Тембр

Чтобы узнать о других значениях, см. Тембр (значения) .

Не путать с Тимбером .

Спектрограмма первой секунды приостановленного аккорда E9, сыгранного на гитаре Fender Stratocaster . Ниже приведен звук подвесного аккорда E9:
Duration: 13 seconds.0:13

В музыке тембр ( / ˈ t æ m b ər , ˈ t ɪ m -, ˈ t æ̃ - / ), также известный как цвет тона или качество тона (из психоакустики ), — это воспринимаемое качество звука музыкальной ноты , звука или тон . Тембр различает разные типы звукового производства, например голоса хора и музыкальных инструментов. Это также позволяет слушателям различать разные инструменты одной категории (например, гобой и кларнет – деревянные духовые инструменты ).

Проще говоря, тембр — это то, что отличает звук конкретного музыкального инструмента или человеческого голоса от другого, даже когда они играют или поют одну и ту же ноту. Например, это разница в звуке между гитарой и фортепиано, играющими одну и ту же ноту с одинаковой громкостью. Оба инструмента могут звучать одинаково настроенно по отношению друг к другу, поскольку они играют одну и ту же ноту, и при игре на одном и том же уровне амплитуды каждый инструмент по-прежнему будет звучать по-своему, со своим уникальным тоном. Опытные музыканты могут различать разные инструменты одного типа по разным тембрам, даже если эти инструменты играют ноты с одинаковой основной высотой и громкостью.

К физическим характеристикам звука, определяющим восприятие тембра, относятся частотный спектр и огибающая . Певцы и музыканты-инструменталисты могут изменять тембр музыки, которую они поют/исполняют, используя различные техники пения или игры. Например, скрипач может использовать разные стили смычка или играть на разных частях струны, чтобы получить разные тембры (например, игра sul tasto дает легкий, воздушный тембр, тогда как игра sul ponticello дает резкий, ровный и агрессивный тон). На электрогитаре и электропианино исполнители могут менять тембр с помощью блоков эффектов и графических эквалайзеров .

Синонимы

Качество звука и цвет звука являются синонимами тембра , а также « текстуры, приписываемой отдельному инструменту». Однако слово «текстура» может также относиться к типу музыки, например , к множеству переплетающихся мелодических линий в отличие от певчей мелодии, сопровождаемой второстепенными аккордами . Герман фон Гельмгольц использовал немецкий Klangfarbe ( цвет тона ), а Джон Тиндаль предложил английский перевод, clangtint , но оба термина были не одобрены Александром Эллисом , который также дискредитирует регистр и цвет из -за их ранее существовавших английских значений. В зависимости от частотного состава звучание музыкального инструмента можно описать такими словами, как яркий , темный , теплый , резкий и другими терминами. Есть также цвета шума , такие как розовый и белый . В зрительных представлениях звука тембр соответствует форме изображения. при этом громкость соответствует яркости; шаг соответствует сдвигу спектрограммы по оси Y.

Определение ASA

В определении 12.09 акустической терминологии Акустического общества Америки (ASA) тембр описывается как «тот атрибут слухового ощущения, который позволяет слушателю судить о том, что два неидентичных звука, одинаково представленных и имеющих одинаковую громкость и высоту звука , различны», добавляя: «Тембр зависит прежде всего от частотного спектра, хотя он также зависит от звукового давления и временных характеристик звука».

Атрибуты

Многие комментаторы пытались разложить тембр на составляющие его атрибуты. Например, Дж. Ф. Схаутен (1968, 42) описывает «неуловимые атрибуты тембра» как «определяемые по крайней мере пятью основными акустическими параметрами», которые, по мнению Роберта Эриксона , «масштабируются к проблемам большей части современной музыки»:

1. Диапазон между тональным и шумоподобным характером
2. Спектральная оболочка
3. Временной конверт с точки зрения нарастания, продолжительности и затухания (ADSR, что означает «атака, затухание, поддержание, высвобождение»).
4. Изменяет как огибающую спектра (форманта-скольжение), так и основную частоту ( микроинтонация ).
5. Приставка , или начало звука, совершенно непохожего на последующую длительную вибрацию.

Примером тонального звука является музыкальный звук, имеющий определенную высоту, например нажатие клавиши на фортепиано; звук с шумоподобным характером будет белым шумом , звуком, похожим на тот, который создается, когда радио не настроено на станцию.

Эриксон приводит таблицу субъективных переживаний и связанных с ними физических явлений, основанную на пяти атрибутах Схоутена:

Субъективный	Цель
Тональный характер, обычно тональный	Периодический звук
Шумный, с тональным характером или без него, включая шорох.	Шум, в том числе случайные импульсы, характеризующиеся временем шороха (средним интервалом между импульсами)
Окраска	Спектральная оболочка
Начало/окончание	Физическое время нарастания и затухания
Окрасочное скольжение или формантное скольжение	Изменение огибающей спектра
Микроинтонация	Небольшое изменение (одно вверх и вниз) частоты.
Вибрато	Частотная модуляция
Тремоло	Амплитудная модуляция
Атака	Префикс
Окончательный звук	Суффикс

См. также Психоакустические доказательства ниже.

Гармоники

Дополнительная информация: преобразование Фурье.

Гармонический спектр

Богатство звука или ноты, издаваемой музыкальным инструментом, иногда описывается как сумма ряда различных частот . Самая низкая частота называется основной частотой , а высота звука, которую она производит, используется для обозначения ноты, но основная частота не всегда является доминирующей частотой. Доминирующая частота — это частота, которая наиболее слышна, и она всегда кратна основной частоте. Например, доминирующая частота поперечной канавки вдвое превышает основную частоту. Другие значимые частоты называются обертонами основной частоты, которые могут включать в себя гармоники и частичные . Гармоники — это целые числа, кратные основной частоте, например ×2, ×3, ×4 и т. д. Частичные — это другие обертоны. Также иногда встречаются субгармоники на целочисленных делениях основной частоты. Большинство инструментов производят гармонические звуки, но многие инструменты производят частичные и негармонические тона, например, тарелки и другие. инструменты с неопределенным тоном .

Когда настроечная нота в оркестре или концертном оркестре звучит , звук представляет собой комбинацию частот 440 Гц, 880 Гц, 1320 Гц, 1760 Гц и так далее. Каждый инструмент в оркестре или концертном оркестре производит различную комбинацию этих частот, а также гармоник и обертонов. Звуковые волны разных частот перекрываются и объединяются, и баланс этих амплитуд является основным фактором характерного звука каждого инструмента.

Уильям Сетарес писал, что только интонация и западная равнотемперированная гамма связаны с гармоническим спектром / тембром многих западных инструментов аналогичным образом, как негармоничный тембр тайского рената (инструмента, похожего на ксилофон) связан с семитональным почти равная темперированная гамма пелог , по которой они настроены. Точно так же негармонические спектры балийских металлофонов в сочетании с гармоническими инструментами, такими как струнный ребаб или голос, связаны с почти равной темперированной гаммой слендро из пяти нот, обычно встречающейся в индонезийской музыке гамелана .

Конверт

Сигнал и его конверт отмечены красным.

На тембр звука также сильно влияют следующие аспекты его огибающей : время и характеристики атаки, затухание, сустейн, затухание ( огибающая ADSR ) и переходные процессы . Таким образом, это все обычные элементы управления профессиональных синтезаторов . Например, если убрать атаку из звука фортепиано или трубы, то правильно определить звук становится сложнее, поскольку звук удара молоточка по струнам или первый звук губ исполнителя по мундштуку трубы становятся более сложными. очень характерно для этих инструментов. Огибающая — это общая амплитудная структура звука.

В истории музыки

Инструментальный тембр играл все большую роль в оркестровой практике восемнадцатого и девятнадцатого веков. Берлиоз и Вагнер внесли значительный вклад в его развитие в XIX веке. Например, «Мотив сна» Вагнера из третьего акта его оперы Die Walküre представляет собой нисходящую хроматическую гамму , проходящую через гамму оркестровых тембров. Сначала деревянные духовые (флейта, затем гобой), затем массированный звук струн со скрипками, несущими мелодию, и, наконец, медные духовые (валторны).

Duration: 27 seconds.0:27

Музыка Вагнера для сна из третьего акта оперы Die Walküre

Музыка Вагнера для сна из третьего акта оперы Die Walküre

Дебюсси , сочинявшему музыку в последние десятилетия девятнадцатого и первые десятилетия двадцатого веков, приписывают дальнейшее повышение роли тембра: «В значительной степени музыка Дебюсси поднимает тембр до беспрецедентного структурного статуса; уже в Prelude à l'après-midi d'un faune, флейты цвет и выполняет арфы референциальную функцию». Малера Подход к оркестровке иллюстрирует возрастающую роль дифференцированных тембров в музыке начала двадцатого века. Норман Дель Мар описывает следующий отрывок из части Скерцо своей Шестой симфонии как «семитактовую связь с трио, состоящую из продолжения in diminuendo повторяющегося As… хотя теперь он поднимается в последовательности нагромождённых октав, которые, к тому же, прыгают». лягушка с добавлением Cs к As. Затем нижние октавы уходят, и остаются только ноты C, чтобы соответствовать первой фразе гобоя трио». Во время этих тактов Малер пропускает повторяющиеся ноты через гамму инструментальных цветов, смешанных и одиночных: начиная с валторн и пиццикато. струнные, затем труба, кларнет, флейта, пикколо и, наконец, гобой:

Duration: 21 seconds.0:21

Малер, Симфония № 6, Скерцо, Рисунок 55, такты 5–12

Малер, Симфония № 6, Скерцо, Рисунок 55, такты 5–12

(См. также тембр мелодии .)

В рок-музыке конца 1960-х — 2000-х годов для песни важен тембр конкретных звуков. Например, в хэви-метале звуковое воздействие сильно усиленного и сильно искаженного пауэр-аккорда, сыгранного на электрогитаре через очень громкие гитарные усилители и ряды кабинетов динамиков, является важной частью музыкальной индивидуальности стиля.

Психоакустические доказательства

Часто слушатели могут идентифицировать инструмент даже на разной высоте и громкости, в разной обстановке и с разными исполнителями. В случае с кларнетом акустический анализ показывает, что формы сигналов достаточно нерегулярны, чтобы предположить наличие трех инструментов, а не одного. Дэвид Люс предполагает, что это означает, что «должны существовать определенные сильные закономерности в форме акустических сигналов вышеупомянутых инструментов, которые инвариантны по отношению к вышеупомянутым переменным». Однако Роберт Эриксон утверждает, что закономерностей немного, и они не объясняют наши «... способности узнавания и идентификации». Понятие субъективного постоянства он предлагает заимствовать из исследований зрения и зрительного восприятия .

Психоакустические эксперименты, начиная с 1960-х годов, пытались выяснить природу тембра. Один из методов предполагает воспроизведение слушателям пар звуков, а затем использование алгоритма многомерного масштабирования для агрегирования их суждений о несходстве в тембровое пространство. Наиболее последовательные результаты таких экспериментов заключаются в том, что распределение яркости или спектральной энергии, и поклевка , или скорость и синхронность и время подъема, нападения являются важными факторами.

Трехстимульная тембровая модель

Концепция тристимула берет свое начало в мире цвета и описывает способ смешивания трех основных цветов для создания заданного цвета. По аналогии, музыкальный тристимул измеряет смесь гармоник в данном звуке, сгруппированных в три части. По сути, это предложение сократить огромное количество частичных звуков, которые в некоторых случаях могут исчисляться десятками или сотнями, до трех значений. Первый тристимул измеряет относительный вес первой гармоники; второй тристимул измеряет относительный вес второй, третьей и четвертой гармоник, вместе взятых; а третий тристимул измеряет относительный вес всех остальных гармоник.

$T_{1}={\frac {a_{1}}{\sum _{h=1}^{H}{a_{h}}}}\qquad T_{2}={\frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}}{\sum _{h=1}^{H}{a_{h}}}}\qquad T_{3}={\frac {\sum _{h=5}^{H}{a_{h}}}{\sum _{h=1}^{H}{a_{h}}}}$

Однако для подтверждения этого типа представления потребуются дополнительные доказательства, исследования и приложения.

Яркость

Термин «яркость» также используется при обсуждении звуковых тембров по грубой аналогии со зрительной яркостью . Исследователи тембра считают яркость одним из самых сильных различий между звуками. и формализуйте его акустически как показатель количества высокочастотного содержания в звуке, используя такую ​​меру, как спектральный центроид .

См. также

• Форманта

Ссылки

• Американская ассоциация стандартов (1960). Американская стандартная акустическая терминология . Нью-Йорк: Американская ассоциация стандартов.
• Диксон Уорд, В. (1965). « Психоакустика ». В книге «Аудиометрия: принципы и практика » под редакцией Арама Глорига, 55 лет. Балтимор: перепечатано Williams & Wilkins Co., Хантингтон, Нью-Йорк: RE Krieger Pub. Компания, 1977. ISBN   0-88275-604-4 .
• Диксон Уорд, В. (1970) «Музыкальное восприятие». В «Основах современной слуховой теории», том. 1, под редакцией Джерри В. Тобиаса, . Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN   0-12-691901-1 .
• Эриксон, Роберт (1975). Звуковая структура в музыке . Беркли и Лос-Анджелес: Издательство Калифорнийского университета. ISBN  0-520-02376-5 .
• Макадамс, Стивен и Альберт Брегман (1979). «Слушание музыкальных потоков». Компьютерный музыкальный журнал 3, вып. 4 (декабрь): 26–43, 60.
• Схаутен, Дж. Ф. (1968). «Восприятие тембра». В отчетах 6-го Международного конгресса по акустике, Токио, GP-6-2 , 6 томов, под редакцией Ю. Кохаси, 35–44, 90. Токио: Марузен Амстердам: Эльзевир;