PCオーディオ

PCオーディオ（ピーシー - ）とは、パーソナルコンピュータ (PC) で音楽を聴く手段であり、オーディオシステムの一部にPCを用いる形態・概念。
概要.
通常のオーディオでは、音楽再生に用いる再生機としてレコードプレーヤーやCDプレーヤーなどを用いるが、それをPCに置き換えたものである。メディア（音楽データ）はPC内部のハードディスクドライブまたは外付けハードディスク、その他ストレージに保存される。従って、PCを用いてOSにインストールされたメディアプレーヤーを利用して音源を再生するオーディオシステムのことである。
デジタル音源の保管や管理は基本的にPCで行い、そのまま再生機器としてPCを用いることが出来るため、合理的といえる。ただし、PCは音響製品として考えると、PC内部で発生するノイズやPCそのものの安定性、接続端子といった観点からすると問題だらけである。
上記の問題を解決するため、音声信号をデジタル信号のままPCから出力し、信号処理は（ノイズまみれの）PCから切り離して別の機材で行うアプローチが行われる。PC外部への出力は基本的にUSBを介して行われ、外付けD/Aコンバータ（所謂USB-DAC）を用いたシステム構成が普及している。
近年は、iTunesなどの音楽再生ソフトがネットワークオーディオの概念を取り込んでおり、スマートフォンやタブレット端末との連携強化が著しい。これによって、ネットワークオーディオとの境界線が曖昧になりつつある。
形態.
PCオーディオではソフトウェア、機器、ケーブルの接続の選択肢が多く、構築において自由度が高い。そのままイヤホンを挿して使う簡便性やピュアオーディオグレードに拡充できる柔軟性をもっている。
また、スマートフォンやタブレット端末にアプリをインストールすることで、PCにインストールされたプレーヤーアプリを遠隔で操作することが可能となる。この場合は、コントローラー (DMC) がPCからスマートフォンやタブレット端末に移行するため、PC側の処理負担が軽減されて音質向上が期待できる。
ハードウェア.
PCはデジタルで動作し、オーディオはアナログで存在する。ゆえにPCオーディオにはA/D変換回路をもったハードウェアが必須である。回路が配置されるコンポーネントにはいくつかの種類がある。
ソフトウェア・音源.
PCオーディオを利用する場合、PCで音楽を再生するソフトウェア（メディアプレーヤー）が必要になる。機能や音質を気にしなければOS標準機能（Windows Media PlayerやDVD プレーヤー）で再生可能である。コンテンツ管理やDAPとの接続、CDの変換（後述）も考慮して別のソフトウェア（iTunesやMedia Goなど）を利用することもできる。ハイレゾ音源・DSD音源の再生の場合、USB-DACメーカーのサイトからソフトウェアをダウンロードして利用する、あるいはFoobar2000やTuneBrowserといったフリーウェアが利用できる。
音楽データそのものを入手・保管する手段も必要となる。
一般的には入手手段は
ことがあげられ、保管方法は
などがあげられる。
特性.
オーディオ処理の特性には音質や遅延が挙げられる。PCは様々な用途のために多様なパーツの組み合わせで作られ、オーディオ処理以外の様々な処理を同時並行でおこなう。ゆえに専用機と異なり、PCオーディオの特性は予測困難であり不安定である。それでもいくつかの要素が特性へ大きな影響を与えることが知られている。
遅延.
オーディオ処理には必ず時間がかかり、その分音声の入出力に遅延が発生する。楽器演奏や音楽編集において遅延は重要な特性となる。遅延に影響する要素はPCのパーツ、性能、利用状況、OS、規格/API、ドライバ、サウンドデバイス、デバイス転送周期、バッファ長などが挙げられ、これらの組み合わせで遅延が発生する。
遅延の指標にはラウンドトリップタイム（RTT）が挙げられる。RTTは「マイクの音がスピーカーから聞こえるまでの遅延」である。
バッファは入出力安定化を目的として意図的に置かれる遅延であり、バッファ長は遅延へ直接影響する。バッファ長を短くすることで遅延は小さくなり、引き換えにPC不安定化時にグリッチ（音飛び）が発生するリストが大きくなる。
遅延の大きさは利用する規格/APIにも左右される。例えばWindows 10 WASAPI 共有モードという規格では複数音源を1つに混ぜるミキサー（Core Audio参照）を必ず経由し、write時にはそこで 1.3 msecの処理時間を必要とする（read時にはかからない)。これがWASAPI 排他モードという別の規格の場合、ミキサーを回避して直接バッファへ書き込むために遅延がより小さくなる。このように規格によっても遅延は異なる。
遅延はPCに由来する部分以外にも、オーディオインターフェースに含まれるADC/DACなど、音声処理一般に必要な要素からも発生する。
歴史.
1990年代.
PCの記憶媒体にCD-ROMドライブが搭載されるようになると、CDプレーヤーの代替として用いることもできた。また、CD-ROMドライブからCDの音声信号をリッピングしてハードディスクドライブに保存してメディア媒体として用いられるようになった。
ただし、20世紀末までのPCの一般的なハードディスク容量は数ギガバイト程度（CD10枚程度）であり、PCMデータをそのまま保存することは一般的でなく、CD-R/RWドライブを用いてCD-RないしCD-RWメディアにコピーする、あるいはMP3形式など非可逆圧縮した状態で保存することが行われた。
その一方で、MP3の普及はインターネットを介してのファイル交換ソフトによる違法コピーの温床となり、レコード会社は対策に乗り出すようになる。1999年には、ソニーが有料音楽配信サービス「bitmusic」を開始し、他社も追随することとなる。
この頃は、PCにインストールされた音声再生用ソフトウェア（メディアプレイヤーなど）で再生し、PC本体のイヤホンジャックまたは（拡張スロットに挿された）サウンドカードからの音声出力をイヤフォンまたはアクティブスピーカーで再生することが行われた。
2000年代前半.
デジタルミュージックプレーヤーが普及すると、PCに保存した音楽データを外に持ち出すことができるようになる。特に、2001年に登場したアップルのiPodは、音楽データを保存するだけに過ぎなかったPCオーディオの可能性を広げることになる。
インターネット経由での違法コピーは更に深刻化し、レコード会社各社はコピーコントロールCDの登場と共に参入するようになる。日本国内では2002年に登場したものの、わずか数年で撤退。また、コピーコントロールCDの登場は、結果的に音楽CDをCDプレーヤーで再生するシステム自体の、設計的にも音質的にも不利だという欠点を露呈することとなり、PCオーディオの優位性を決定付けた。
HDD容量は、数十ギガバイト、百十数ギガバイトへ加速化し、大量の音楽データを保存することができるようになったが、PCによっては設置できるHDD容量に上限があった。これについては、Big Drive対応化したPCの登場で、設置できるHDD容量の上限は突破され、わずか数年で数十ギガバイトから数百ギガバイトへと大容量化することとなる。また、従来のUSBよりも高速伝送が可能なUSB 2.0の登場で、音楽データの保存先は、内蔵HDDから外付けHDDを利用する方法が採られるようになった。
2000年代後半.
ハードディスクの技術革新によって、容量が数百ギガバイトからテラバイト単位となり、大量の非圧縮音楽データを保存するに耐えられるようになる。保存先は外付HDDだけでなく、NASが新たに選択されるようになった。
サウンドカードの仕様も、インテルHigh Definition準拠になったことで、CDレベルのもの（16ビット以下・48kHz以下）から所謂ハイレゾに対応するようになり、PCの再生処理能力もハイレゾ音声データをリアルタイム処理するに耐えられるようになり、再生ソフトウェアもハイレゾ対応のものがリリースされるようになった。その一環として、ソニーから発売されたVAIO（Sound Reality搭載モデル）では、従来からのPCMだけでなく、DSDデータにも対応していた。
この頃から、オーディオメーカー各社とも数百万円クラスの高級CDプレーヤーの撤退が相次ぎ、PCオーディオが、オーディオ業界ではデファクトスタンダードになっていく。USB-DACは本格的なホームオーディオに接続されることを意図して造られるようになった。
2010年代前半.
SSDの価格下落によって、OSインストール先はHDDから2.5インチSSDが主流となり、保存用は引き続き大容量HDDとなる。
ネットワークオーディオプレーヤーが国内メーカー各社から発売され、また、スマホやタブレット端末が普及するようになると、iTunesホームシェアリングやMPDなどに代表されるように、PCオーディオはネットワーク化対応される。一部では、従来からのPCオーディオとしての役割と、ネットワークオーディオプレーヤーに使用するNASなどのDMSへ音楽データを保存するための役割として留まることになる。
また、ハイレゾが定義されるようになり、ハイレゾ音楽配信サービスの普及、クラウドサービスの登場など、PCオーディオはネットワークオーディオとピュアオーディオの両方の性格を強めるようになる。オーディオ用を謳うUSBケーブルやLANケーブル、そしてオーディオ用NASが登場するようになったのもこの頃からである。USB-DACはPCMのほか、DSDにも対応するようになった。
2010年代後半.
SSDの技術革新によって、従来からの2.5インチSSDよりもコンパクトなSATA3タイプのM.2 SSDや、従来よりも高速で読み書きが可能なPCIe接続のNVMe SSDが登場し、いずれも容量は数百ギガバイトからテラバイト単位となる。
また、M.2 SSD用のRAIDカードの登場で、RAID0を構成することで大容量化が可能となり、大量の非圧縮音楽データを保存するに耐えられるようになる。これにより、SSDはOS用のみならず音楽データ保存用にも使われるようになり、音質、操作性、データ転送速度性、静音性が大きく向上する。
PC用の音楽再生ソフトは、次々と音楽再生時の操作を可能にするスマホアプリに対応するようになり、ネットワークオーディオ機能が付加されるようになった。
さらに、定額制音楽配信サービスであるSpotifyやApple Musicの登場により、CDやMP3といった音楽データがPCに保存されていなくても、ストリーミングで多様な曲をいつでも再生できるようになった。