Barwa - Timbre

Spektrogram pierwszej sekundy zawieszonego akordu E9 granego na gitarze Fender Stratocaster . Poniżej znajduje się zawieszony dźwięk akordowy E9:

Muzyki, barwa ( / T ® m b ər , t ɪ m - / TAM -bər, TIM - ), znany również jako barwą lub jakość dźwięku (z psychoakustycznych ) jest postrzegana jakość dźwięku z nuty , dźwięk lub ton . Barwa rozróżnia różne rodzaje produkcji dźwięku, takie jak głosy chórów i instrumenty muzyczne. Umożliwia także słuchaczom rozróżnienie różnych instrumentów z tej samej kategorii (np. Obój i klarnet , oba instrumenty dęte drewniane ).

Mówiąc najprościej, barwa jest tym, co sprawia, że ​​dany instrument muzyczny lub ludzki głos ma inny dźwięk niż inny, nawet gdy grają lub śpiewają tę samą nutę. Na przykład jest to różnica w brzmieniu między gitarą a fortepianem grającym tę samą nutę przy tej samej głośności. Oba instrumenty mogą brzmieć jednakowo zestrojone względem siebie, ponieważ grają tę samą nutę, a podczas gry na tym samym poziomie amplitudy każdy instrument będzie nadal brzmiał wyraźnie z własnym, unikalnym kolorem brzmienia. Doświadczeni muzycy potrafią rozróżnić różne instrumenty tego samego typu na podstawie ich zróżnicowanych barw, nawet jeśli instrumenty te grają nuty o tej samej podstawowej wysokości i głośności.

Fizyczne cechy dźwięku, które determinują percepcję barwy, obejmują widmo częstotliwości i obwiednię . Śpiewacy i muzycy instrumentalni mogą zmieniać barwę muzyki, którą śpiewają / grają, stosując różne techniki śpiewania lub gry. Na przykład skrzypek może używać różnych stylów smyczkowania lub grać na różnych częściach struny, aby uzyskać różne barwy (np. Gra sul tasto daje lekką, przewiewną barwę, podczas gdy gra sul ponticello daje szorstki, równy i agresywny dźwięk). Na gitarze elektrycznej i pianinie elektrycznym wykonawcy mogą zmieniać barwę za pomocą jednostek efektów i korektorów graficznych .

Synonimy

Jakość brzmienia i barwa są synonimami barwy , a także „ tekstury przypisywanej pojedynczemu instrumentowi”. Jednak słowo tekstura może również odnosić się do rodzaju muzyki, na przykład wielokrotnych, przeplatających się linii melodycznych w porównaniu z dającą się śpiewać melodią, której towarzyszą podrzędne akordy . Hermann von Helmholtz użył niemieckiego Klangfarbe ( kolor tonu ), a John Tyndall zaproponował angielskie tłumaczenie clangtint , ale oba terminy zostały odrzucone przez Alexandra Ellisa , który również dyskredytuje rejestr i kolor dla ich wcześniej istniejących angielskich znaczeń. Dźwięk instrumentu muzycznego można opisać słowami takimi jak jasny , ciemny , ciepły , szorstki i innymi terminami. Istnieją również kolory szumu , takie jak różowy i biały . W wizualnych przedstawieniach dźwięku barwa odpowiada kształtowi obrazu, podczas gdy głośność odpowiada jasności; wysokość dźwięku odpowiada przesunięciu y spektrogramu.

Definicja ASA

Definicja 12.09 terminologii akustycznej Amerykańskiego Towarzystwa Akustycznego (ASA) określa ją jako „ten atrybut wrażeń słuchowych, który umożliwia słuchaczowi ocenę, że dwa nieidentyczne dźwięki, podobnie przedstawione i mające tę samą głośność i wysokość , są różne”, dodając: „Barwa zależy przede wszystkim od widma częstotliwości, chociaż zależy również od ciśnienia akustycznego i czasowej charakterystyki dźwięku”.

Atrybuty

Wielu komentatorów próbowało rozłożyć barwę na atrybuty komponentów. Na przykład JF Schouten (1968, 42) opisuje „nieuchwytne atrybuty barwy” jako „określone przez co najmniej pięć głównych parametrów akustycznych”, które Robert Erickson stwierdza, „przeskalowane do problemów muzyki współczesnej”:

  1. Zakres od charakteru tonalnego do hałaśliwego
  2. Obwiednia widmowa
  3. Obwiednia czasu pod względem wzrostu, czasu trwania i zaniku (ADSR, co oznacza „atak, rozpad, podtrzymywanie, uwolnienie”)
  4. Zmienia zarówno obwiednię widmową (formant-glide), jak i częstotliwość podstawową ( mikro-intonacja )
  5. Przedrostek lub początek dźwięku, zupełnie odmienny od wynikającej z tego trwałej wibracji

Przykładem dźwięku tonalnego jest dźwięk muzyczny o określonej wysokości, taki jak naciśnięcie klawisza na pianinie; dźwięk o charakterze hałaśliwym byłby białym szumem , dźwiękiem podobnym do tego, który powstaje, gdy radio nie jest dostrojone do stacji.

Erickson podaje tabelę subiektywnych doświadczeń i powiązanych zjawisk fizycznych w oparciu o pięć atrybutów Schoutena:

Subiektywny Cel
Charakter tonalny, zwykle stonowany Okresowy dźwięk
Głośne, z charakterem tonalnym lub bez, w tym szelest Hałas, w tym losowe impulsy charakteryzujące się czasem szelestu (średni odstęp między impulsami)
Ubarwienie Obwiednia widmowa
Początek / koniec Fizyczny czas narastania i rozpadu
Ślizg kolorystyczny lub poślizg formantowy Zmiana obwiedni widmowej
Mikrointonia Mała zmiana częstotliwości (jedna w górę iw dół)
Vibrato Modulacja częstotliwości
Tremolo Modulacja amplitudy
Atak Prefiks
Ostateczny dźwięk Przyrostek

Zobacz także dowody psychoakustyczne poniżej.

Harmonia

Bogactwo dźwięku lub nuty wytwarzanej przez instrument muzyczny jest czasami opisywane jako suma wielu różnych częstotliwości . Najniższa częstotliwość nazywana jest częstotliwością podstawową , a wytwarzana przez nią wysokość służy do nadawania nazwy nucie, ale częstotliwość podstawowa nie zawsze jest częstotliwością dominującą. Częstotliwość dominująca to częstotliwość, która jest najczęściej słyszalna i jest zawsze wielokrotnością częstotliwości podstawowej. Na przykład dominująca częstotliwość dla fletu poprzecznego jest dwukrotnie większa od częstotliwości podstawowej. Inne znaczące częstotliwości nazywane są nadtonami częstotliwości podstawowej, które mogą zawierać harmoniczne i częściowe . Harmoniczne to całkowite wielokrotności częstotliwości podstawowej, takie jak × 2, × 3, × 4 itd. Części składowe to inne alikwoty. Istnieją również czasami podharmonicznych w pełnej liczby podziałów o częstotliwości podstawowej. Większość instrumentów wytwarza dźwięki harmoniczne, ale wiele instrumentów wytwarza dźwięki częściowe i nieharmoniczne , takie jak talerze i inne instrumenty o nieokreślonej tonacji .

Kiedy grana jest nuta strojenia w orkiestrze lub zespole koncertowym , dźwięk jest kombinacją 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz i tak dalej. Każdy instrument w orkiestrze lub zespole koncertowym wytwarza inną kombinację tych częstotliwości, a także harmonicznych i alikwotów. Fale dźwiękowe o różnych częstotliwościach nakładają się na siebie i łączą, a równowaga tych amplitud jest głównym czynnikiem w charakterystycznym brzmieniu każdego instrumentu.

William Sethares napisał, że sama intonacja i zachodnia skala o równym temperamencie są powiązane z harmonicznymi widmami / barwą wielu zachodnich instrumentów w analogiczny sposób, jak nieharmoniczna barwa tajskiego renata (instrumentu podobnego do ksylofonu) jest powiązana z siedmiotonowym prawie równo temperowany pelog w skali, w której są dostrojone. Podobnie nieharmoniczne widma balijskich metalofonów w połączeniu z instrumentami harmonicznymi, takimi jak rebab strunowy lub głos, są powiązane z pięciodźwiękową, prawie jednakowo temperowaną skalą slendro, powszechnie spotykaną w indonezyjskiej muzyce gamelan .

Koperta

Sygnał i jego obwiednia zaznaczone na czerwono

Na barwę dźwięku duży wpływ mają również następujące aspekty jego obwiedni : czas ataku i charakterystyka, zanikanie, podtrzymanie, uwolnienie ( obwiednia ADSR ) i transjenty . Tak więc są to wszystkie typowe elementy sterujące na profesjonalnych syntezatorach . Na przykład, jeśli odejmie się atak od dźwięku fortepianu lub trąbki, trudniej będzie poprawnie zidentyfikować dźwięk, ponieważ dźwięk młotka uderzającego w struny lub pierwszy dźwięk ust gracza w ustnik trąbki jest bardzo charakterystyczne dla tych instrumentów. Obwiednia to ogólna struktura amplitudy dźwięku.

W historii muzyki

Barwa instrumentalna odgrywała coraz większą rolę w praktyce orkiestracyjnej w XVIII i XIX wieku. Berlioz i Wagner wnieśli znaczący wkład w jego rozwój w XIX wieku. Na przykład „Motyw snu” Wagnera z trzeciego aktu jego opery Die Walküre zawiera zstępującą skalę chromatyczną, która przechodzi przez gamę orkiestrowych barw. Najpierw dęty drewniany (flet, następnie obój), następnie zmasowany dźwięk strun z melodią skrzypiec, a na końcu instrumenty dęte blaszane (waltornie).

Muzyka Wagner Sleep z 3 aktu Die Walküre
Muzyka Wagner Sleep z 3 aktu Die Walküre

Debussy , który komponował w ostatnich dziesięcioleciach XIX i pierwszych dekadach XX wieku, został przypisany dalszemu podniesieniu roli barwy: „W znacznym stopniu muzyka Debussy'ego podnosi barwę do bezprecedensowego statusu strukturalnego; już w Prélude à l'après-midi d'un Faune kolor z fletu i harfy funkcji referentially”. Podejście Mahlera do orkiestracji ilustruje rosnącą rolę zróżnicowanych barw w muzyce początku XX wieku. Norman Del Mar opisuje następujący fragment z części Scherzo swojej VI Symfonii jako „siedmiotaktowe ogniwo tria składające się z przedłużenia w diminuendo powtarzanego As… żaba z Cs dodanymi do As. Niższe oktawy opadają i pozostają tylko Cs tak, aby pasowały do ​​pierwszej frazy obojowej tria. " Podczas tych taktów Mahler przepuszcza powtarzane nuty przez gamę instrumentalnych kolorów, mieszanych i pojedynczych: zaczynając od rogów i smyczków pizzicato, poprzez trąbkę, klarnet, flet, piccolo i wreszcie obój:

Mahler, VI Symfonia, Scherzo, ryc. 55, t. 5–12
Mahler, VI Symfonia, Scherzo, ryc. 55, t. 5–12

Zobacz także Klangfarbenmelodie .

W muzyce rockowej od późnych lat 60. do 2000. dla utworu ważna jest barwa określonych dźwięków. Na przykład w muzyce heavy metalowej istotną częścią muzycznej tożsamości stylu jest dźwiękowy wpływ mocno wzmocnionego, mocno zniekształconego akordu mocy granego na gitarze elektrycznej przez bardzo głośne wzmacniacze gitarowe i rzędy kolumn głośnikowych .

Dowody psychoakustyczne

Często słuchacze mogą zidentyfikować instrument, nawet przy różnych wysokościach i głośności, w różnych środowiskach iz różnymi graczami. W przypadku klarnetu analiza akustyczna pokazuje przebiegi na tyle nieregularne, że sugerują trzy instrumenty zamiast jednego. David Luce sugeruje, że implikuje to, że „[C] muszą istnieć pewne silne regularności w przebiegu akustycznym powyższych instrumentów, które są niezmienne w odniesieniu do powyższych zmiennych”. Jednak Robert Erickson argumentuje, że istnieje kilka prawidłowości i nie wyjaśniają one naszych „… mocy rozpoznawania i identyfikacji”. Sugeruje zapożyczenie pojęcia subiektywnej stałości z badań nad wzrokiem i percepcją wzrokową .

Eksperymenty psychoakustyczne od lat 60. starały się wyjaśnić naturę barwy. Jedna metoda polega na odtwarzaniu par dźwięków słuchaczom, a następnie zastosowaniu wielowymiarowego algorytmu skalowania w celu zagregowania ich ocen odmienności w przestrzeni barw. Najbardziej spójnymi wynikami takich eksperymentów jest to, że jasność lub rozkład energii widmowej oraz ugryzienie lub szybkość i synchroniczność i czas narastania ataku są ważnymi czynnikami.

Model barwy trójchromatycznej

Pojęcie tristimulus wywodzi się ze świata koloru i opisuje sposób, w jaki można mieszać ze sobą trzy kolory podstawowe, aby stworzyć dany kolor. Analogicznie, tristimulus muzyczny mierzy mieszaninę harmonicznych w danym dźwięku, pogrupowaną w trzy sekcje. To w zasadzie propozycja zredukowania ogromnej ilości poddźwięków, które w niektórych przypadkach mogą sięgać dziesiątek, a nawet setek, do zaledwie trzech wartości. Pierwszy trójchromatyczny mierzy względną wagę pierwszej harmonicznej; drugi trójchromatyczny mierzy względną wagę drugiej, trzeciej i czwartej harmonicznej wziętych razem; a trzeci trójchromatyczny mierzy względną wagę wszystkich pozostałych harmonicznych. Potrzeba byłoby więcej dowodów, badań i wniosków dotyczących tego rodzaju reprezentacji, aby je zweryfikować.

Jasność

Termin „jasność” jest również używany w dyskusjach na temat barw dźwięku, w przybliżonej analogii do jasności wizualnej . Badacze barwy uważają jasność za jedną z najsilniejszych percepcyjnie różnic między dźwiękami i formalizują ją akustycznie jako wskazanie ilości zawartości wysokich częstotliwości w dźwięku, używając miary, takiej jak widmowy środek ciężkości .

Zobacz też

Bibliografia

  • American Standards Association (1960). Amerykańska standardowa terminologia akustyczna . Nowy Jork: American Standards Association.
  • Dixon Ward, W. (1965). „ Psychoakustyka ”. In Audiometry: Principles and Practices , red. Aram Glorig, 55. Baltimore: Williams & Wilkins Co. Reprinted, Huntington, NY: RE Krieger Pub. Co., 1977. ISBN   0-88275-604-4 .
  • Dixon Ward, W. (1970) „Musical Perception”. W Podstawach współczesnej teorii słuchu vol. 1 pod redakcją Jerry V. Tobias ,. Nowy Jork: Academic Press. ISBN   0-12-691901-1 .
  • Erickson, Robert (1975). Struktura dźwięku w muzyce . Berkeley i Los Angeles: University of California Press. ISBN   0-520-02376-5 .
  • McAdams, Stephen i Albert Bregman (1979). „Słuchanie strumieni muzycznych”. Computer Music Journal 3, no. 4 (grudzień): 26–43, 60.
  • Schouten, JF (1968). „Percepcja barwy”. W raportach z 6. Międzynarodowego Kongresu Akustyki, Tokio, GP-6-2 , 6 tomów, pod red. Y. Kohasi, 35–44, 90. Tokio: Maruzen; Amsterdam: Elsevier.

Przypisy