Тембр звука от чего зависит

От чего зависит тембр звука

Данная статья является частью цикла статей «Sytrus»

Содержание

Что такое тембр [ править ]

Перед началом чтения статьи скачайте этот проект => ПРОЕКТ.

Определение тембра является самым сложным и субъективно ощущаемым параметром. Чтобы понять что такое тембр, послушайте одинаковые мелодии сыгранные на фортепьяно и на скрипке. Мелодия одинаковая, но звучание фортепьяно и скрипки кардинально отличаются, это самое отличие и есть тембр. С тембром всё ясно, когда говорят «красивый тембр голоса», «глухой тембр инструмента» и т.д., но… О тембре нельзя сказать «больше-меньше», «выше-ниже», для его описания используются десятки слов: сухой, звонкий, мягкий, резкий, яркий и т.д.

Причин влияющих на восприятие тембра очень много, поэтому в данной статье остановимся только на некоторых из них, поскольку они оказывают наибольшее влияние на восприятие.

Влияние спектральной структуры звука [ править ]

Послушайте на 1м паттерне 3 первых звука с различным количеством обертонов. 1 синус (только тон), 2 квадрат (нечётные гармоники), 3 пила (максимальное количество гармоник). Все эти 3 звука довольно сильно различаются тембром.

4м звучит звук которому добавлены более высокие гармоники, то есть звук по сути тот же что и 3й, но более высокие гармоники громче (добавлена амплитуда гармоник), что заметно изменяет звук (тембр). В данном случае тембр стал богаче, сочнее.

Если в спектре сигнала присутствует достаточно много гармоник с номерами от 7-ой до 15…18-ой, с достаточно большими амплитудами, то тембр воспринимается как яркий, звонкий, резкий. Если в спектре присутствуют в основном низшие гармоники, то тембр характеризуется как темный, глухой.

Пример: откройте паттерн 2 и послушайте сначала звук как есть, затем откройте синтезатор и уберите дополнительные гармоники в => . Тембр станет скучнее. Также на 3м паттерне к этому звуку прибавились чётные гармоники, путём добавления еще одного оператора, в итоге тембр стал более чёткий.

Вывод: экспериментируйте с количеством и амплитудой гармоник. В Sytrus хороших результатов можно добиться используя настройки осциллятора ( => ).

Также не стоит забывать, что для создания определённых качеств тембра можно использовать эквалайзер, пример на паттерне 4:

Ещё 1 из способов добавить в звук гармоник, это использование Distortion (дисторшина), Overdrive (овердрайва), Wave shaper и подобных им эффектов. Пример на паттерне 5. На канале на который послан синтезатор включен distortion, но можно воспользоваться встроенным в синтезатор Sytrus wave shaper-ом.

Начальная часть звука (щелчок) [ править ]

Гораздо более существенную роль в распознавании тембра играет процесс развертывания во времени его спектра, в первую очередь на начальном этапе атаки звука. Если удалить часть атаки звука, то опознать тембр инструмента очень сложно. Давайте проведём эксперимент.

Скачайте этот файл и прослушайте его => Файл. У данного инструмента вырезана начальная атака (вырезано 0,1 секунды). Попытайтесь понять что это за инструмент, вероятность того, что вы сразу же сходу угадаете, что это за инструмент есть, если вы очень часто его слышите. Но, заметьте услышав звук вы задумались и не сразу выдвинули версию.

Запомните какой по вашему мнению это инструмент. А теперь скачайте файл, где у этого же инструмента не вырезана начальная атака (щелчок) => Файл. Услышав этот звук вы сходу не задумываясь подумали что это фортепьяно, и никаких сомнений не возникло!

Процесс атаки у большинства музыкальных инструментов и голоса продолжается несколько десятков миллисекунд. За этот период времени слух воспринимает постепенное расширение спектра во времени, поскольку вступают все новые обертоны с различной скоростью и амплитудой, и распознает тембр данного инструмента. На этот процесс распознавания оказывают влияние такие многочисленные факторы как: начальный скрип смычка, начало ноты на медном инструменте, шум дыхания, начальное прохлопывание язычка саксофона, ударный глухой звук молоточка в пианино и т.д.

Следовательно, для распознавания тембра, важен период формирования временной структуры. Не только щелчок является важным но и период период затухания (спада). Послушайте этот же звук фортепьяно где спада практически нет => Файл:

Пример: откройте паттерн 6, и послушайте 2 звука. 1й простой синус, 2й тот же самый синус, но у него изменена начальная составляющая (воздействием на него ). Изменение начальной составляющей привело к кардинальному изменению тембра звука, причём изменено всего несколько миллисекунд в начале!

Откройте паттерн 7, и послушайте 2 звука. 1й квадрат, 2й тот же самый квадрат, но у него изменена огибающая ADSR.

Вывод: экспериментируйте с начальной составляющей звука (щелчком), к примеру воздействием оператора, данные манипуляции могут кардинально поменять тембр, т.к. в этот момент происходит распознавание тембра всего звука. Экспериментируйте с огибающей звука, этим можно придать мягкости или наоборот жёсткости тембру.

Поведение обертонов [ править ]

Характер поведения каждого обертона во времени также несет важнейшую информацию о тембре. Т.е. продолжительность присутствия обертонов, их последующее появление или изменение их амплитуды с течением времени.

Пример: Откройте паттерн 8, и послушайте 3 звука. 1й обычная пила, 2й та же самая пила к которой применено фильтрование (быстрый срез высоких обертонов фильтром), 3й тот же самый что 2й, но фильтр работает в обратную сторону (постепенное добавление обертонов). 3 этих тембра довольно сильно отличаются по своему звучанию.

Откройте паттерн 9, и послушайте 2 звука. 1м звучит звук тембр которого «не очень», а у второго тембр интереснее. Единственная разница между этими звуками в том, что ко 2у применён фильтр! Этот пример показывает что характер поведения обертонов может кардинально поменять тембр звука, может заставить звучать звук гораздо интереснее! Не недооценивайте фильтр!

Вывод: экспериментируйте применяя различные типы фильтров, здесь важнейшую роль играет динамика изменения спектральной огибающей во времени на всех этапах звучания: ADSR (атаки, стационарной части, спада).

Фаза воздействующего оператора [ править ]

Так же при синтезе звуков, довольно сильно на тембр звука влияет фаза воздействующего оператора.

Пример: откройте паттерн 10, и послушайте 2 звука. 1й, в синтезаторе на воздействует . 2й, также воздействует , но у немного изменена фаза, и это как вы слышите очень сильно влияет на тембр звука. Изменение фазы производится во вкладке => . Попробуйте поменять фазу второго оператора как показано на рисунке ниже:

Вывод: экспериментируйте с фазами воздействующего оператора, в некоторых случаях это также может кардинально изменить тембр или заставить звук звучать более живо.

Эффекты [ править ]

При синтезе звуков очень часто применяются различные эффекты: Flanger, Phaser, Chorus и т.п.. Которые также очень сильно влияют на тембр звука.

Пример: откройте паттерн 11, и послушайте 4 звука. 1й без эффектов, остальные с различными эффектами на каналах посыла.

В данной статье приводились довольно упрощённые примеры, на практике применяются более сложные комбинации и приёмы. Также в данной статье были рассмотрены только те факторы, которые оказывают на тембр звука наиболее заметное влияние, их ещё много.

Источники [ править ]

Статья частично составлена с использованием материалов:

Источник

Высота звука, его громкость и тембр

Наше восприятие высоты звука и других его свойств определяется характеристиками акустической волны. Это те же характеристики, что присущи любой механической волне, а именно период, частота, амплитуда колебаний. От длины и скорости волны субъективные ощущения от звука не зависят. В статье мы разберем физику звука. Высота и тембр — чем они определяются? Почему одни звуки мы воспринимаем громкими, а другие — тихими? Ответы на эти и другие вопросы будут даны в статье.

Высота звука

От чего зависит высота? Чтобы разобраться с этим, проведем простой опыт. Возьмем гибкую длинную линейку, лучше алюминиевую.

Вам будет интересно: Очереди в СССР: быт и культура, интересные факты, фото

Прижмем ее к столу, сильно выдвинув край. Ударим пальцем по свободному краю линейки — она задрожит, но ее движение будет беззвучным. Теперь придвинем линейку к себе поближе, так, чтобы за край столешницы выступала меньшая ее часть. Снова ударим по линейке. Ее край завибрирует намного быстрее и с меньшей амплитудой, а мы услышим характерный звук. Делаем вывод: для того, чтобы возник звук, частота колебаний должна быть не меньше определенной величины. Нижняя граница диапазона звуковых частот — 20 Гц, а верхняя — 20 000 Гц.

Продолжим опыт. Укоротим свободный край линейки еще больше, снова приведем ее в движение. Заметно, что звук изменился, стал выше. О чем свидетельствует эксперимент? Он доказывает зависимость высоты звука от частоты и амплитуды колебаний его источника.

Громкость звука

Для изучения громкости воспользуемся камертоном — специальным инструментом для изучения свойств звука. Существуют камертоны с разной длиной ножек. Они вибрируют, если ударить по прибору молоточком. Большие камертоны колеблются медленнее и издают низкий звук. Маленькие вибрируют часто и отличаются высотой звука.

Ударим по камертону и прислушаемся. Звук со временем слабеет. Почему так происходит? Громкость звука затухает из-за уменьшения амплитуды колебания ножек прибора. Они вибрируют не так сильно, а это значит, что уменьшается и амплитуда колебаний молекул воздуха. Чем она ниже, тем более тихим выходит звук. Это утверждение верно для звуков одинаковой частоты. Получается, что и высота, и громкость звука зависят от амплитуды волны.

Восприятие звуков разной громкости

Из вышесказанного складывается впечатление, что чем громче звук, тем четче мы его слышим, тем более тонкие изменения мы можем уловить. Это не так. Если заставить тело колебаться с очень большой амплитудой, но малой частотой, то такой звук будет плохо различим. Дело в том, что во всем диапазоне слышимости (20-20 тыс. Гц) наше ухо лучше всего различает звуки около 1 КГц. Слух человека наиболее чувствителен к этим частотам. Такие звуки кажутся нам самыми громкими. Сигналы оповещения, сирены настроены именно на 1 КГц.

Уровень громкости разных звуков

В таблице представлены распространенные звуки и их громкость в децибелах.

Тембр

Высота и громкость звука определяются, как мы выяснили, частотой и амплитудой волны. Тембр не зависит от этих характеристик. Возьмем два источника звука одинаковой высоты, чтобы понять, почему они имеют разный тембр.

Первым инструментом будет камертон, звучащий на частоте 440 Гц (это нота ля первой октавы), вторым — флейта, третьим — гитара. Музыкальными инструментами воспроизведем ту же ноту, на которой звучит камертон. Все три имеют одну высоту, но все таки звучат по-разному, отличаются тембром. В чем причина? Все дело в особенностях колебаний звуковой волны. Движение, которое совершает акустическая волна сложных звуков, называется негармоническим колебанием. Волна на разных участках колеблется с разной силой и частотой. Эти дополнительные призвуки, которые отличаются по громкости и высоте, называются обертонами.

Не стоит путать высоту и тембр. Физика звука такова, что если «подмешать» к основному звуку дополнительные, более высокие, получим то, что называется тембром. Он определяется громкостью и количеством обертонов. Частота обертонов кратна частоте самого низкого тона, т. е. она больше в целое число раз — в 2, 3, 4 и т. д. Самый низкий тон называется основным, именно он определяет высоту, а обертоны влияют на тембровую окраску.

Есть звуки, вообще не содержащие обертонов, например камертон. Если изобразить движение его звуковой волны на графике, получится синусоида. Такие колебания называют гармоническими. Камертон издает только основной тон. Подобное звучание часто называют скучным, бесцветным.

Когда в звуке много высокочастотных обертонов, он получается резким. Низкие обертоны придают звучанию мягкость, бархатистость. Каждый музыкальный инструмент, голос имеет свой набор обертонов. Именно совокупность основного тона и обертонов придает неповторимое звучание, наделяет звук определенной тембровой окраской.

Источник

Тембр — все что нужно знать

Тембр – это окраска звука, его индивидуальность, специфическая особенность. Тембр является средством музыкальной выразительности. Он придаёт музыке настроение, передает характер. Именно благодаря неповторимой окраске, вы можете отличить голос Муслима Магомаева от голоса Баскова. Различать тембры умеет даже ребенок, но от чего зависит окраска звука? Давайте разбираться.

Тембр

У каждого звука, в музыке особенно, есть точные характеристики:

Представьте себе, что вам предложили определить на слух разные звуки. Эти звуки будут одинаковыми по высоте и громкости. Сможете ли вы отличить:

Думаю, вы справитесь без труда. Но по какому признаку? Ведь высота звука одинаковая, длительность и громкость тоже. При этом все голоса звучат по-разному. Почему? Потому что имеют разный тембр.

Как я уже сказал, тембр – это окраска звука и его индивидуальность. В переводе с французского языка timbre означает «колокольчик», «отличительный знак», «метка». Часто, характеризуя звук голоса или инструмента, мы говорим: бархатный, визгливый, глубокий, журчащий, мягкий. Мы как бы окрашиваем подходящими словами то, что слышит наше ухо.

Семь основных цветов радуги имеют тысячи оттенков. Тембры музыкальных звуков так же разнообразны. Наш слух, как и зрение, может улавливать разные мелочи. Порой для цвета и звука мы используем одни и те же эпитеты. Тёплый и холодный, яркий и приглушённый, бледный и насыщенный. Так отчего зависит музыкальная палитра? Попробуем рассмотреть ответ с разных точек зрения.

Тембр с точки зрения физики

Тембр с точки зрения теории музыки

Единого определения тембра с точки зрения музыкальной теории пока не выработано. По терминологии, принятой музыковедами, тембр делится на четыре основных вида:

Тембральная окраска звучания разных инструментов

Итак, мы выяснили, что инструментальный тембр зависит от особенностей того или иного инструмента. И у каждого инструмента – свой голос. От чего он зависит?

В группе струнных инструментов источником звука являются струны. По способу игры на них различают два вида.

Какие слова чаще всего используют, чтобы описать тембр этих инструментов? Певучие, журчащие, струящиеся, нежные, мягкие. Тембр виолончели сравнивают с человеческим голосом.

Музыканты знают, что два одинаковых с виду инструмента могут звучать по-разному. Например, гитара с металлическими струнами звучит громче и звонче. А с нейлоновыми – мягче и тише. На звук влияет порода дерева, из которой сделан корпус инструмента. Верхнюю деку скрипки, гитары, балалайки чаще всего делают из ели или кедра. Нижнюю деку и обечайку – из клёна, красного дерева или палисандра. Каждая порода придаёт тембру специфическое звучание. И профессиональные музыканты это ценят.

Клавишные инструменты отличает от всех других наличие клавиатуры. Она может быть разного вида. Фортепиано, орган, аккордеон – клавиши. Баян и гармонь – кнопки. Клавишные тоже делятся на две группы.

Тембры этих инструментов очень разные. За счёт большого количества октав звучание бывает звонким, бархатистым, серебристым, прозрачным. Орган, конечно, стоит особняком. Его звук – мощный, трубный – не перепутать ни с чем. Фортепиано тоже, порой оно может заменить целый оркестр. Баян и аккордеон часто снабжены дополнительными переключателями регистров. Они делают их тембр похожим на другие инструменты: кларнет, гобой, орган, челесту и т.д.

Духовые – те, в которые музыканты вдувают воздух с помощью своих лёгких. Всевозможные трубы, рожки и гуделки. По материалу изготовления также делятся на две группы.

Кстати, всеми любимый саксофон можно отнести к обеим группам. Корпус у него металлический, а язычок – деревянный.

Тембральная окраска духовых тоже яркая и легко узнаваемая. Металлические, звонкие, гудящие у медных. Более мягкие, переливчатые, струящиеся у деревянных. Могут напоминать пение птиц и бурчание недовольного человека, журчание ручья и поступь бегемота.

Сергей Прокофьев очень умело использует тембры инструментов в симфонической сказке «Петя и волк». Послушайте самое начало:

Если вас заинтересовала эта сказка, предлагаю вашему вниманию замечательный мультфильм, в основе которого лежит музыка Прокофьева:

Тембр человеческого голоса

Итак, с музыкальными инструментами разобрались. А что с голосом человека, спросите вы? Вроде бы «материал» у всех людей один и тот же, и конструкция – тоже: головной аппарат у всех устроен одинаково. Воздух проходит через связки, они колеблются, и получается звук. А звучат все голоса по-разному… И без труда можно угадать, кто говорит или поёт, даже с закрытыми глазами.

Прежде всего, все голоса можно разделить на мужские, женские и детские. Заметили, что детские не делятся на девочек и мальчиков? Потому что на слух их отличить невозможно. Все одинаково звонкие и мимимишные. Хотя каждый отличается, то есть уже имеет свой тембр.

Что влияет на окраску голоса человека? Конечно, строение его голосового аппарата. Ширина и толщина голосовых связок, размеры гортани и основных резонаторов. Да, у голоса человека тоже есть «корпус инструмента». Это полости, которые усиливают проходящий через них звук:

Понятно, что двух одинаковых людей не бывает. Все мы – уникальны, каждый – единственный в своём роде экземпляр. И уникальный голос нам даётся от природы, как цвет глаз или отпечатки пальцев. Но, в отличие от них, один раз в жизни наш голос (или его тембр) меняется кардинально. Когда это происходит?

Вернёмся к девочкам и мальчикам. Вступая в подростковый возраст, дети постепенно становятся взрослыми. Под действием гормонов мальчики превращаются в юношей, затем в мужчин. А девочки – в девушек и женщин. Именно в этот период происходит мутация голоса. У девочек эта перемена происходит плавно и незаметно. А у мальчиков – более резко и отчётливо. Вам знакомы ситуации, когда вчерашний юнец вдруг заговорил басом? Это как раз наглядное проявление внутренних изменений. Гортань «выросла», приняла взрослые очертания. И теперь она останется такой на всю жизнь. А вместе с ней и тембр голоса.

На то, как звучит наш голос, могут влиять многие факторы. Простуда, усталость, стресс. Но эти изменения временны и обратимы. Вылечились, отдохнули – и вернули себе прежнее звучание. Можно изменить голос, если начать ему вредить целенаправленно. Курение, хронические простуды, недосып и постоянное напряжение голосовых связок – не лучшие спутники нашего голоса.

Можно ли существенно изменить тембр голоса? Тут однозначного мнения нет. Как нет пока и однозначного определения – что же такое тембр. Одни считают, что тембр можно изменять, если овладеть вокальной техникой. Но это не значит, что можно радикально «исправить» тип голоса. Например, был тенор, стал бас. Скорее речь идёт именно об окраске звука, умении сделать его более насыщенным и красивым. То есть вокальная техника не изменяет тембр голоса, а обогащает его новыми красками.

Другие приводят в пример пародистов. Ведь иногда их пародии так похожи на оригинал, что отличить практически невозможно! Но это скорее – технические приёмы, рассчитанные на короткий срок действия. Они слышны, пока вокалист поёт или выступает артист разговорного жанра. Возвращается он к обычной повседневной речи – и тембр его голоса становится таким, каким мы его привыкли слышать.

Самым талантливым пародистом всех времен я считаю Виктора Чистякова. И вы можете насладиться его талантом:

А теперь, позвольте познакомить вас с Имой Сумак — певицей, которая по материнской линии является прямым потомком Атауальпы — последнего императора инков. Диапазон ее голоса составляет 5 октав, а тембр невозможно перепутать с чьим-либо еще:

Исследованиями тембра голоса занимаются многие службы, весьма далёкие от пения и музыки. Политики изучают, какой тембр вызывает наибольшее доверие у избирателей, и призывает их голосовать «правильно». Социологи и психологи убеждены, что голоса лидеров и успешных людей отличаются от голосов обычных людей. Криминалисты делают спектральный анализ голосовых аудиозаписей. Ведь тембр каждого человека уникален как молекула ДНК или отпечатки пальцев. И порой запись телефонного разговора помогает выявить преступника. С помощью голоса можно закодировать сейф в банке или доступ к своему телефону.

Но как говорится лучше 1 раз увидеть:

Мне понравилось 12

Заключение

Над научным определением термина «тембр» наука бьётся уже несколько столетий. «Физики» и «лирики» объясняют его по-разному. Физики рисуют графики и сложные математические формулы. Лирики (они же музыканты) больше доверяют чувствам, эмоциям и настроению.

Любой из нас безошибочно узнает на слух голос мамы. Или любого другого человека. По нескольким музыкальным фразам мы легко отгадаем фамилию эстрадного или оперного певца. На слух отличим звучание одного музыкального инструмента от другого. Нам не нужны для этого сложные приборы и измерения. Всё это мы просто слышим.

Надеюсь, теперь вам понятно что такое тембр, от чего он зависит и на что влияет. Если остались вопросы – пишите в комментариях.

Источник