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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

花火は どうして 音楽に ぴったり 合うの?

音楽に合う花火は、いつ火をつけているのか ── 開く瞬間から逆算する打ち上げ

音楽に合わせた花火の点火時刻の決め方 ── 延時秒時(10号玉で約6.5秒が目安)の逆算・電気点火・本番の補正

分野:技術

花火が 音楽の「ドン」と ぴったり 合う ことが あります。でも 花火は、火を つけた しゅんかんには ひらきません。10号玉では、ひらくまでに 6.5びょうほど かかると いう めやすが あります[1]。

では 音楽に 合わせる ために、いつ 火を つけるのでしょう。コンピューターが 「ひらく しゅんかん」から さかのぼって きめて いる ことが わかります。

音楽がドンと鳴った瞬間に、夜空で花火が開く。ところが、その花火に火がついたのは、音の何秒も前です。10号玉なら、点火から開くまでに約6.5秒かかるという目安があります[1]。

音楽に合わせたいのは「火をつける瞬間」なのか、「開く瞬間」なのか。待ち時間はどう見込み、電気とコンピューターはどう働き、それでも残るずれは本番でどう直すのかが分かります。

音楽の「ドン」に合わせて花火が開くとき、導火線に火が移ったのは、そのずっと前である。号数ごとの延時秒時(点火から開花までの時間の目安)は、10号玉で約6.5秒とされる[1]。

では、音楽の拍に開花を合わせるとき、どの時点を基準にして何秒も前に火をつけるのか。待ち時間の大きさ、電気点火とコンピューター、玉ごとに残るずれと本番での補正、観客に届く音の遅れまでを読むと分かる。

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1. ドンと ひらく しゅんかんは、いつ 火を つけるの?

1. 音楽の「ドン」に合わせるには、何秒も前に火をつける

1. 点火から開花までの遅れ ── 10号玉では約6.5秒という目安

音楽が 「ドン」と なった しゅんかんに、夜空で 花火が ぱっと ひらく。見て いる 人は、花火が 音楽と いっしょに ひらいたと 感じます。

でも 火を つけた しゅんかんに ひらく わけでは ありません。花火の 玉は、まず 空へ のぼり、とちゅうで 火が 中へ すすんで、ひらきます。10号玉では、火を つけてから ひらくまで 6.5びょうほどと いう めやすです[1]。

「いち、に、さん、し、ご、ろく」と ゆっくり かぞえると、6びょうくらいです。そのあいだ、花火は 空へ のぼって います。

ですから 「ドン」に 合わせたければ、「ドン」の 6.5びょう 前に 火を つけます。音楽に 合わせるとは、火を つける ときを、ひらく ときから 数えて 前に ずらす ことです。では その 6.5びょうは、どの 花火でも 同じ でしょうか。

音楽がドンと鳴った瞬間に、夜空で花火がぱっと開く。見ている人には、音と光がひとつに感じられます。

けれども、花火は火をつけた瞬間に開くわけではありません。打ち上げ花火の玉は、筒つつから飛び出して空へ上がり、上空で開きます。10号玉の場合、点火から開花まで(玉が上がる時間も含む)は約6.5秒が目安とされています[1]。「いち、に、さん……」と6まで数えて、まだ少し待つくらいの長さです。

ですから、音楽の「ドン」に開花を合わせたいなら、点火はその約6.5秒前になります。合わせたいのは「火をつける瞬間」ではなく「開く瞬間」だということです。では、この待ち時間は、どの花火でも同じなのでしょうか。

音楽の「ドン」に合わせて花火が開くとき、点火はそのずっと前に済んでいる。号数ごとの延時秒時(点火から開花までの時間の目安。玉が上がる時間も含む)は、ある資料では10号玉で6.5秒、3号玉でも3.0秒とされる[1]。

したがって、音楽に合わせる対象は点火の瞬間ではなく、開花の瞬間である。音楽の側で「ここで開かせたい」という時刻を決め、そこから延時秒時を引いた時刻に点火する、という順序になる。では、この遅れは玉の大きさでどう変わり、どこまで当てにできる数字なのか。

2. 大きい 花火ほど、ひらくまで ながいの?

2. 大きな玉ほど、開くまでの時間は長くなる

2. 延時秒時は号数とともに伸びる ── 3号の3.0秒から30号の12.0秒まで

花火の 大きさは「号」で いいます。ある 会社の せつめいでは、3号玉は 3.0びょう、5号玉は 4.0びょう、10号玉は 6.5びょう、30号玉は 12.0びょうと いう めやすです[1]。大きい 玉ほど、ひらくまでが ながく なります。

この 時間を つくるのが 導火線どうかせんです。火を つけてから ひらくまでの 時間を つくる ぶひんで、時計のような やくめを します。大きい 玉ほど 長い ものが つかわれます[2]。

3号玉と 30号玉では、号の 数字は 10ばい ちがいます。でも 時間は 3.0びょうと 12.0びょうで、4ばいです。

音楽に 合わせる ときは、玉ごとに この 時間を 見こんで、火を つける ときを かえます。では たくさんの 玉の 時間を、人が 時計を 見ながら きめるのでしょうか。

花火の大きさは「号」で表します。ある花火会社の資料では、点火から開花までの時間の目安(延時秒時)が、3号玉で3.0秒、5号玉で4.0秒、10号玉で6.5秒、20号玉で10.0秒、30号玉で12.0秒とされています[1]。大きな玉ほど、開くまでに時間がかかります。

この時間をつくっているのが導火線どうかせんです。導火線は時限装置の役目をしていて、大きな花火玉ほど長くなります[2]。10号玉は、開くと直径およそ300メートルになるとされる大きな玉です[7]。それだけ待ち時間も長めになります。

面白いのは数字の増え方です。3号と30号では、号の数字は10倍ちがいます。ところが、延時秒時は3.0秒と12.0秒で、4倍です(12.0÷3.0)。号が10倍になっても、待ち時間は10倍にはなりません。

音楽に合わせるには、玉ごとにこの待ち時間を見込んで、点火の時刻を変える必要があります。では、たくさんの玉の点火時刻を、人が時計を見ながら決めるのでしょうか。

延時秒時には号数ごとの目安があり、ある資料では3号3.0秒、5号4.0秒、10号6.5秒、20号10.0秒、30号12.0秒とされる[1]。ただし民間の1資料の数字なので、「目安」として読むのが妥当である。

この時間を作るのは導火線で、時限装置の役目をもち、大きな玉ほど長い[2]。10号玉の開花直径は約300mとされるが、資料によって数値に幅がある[7]。

注目したいのは増え方である。号数は3から30で10倍になるが、延時秒時は3.0秒から12.0秒で4倍(12.0÷3.0)にとどまる。玉が大きくなっても、待ち時間は号数に比例して増えるわけではない。

音楽に合わせるには、玉ごとに異なる待ち時間を引いて点火時刻を決める必要がある。では、その計算と点火は、だれが、どうやっているのか。

3. 火を つける ときは、コンピューターが おぼえて いるの?

3. 点火の時刻は、あらかじめコンピューターに覚えさせておく

3. 電気点火とプログラム ── 離れた場所から、決めた時刻に筒へ点火する

いまの 大きな 花火大会では、電気で 火を つける ことが おおいです。筒つつを コードで つなぐ やり方では、はなれた ところから スイッチを 入れられます[2]。

火を つける 時間は、あらかじめ コンピューターに おぼえさせて おけます[2]。音楽に ぴったり 合わせる 花火は、「ミュージックスターマイン」と よばれる ことが 多いです[4]。BGMとして ながすのでは なく、音楽と いっしょに うごく のが とくちょうです。

ある 記事では、花火が ひらいて きえるまでを けいさんして、30分の1びょうごとに プログラムを くむと 書かれて います[5]。6.5びょうの あいだなら、30分の1びょうが 195こ ならぶ けいさんです。

コンピューターで 音楽に 合わせた 花火ショーは、日本橋丸玉屋と いう 会社が 1995年に 日本で はじめて やったと、会社の せつめいに あります[6]。では、電気が とどくのが おそければ、ずれて しまわないのでしょうか。

2020年代の大きな花火大会では、電気で点火することが多くなっています。筒つつをコードでつなぐ方式では、離れた場所からスイッチを入れられ、打ち上げるタイミングはあらかじめコンピューターにプログラムしておけます[2]。

音楽と完全にそろえる花火は、「ミュージックスターマイン」と呼ばれることが多いようです。BGMとして流すのではなく、音楽とシンクロさせるプログラムで、コンピューターが音楽に合わせて点火していきます[4]。

プログラムの細かさについて、ある記事は、打ち上げから開いて消えるまでのすべてを計算し、30分の1秒単位で組み立てると紹介しています[5]。6.5秒の待ち時間をこの刻みで数えると、6.5×30で195コマです。

コンピューターで花火と音楽を合わせるショーを日本で初めて行ったと説明しているのは、日本橋丸玉屋です。1995年のことだと同社の資料にあります[6]。「日本初」は会社の説明なので、一つの見方として読むとよいでしょう。

ところで、点火の電気信号が届くまでの時間は、ずれの原因にならないのでしょうか。

2020年代の大きな花火大会では電気点火が多く使われ(手で点火する打ち上げもある)、筒をコードでつなぐ方式では、離れた場所からスイッチを入れられる。打ち上げの時刻はあらかじめコンピューターにプログラムでき、そのため玉ごとに違う待ち時間を引いた点火時刻を、前もって並べておくことができる[2]。

音楽とシンクロさせるものは「ミュージックスターマイン」と呼ばれることが多く、BGMとして流すだけの演出とは区別される[4]。プログラムは、打ち上げから開いて消えるまでを計算に入れ、30分の1秒単位で組むとする記事がある[5]。単純計算で、10号玉の待ち時間6.5秒は195コマ分になる(6.5×30)。

こうした方式を日本で最初に行ったと述べるのは日本橋丸玉屋で、1995年にコンピューターのプログラムで花火と音楽を合わせたショーを実施したと同社発の資料にある[6]。「日本初」は同社の自己申告であり、断定は避けたい。

では、点火の信号そのものに遅れはないのか。遅れが信号にあるのか玉にあるのかを、分けて考える必要がある。

4. 電気を ながす 時間は、どれくらい みじかいの?

4. 点火の電気を流す時間は、玉の待ち時間よりずっと短い例がある

4. 電気点火の速さ ── 12.5ミリ秒という例と、6.5秒との比

火を つける ための 電気は、とても はやく とどきます。外国の 特許とっきょに のって いる そうちの 一れいでは、点火の ぶひんに、12.5ミリびょうだけ 電気を ながします[8]。1ミリびょうは 1000分の1びょうです。

12.5ミリびょうは 0.0125びょうです。6.5びょうは、その 520ばいくらい。ですから この そうちでは、電気を ながす 時間より、玉が のぼって ひらくまでの ほうが ずっと ながい ことが わかります。ただし 電気が とどくまでの おくれは この 数字では わかりません。これは 外国の そうちの 一れいで、日本の どの 大会でも 同じとは かぎりません。

音楽の とおりに 火を つけても、玉の 時間は ばらつく ことが あります。それは どう なおすのでしょう。

点火の電気は、どのくらいの速さなのでしょうか。海外の特許とっきょに載っている機器の一例では、点火用の部品に約12ボルト、最大5アンペアの電気を約12.5ミリ秒だけ流し、コンピューターは次の点火に1ミリ秒未満で切りかえられるとされています[8]。1ミリ秒は1000分の1秒です。

12.5ミリ秒は0.0125秒です。10号玉の待ち時間6.5秒を、これで割ると約520倍になります(6.5÷0.0125)。点火用の電気を流す時間は、玉が上がって開くまでの時間にくらべると、ずっと短いことになります。

この例では、待ち時間の大部分は玉の側にあると読めます。ただし、電気信号が届くまでの遅れは、この数字だけでは分かりません。また、これは外国の特許にある機器の一例で、日本の大会で使う機器の数字とは限りません。

では、玉の側の待ち時間は、毎回ぴったり同じなのでしょうか。

点火の信号に遅れはあるのか。海外の特許に載る機器の一例では、点火用の部品(電気導火)に約12ボルト・最大5アンペアを約12.5ミリ秒かけて点火し、コンピューターは次の点火へ1ミリ秒未満で切りかえられる[8]。

12.5ミリ秒は0.0125秒である。10号玉の約6.5秒はその約520倍(6.5÷0.0125)にあたり、桁がまるで違う。この機器例では、点火パルスの長さより、玉が上がって開くまでの時間のほうがはるかに長い。ただし信号伝達の遅れまでは、この数字からは分からない。

数値は特許に書かれた一機器の例であり、日本の花火大会で使われる機器の仕様とは限らない。では、玉側の時間はどれだけ安定しているのか。

5. 玉ごとに ばらばらなら、どう 合わせるの?

5. 玉の待ち時間はばらつく。だから本番で時計を少しずらす

5. 開花時刻のばらつきと補正 ── 発射時刻は決められるが、開花時刻にはずれが残る

外国の 特許とっきょには、こう 書かれて います。花火を うつ そうちが きめられるのは 「打ち上げる とき」で、「ひらく とき」までは きめられません[3]。

打ち上げてから ひらくまでの 時間は だいたい 同じですが、玉の しゅるいや、作られた ときの ちがいで、少し かわる ことが あります[3]。

そこで その とっきょでは、ショーの とちゅうで 人が 時計を 少し はやく したり おそく したり して、合わせる しくみを 考えて います[3]。ただし 日本の 大会が 同じ やり方とは かぎりません。

音楽と 花火の 時計を そろえる ために、音楽に 「いま 何びょう目」と いう しるしを のせる やり方も あります[8]。同じ 時計を 見て うごく ので、はなれた 場所の 花火も 合わせられます。

外国の特許には、こう説明されています。発射のための装置が制御できるのは玉の打ち上げで、開花の時刻ではありません。打ち上げから開花までの時間はほぼ一定ですが、玉の種類や製造ロットによって変わることがあります[3]。

そこで、この特許が示す設計では、ショーのあいだに操作する人が基準になる時計を少し速めたり遅らせたりして、全体をずらして合わせられます[3]。最後の調整を人がする設計もあるということです。

もうひとつの工夫が、音楽の時刻の共有です。音楽などの音響効果と、制作タイムコード(SMPTEタイムコード)を使って同期させる方式があり、離れた複数の打ち上げ場所をそろえるのにも使われます[8]。音楽と花火が、同じ時計を見て動くわけです。

特許は一つの設計の説明で、日本のすべての大会の運用とは限りません。

ここまでで、花火が開く瞬間は音楽に合いました。では、見ている私たちの耳に届く音はどうなのでしょうか。

特許の説明では、発射モジュールが制御するのは玉の打ち上げであって、開花の時刻ではない。打ち上げから開花までの時間はほぼ一定とされるが、玉の種類や製造ロットで変わりうる[3]。点火時刻を正確に決めても、開花の側に小さなずれが残る。

この設計では、ショーの最中に操作者が基準時計を少し速く、または遅くすることで、全体のずれを補う[3]。事前のプログラムを基本に、本番での微調整を許す二段構えである。ただし、これは一つの特許が述べる設計であり、日本の大会の運用とは限らない。

音楽との時刻合わせには、音響効果と制作タイムコード(SMPTEタイムコード)で同期させる方式もある。複数の打ち上げ場所の同期にも使われる[8]。

開花は音楽に合った。しかし観客の席には、光と音が別々の速さで届く。

6. 光と 音は、見て いる 人に どう とどくの?

6. 見ている私たちには、光のあとに音が遅れてやってくる

6. 観客の位置で変わる光と音の時間差 ── 合わせているのは「開く瞬間」

花火が ぴかっと 光って から、ドーンという 音が きこえるまで、2びょうから 3びょうも かかる ことが あります[2]。見る 場所に よって ちがいます。

花火の 光と 音には、もともと 時間の ずれが あるのです。ですから 音楽に 合わせた ショーで 大切なのは、「ひらく しゅんかん」を 音楽の ドンに そろえる ことです。

そして この 光と 音の ずれは、自分でも はかる ことが できます。

花火は、光ってから音が聞こえるまでに、2〜3秒かかることもあります。見る場所によって変わります[2]。花火そのものに、光と音のずれがもともとあるわけです。

なお、音楽との同期(開花を拍に置く話)と、光ってから破裂音が届くまでの時間差は、別のものです。

音楽つきの花火ショーが合わせているのは、点火の瞬間でも、音が耳に届く瞬間でもなく、玉が夜空で開く瞬間です。その瞬間を音楽の拍に置くために、点火は何秒も前から始まり、玉ごとの「点火から開花までの目安」が引かれ、電気の信号が玉に火を送り、本番では時計が微調整されます。

この光と音のずれは、自分の目と耳でも確かめられます。

音楽との同期(開花を拍に合わせること)と、光ってから破裂音が届くまでの時間差は、別の問題である。後者は観客の位置で決まる。

観客の側では、光と音の時間差が重なる。花火は光ってから音が聞こえるまで2〜3秒かかることもあり、観客の位置で変わる[2]。したがって、音楽つきの花火ショーが合わせているのは、点火の瞬間でも、音が各席に届く瞬間でもなく、玉が上空で開く瞬間と考えるのが筋が通る。

流れを振り返る。音楽の拍から開花の時刻を決め、玉ごとの点火から開花までの目安(10号玉で約6.5秒)を引いて点火時刻を決める。点火は電気信号で行い、残る玉ごとのずれは本番で補正する。この全体を、30分の1秒単位ともいわれる細かさで組む[5]。

この光と音の時間差は、自分で数えて確かめられる。

7. 光って から 音までを、かぞえて みよう

7. 光ってから音までを数える。曲に合わせて「前倒し」も試す

7. 光と音の時間差を数える ── 点火の逆算を、曲と時計で再現する

花火大会に 行く ことが あったら、花火が ぴかっと 光った とき、心の 中で 「いち、に、さん」と かぞえて みましょう。「ドーン」と きこえた ところで とめます。2から 3くらいに なる ことも あると いわれます[2]。人が おおい 場所では、まわりに 気を つけて、あんぜんな ところで やって ください。

おうちでは、すきな 曲の 「ドン」と なる ところを ひとつ きめます。ストップウォッチで、曲の はじめから その ところまで 何びょうか はかります。

つぎに 同じ 曲を、ストップウォッチと いっしょに スタートします。「ドンの 時間 − 6びょう」に なったら テーブルを とんと たたき、そこから 「いち、に……」と 6まで かぞえます。たとえば ドンが 20びょうなら、14びょうで たたきます。かぞえ おわりと 「ドン」は そろうでしょうか。10号玉の めやすは 6.5びょうなので、6びょうだと 半びょうほど ずれます。ずれたら、花火の 人が 時計を ずらす ことも、少し わかる 気が します。

もっと 知りたい 人は、ホンダの キッズ ページ[2]が、日本語で 読みやすいです。

花火大会に行く機会があれば、花火がぴかっと光ったときに、心の中で「いち、に、さん」と数えてみましょう。「ドーン」と聞こえたところで止めます。2〜3秒かかることもあるといわれます[2]。人の多い場所では周りに気をつけて、安全な場所で行ってください。

家では、点火の逆算を小さく再現できます。好きな曲で、音がドンと大きくなる瞬間をひとつ決め、ストップウォッチで曲の頭からその時刻を測ります。

次に同じ曲を、ストップウォッチと同時にスタートします。「ドンの時刻−6秒」になったらテーブルを軽くたたき、そこから「いち、に……」と6まで数えます(ドンが20秒なら、14秒でたたく)。数え終わりとドンがそろうでしょうか。10号玉の目安は6.5秒なので、6秒だと約0.5秒のずれが残ります。ずれたとき、どちらが先だったかを見ると、本番で時計を少しずらす理由が体で分かります。

もっと読みたいときは、Honda Kidsの花火のページ[2]や、三菱電機のコラム[4]が日本語で読めます。

光と音の時間差は、花火大会で自分でも数えられる。光った瞬間から音が聞こえるまでを秒数で数え、2〜3秒かかることもあるという数字[2]と比べる。位置を変えて数え直せるなら、同じ花火でも数が変わるかを見るとよい。人の多い場所では周囲に注意し、安全な場所で行う。

点火の逆算は、家でも再現できる。好きな曲で、音が大きくなる瞬間をひとつ決め、ストップウォッチで曲の頭からの時刻を測る。次に同じ曲を、ストップウォッチと同時にスタートし、「ドンの時刻−6秒」になったらテーブルを軽くたたき、そこから6まで数える(10号玉の目安は約6.5秒なので、約0.5秒のずれが残る前提で行う)。数え終わりとその音がそろうか確かめ、ずれたら、どちら側に何秒ずれたかを書き留める。人間の数え方にもばらつきがあることが、玉ごとのばらつきを補正する設計の必要性を考える手がかりになる。

資料の読み方として、日本語ではRISEの花火の基礎知識[1]、Honda Kids[2]、三菱電機のコラム[4]が入口になる。点火後のずれと補正([3])、タイムコード([8])の原文は英語の特許で、書かれているのは一つの設計の説明である点に注意して読みたい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

民間・企業の解説と、海外特許の記述を比べて使っています。特許の内容は一つの設計の例で、日本の大会の運用とは限りません。

  1. RISE「花火の基礎知識」 https://rise-hanabi.jp/fireworks/knowledge/ (号数ごとの延時秒時の目安)
  2. Honda Kids「花火」 https://www.honda.co.jp/kids/explore/fireworks/ (導火線・電気点火・光と音の時間差)
  3. US7493859(Google Patents) https://patents.google.com/patent/US7493859 (開花時刻のばらつきと時計の補正。英語)
  4. 三菱電機 club-me コラム https://www.mitsubishielectric.co.jp/club-me/life/column/034.html (ミュージックスターマイン)
  5. BCN+R 記事(2023年10月11日) https://www.bcnretail.com/market/detail/20231011_369452.html (30分の1秒単位のプログラム)
  6. リセマム(プレスリリース転載、2024年10月30日) https://resemom.jp/release/prtimes/20241030/126560.html (1995年のショーについての会社の説明)
  7. ウォーカープラス記事 https://www.walkerplus.com/article/1084540/ (10号玉の開花直径)
  8. US10264537(Google Patents) https://patents.google.com/patent/US10264537 (電気点火の速さ・タイムコード同期。英語)

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