Основной тон и обертоны
Одна высота проходит четыре спектральных состава: от чистого тона до богатого и неравномерного набора гармоник.
Основной тон и высота
Периодический звук часто воспринимается как одна высота, хотя физически содержит несколько частот. Основная частота задает повторяемость колебания, а компоненты выше нее формируют спектральный рисунок.
Даже если основная частота ослаблена, слух иногда восстанавливает высоту по шагу между гармониками. Поэтому тембр нельзя свести к наличию самого низкого пика спектра.
Не все обертоны равны
У идеальной гармонической серии частоты кратны основной. В реальных инструментах уровни меняются во времени, а некоторые компоненты слегка отклоняются от точных кратных из-за конструкции и способа возбуждения.
Скрипичная нота может иметь заметную энергию в верхней части спектра, а мягко взятая фортепианная — более быстрый спад высоких составляющих. Но один статичный спектр не описывает всю ноту.
Тембр развивается во времени
Атака часто важнее установившегося участка. Удар молоточка, начало смычка или дыхание создают краткие шумовые и высокочастотные компоненты, по которым инструмент узнается почти мгновенно.
Затем меняются уровни гармоник, появляется вибрато, затухает корпусной резонанс. Поэтому честное сравнение тембра должно учитывать начало, продолжение и окончание звука.
Как слушать спектр без анализатора
Сравните одну и ту же высоту у двух инструментов. Сначала отметьте жесткость атаки, затем яркость продолжения и характер затухания. Не пытайтесь назвать отдельные гармоники.
После слухового описания можно открыть спектрограмму и проверить наблюдение. График полезен как подтверждение, но не сообщает сам, какие различия музыкально значимы.
Источники и ориентиры
- UNSW Music Acoustics — физика музыкальных инструментов, гармоники и резонансы
- Stanford CCRMA — учебные материалы по спектру, синтезу и восприятию звука