を含め、NAMMショーに何度か登場しています。 [ 10 ]
シンソフォンに続いて、本物のサックスの運指を提供する他のMIDIサックスがいくつかリリースされました。2019年にOdisei MusicのTravel Sax [ 11 ] 、2020年にヤマハのYDS-150デジタルサックス[ 12 ]、2020年にEmeo [ 13 ]、そして2023年に小型のYDS-120です。これらのMIDIサックスは、音量を調整するための呼吸圧センサーを備えていますが、唇圧は読み取れないため、アンブシュアや呼吸法でピッチを制御することはできません。YDS-150では、親指のトグルを使用してピッチベンドを実現できます。Travel Sax、YDS-150、EmeoはBluetooth接続のモバイルアプリを使用して音声編集が可能ですが、YDS-120は編集にUSB接続が必要です。