O konceptu "glazbenog tembra". Koji je timbar glasa Zašto su karakteristike timbra važne

Timbre

Najteži subjektivno percipirani parametar je timbar. S definicijom ovog pojma pojavljuju se poteškoće usporedive s definicijom pojma "život": svi razumiju što je to, međutim, znanost već nekoliko stoljeća pobjeđuje znanstvenu definiciju. Slično i s pojmom "timbre": svima je jasno na što se misli kada se kaže "lijep ton glasa", "tup ton zvučnika" itd., Ali ... O timbru se ne može reći "više ili manje "," viši ili niži ", deseci riječi koriste se za njegovo opisivanje: suho, zvučno, meko, oštro, svijetlo itd. (O pojmovima za opisivanje tembra razgovarat ćemo odvojeno).

Timbre(timbre) znači "kvaliteta tona", "kvaliteta tona".

Timbre i akustične karakteristike zvuka
Suvremene računalne tehnologije omogućuju detaljnu analizu vremenske strukture bilo kojeg glazbenog signala - to može učiniti gotovo bilo koji glazbeni urednik, na primjer, Sound Forge, Wave Lab, SpectroLab itd. Primjeri vremenske strukture (oscilogrami ) zvukova iste visine (nota "do" prve oktave) stvorenih raznim instrumentima (orgulje, violina).
Kao što se može vidjeti iz prikazanih valnih oblika (tj. Ovisnosti promjene zvučnog tlaka o vremenu), u svakom od tih zvukova mogu se razlikovati tri faze: napad zvuka (postupak uspostavljanja), stacionarni dio i proces propadanja. U različitih instrumenata, ovisno o načinima proizvodnje zvuka koji se koriste u njima, vremenski intervali tih faza su različiti - to se može vidjeti na slici.

Udaraljke i iščupani instrumenti, poput gitare, imaju kratak vremenski raspon za stacionarnu fazu i napad, a dugo za faze raspadanja. U zvuku cijevi za orgulje možete vidjeti prilično dugačak segment stacionarne faze i kratko razdoblje raspadanja itd. Ako zamislite da je segment stacionarnog dijela zvuka vremenski produženiji, možete jasno vidjeti periodični struktura zvuka. Ta je periodičnost u osnovi važna za određivanje glazbene visine, jer slušni sustav može odrediti visinu samo za periodične signale, a neperiodične signale on doživljava kao šum.

Prema klasičnoj teoriji, koja se razvijala od Helmholtza gotovo svih sljedećih stotinu godina, percepcija timbra ovisi o spektralnoj strukturi zvuka, odnosno o sastavu prizvuka i omjeru njihovih amplituda. Da vas podsjetim da su prizvuci svi sastavni dijelovi spektra iznad osnovne frekvencije, a prizvuci čije su frekvencije u cjelobrojnim omjerima s osnovnom nazivaju se harmonike.
Kao što je poznato, da bi se dobio amplitudni i fazni spektar, potrebno je izvršiti Fourierovu transformaciju vremenske funkcije (t), tj. Ovisnost zvučnog tlaka p o vremenu t.
Koristeći Fourierovu transformaciju, bilo koji vremenski signal može se predstaviti kao zbroj (ili integral) njegovih jednostavnih harmoničnih (sinusoidnih) signala, a amplitude i faze tih komponenata tvore amplitudski i fazni spektar.

Uz pomoć digitalnih algoritama za brzu Fourierovu transformaciju (FFT ili FFT) stvorenih tijekom proteklih desetljeća, operacija određivanja spektra također se može izvesti u gotovo bilo kojem programu za obradu zvuka. Na primjer, program SpectroLab općenito je digitalni analizator koji vam omogućuje ucrtavanje amplitude i faznog spektra glazbenog signala u različitim oblicima. Obrasci za prikaz spektra mogu biti različiti, iako predstavljaju iste rezultate izračuna.

Na slici su prikazani amplitudski spektri različitih glazbenih instrumenata (čiji su oscilogrami prikazani na slici ranije) u obliku frekvencijskog odziva. Frekvencijski odziv ovdje predstavlja ovisnost amplituda prizvuka u obliku razine zvučnog tlaka u dB, o frekvencijama.

Ponekad se spektar prikazuje kao diskretni skup prizvuka s različitim amplitudama. Spektri se mogu predstaviti u obliku spektrograma, gdje se frekvencija crta na vertikalnoj osi, vrijeme se crta na vodoravnoj osi, a amplituda je predstavljena intenzitetom boje.

Uz to, postoji oblik predstavljanja u obliku trodimenzionalnog (kumulativnog) spektra, o čemu će biti riječi u nastavku.
Da bi se konstruirali spektri naznačeni na prethodnoj slici, u stacionarnom dijelu oscilograma odabire se određeni vremenski interval i izračunava se prosječni spektar za taj interval. Što je veći ovaj segment, to je frekvencijska razlučivost točnija, ali istodobno se mogu izgubiti (izravnati) pojedinačni detalji vremenske strukture signala. Takvi stacionarni spektri imaju pojedinačne značajke karakteristične za svaki glazbeni instrument i ovise o mehanizmu stvaranja zvuka u njemu.

Na primjer, flauta koristi cijev otvorenu na oba kraja kao rezonator, te stoga sadrži sve parne i neparne harmonike u spektru. U ovom slučaju, razina (amplituda) harmonika brzo se smanjuje s učestalošću. Klarinet koristi cijev zatvorenu na jednom kraju kao rezonator, tako da spektar sadrži uglavnom neobične harmonike. Cijev u svom spektru ima mnogo visokofrekventnih harmonika. Sukladno tome, timbri svih ovih instrumenata potpuno su različiti: flauta je mekana, nježna, klarinet je dosadan, dosadan, truba je svijetla i oštra.

Stotine radova posvećeno je proučavanju utjecaja spektralnog sastava prizvuka na timbre, budući da je ovaj problem izuzetno važan kako za dizajn glazbenih instrumenata, tako i za visokokvalitetnu akustičnu opremu, posebno u vezi s razvojem Hi- Fi i vrhunska oprema, te za slušnu procjenu fonograma i druge zadatke, stojeći ispred ton majstora. Akumulirano ogromno iskustvo naših divnih zvučnih inženjera - P.K. Kondrashin, V.G. Dinova, E.V. Nikulsky, S.G. Shugal i drugi - mogli bi pružiti neprocjenjive informacije o ovom problemu (pogotovo ako o njemu pišu u svojim knjigama, ono što bi im željeli).

Budući da postoji izuzetno velika količina tih podataka i oni su često proturječni, citirat ćemo samo neke od njih.
Analiza opće strukture spektra različitih instrumenata prikazanih na slici 5 omogućuje nam da izvučemo sljedeće zaključke:
- u nedostatku ili nedostatku prizvuka, posebno u donjem registru, timbar zvuka postaje dosadan, prazan - primjer je sinusni signal generatora;
- prisutnost u spektru prvih pet do sedam harmonika s dovoljno velikom amplitudom daje timbru punoću i bogatstvo;
- slabljenje prvih harmonika i jačanje viših harmonika (od šestog i sedmog i više) daje ton

Analizom omotača amplitudskog spektra za različite glazbene instrumente omogućeno je utvrđivanje (Kuznjecov "Akustika glazbenih instrumenata"):
- glatki porast omotnice (povećanje amplituda određene skupine prizvuka) u području od 200 ... 700 Hz omogućuje dobivanje nijansi bogatstva, dubine;
- porast u rasponu od 2,5 ... 3 kHz daje letvicu, zvučnost tembra;
- porast u rasponu od 3 ... 4,5 kHz daje oštrinu tembra, penetraciju itd.

Na slici je prikazan jedan od mnogih pokušaja razvrstavanja kvaliteta tembra ovisno o spektralnom sastavu zvuka.

Brojni eksperimenti s procjenom kvalitete zvuka (i posljedično timbreu) ​​zvučnih sustava omogućili su utvrđivanje utjecaja različitih vrhova-padova u frekvencijskom odzivu na uočljivost promjene u tembru. Konkretno, prikazano je da vidljivost ovisi o amplitudi, položaju na frekvencijskoj skali i Q-faktoru vrhova-padova na ovojnici spektra (tj. O frekvencijskom odzivu). U srednjem frekvencijskom području pragovi vidljivosti vrhova, tj. Odstupanja od prosječne razine, su 2 ... 3 dB, a uočljivost promjene tembra na vrhovima veća je nego na padovima. Šupljine uske širine (manje od 1/3 oktave) uhu su gotovo nevidljive - očito se to objašnjava činjenicom da upravo takvi uski padovi uvode u frekvencijski odziv različitih izvora zvuka, a uho je naviklo na njih.

Grupiranje prizvuka u formantne skupine ima značajan utjecaj, posebno na području maksimalne osjetljivosti sluha. Budući da je mjesto područja formata ono što služi kao glavni kriterij za razlikovanje govornih zvukova, prisutnost formantnih raspona frekvencija (tj. Naglašeni prizvuci) značajno utječe na percepciju tembra glazbenih instrumenata i pjevačkog glasa: na primjer, grupa formanta u 2 ... na glas i zvukove violine. Ovaj treći formant posebno je izražen u spektrima Stradivarijevih violina.

Dakle, izjava klasične teorije da percipirani ton zvuka ovisi o njegovom spektralnom sastavu, odnosno položaju prizvuka na frekvencijskoj skali i omjeru njihovih amplituda, nesumnjivo je istinita. To potvrđuje i brojna praksa rada sa zvukom na raznim poljima. Suvremeni glazbeni programi olakšavaju to provjeru jednostavnim primjerima. Na primjer, u programu Sound Forge pomoću ugrađenog generatora možete sintetizirati varijante zvukova s ​​različitim spektralnim sastavom i slušati kako se mijenja ton njihovog zvuka.

Iz toga slijede još dva vrlo važna zaključka:
- timbar zvuka glazbe i govora mijenja se ovisno o promjeni glasnoće i o transpoziciji u visini.

Kad promijenite glasnoću, percepcija timbra se mijenja. Prvo, s povećanjem amplitude vibracija vibratora različitih glazbenih instrumenata (žice, membrane, palube itd.), U njima se počinju pojavljivati ​​nelinearni efekti, a to dovodi do obogaćivanja spektra dodatnim prizvucima. Na slici je prikazan spektar klavira pri različitim jačinama udara, gdje glavna crta označava dio spektra buke.

Drugo, s povećanjem razine glasnoće, mijenja se osjetljivost slušnog sustava na percepciju niskih i visokih frekvencija (krivulje jednake glasnoće napisane su u prethodnim člancima). Stoga, kad se glasnoća poveća (do razumne granice od 90 ... 92 dB), timbar postaje puniji, bogatiji nego kod tihih zvukova. Daljnjim povećanjem glasnoće, jaka izobličenja počinju utjecati na izvore zvuka i slušni sustav, što dovodi do pogoršanja tembra.

Pitching melodija također mijenja opaženi ton. Prvo, spektar je iscrpljen, jer neki od prizvuka spadaju u nečujni raspon iznad 15 ... 20 kHz; drugo, u području visoke frekvencije, pragovi sluha su mnogo veći, a visokofrekventni prizvuci postaju nečujni. U zvukovima niskog registra (na primjer u organu) pojačavaju se prizvuci zbog povećane osjetljivosti sluha na srednje frekvencije, pa zvukovi niskog registra zvuče sočnije od zvukova srednjeg registra, gdje nema takvog pojačanja prizvuci. Treba imati na umu da su, budući da su krivulje jednake glasnoće, kao i gubitak osjetljivosti sluha na visoke frekvencije, u velikoj mjeri individualne, tada je i promjena percepcije tembra pri promjeni glasnoće i visine tona vrlo različita za različite ljude .
Međutim, dosadašnji akumulirani eksperimentalni podaci omogućili su otkrivanje određene nepromjenjivosti (stabilnosti) timbra pod nizom uvjeta. Primjerice, kad se melodija transponira duž frekvencijske skale, naravno, mijenjaju se nijanse tembra, ali općenito je timbar instrumenta ili glasa lako prepoznatljiv: kada slušate, na primjer, saksofon ili drugi instrument kroz tranzistorski radio prijemnik, možete prepoznati njegov ton, iako je njegov spektar bio znatno iskrivljen. Kada slušate isti instrument na različitim točkama dvorane, njegov se ton također mijenja, ali temeljna svojstva timbra svojstvena ovom instrumentu ostaju.

Neke od tih proturječnosti djelomično su objašnjene u okviru klasične spektralne teorije tembra. Na primjer, pokazano je da je za očuvanje glavnih značajki tembra tijekom transpozicije (prijenos duž frekvencijske skale) od suštinske važnosti očuvanje oblika omotača amplitudskog spektra (tj. Njegove formantske strukture). Primjerice, slika pokazuje da kada su spektar prebačeni u oktavu u slučaju očuvanja strukture omotača (varijanta "a"), varijacije tembra su manje značajne nego kad se spektar prenosi uz očuvanje odnosa amplitude (varijanta "b").

To objašnjava činjenicu da se zvukovi govora (samoglasnici, suglasnici) mogu prepoznati bez obzira na visinu (učestalost osnovnog tona) koji se izgovaraju, ako se sačuva raspored njihovih formantnih područja jedno u odnosu na drugo.

Dakle, sumirajući rezultate dobivene klasičnom teorijom tembra, uzimajući u obzir rezultate posljednjih godina, možemo reći da timbar, naravno, značajno ovisi o prosječnom spektralnom sastavu zvuka: broju prizvuka, njihovom relativnom položaju na frekvencijskoj skali, na omjeru njihovih amplituda, odnosno spektralnom ovojnici oblika (AFC), ili bolje rečeno, iz spektralne raspodjele energije u frekvenciji.
Međutim, kada su prvi eksperimenti na sintetiziranju zvukova glazbenih instrumenata započeli 60-ih, pokušaji ponovnog stvaranja zvuka, posebno trube, prema poznatom sastavu njenog prosječnog spektra, pokazali su se neuspješnima - timbar je bio potpuno za razliku od zvuka limenih glazbala. Isto se odnosi i na prve pokušaje sinteze glasa. U tom je razdoblju, oslanjajući se na mogućnosti koje pružaju računalne tehnologije, započeo razvoj drugog smjera - uspostavljanja veze između percepcije tembra i vremenske strukture signala.
Prije nastavka rezultata dobivenih u ovom smjeru, mora se reći sljedeće.
Prvi. Prilično je rasprostranjeno vjerovanje da je pri radu sa audio signalima dovoljno dobiti podatke o njihovom spektralnom sastavu, jer je uvijek moguće prijeći na njihov vremenski oblik pomoću Fourierove transformacije i obrnuto. Međutim, nedvosmislen odnos između vremenskih i spektralnih prikaza signala postoji samo u linearnim sustavima, a slušni sustav je u osnovi nelinearni sustav, kako na visokoj tako i na niskoj razini signala. Stoga se obrada informacija u slušnom sustavu odvija paralelno i u spektralnom i u vremenskom području.

Razvojnici visokokvalitetne zvučne opreme neprestano se suočavaju s tim problemom, kada se izobličenja frekvencijskog odziva zvučnog sustava (odnosno neravnine spektralne ovojnice) dovedu gotovo do zvučnih pragova (neravnine od 2 dB, širina pojasa od 20 Hz ... 20 kHz itd.), a stručnjaci ili ton majstori kažu: "violina zvuči hladno" ili "glas s metalom" itd. Dakle, podaci dobiveni iz spektralnog područja nisu dovoljni za slušni sustav, već su potrebne informacije o vremenskoj strukturi. Nije iznenađujuće što su se metode mjerenja i ocjenjivanja akustičke opreme posljednjih godina značajno promijenile - pojavila se nova digitalna mjeriteljstva koja omogućuje određivanje do 30 parametara, kako u vremenu, tako i u spektralnim regijama.
Slijedom toga, slušni sustav trebao bi primati informacije o tonu glazbenog i govornog signala i iz vremenske i iz spektralne strukture signala.
Drugi. Svi gore navedeni rezultati u klasičnoj teoriji tembra (Helmholtzova teorija) temelje se na analizi stacionarnih spektara dobivenih iz stacionarnog dijela signala uz određeno usrednjavanje, ali je bitno da u praksi praktički nema stalnih stacionarnih dijelova stvarni glazbeni i govorni signali. Glazba uživo kontinuirana je dinamika, stalna promjena, a to je zbog dubokih svojstava slušnog sustava.

Studije fiziologije sluha omogućile su utvrditi da u slušnom sustavu, posebno u njegovim višim odjelima, postoje mnogi takozvani neuroni „novosti“ ili „prepoznavanja“, odnosno neuroni koji se uključuju i počinju provoditi električna pražnjenja samo ako postoje promjene u signalu (uključivanje, isključivanje, promjena razine glasnoće, tona itd.). Ako je signal stacionaran, tada ti neuroni nisu uključeni, a ograničeni broj neurona vrši kontrolu nad signalom. Ovaj je fenomen nadaleko poznat iz svakodnevnog života: ako se signal ne promijeni, onda ga često jednostavno prestane primjećivati.
Za glazbenu izvedbu svaka monotonost i postojanost su destruktivni: slušatelj isključuje neurone novosti i prestaje percipirati informacije (estetske, emocionalne, semantičke itd.), Stoga u izvedbi uživo uvijek postoji dinamika (glazbenici i pjevači široko koriste razne signale modulacije - vibrato, tremolo itd.).

Uz to, svaki glazbeni instrument, uključujući i glas, ima poseban sustav proizvodnje zvuka koji diktira vlastitu vremensku strukturu signala i njegovu dinamiku promjene. Usporedba vremenske strukture zvuka pokazuje temeljne razlike: osobito se trajanja sva tri dijela - napad, stacionarni dio i raspad - razlikuju u trajanju i obliku za sve instrumente. Udaraljke imaju vrlo kratak stacionarni dio, vrijeme napada je 0,5 ... 3 ms, a vrijeme raspadanja 0,2 ... 1 s; za pognute, vrijeme napada je 30 ... 120 ms, vrijeme raspadanja 0,15 ... 0,5 s; za organ je napad 50 ... 1000 ms, a raspad 0,2 ... 2 s. Uz to, oblik vremenske ovojnice bitno se razlikuje.
Eksperimenti su pokazali da ako uklonite dio vremenske strukture koji odgovara zvučnom napadu ili preokrenete napad i raspad (igrate u suprotnom smjeru) ili zamijenite napad s jednog instrumenta napadom iz drugog, tada postaje gotovo nemoguće prepoznati ton ovog instrumenta. Slijedom toga, za prepoznavanje tembra nisu vitalni samo stacionarni dio (čiji je prosječni spektar osnova klasične teorije tembra), već i razdoblje formiranja vremenske strukture, kao i razdoblje propadanja (propadanja) elementi.

Zapravo, kad slušate u bilo kojoj sobi, prvi odraz dolazi u slušni sustav nakon napada i početni dio stacionarnog dijela već se čuo. Istodobno, postupak odjekivanja sobe prekriva se raspadom zvuka s instrumenta, što značajno maskira zvuk i, naravno, dovodi do modifikacije percepcije njegovog tembra. Sluh ima određenu inerciju, a kratki zvukovi doživljavaju se kao klikovi. Stoga trajanje zvuka mora biti veće od 60 ms da bi se moglo prepoznati visinu tona i, u skladu s tim, ton. Očito bi konstante trebale biti blizu.
Ipak, vrijeme između početka dolaska izravnog zvuka i trenutaka dolaska prvih odraza pokazalo se dovoljnim za prepoznavanje tona zvuka pojedinog instrumenta - očito, ova okolnost određuje nepromjenjivost (stabilnost) prepoznavanja timbra različitih instrumenata u različitim uvjetima slušanja. Suvremene računalne tehnologije omogućuju dovoljno detaljnu analizu procesa uspostavljanja zvuka u različitim instrumentima te isticanje najznačajnijih akustičnih značajki koje su najvažnije za određivanje tembra.

Struktura stacionarnog (prosječnog) spektra značajno utječe na percepciju tembra glazbenog instrumenta ili glasa: sastav prizvuka, njihov položaj na frekvencijskoj skali, njihovi omjeri frekvencija, raspodjela amplituda i oblik omotača spektra, prisutnost i oblik formantnih područja, itd. u potpunosti potvrđuje odredbe klasične teorije timbra izložene u Helmholtzovim radovima.
Međutim, eksperimentalni podaci dobiveni tijekom proteklih desetljeća pokazali su da nestacionarna promjena strukture zvuka i, shodno tome, procesa odvijanja u vremenu njegovog spektra, prije svega, u početnoj fazi napada zvuka.

Proces promjene spektra u vremenu može se posebno jasno "vidjeti" uz pomoć spektrograma ili trodimenzionalnih spektara (mogu se graditi pomoću većine glazbenih urednika Sound Forge, SpectroLab, Wave Lab itd.). Njihova analiza zvukova različitih instrumenata omogućuje otkrivanje karakterističnih karakteristika procesa "odvijanja" spektra. Na primjer, slika prikazuje trodimenzionalni spektar zvuka zvona, gdje je frekvencija u Hz nacrtana duž jedne osi, a vrijeme u sekundama na drugoj; na trećem, amplituda u dB. Grafikon jasno pokazuje kako se događa proces uspona, slijeganja i pada u vremenu spektralne ovojnice.

Usporedba napada tona C4 za različite drvene instrumente pokazuje da postupak uspostavljanja vibracija za svaki instrument ima svoj poseban karakter:

Klarinetom dominiraju neparni harmoniki 1/3/5, a treći se harmonik pojavljuje u spektru 30 ms kasnije od prvog, zatim se viši harmoniki postupno "nižu";
- u oboi uspostavljanje oscilacija započinje drugim i trećim harmonikom, zatim se pojavljuje četvrti, a tek nakon 8 ms počinje se pojavljivati ​​prvi harmonik;
- prvi se harmonik pojavi na flauti, a tek nakon 80 ms, svi ostali postupno ulaze.

Slika prikazuje postupak uspostavljanja vibracija za grupu limenih glazbala: trubu, trombon, francuski rog i tubu.

Razlike su jasno vidljive:
- truba ima kompaktan izgled skupine viših harmonika, trombon ima prvi harmonik, zatim prvi, a nakon 10 ms drugi i treći. Koncentracija energije u prva tri harmonika vidljiva je u tubi i francuskom rogu, viših harmonika praktički nema.

Analiza dobivenih rezultata pokazuje da proces zvučnog napada značajno ovisi o fizičkoj prirodi proizvodnje zvuka na određenom instrumentu:
- od korištenja jastučića za uši ili trske koji se, pak, dijele na jednostruke ili dvostruke;
- od raznih oblika cijevi (ravnih uskotračnih ili stožastih širokog profila) itd.

To određuje broj harmonika, vrijeme njihovog pojavljivanja, brzinu poravnanja njihove amplitude i, u skladu s tim, oblik omotača vremenske strukture zvuka. Neki instrumenti, poput flaute

Omotnica tijekom razdoblja napada ima glatki eksponencijalni karakter, a kod nekih su, primjerice, fagota, otkucaji jasno vidljivi, što je jedan od razloga značajnih razlika u njihovom tembru.

Tijekom napada, viši harmoniki su ponekad ispred osnovnih, pa se mogu pojaviti fluktuacije tona; periodičnost, a time i visina ukupnog tona, postupno se poravnavaju. Ponekad su ove promjene periodičnosti kvazi slučajne. Svi ovi znakovi pomažu slušnom sustavu da "prepozna" ton određenog instrumenta u početnom trenutku zvučenja.

Za procjenu tembra zvuka važan je ne samo trenutak njegovog prepoznavanja (tj. Sposobnost razlikovanja jednog instrumenta od drugog), već i sposobnost procjene promjene u tembru tijekom izvedbe. Ovdje dinamika promjena spektralne ovojnice u vremenu igra važnu ulogu u svim fazama sondiranja: napad, stacionarni dio, raspad.
Priroda ponašanja svakog prizvuka u vremenu također nosi najvažnije informacije o tembru. Primjerice, u sondiranju zvona, dinamika promjene je posebno jasno vidljiva, kako u sastavu spektra, tako i u prirodi promjene vremena amplituda pojedinih prizvuka: ako je u prvom trenutku nakon udara , u spektru je jasno vidljivo nekoliko desetaka spektralnih komponenata, što stvara bučnu prirodu timbra, a nakon nekoliko sekundi u spektru ostaje nekoliko glavnih prizvuka (glavni ton, oktava, duodecima i manji treći u dvije oktave), ostatak se raspada, a to stvara poseban tonski zvučni ton.

Primjer promjene amplituda glavnih prizvuka u vremenu za zvono prikazan je na slici. Vidljivo je da ga karakteriziraju kratki napad i dugo razdoblje propadanja, dok se brzina dolaska i propadanja prizvuka različitih redoslijeda i priroda promjene njihovih amplituda tijekom vremena znatno razlikuju. Ponašanje različitih prizvuka u vremenu ovisi o vrsti instrumenta: u zvuku velikog klavira, orgulja, gitare itd. Postupak promjene amplituda prizvuka ima potpuno drugačiji karakter.

Iskustvo pokazuje da aditivna računalna sinteza zvukova, uzimajući u obzir specifičnosti raspoređivanja pojedinih prizvuka na vrijeme, omogućuje dobivanje puno „vitalnijeg” zvuka.

Pitanje dinamike promjene čiji prizvuk donosi informacije o tembru povezano je s postojanjem kritičnih opsega sluha. Bazilarna membrana u pužnici djeluje kao linija propusnih filtara, čija širina pojasa ovisi o frekvenciji: iznad 500 Hz to je oko 1/3 oktave, ispod 500 Hz oko 100 Hz. Propusnost ovih zvučnih filtara naziva se "kritična širina pojasa" (postoji posebna mjerna jedinica od 1 barc, što je jednako širini pojasa u cijelom zvučnom frekvencijskom opsegu).
Unutar kritičnog pojasa sluh integrira primljene zvučne informacije, koje također igraju važnu ulogu u procesima slušnog maskiranja. Ako analiziramo signale na izlazu zvučnih filtara, možemo vidjeti da prvih pet do sedam harmonika u zvučnom spektru bilo kojeg instrumenta obično pada u vlastiti kritični opseg, jer su u takvim slučajevima dovoljno udaljeni jedni od drugih kažu da se harmonike "odvijaju" slušnim sustavom. Ispuštanja neurona na izlazu takvih filtara sinkroniziraju se s razdobljem svakog harmonika.

Harmoni iznad sedme obično su dovoljno blizu jedan drugome na frekvencijskoj skali, a nekoliko harmonika zvučni sustav ne "raspoređuje" unutar jednog kritičnog pojasa, a složeni signal dobiva se na izlazu zvučnih filtara. Ispuštanja neurona u ovom su slučaju sinkronizirana s frekvencijom ovojnice, t.j. glavni ton.

Sukladno tome, mehanizam obrade informacija pomoću zvučnog sustava za raspoređene i nerazmještene harmonike u prvom je slučaju nešto drugačiji, informacije se koriste "na vrijeme", u drugom "na mjestu".

Prvih petnaest do osamnaest harmonika igraju bitnu ulogu u prepoznavanju visine tona, kao što je prikazano u prethodnim člancima. Eksperimenti uz pomoć računalne aditivne sinteze zvukova pokazuju da ponašanje ovih određenih harmonika također ima najznačajniji učinak na promjenu tembra.
Stoga je u brojnim studijama predloženo da se dimenzija tembra smatra jednakom petnaest do osamnaest, a procjena njegove promjene prema ovom broju ljestvica jedna je od temeljnih razlika između timbra i takvih karakteristika slušne percepcije kao visina tona ili glasnoća, koja se može prilagoditi s dva ili tri parametra (na primjer, glasnoća), ovisno uglavnom o intenzitetu, frekvenciji i trajanju signala.

Poznato je da ako u spektru signala ima dovoljno harmonika s brojevima od 7. do 15. ... 18., s dovoljno velikim amplitudama, na primjer za trubu, violinu, trsne cijevi organa, itd., Tada timbar se doživljava kao svijetao, zvučan, oštar itd. Ako spektar sadrži uglavnom niže harmonike, na primjer za tubu, francuski rog, trombon, tada je timbar okarakteriziran kao taman, dosadan itd. Klarinet, u kojem su neparni harmoniki dominira u spektru, ima pomalo "nazalni" ton, itd.
U skladu s modernim pogledima, najvažnija uloga za percepciju tembra je promjena u dinamici raspodjele maksimalne energije između prizvuka spektra.

Da bi se procijenio ovaj parametar, uveden je koncept "centroid spektra", koji je definiran kao središnja točka raspodjele spektralne energije zvuka, a ponekad se definira i kao "točka ravnoteže" spektra. Način da se to utvrdi je da se izračunava vrijednost određene prosječne frekvencije:

Gdje je Ai amplituda komponenata spektra, fi je njihova frekvencija.
Za primjer prikazan na slici, ova vrijednost težišta je 200 Hz.

F = (8 x 100 + 6 x 200 + 4 x 300 + 2 x 400) / (8 + 6 + 4 + 2) = 200.

Pomak centroida prema visokim frekvencijama osjeća se kao povećanje svjetline tembra.
Značajan utjecaj raspodjele spektralne energije u frekvencijskom rasponu i njezina promjena u vremenu na percepciju tembra vjerojatno je povezan s iskustvom prepoznavanja govornih zvukova po formantnim značajkama, koje nose informacije o koncentraciji energije u različitim regijama spektra (međutim, nije poznato što je bilo primarno).
Ova sposobnost sluha bitna je pri procjeni ritma glazbenih instrumenata, jer je prisutnost formantnih područja tipična za većinu glazbenih instrumenata, na primjer, violine u regijama od 800 ... 1000 Hz i 2800 ... 4000 Hz, 1400 .. . 2000 Hz za klarinete itd.
Sukladno tome, njihov položaj i dinamika promjena tijekom vremena utječu na percepciju pojedinačnih karakteristika timbra.
Poznato je kakav značajan utjecaj ima prisutnost visokog pjevačkog formanta na percepciju tembra raspjevanog glasa (u rasponu od 2100 ... 2500 Hz za basove, 2500 ... 2800 Hz za tenore, 3000 ... 3500 Hz za soprane ). Na ovom području operni pjevači koncentriraju do 30% akustične energije, što osigurava zvučnost i let glasa. Uklanjanje pjevačkog formanta sa snimaka različitih glasova uz pomoć filtara (ti su eksperimenti provedeni u istraživanju prof. VP Morozova) pokazuje da timbar glasa postaje tup, tup i trom.

Promjena tona pri promjeni glasnoće izvedbe i transpozicije u visini također je popraćena pomakom težišta zbog promjene broja prizvuka.
Primjer promjene položaja težišta za zvukove violine različitih visina prikazan je na slici (apscisa pokazuje frekvenciju težišta u spektru).
Studije su pokazale da mnogi glazbeni instrumenti imaju gotovo monoton odnos između povećanja intenziteta (glasnoće) i pomicanja težišta prema visokofrekventnom području, zbog čega timbar postaje svjetliji.

Očito, prilikom sintetiziranja zvukova i stvaranja različitih računalnih skladbi treba uzeti u obzir dinamički odnos između intenziteta i položaja težišta u spektru kako bi se dobio prirodniji ton.
Konačno, razlika u percepciji timbra stvarnih zvukova i zvukova s ​​"virtualnim tonom", t.j. zvukovi, visinu kojih mozak "dovršava" prema nekoliko cjelobrojnih prizvuka spektra (to je tipično, na primjer, za zvukove zvona), mogu se objasniti sa stajališta položaja težišta spektra. Budući da ti zvukovi imaju vrijednost frekvencije glavnog tona, t.j. visina tona može biti ista, a položaj težišta različit je zbog različitog sastava prizvuka, pa će se, shodno tome, timbar doživljavati drugačije.
Zanimljivo je primijetiti da je prije više od deset godina predložen novi parametar za mjerenje akustičke opreme, naime trodimenzionalni spektar raspodjele energije u frekvenciji i vremenu, takozvana Wignerova raspodjela, koja se prilično aktivno koristi raznih tvrtki za procjenu opreme, jer vam, kako pokazuje iskustvo, omogućuje najbolje prilagođavanje kvaliteti zvuka. Uzimajući u obzir gore navedeno svojstvo slušnog sustava da koristi dinamiku promjena energetskih karakteristika zvučnog signala za određivanje tembra, može se pretpostaviti da ovaj parametar Wignerove distribucije može biti koristan i za ocjenu glazbenih instrumenata.

Procjena timbra različitih instrumenata uvijek je subjektivna, ali ako je prilikom procjene visine i glasnoće moguće na temelju subjektivnih procjena rasporediti zvukove na određenoj ljestvici (pa čak i uvesti posebne mjerne jedinice "spavanje" "za glasnoću i" kreda "za visinu tona), tada je procjena tembra značajniji teži zadatak. Obično se za subjektivnu ocjenu tembra slušateljima predstavljaju parovi zvukova koji su jednaki po visini i glasnoći, a od njih se traži da rasporede te zvukove na različitim ljestvicama između različitih suprotstavljenih opisnih obilježja: "svijetlo" / "tamno", "glasno" / "dosadno" itd. ... (Svakako ćemo razgovarati o izboru različitih pojmova za opisivanje timbrea i preporukama međunarodnih standarda po ovom pitanju).
Značajan utjecaj na određivanje takvih parametara zvuka kao što su visina, ton, itd. Vrše vremensko ponašanje prvih pet ili sedam harmonika, kao i niza "nerazmještenih" harmonika do 15. stoljeća. .. 17..
Međutim, kao što je poznato iz općih zakona psihologije, kratkoročna memorija osobe može istodobno raditi na najviše sedam ili osam simbola. Stoga je očito da se u prepoznavanju i procjeni tembra koristi najviše sedam osam bitnih značajki.
Pokušaji uspostavljanja ovih znakova sistematiziranjem i usrednjavanjem rezultata pokusa, pronalaženjem generaliziranih ljestvica pomoću kojih bi se mogli prepoznati zvukovi zvukova različitih instrumenata, povezivanjem tih ljestvica s raznim vremensko-spektralnim karakteristikama zvuka, rade se već dugo vrijeme.

Jedno od najpoznatijih je djelo Greya (1977), gdje je napravljena statistička usporedba procjena različitih karakteristika timbra zvukova različitih instrumenata žica, drveta, udaraljki itd. Zvukovi su sintetizirani na računalu , što je omogućilo promjenu njihovih vremenskih i spektralnih pravaca u traženim smjerovima. Klasifikacija karakteristika tembra provedena je u trodimenzionalnom (pravokutnom) prostoru, gdje su za ljestvice na kojima je izvršena usporedna procjena stupnja sličnosti značajki tembra (u rasponu od 1 do 30) odabrane sljedeće:

Prva skala je vrijednost centroida amplitudskog spektra (skala pokazuje pomak centroida, tj. Maksimum spektralne energije od niskih do visokih harmonika);
- druga je sinkronicitet spektralnih fluktuacija, tj. stupanj sinkronosti uvođenja i razvoja pojedinih prizvuka spektra;
- treće - stupanj prisutnosti neharmonične neharmonične visokofrekventne energije buke tijekom razdoblja napada.

Obrada rezultata dobivenih pomoću posebnog softverskog paketa za klaster analizu omogućila je otkrivanje mogućnosti prilično jasne klasifikacije instrumenata po tembru u predloženom trodimenzionalnom prostoru.

Pokušaj vizualizacije razlike u tembru zvukova glazbenih instrumenata u skladu s dinamikom promjena u njihovom spektru tijekom razdoblja napada poduzet je u radu Pollarda (1982), rezultati su prikazani na slici.

Trodimenzionalni tonski prostor

Aktivno se nastavlja potraga za metodama višedimenzionalnog skaliranja timbra i uspostavljanje njihovih veza sa spektralno-vremenskim karakteristikama zvukova. Ovi su rezultati izuzetno važni za razvoj računalnih tehnologija sinteze zvuka, za stvaranje različitih elektroničkih glazbenih skladbi, za korekciju i obradu zvuka u zvučnoj tehnici itd.

Zanimljivo je primijetiti da je početkom stoljeća veliki skladatelj dvadesetog stoljeća Arnold Schoenberg izrazio ideju da "... ako smolu smatramo jednom od dimenzija tembra, a moderna glazba temelji se na varijacijama ove dimenzije, zašto onda ne bismo pokušali koristiti druge dimenzije timbra za stvaranje skladbi ". Ta se ideja trenutno provodi u radu skladatelja koji stvaraju spektralnu (elektroakustičnu) glazbu. Zbog toga je zanimanje za probleme percepcije timbra i njegovih veza s objektivnim karakteristikama zvuka toliko veliko.

Dakle, dobiveni rezultati pokazuju da ako je u prvom razdoblju proučavanja percepcije tembra (na temelju klasične Helmholtzove teorije) uspostavljena jasna veza između promjene tembra i promjene spektralnog sastava stacionarnog dijela zvuk (sastav prizvuka, omjer njihovih frekvencija i amplituda itd.), onda je drugo razdoblje ovih studija (s početka 60-ih) omogućilo utvrđivanje temeljne važnosti spektralno-vremenskih karakteristika.

Ovo je promjena u strukturi vremenske ovojnice u svim fazama razvoja zvuka: napad (što je posebno važno za prepoznavanje timbra različitih izvora), stacionarni dio i raspad. Ovo je dinamička promjena u vremenu spektralne ovojnice, uklj. pomak centroida spektra, tj. pomak maksimuma spektralne energije u vremenu, kao i vremenski razvoj amplituda spektralnih komponenata, posebno prvih pet do sedam "rasklopljenih" harmonika spektra.

Trenutno je započelo treće razdoblje proučavanja problema s timbrom, istraživački centar krenuo je prema proučavanju utjecaja faznog spektra, kao i korištenju psihofizičkih kriterija u prepoznavanju timbra koji leže u osnovi općeg mehanizma prepoznavanja zvučne slike (grupiranje) u struje, procjenjujući sinkronost itd.).

Timbar i fazni spektar

Svi gore navedeni rezultati uspostavljanja odnosa između opaženog tembra i akustičnih karakteristika signala bili su povezani s amplitudskim spektrom, točnije s vremenskom promjenom spektralne ovojnice (prvenstveno pomicanjem energetskog središta amplitudnog spektra). centroid) i vrijeme odvijanja pojedinih prizvuka.

U tom je smjeru obavljen najveći rad i postignuti su mnogi zanimljivi rezultati. Kao što je već napomenuto, gotovo je stotinu godina u psihoakustici prevladavalo Helmholtzovo mišljenje da je naš slušni sustav neosjetljiv na promjene u faznim odnosima između pojedinih prizvuka. Međutim, postupno se skupljaju eksperimentalni podaci da je slušni aparat osjetljiv na fazne promjene između različitih komponenata signala (radovi Schroeder, Hartmann, itd.).

Konkretno, utvrđeno je da je slušni prag do faznog pomaka dvo- i trokomponentnih signala na niskoj i srednjoj frekvenciji 10 ... 15 stupnjeva.

To je dovelo do razvoja niza linearnih faznih zvučnika u 1980-ima. Kao što je poznato iz opće teorije sustava, za neiskrivljeni prijenos signala potrebno je promatrati konstantnost modula prijenosne funkcije, t.j. frekvencijski odziv (omotač amplitudskog spektra), i linearna ovisnost faznog spektra o frekvenciji, tj. φ (ω) = -ωT.

Zapravo, ako amplitudni omotač spektra ostane konstantan, tada, kao što je gore spomenuto, ne bi trebalo doći do izobličenja audio signala. Pokazalo se da su zahtjevi za održavanje fazne linearnosti u cijelom frekvencijskom opsegu, kako je pokazalo Blauertovo istraživanje, pretjerani. Utvrđeno je da sluh prvenstveno reagira na brzinu promjene faze (tj. Njegov derivat frekvencije), koja se naziva " vrijeme odgode grupe ": τ = dφ (ω) / dω.

Kao rezultat brojnih subjektivnih ispitivanja, građeni su pragovi čujnosti GDT izobličenja (tj. Odstupanje Δτ od njegove konstantne vrijednosti) za različite govorne, glazbene i šumne signale. Ti slušni pragovi ovise o frekvenciji, a u području maksimalne osjetljivosti sluha su 1 ... 1,5 ms. Stoga se posljednjih godina, prilikom stvaranja akustične Hi-Fi opreme, vode uglavnom spomenutim slušnim pragovima za iskrivljenje grupnog kašnjenja.

Tip valnog oblika pri različitim faznim omjerima prizvuka; crvena - svi prizvuci imaju iste početne faze, plava - faze su nasumično raspoređene.

Dakle, ako fazni odnosi imaju zvučni učinak na otkrivanje visine tona, tada se može očekivati ​​da će imati značajan utjecaj i na prepoznavanje tembra.

Za eksperimente odabrani su zvukovi s osnovnim tonom od 27,5 i 55 Hz i sa stotinu prizvuka, s ujednačenim omjerom amplitude tipičnim za zvukove klavira. Istodobno su istraženi tonovi sa strogo skladnim prizvucima, te s određenom neharmoničnošću karakterističnom za zvukove klavira, koja nastaje zbog konačne krutosti gudača, njihove nehomogenosti, prisutnosti uzdužnih i torzijskih vibracija itd.

Zvuk koji se proučava sintetiziran je kao zbroj njegovih prizvuka: X (t) = ΣA (n) sin
Za slušne eksperimente odabrani su sljedeći omjeri početnih faza za sve prizvuke:
- A - sinusoidna faza, početna faza uzeta je jednaka nuli za sve prizvuke φ (n, 0) = 0;
- B - alternativna faza (sinusoidna za parnu i kosinus za neparnu), početna faza φ (n, 0) = π / 4 [(- 1) n + 1];
- S - slučajna raspodjela faza; početne su se faze u ovom slučaju slučajno mijenjale u rasponu od 0 do 2π.

U prvoj seriji pokusa svih je sto prizvuka imalo iste amplitude, samo su se njihove faze razlikovale (osnovni ton 55 Hz). Istodobno, zvučni timbri pokazali su se različitim:
- u prvom se slučaju (A) čula izrazita periodičnost;
- u drugom (B) je timbar bio svjetliji i začuo se drugi ton za jednu oktavu viši od prvog (iako visina tona nije bila čista);
- u trećem (C) - pokazalo se da je timbar ujednačeniji.

Treba imati na umu da se druga visina zvuka čula samo sa slušalicama, dok su se tijekom slušanja preko zvučnika sva tri signala razlikovala samo u tembru (pogođena je odjek).

Ova pojava - promjena visine tona kad se promijeni faza nekih komponenata spektra - može se objasniti činjenicom da se analitički predstavljajući Fourierovu transformaciju signala tipa B može prikazati kao zbroj dviju kombinacija prizvuka : sto prizvuka s fazom tipa A i pedeset prizvuka s fazom koja se razlikuje za 3π / 4, a amplituda je veća u √2. Uho ovoj skupini prizvuka dodjeljuje zasebnu visinu tona. Uz to, kada se kreće od omjera faza A prema fazama tipa B, težište spektra (maksimum energije) pomiče se prema višim frekvencijama, pa se timbar čini svjetlijim.

Slični eksperimenti s faznim pomakom pojedinih skupina prizvuka također dovode do pojave dodatnog (manje jasnog) virtualnog tona. Ovo svojstvo sluha nastaje zbog činjenice da uho uspoređuje zvuk s određenim uzorkom glazbenog tona koji mu je dostupan, a ako neki harmoniki ispadnu iz serije tipične za ovaj uzorak, tada ih sluh odabire i dodjeljuje odvojena visina tona.

Dakle, rezultati studija Galemba, Askenfelda i drugih pokazali su da se fazne promjene u omjerima pojedinih prizvuka sasvim jasno čuju kao promjene u tembru, au nekim slučajevima i u visini tona.

To je posebno vidljivo kod slušanja stvarnih glazbenih klavirskih tonova, u kojima se amplitude prizvuka smanjuju s povećanjem njihovog broja, postoji poseban oblik omotača spektra (struktura formanata) i jasno izražena neharmoničnost spektra ( tj. frekventni pomak pojedinih prizvuka u odnosu na harmonijski niz).

U vremenskoj domeni prisutnost disharmonije dovodi do disperzije, to jest, visokofrekventne komponente šire se duž žice većom brzinom od niskofrekventnih, a valni oblik signala se mijenja. Prisutnost lagane disharmonije u zvuku (0,35%) dodaje zvuku toplinu, vitalnost zvuku, međutim, ako ta disharmonija postane velika, u zvuku se čuju otkucaji i druga izobličenja.

Neharmoničnost također dovodi do činjenice da ako su u početnom trenutku faze prizvuka bile u determinističkim odnosima, tada u njegovoj prisutnosti fazni odnosi postaju slučajni s vremenom, vršna struktura valnog oblika se izravnava, a timbar postaje ujednačeniji - to ovisi o stupnju neharmoničnosti. Prema tome, trenutno mjerenje pravilnosti faznog odnosa između susjednih prizvuka može poslužiti kao pokazatelj tembra.

Dakle, učinak miješanja faza uslijed neharmoničnosti očituje se u maloj promjeni percepcije visine i tembra. Treba imati na umu da su ovi efekti zvučni kad se sluša blizu palube (u položaju pijanista) i blizu mikrofona, s tim da se slušni efekti razlikuju kada se slušaju sa slušalicama i zvučnicima. U okruženju koje odjekuje, složeni zvuk s visokim vršnim faktorom (što odgovara visokom stupnju regularizacije faznih odnosa) ukazuje na blizinu izvora zvuka, jer kako udaljenost od njega fazni odnosi postaju slučajniji zbog refleksija u soba. Ovaj efekt može uzrokovati različitu percepciju zvuka od strane pijanista i slušatelja, kao i različit ton zvuka koji snima mikrofon na palubi i kod slušatelja. Što su bliže, to je veća regularizacija faza između prizvuka i što je visina jasnija, to je daljnji, ujednačeniji ton i manje jasan ton.

Procjena utjecaja faznih odnosa na percepciju tembra glazbenog zvuka sada se aktivno proučava u raznim centrima (na primjer, na IRKAM-u), a novi rezultati mogu se očekivati ​​u bliskoj budućnosti.

Timbar i opći principi prepoznavanja slušnih obrazaca

Timbre je identifikator fizičkog mehanizma stvaranja zvuka prema brojnim značajkama, omogućuje vam istaknuti izvor zvuka (instrument ili skupinu instrumenata) i odrediti njegovu fizičku prirodu.

To odražava općenita načela prepoznavanja slušnih slika koja se, prema modernoj psihoakustici, temelje na načelima gestalt psihologije (geschtalt, njemački - "slika"), koja tvrdi da za razdvajanje i prepoznavanje različitih zvučnih informacija koje dolaze do slušni sustav iz različitih izvora istovremeno (sviranje orkestra, razgovor mnogih sugovornika itd.) slušni sustav (kao i vizualni) koristi neka opća načela:

- segregacija- podjela na audio tokove, tj. subjektivni odabir određene skupine izvora zvuka, na primjer, uz glazbenu polifoniju, uho može pratiti razvoj melodije u pojedinim instrumentima;
- sličnost- zvukovi slični u tembru grupirani su zajedno i pripisani jednom izvoru, na primjer, govorni zvukovi bliske visine glavnog tona i sličan timbar definirani su kao da pripadaju istom sugovorniku;
- kontinuitet- slušni sustav može interpolirati zvuk iz jednog toka kroz masker, na primjer, ako je kratki komadić buke umetnut u govorni ili glazbeni tok, slušni sustav ga možda neće primijetiti, zvučni će se tok i dalje doživljavati kao stalan;
- "zajednička sudbina"- zvukovi koji se pokreću i zaustavljaju, kao i sinkrono mijenjanje amplitude ili frekvencije unutar određenih granica, pripisuju se jednom izvoru.

Dakle, mozak grupira primljene informacije o zvuku i sekvencijalno, određujući vremensku raspodjelu zvučnih komponenata unutar jednog zvučnog toka, i paralelno, ističući frekvencijske komponente koje su prisutne i istodobno se mijenjaju. Uz to, mozak stalno uspoređuje primljene zvučne informacije sa zvučnim slikama "zabilježenim" u procesu učenja u memoriji. Uspoređujući primljene kombinacije zvučnih tokova s ​​dostupnim slikama, ili ih lako prepozna ako se podudaraju s tim slikama, ili im, u slučaju nepotpunih podudaranja, dodijeli neka posebna svojstva (na primjer, virtualni tonalitet, kao u zvuku zvona).

U svim tim procesima prepoznavanje timbra igra temeljnu ulogu, budući da je timbre mehanizam kojim se značajke koje određuju kvalitetu zvuka izvlače iz fizičkih svojstava: bilježe se u memoriju, uspoređuju s onima koje su već snimljene i zatim identificiraju u određenim područjima moždane kore.

Slušna područja mozga

Timbre- višedimenzionalni osjećaj, ovisno o mnogim fizičkim karakteristikama signala i okolnom prostoru. Izvršen je rad na skaliranju tembra u metričkom prostoru (ljestvice su različite spektralno-vremenske karakteristike signala, vidi drugi dio članka u prethodnom broju).

Međutim, posljednjih godina postoji shvaćanje da klasifikacija zvukova u subjektivno percipiranom prostoru ne odgovara uobičajenom pravokutnom metričkom prostoru, postoji klasifikacija prema "potprostorima" povezanim s gore navedenim principima, koji nisu ni metrički ni pravokutni.

Dijeleći zvukove u ove podprostore, slušni sustav određuje "kvalitetu zvuka", odnosno ton, i odlučuje kojoj kategoriji su ti zvukovi dodijeljeni. Međutim, valja napomenuti da je cjelokupni podskupina u subjektivno percipiranom zvukovnom svijetu izgrađena na temelju informacija o dva parametra zvuka iz vanjskog svijeta - intenzitetu i vremenu, a učestalost je određena vremenom dolaska iste vrijednosti intenziteta. Činjenica da sluh razdvaja primljene zvučne informacije odjednom u nekoliko subjektivnih podprostora povećava vjerojatnost da ih se može prepoznati u nekima od njih. Trenutno su usmjereni napori znanstvenika na dodjeli ovih subjektivnih podsprostora, u kojima se javlja prepoznavanje timbra i drugih znakova signala.

Zaključak

Sumirajući neke rezultate, možemo reći da su glavne fizikalne karakteristike kojima se određuje timbar instrumenta i njegova vremenska promjena:
- poravnanje amplituda prizvuka tijekom razdoblja napada;
- promjena u faznim odnosima između prizvuka s determinističkih na slučajne (posebno zbog neharmoničnosti prizvuka stvarnih instrumenata);
- promjena oblika spektralne ovojnice u vremenu tijekom svih razdoblja razvoja zvuka: napad, stacionarni dio i raspad;
- prisutnost nepravilnosti u spektralnom omotaču i položaj spektralnog centroida (maks

Spektralna energija, koja je povezana s percepcijom formanata) i njihova promjena u vremenu;

Opći prikaz spektralnih ovojnica i njihova promjena u vremenu

Prisutnost modulacija - amplitude (tremolo) i frekvencije (vibrato);
- promjena oblika spektralne ovojnice i prirode njezine promjene u vremenu;
- promjena intenziteta (glasnoće) zvuka, tj. priroda nelinearnosti izvora zvuka;
- prisutnost dodatnih znakova identifikacije instrumenta, na primjer, karakteristična buka pramca, zveckanje ventila, škripa vijaka na klaviru itd.

Naravno, sve to ne iscrpljuje popis fizičkih značajki signala koji određuju njegov ton.
Pretrage u ovom smjeru se nastavljaju.
Međutim, prilikom sinteze glazbenih zvukova moraju se uzeti u obzir svi atributi kako bi se stvorio realan zvuk.

Verbalni (verbalni) opis tembra

Ako postoje odgovarajuće mjerne jedinice za procjenu visine zvuka: psihofizičke (kreda), glazbene (oktave, tonovi, polutonovi, centi); postoje jedinice za glasnoću (zvukovi, pozadine), tada se takve ljestvice ne mogu konstruirati za timbre, jer je ovaj koncept višedimenzionalan. Stoga se, uz gore opisane potrage za korelacijom percepcije timbra s objektivnim parametrima zvuka, za karakterizaciju timbra glazbenih instrumenata koriste verbalni opisi odabrani prema suprotnim znakovima: svijetao - dosadan, oštar - mekan itd.

U znanstvenoj literaturi postoji velik broj koncepata povezanih s procjenom zvučnih tonusa. Na primjer, analiza pojmova prihvaćenih u modernoj tehničkoj literaturi omogućila je identificiranje pojmova koji se najčešće susreću prikazani u tablici. Pokušali su se identificirati najznačajniji među njima, a timbar skalirati prema suprotnim znakovima, kao i povezati verbalni opis timbra s nekim akustičkim parametrima.

Glavni subjektivni pojmovi za opisivanje tembra koji se koristi u suvremenoj međunarodnoj tehničkoj literaturi (statistička analiza 30 knjiga i časopisa).

Kiselo - kiselo
snažan - ojačan
prigušen - prigušen
priseban - priseban (razborit)
starinski - starinski
frosty - leden
kašasto - porozna
mekan - mekan
lučno - konveksno
pun - pun
tajanstven - tajanstven
svečan - svečan
artikuliran - čitljiv
nejasno - krzneno
nazalni - nazalni
solidan - solidan
strog - ozbiljan
mršav - mršav
uredan - uredan
mračan - mračan
ugriz, grizenje - grizenje
nježan - nježan
neutralan - neutralan
zvučan - zvučan
bljutav - bljutav
ghostlike - sablasno
plemenit - plemenit
čelično - čelik
treštati - rikati
staklast - staklo
nondescript - nedopisan
napregnuto - napeto
blejanje - blejanje
blistav - sjajan
nostalgičan - nostalgičan
strident - škripav
disanje - disanje
tmuran - tužan
zloslutno - zlokobno
strog - ograničen
svijetle - svijetle
zrnat - zrnat
običan - običan
jak - jak
briljantno - sjajno
ribanje - škripav
blijeda - blijeda
zagušljiv - zagušljiv
krhka - pokretna
grob - ozbiljan
strastven - strastven
pokoren - pokoren
zujati - zujati
growly - gunđanje prodorno - prodorno
sultry - sparan
miran - miran
teško - teško
piercing - piercing
slatko - slatko
nošenje - let
grub - grub
stegnut - ograničen
tangy - zamršen
centrirano - koncentrirano
opsjedati - opsjedati
spokojan - spokojan
tart - kiselo
klangoran - zvonjava
maglovito - nejasno
tužitelj - tužitelj
kidanje - mahnito
jasno, jasnoća - jasno
srdačan - iskren
težak - težak
nježno - nježno
oblačno - maglovito
težak - težak
moćan - moćan
napet - napet
gruba - gruba
junački - junački
istaknut - izvanredan
debeo - debeo
hladno - hladno
promukao - promukao
oštar - oštar
tanka - tanka
šareni - šareni
šuplje - prazno
čist - čist
prijeteći - prijeteći
bezbojan - bezbojan
trubljenje - trubljenje (sirena za automobil)
blistav - sjajan
grlen - grlen
cool - cool
hooty - pjevušenje
hrapav - zveckanje
tragičan - tragičan
pucketanje - pucketanje
haski - haski
zveckanje - tutnjava
mirno - umirujuće
pad - slomljen
usijanje - užareno
trska - piercing
proziran - proziran
kremast - kremast
rezljiv - oštar
profinjen - profinjen
pobjedonosan - pobjedonosan
kristalni - kristalni
neizražajan - neizražen
daljinski - daljinski
tuby - bačva
rezanje - oštro
intenzivan - intenzivan
bogat - bogat
zamućen - zamućen
tamno - tamno
introspektivno - dubinsko
zvoniti - zvoniti
turgidan - bombastičan
duboko - duboko
radostan - radostan
robustan - bezobrazan
nefokusiran - nefokusiran
nježan - nježan
čamiti - tužno
grubo - trpko
nenametljiv - ponizan
gust - gust
svjetlost - svjetlost
zaobljeni - okrugli
zastrta - zastrta
difuzno - difuzno
mlitav - proziran
pjeskovit - pjeskovit
baršunast - baršunast
sumorno - udaljeno
tekućina - vodenasta
divljak - divlji
vibrant - vibrirajući
daleka - različita
glasno - glasno
vrištav - vrištanje
vitalni - vitalni
sanjiv - sanjiv
svjetleća - sjajna
sere - suho sladostrasno - bujno (luksuzno)
suho - suho
bujna (sočna) - sočna
spokojan, spokoj - smiren
wan - dosadno
dosadno - dosadno
lirski - lirski
sjenovito - zasjenjeno
toplo - toplo
ozbiljan - ozbiljan
masivan - masivan
oštar - oštar
vodenast - vodenast
ekstatičan - ekstatičan
meditativni - kontemplativni
svjetlucanje - drhtanje
slab - slab
eteričan - eteričan
melankolija - melankolija
vikati - vikati
težak - teškaš
egzotično - egzotično
mekan - mekan
kreštav - kreštav
bijela - bijela
izražajan - izražajan
melodičan - melodičan
svilenkast - svilenkast
vjetrovito - vjetrovito
masti - masti
prijeteći - prijeteći
srebrnasto - srebrna
vinjak - tanak
žestoko - teško
metalik - metalik
pjevanje - milozvučno
drvenast - drven
mlitav - mlitav
misi - nejasno
zlokoban - zlokoban
čežnja - turobno
fokusiran - fokusiran
žalostan - žalostan
mlitav - labav
forboding - odbojan
blatnjav - prljav
gladak - gladak

Međutim, glavni je problem što ne postoji jednoznačno razumijevanje različitih subjektivnih pojmova koji opisuju timbre. Prijevod naveden na popisu ne odgovara uvijek tehničkom značenju ugrađenom u svaku riječ pri opisivanju različitih aspekata ocjene timbra.

U našoj je literaturi nekada postojao standard za osnovne pojmove, ali sada su stvari prilično tužne, jer se ne radi na stvaranju odgovarajuće terminologije na ruskom jeziku, a mnogi se pojmovi koriste u različitim, ponekad izravno suprotnim značenjima.
S tim u vezi, AES je, razvijajući niz standarda za subjektivne procjene kvalitete audio opreme, sustava za snimanje zvuka itd., Počeo davati definicije subjektivnih pojmova u prilozima standardima, a budući da se standardi kreiraju u radnim skupinama koje uključuju vodeće stručnjake iz različitih zemalja, ovo je vrlo važan postupak koji dovodi do dosljednog razumijevanja osnovnih pojmova za opis timbresa.
Kao primjer ću navesti standard AES-20-96 - "Preporuke za subjektivnu ocjenu zvučnika" - koji pruža dogovorenu definiciju pojmova kao što su "otvorenost", "transparentnost", "jasnoća", "napetost", "grubost" itd.
Ako se ovaj posao nastavi sustavno, tada će možda osnovni pojmovi za verbalni opis timbra zvukova različitih instrumenata i drugih izvora zvuka imati dogovorene definicije i stručnjaci iz različitih zemalja nedvosmisleno će ih razumjeti.