Тембр

В музыке тембр ( / ˈ t æ m b ər , ˈ t ɪ m -, ˈ t æ̃ -/ ), также известный как окраска тона или качество тона (из психоакустики ), является воспринимаемым качеством звука музыкальной ноты , звука или тона . Тембр различает различные типы звукоизвлечения, такие как хоровые голоса и музыкальные инструменты. Он также позволяет слушателям различать различные инструменты в одной категории (например, гобой и кларнет , оба духовые инструменты ).

Проще говоря, тембр — это то, что заставляет конкретный музыкальный инструмент или человеческий голос звучать по-разному, даже если они играют или поют одну и ту же ноту. Например, это разница в звучании между гитарой и фортепиано, играющими одну и ту же ноту с одинаковой громкостью. Оба инструмента могут звучать одинаково настроенными по отношению друг к другу, когда они играют одну и ту же ноту, и при игре на одном и том же уровне амплитуды каждый инструмент будет звучать по-разному со своим собственным уникальным тембром. Опытные музыканты способны различать разные инструменты одного и того же типа на основе их различных тембров, даже если эти инструменты играют ноты с одинаковой основной высотой тона и громкостью. ^{[ необходима цитата ]}

Физические характеристики звука, которые определяют восприятие тембра, включают частотный спектр и огибающую . Певцы и музыканты-инструменталисты могут изменять тембр музыки, которую они поют/играют, используя различные техники пения или игры. Например, скрипач может использовать различные стили смычка или играть на разных частях струны, чтобы получить различные тембры (например, игра sul tasto производит легкий, воздушный тембр, тогда как игра sul ponticello производит резкий, ровный и агрессивный тон). На электрогитаре и электропианино исполнители могут изменять тембр, используя блоки эффектов и графические эквалайзеры .

Качество тона и окраска тона являются синонимами тембра , а также « текстуры, приписываемой одному инструменту». Однако слово « текстура» может также относиться к типу музыки, например, к множественным, переплетающимся мелодическим линиям против певучей мелодии, сопровождаемой подчиненными аккордами . Герман фон Гельмгольц использовал немецкое Klangfarbe ( окраска тона ), а Джон Тиндаль предложил английский перевод, clangtint , но оба термина были неодобрены Александром Эллисом , который также дискредитирует регистр и цвет за их уже существующие английские значения. ^[1] Определяемый его частотным составом, звук музыкального инструмента может быть описан такими словами, как яркий , темный , теплый , резкий и другими терминами. Существуют также цвета шума , такие как розовый и белый . В визуальных представлениях звука тембр соответствует форме изображения, ^[2] в то время как громкость соответствует яркости; высота тона соответствует y-смещению спектрограммы.

В определении 12.09 акустической терминологии Акустического общества Америки (ASA) тембр описывается как «та характеристика слухового ощущения, которая позволяет слушателю судить о том, что два неидентичных звука, одинаково представленных и имеющих одинаковую громкость и высоту тона , являются разными», добавляя: «Тембр зависит в первую очередь от частотного спектра, хотя он также зависит от звукового давления и временных характеристик звука». ^[3]

Многие комментаторы пытались разложить тембр на составляющие атрибуты. Например, JF Schouten (1968, 42) описывает «неуловимые атрибуты тембра» как «определяемые по крайней мере пятью основными акустическими параметрами», которые Роберт Эриксон находит «масштабированными к проблемам большей части современной музыки»: ^[4]

1. Диапазон между тональным и шумоподобным характером
2. Спектральная огибающая
3. Временной диапазон с точки зрения нарастания, продолжительности и затухания (ADSR, что означает «атака, затухание, сустейн, освобождение»)
4. Изменения как спектральной огибающей (формантный глайд), так и основной частоты ( микроинтонация )
5. Префикс , или начало звука, совершенно непохожее на последующую длительную вибрацию.

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

Эриксон приводит таблицу субъективных переживаний и связанных с ними физических явлений, основанную на пяти атрибутах Схоутена: ^[5]

См. также психоакустические доказательства ниже.

Богатство звука или ноты, воспроизводимой музыкальным инструментом, иногда описывается в терминах суммы ряда различных частот . Самая низкая частота называется основной частотой , а высота тона, которую она воспроизводит, 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 для поперечной флейты в два раза больше основной частоты. Другие значимые частоты называются обертонами основной частоты, которые могут включать гармоники и обертоны . Гармоники — это целые числа, кратные основной частоте, например, ×2, ×3, ×4 и т. д. Парциалы — это другие обертоны. Иногда также существуют субгармоники на целых числах делений основной частоты. Большинство инструментов воспроизводят гармонические звуки, но многие инструменты воспроизводят обертоны и негармонические тоны, например, тарелки и другие инструменты с неопределенной высотой тона .

Когда настраивающая нота в оркестре или концертной группе проигрывается, звук представляет собой комбинацию 440 Гц, 880 Гц, 1320 Гц, 1760 Гц и т. д. Каждый инструмент в оркестре или концертной группе производит различную комбинацию этих частот, а также гармоник и обертонов. Звуковые волны различных частот накладываются и объединяются, и баланс этих амплитуд является основным фактором в характерном звучании каждого инструмента.

Уильям Сетарес писал, что просто интонация и западная равномерно темперированная гамма связаны с гармоническими спектрами /тембром многих западных инструментов аналогично тому, как негармонический тембр тайского рената (инструмента, похожего на ксилофон) связан с семитоновой почти равномерно темперированной гаммой пелог , в которой они настроены. Аналогично, негармонические спектры балийских металлофонов в сочетании с гармоническими инструментами, такими как струнный ребаб или голос, связаны с пятинотной почти равномерно темперированной гаммой слендро, обычно встречающейся в индонезийской музыке гамелана . ^[6]

Тембр звука также сильно зависит от следующих аспектов его огибающей : время атаки и характеристики, затухание, сустейн, затухание ( огибающая ADSR ) и переходные процессы . Таким образом, все это обычные элементы управления на профессиональных синтезаторах . Например, если убрать атаку из звука фортепиано или трубы, становится сложнее правильно идентифицировать звук, поскольку звук удара молоточка по струнам или первый удар губ исполнителя по мундштуку трубы весьма характерны для этих инструментов. Огибающая — это общая амплитудная структура звука.

Инструментальный тембр играл все большую роль в практике оркестровки в XVIII и XIX веках. Берлиоз ^[7] и Вагнер ^[8] внесли значительный вклад в его развитие в XIX веке. Например, «Мотив сна» Вагнера из третьего акта его оперы « Валькирия » представляет собой нисходящую хроматическую гамму , проходящую через гамму оркестровых тембров. Сначала деревянные духовые (флейта, за которой следует гобой), затем массированный звук струнных со скрипками, несущими мелодию, и, наконец, медные (валторны).

Дебюсси , который сочинял в последние десятилетия девятнадцатого и первые десятилетия двадцатого веков, был удостоен чести еще больше поднять роль тембра: «В значительной степени музыка Дебюсси возвышает тембр до беспрецедентного структурного статуса; уже в « Прелюдии к послеполуденному отдыху фавна» цвет флейты и арфы функционирует референциально». ^[9] Подход Малера 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

«семитактовая связь с трио, состоящая из расширения in diminuendo повторяющейся ноты As... хотя теперь она поднимается в последовательности наложенных друг на друга октав, которые, кроме того, перескакивают с нотой C, добавленной к ноте As. ^[10] Затем нижние октавы исчезают, и остаются только ноты C, чтобы соответствовать первой фразе гобоя трио».

В этих тактах Малер пропускает повторяющиеся ноты через гамму инструментальных оттенков, смешанных и отдельных: начиная с валторн и струнных пиццикато, переходя к трубе, кларнету, флейте, пикколо и, наконец, гобою:

(См. также Klangfarbenmelodie .)

В рок-музыке с конца 1960-х до 2000-х годов тембр определенных звуков важен для песни. Например, в тяжелой металлической музыке звуковое воздействие сильно усиленного, сильно искаженного аккорда, сыгранного на электрогитаре через очень громкие гитарные усилители и ряды акустических кабинетов, является неотъемлемой частью музыкальной идентичности стиля.

Часто слушатели могут идентифицировать инструмент, даже на разных высотах и ​​громкости, в разных средах и с разными исполнителями. В случае кларнета акустический анализ показывает достаточно нерегулярные формы волн, чтобы предположить три инструмента, а не один. Дэвид Люс предполагает, что это подразумевает, что

«[C]олжны существовать определенные строгие закономерности в форме акустической волны вышеуказанных инструментов, которые инвариантны относительно вышеуказанных переменных». ^[11]

Однако Роберт Эриксон утверждает, что закономерностей мало и они не объясняют наши «...способности узнавания и идентификации». Он предлагает заимствовать концепцию субъективного постоянства из исследований зрения и визуального восприятия . ^[12]

Психоакустические эксперименты с 1960-х годов пытались выяснить природу тембра. Один из методов заключается в воспроизведении пар звуков слушателям, а затем использовании алгоритма многомерного масштабирования для объединения их суждений о несходстве в тембровое пространство. Наиболее последовательные результаты таких экспериментов заключаются в том, что яркость или спектральное распределение энергии ^[13] и укус , или скорость и синхронность ^[14] и время нарастания ^[15] атаки являются важными факторами.

Концепция трехцветного тона берет свое начало в мире цвета, описывая способ, которым три основных цвета могут быть смешаны вместе для создания заданного цвета. По аналогии, музыкальный трехцветный тональность измеряет смесь гармоник в заданном звуке, сгруппированных в три секции. По сути, это предложение сократить огромное количество звуковых частичных тонов, которые могут составлять десятки или сотни в некоторых случаях, до всего трех значений. Первый трехцветный тональность измеряет относительный вес первой гармоники; второй трехцветный тональность измеряет относительный вес второй, третьей и четвертой гармоник, взятых вместе; а третий трехцветный тональность измеряет относительный вес всех оставшихся гармоник: ^{[16] [17] [ нужна страница ]}

${\displaystyle T_{1}={\frac {a_{1}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{2}={\frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{3}={\frac {\sum _{h=5}^{H}{a_{h}}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}}.}$

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

Термин «яркость» также используется при обсуждении звуковых тембров, по грубой аналогии с визуальной яркостью . Исследователи тембра считают яркость одним из самых сильных перцептивных различий между звуками ^[14] и формализуют ее акустически как указание количества высокочастотного содержимого в звуке, используя такую ​​меру, как спектральный центроид .

• Формант

• Американская ассоциация стандартов (1960). Американская стандартная акустическая терминология . Нью-Йорк: Американская ассоциация стандартов.
• Диксон Уорд, В. (1965). «Психоакустика». В Audiometry: Principles and Practices , под редакцией Арама Глорига, 55. Балтимор: Williams & Wilkins Co. Перепечатано, Хантингтон, Нью-Йорк: RE Krieger Pub. Co., 1977. ISBN 0-88275-604-4 . 
• Диксон Уорд, У. (1970) «Музыкальное восприятие». В «Основах современной слуховой теории» т. 1, под редакцией Джерри В. Тобиаса, ^{[ нужная страница ]} . Нью-Йорк: Academic Press. 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». Computer Music Journal 3, № 4 (декабрь): 26–43, 60.
• Schouten, JF (1968). «Восприятие тембра». В отчетах 6-го Международного конгресса по акустике, Токио, GP-6-2 , 6 томов, под редакцией Y. Kohasi, ^{[ необходима полная ссылка ]} 35–44, 90. Токио: Maruzen; Амстердам: Elsevier.