Zašto se glazbeni tonovi uspoređuju s bojama? Izražajna sredstva glazbe: Timbar

Timbar

Najteži subjektivno osjetilni parametar je boja boje. S definicijom ovog pojma nastaju poteškoće, usporedive s definicijom pojma "život": svi razumiju što je to, ali znanost se već nekoliko stoljeća bori sa znanstvenom definicijom. Slično je i s izrazom “timbar”: svi razumiju o čemu govorimo kada kažu “lijep ton glasa”, “tupi ton instrumenta” itd., ali... Ne može se reći “manje više”, "više ili niže" o tonu ", deseci riječi koriste se za opisivanje: suho, zvučno, meko, oštro, svijetlo itd. (O izrazima za opisivanje tona ćemo govoriti zasebno).

Timbar(timbre-francuski) znači "kvaliteta tona", "boja tona" (kvaliteta tona).

Timbre i akustičke karakteristike zvuka
Suvremene računalne tehnologije omogućuju izvođenje detaljna analiza vremenska struktura bilo kojeg glazbenog signala - to može učiniti gotovo svaki glazbeni uređivač, na primjer, Sound Forge, Wave Lab, SpectroLab itd. Primjeri vremenske strukture (oscilogrami) zvukova iste visine (nota "C" prve oktave) koju stvaraju razni instrumenti (orgulje, violina).
Kao što je vidljivo iz prikazanih valnih oblika (tj. ovisnosti promjene zvučnog tlaka o vremenu), u svakom od ovih zvukova mogu se razlikovati tri faze: napad zvuka (proces uspostavljanja), stacionarni dio i proces raspadanja. U različitim instrumentima, ovisno o načinu proizvodnje zvuka koji se u njima koristi, vremenski intervali ovih faza su različiti - to se može vidjeti na slici.

Bubnjevi i trzalački instrumenti, primjerice gitare, kratko vremensko razdoblje stacionarne faze i napada i dugo vremensko razdoblje faze raspadanja. U zvuku cijev za orgulje može se vidjeti prilično dugačak segment stacionarne faze i kratak period prigušenje, itd. Ako zamislite segment stacionarnog dijela zvuka produženiji u vremenu, jasno možete vidjeti periodičnu strukturu zvuka. Ova periodičnost je fundamentalno važna za određivanje visine glazbe, budući da slušni sustav može odrediti visinu samo za periodične signale, a neperiodične signale percipira kao šum.

Prema klasičnoj teoriji, razvijanoj počevši od Helmholtza gotovo sljedećih stotinu godina, percepcija boje ovisi o spektralnoj strukturi zvuka, odnosno o sastavu prizvuka i omjeru njihovih amplituda. Podsjetit ću vas da su prizvuci sve komponente spektra iznad osnovne frekvencije, a prizvuci čije su frekvencije u cjelobrojnom omjeru s osnovnim tonom nazivaju se harmonici.
Kao što je poznato, da bi se dobio amplitudski i fazni spektar, potrebno je izvršiti Fourierovu transformaciju vremenske funkcije (t), odnosno ovisnosti zvučnog tlaka p o vremenu t.
Koristeći Fourierovu transformaciju, bilo koji vremenski signal može se prikazati kao zbroj (ili integral) jednostavnih harmonijskih (sinusoidnih) signala koji ga sačinjavaju, a amplitude i faze tih komponenata tvore amplitudne i fazne spektre.

Korištenjem algoritama digitalne brze Fourierove transformacije (FFT) stvorenih tijekom proteklih desetljeća, operacija određivanja spektra također se može izvesti u gotovo svakom programu za obradu zvuka. Na primjer, program SpectroLab općenito je digitalni analizator koji vam omogućuje konstruiranje amplitude i faznog spektra glazbenog signala u različitim oblicima. Oblici prikaza spektra mogu biti različiti, iako predstavljaju iste rezultate proračuna.

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

Ponekad je spektar predstavljen kao diskretan skup prizvuka s različitim amplitudama. Spektri se mogu prikazati u obliku spektrograma, gdje je na okomitoj osi frekvencija, na vodoravnoj osi vrijeme, a amplituda je predstavljena intenzitetom boje.

Osim toga, postoji oblik prikaza u obliku trodimenzionalnog (kumulativnog) spektra, o čemu će biti riječi u nastavku.
Za konstruiranje spektra prikazanih na prethodnoj slici odabire se određeni vremenski interval u stacionarnom dijelu oscilograma te se izračunava prosječni spektar u tom intervalu. Što je ovaj segment veći, točnija je razlučivost frekvencije, ali u isto vrijeme, pojedinačni detalji vremenske strukture signala mogu biti izgubljeni (izglađeni). Takvi stacionarni spektri imaju individualne osobine, karakteristični za svaki glazbeni instrument, a ovise o mehanizmu nastanka zvuka u njemu.

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

Stotine radova posvećeno je proučavanju utjecaja spektralnog sastava prizvuka na timbar, budući da je ovaj problem izuzetno važan kako za dizajn glazbenih instrumenata tako i za visokokvalitetnu akustičnu opremu, osobito u vezi s razvojem Hi- Fi i High-End opreme, te za slušnu procjenu fonograma i druge zadatke.stojeći ispred tonskog majstora. Skupljeno golemo auditorno iskustvo naših divnih inženjera zvuka - P.K. Kondrashina, V.G. Dinova, E.V. Nikulsky, S.G. Shugal i drugi - mogli dati neprocjenjive informacije o ovom problemu (pogotovo ako su o njemu pisali u svojim knjigama, što im želim).

Budući da je ovih podataka iznimno mnogo i često su kontradiktorni, iznijet ćemo samo neke od njih.
Analiza opće strukture spektara različitih instrumenata prikazanih na slici 5 omogućuje nam izvlačenje sljedećih zaključaka:
- u nedostatku ili nedostatku prizvuka, osobito u donjem registru, boja zvuka postaje dosadna, prazna - primjer je sinusoidni signal iz generatora;
- prisutnost u spektru prvih pet do sedam harmonika s dovoljno velikom amplitudom daje punoću i bogatstvo boje;
- slabljenje prvih harmonika i jačanje viših harmonika (od šestog-sedmog i više) daje boju

Analiza ovojnice spektra amplitude za različite glazbene instrumente omogućila je utvrđivanje (Kuznjecov “Akustika glazbenih instrumenata”):
- glatko povećanje omotnice (povećanje amplituda određene skupine prizvuka) u području od 200...700 Hz omogućuje vam dobivanje nijansi bogatstva i dubine;
- porast u području od 2,5…3 kHz daje zvuku lebdeću, zvučnu kvalitetu;
- porast u području od 3…4,5 kHz daje oštrinu tona, piskanje itd.

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

Brojni eksperimenti koji su procjenjivali kvalitetu zvuka (i, posljedično, boju zvuka) akustičkih sustava omogućili su utvrđivanje utjecaja različitih vrhova i padova u frekvencijskom odzivu na uočljivost promjena boje. Posebno je pokazano da uočljivost ovisi o amplitudi, položaju na frekvencijskoj ljestvici i faktoru kvalitete vrhova i padova na ovojnici spektra (tj. o frekvencijskom odzivu). U srednja regija frekvencije, pragovi uočljivosti vrhova, tj. odstupanja od prosječne razine, iznose 2...3 dB, a uočljivost promjena boje na vrhovima je veća nego na padovima. Razmaci uske širine (manje od 1/3 oktave) gotovo su nevidljivi uhu - očito se to objašnjava činjenicom da upravo takve uske razmake prostor uvodi u frekvencijski odziv različitih izvora zvuka, a uho je naviklo na njih.

Grupiranje prizvuka u formantne skupine ima značajan učinak, osobito u području maksimalne slušne osjetljivosti. Budući da je položaj područja formata ono što služi kao glavni kriterij za razlikovanje govornih zvukova, prisutnost formantnih frekvencijskih raspona (tj. naglašenih prizvuka) značajno utječe na percepciju boje glazbenih instrumenata i pjevačkog glasa: za na primjer, formantna skupina u području od 2 ... 3 kHz daje polet, zvučnost pjevačkom glasu, glasu i zvukovima violine. Ovaj treći formant posebno dolazi do izražaja u spektrima Stradivarijevih violina.

Dakle, svakako je točna tvrdnja klasične teorije da percipirana boja zvuka ovisi o njegovom spektralnom sastavu, odnosno o položaju prizvuka na frekvencijskoj ljestvici i omjeru njihovih amplituda. To potvrđuju brojne prakse rada sa zvukom u različitim područjima. Moderno glazbeni programi olakšajte provjeru ovoga jednostavni primjeri. Na primjer, u Sound Forgeu možete sintetizirati varijante zvuka s različitim spektralnim sastavom pomoću ugrađenog generatora i slušati kako se boja njihova zvuka mijenja.

Iz ovoga proizlaze još dva vrlo važna zaključka:
- boja glazbe i govora mijenja se ovisno o promjenama glasnoće i transpozicije u visinu.

Kada promijenite glasnoću, percepcija boje se mijenja. Prvo, s povećanjem amplitude vibracija vibratora različitih glazbenih instrumenata (žice, membrane, zvučne ploče, itd.), U njima se počinju pojavljivati ​​nelinearni efekti, a to dovodi do obogaćivanja spektra dodatnim prizvucima. Slika prikazuje spektar klavira na različite snage udar, gdje je crticom označen šumni dio spektra.

Drugo, s povećanjem glasnoće mijenja se i osjetljivost slušnog sustava na percepciju niskih i visokih frekvencija (o jednakim krivuljama glasnoće pisano je u prethodnim člancima). Stoga, kada se glasnoća poveća (do razumne granice od 90...92 dB), timbar postaje puniji, bogatiji nego kod tihih zvukova. S daljnjim povećanjem glasnoće, jaka izobličenja počinju utjecati na izvore zvuka i slušni sustav, što dovodi do pogoršanja boje.

Transponiranje melodije u visini također mijenja percipirani ton. Prvo, spektar je osiromašen, jer neki od tonova padaju u nečujni raspon iznad 15...20 kHz; drugo, u visokofrekventnom području, pragovi sluha su puno viši, a visokofrekventni prizvuci postaju nečujni. U zvukovima niskog registra (primjerice u orguljama) prizvuci su pojačani zbog povećane osjetljivosti sluha na srednje frekvencije, pa zvukovi niskog registra zvuče bogatije od zvukova srednjeg registra, gdje nema takvog povećanja prizvuka. Treba napomenuti da, budući da su krivulje jednake glasnoće, kao i gubitak osjetljivosti sluha na visoke frekvencije, uvelike individualne, promjena u percepciji tona s promjenama glasnoće i visine također jako varira među različitim ljudima.
Međutim, eksperimentalni podaci akumulirani do danas omogućili su otkrivanje određene nepromjenjivosti (stabilnosti) boje pod brojnim uvjetima. Na primjer, kada transponirate melodiju duž frekvencijske ljestvice, nijanse boje se, naravno, mijenjaju, ali općenito se boja instrumenta ili glasa lako prepoznaje: kada se, na primjer, sluša saksofon ili drugi instrument kroz tranzistorskog radija, možete prepoznati njegov ton, iako je njegov spektar znatno izobličen. Prilikom slušanja istog instrumenta na različitim mjestima u dvorani mijenja se i njegov ton, ali temeljna svojstva tona svojstvena ovom instrumentu ostaju.

Neka od tih proturječja djelomično su objašnjena u okviru klasične spektralne teorije boje. Na primjer, pokazalo se da je za očuvanje glavnih značajki tona tijekom transpozicije (prijenos duž frekvencijske ljestvice) temeljno važno očuvati oblik ovojnice amplitudnog spektra (tj. njegovu formantnu strukturu). Na primjer, slika pokazuje da kada se spektar prenosi za oktavu u slučaju očuvanja strukture ovojnice (opcija "a"), varijacije boje su manje značajne nego kada se spektar prenosi uz zadržavanje omjera amplitude (opcija "b").

To objašnjava činjenicu da se glasovi govora (samoglasnici, suglasnici) mogu prepoznati bez obzira na visinu (frekvenciju osnovnog tona) koju izgovaraju, ako je sačuvan položaj njihovih formantnih područja jedan u odnosu na drugi.

Dakle, sumirajući rezultate dobivene klasičnom teorijom boje zvuka, uzimajući u obzir rezultate posljednjih godina, možemo reći da boja zvuka, naravno, značajno ovisi o prosječnom spektralnom sastavu zvuka: broju prizvuka, njihovom relativnom položaju frekvencijskoj skali, omjeru njihovih amplituda, odnosno spektralnoj ovojnici oblika (AFC), točnije, spektralnoj raspodjeli energije po frekvenciji.
Međutim, kada su 60-ih godina prošlog stoljeća započeli prvi eksperimenti u sintetiziranju zvukova glazbenih instrumenata, pokušaji rekreacije zvuka, posebice trube, poznati sastav njegov prosječni spektar pokazao se neuspješnim - timbar je bio potpuno drugačiji od zvuka limenih instrumenata. Isto vrijedi i za prve pokušaje glasovne sinteze. Upravo u tom razdoblju, oslanjajući se na mogućnosti računalne tehnologije, započinje razvoj drugog smjera - uspostavljanja veze između percepcije boje i vremenske strukture signala.
Prije nego prijeđemo na rezultate dobivene u tom smjeru, valja reći sljedeće.
Prvi. Prilično je rašireno mišljenje da je pri radu s audio signalima dovoljno dobiti informacije o njihovom spektralnom sastavu, budući da uvijek možete ići na njihov vremenski oblik pomoću Fourierove transformacije i obrnuto. Međutim, nedvosmislena veza između vremenske i spektralne reprezentacije signala postoji samo u linearni sustavi, a slušni sustav je fundamentalno nelinearan sustav, i na visokim i na niskim razinama signala. Stoga se obrada informacija u slušnom sustavu odvija paralelno u spektralnoj i vremenskoj domeni.

Programeri visokokvalitetne akustične opreme stalno se suočavaju s ovim problemom, kada se izobličenje frekvencijskog odziva akustičnog sustava (to jest, neujednačenost spektralne ovojnice) dovede gotovo do slušnih pragova (neujednačenost 2 dB, širina pojasa 20 Hz.. .20 kHz itd.), a stručnjaci ili inženjeri zvuka kažu: "violina zvuči hladno" ili "glas je metalan" itd. Dakle, informacija dobivena iz spektralnog područja nije dovoljna za slušni sustav, potrebna je informacija o vremenskoj strukturi. Ne čudi da su se metode mjerenja i ocjenjivanja akustičke opreme posljednjih godina značajno promijenile - pojavilo se novo digitalno mjeriteljstvo koje omogućuje određivanje do 30 parametara, kako u vremenskoj tako iu spektralnoj domeni.
Posljedično, slušni sustav mora primiti informacije o boji glazbenog i govornog signala i iz vremenske i iz spektralne strukture signala.
Drugi. Svi prethodno dobiveni rezultati u klasičnoj teoriji boje zvuka (Helmholtzova teorija) temelje se na analizi stacionarnih spektara dobivenih iz stacionarnog dijela signala uz određeno usrednjavanje, no činjenica da u realnim glazbenim i govornim signalima praktički nema konstantni, stacionarni dijelovi temeljno su važni. Živa glazba- ovo je stalna dinamika, stalna promjena, a to je povezano s dubinskim svojstvima slušnog sustava.

Studije fiziologije sluha utvrdile su da u slušnom sustavu, posebno u njegovim višim dijelovima, postoji mnogo tzv. neurona "novosti" ili "prepoznavanja", tj. neurona koji se uključuju i počinju provoditi električna izboja samo ako postoji promjena signala (uključivanje, isključivanje, promjena glasnoće, visine itd.). Ako je signal stacionaran, tada ti neuroni nisu uključeni, a signalom upravlja ograničeni broj neurona. Taj je fenomen nadaleko poznat iz svakodnevnog života: ako se signal ne mijenja, često se jednostavno prestane primjećivati.
Za glazbena izvedba svaka vrsta monotonije i konstantnosti je destruktivna: slušateljevi neuroni novosti se isključuju i on prestaje percipirati informacije (estetske, emocionalne, semantičke, itd.), pa u živoj izvedbi uvijek postoji dinamika (glazbenici i pjevači naširoko koriste razne modulacije signala - vibrato, tremolo itd.).

Osim toga, svaki glazbeni instrument, pa tako i glas, ima poseban sustav proizvodnje zvuka, koji diktira vlastitu vremensku strukturu signala i njegovu dinamiku promjene. Usporedba vremenske strukture zvuka pokazuje temeljne razlike: posebice, trajanja sva tri dijela - napada, stacionarnog dijela i propadanja - razlikuju se u trajanju i obliku za sva glazbala. Udaraljke imaju vrlo kratki stacionarni dio, vrijeme napada 0,5...3 ms i vrijeme usporavanja 0,2...1 s; za instrumente s gudalom, vrijeme napada je 30...120 ms, vrijeme opadanja je 0,15...0,5 s; organ ima napad od 50...1000 ms i raspad od 0,2...2 s. Osim toga, oblik vremenske ovojnice bitno je drugačiji.
Eksperimenti su pokazali da ako uklonite dio vremenske strukture koja odgovara napadu zvuka, ili zamijenite napad i opadanje (svirajte u suprotnom smjeru), ili zamijenite napad jednog instrumenta napadom drugog, tada identificiranje boja danog instrumenta postaje gotovo nemoguća. Posljedično, za prepoznavanje tona nije samo stacionarni dio (čiji prosječni spektar služi kao osnova klasične teorije tona), već i razdoblje formiranja privremene strukture, kao i razdoblje prigušenja (opadanja) vitalni su elementi.

Zaista, pri slušanju u bilo kojoj prostoriji, prve refleksije stižu u slušni sustav nakon napada i već se čuje početni dio stacionarnog dijela. Istovremeno, opadanje zvuka iz instrumenta nadograđuje se procesom reverberacije prostorije, što značajno maskira zvuk i, naravno, dovodi do modifikacije u percepciji njegove boje. Sluh ima određenu inerciju, a kratki zvukovi percipiraju se kao klikovi. Dakle, trajanje zvuka mora biti dulje od 60 ms da bi se prepoznala visina, a time i boja. Očigledno bi konstante trebale biti blizu.
Ipak, vrijeme između početka dolaska izravnog zvuka i trenutaka dolaska prvih refleksija dovoljno je da se prepozna boja zvuka pojedinog instrumenta - očito, ova okolnost određuje nepromjenjivost (stabilnost) prepoznavanja boje. različite instrumente V različitim uvjetima slušanje. Suvremene računalne tehnologije omogućuju dovoljno detaljnu analizu procesa uspostavljanja zvuka različitih instrumenata, te izdvajanje najznačajnijih akustičkih značajki koje su najvažnije za određivanje boje zvuka.

Struktura njegovog stacionarnog (prosječnog) spektra ima značajan utjecaj na percepciju boje glazbenog instrumenta ili glasa: sastav prizvuka, njihov položaj na frekvencijskoj ljestvici, njihovi omjeri frekvencija, distribucija amplitude i oblik spektra ovojnica, prisutnost i oblik formantnih područja itd., što u potpunosti potvrđuje odredbe klasične teorije zvuka, iznesene u Helmholtzovim djelima.
Međutim, eksperimentalni materijali dobiveni tijekom proteklih desetljeća pokazali su da jednako značajnu, a možda i mnogo značajniju ulogu u prepoznavanju boje ima nestacionarna promjena u strukturi zvuka i, sukladno tome, proces odvijanja njegova spektra u vremenu. , prvenstveno u početnoj fazi zvučnog napada.

Proces promjene spektra tijekom vremena može se posebno jasno "vidjeti" pomoću spektrograma ili trodimenzionalnih spektara (mogu se izgraditi pomoću većine glazbenih urednika Sound Forge, SpectroLab, Wave Lab itd.). Njihova analiza zvukova raznih instrumenata omogućuje nam identifikaciju karakteristike procesi "odmotavanja" spektara. Na primjer, slika prikazuje trodimenzionalni spektar zvuka zvona, gdje je frekvencija u Hz iscrtana duž jedne osi, vrijeme u sekundama na drugoj; na trećoj amplitudi u dB. Grafikon jasno pokazuje kako se proces rasta, uspostavljanja i raspada spektralne ovojnice odvija tijekom vremena.

Usporedba C4 tonskog napada raznih drvenih instrumenata pokazuje da proces uspostavljanja vibracija za svaki instrument ima svoj poseban karakter:

U klarinetu dominiraju neparni harmonici 1/3/5, s tim da se treći harmonik pojavljuje u spektru 30 ms kasnije od prvog, a zatim se viši harmonici postupno “redaju”;
- u oboi uspostavljanje titraja počinje drugim i trećim harmonikom, potom se javlja četvrti, a tek nakon 8 ms počinje se javljati prvi harmonik;
- prvi se javlja prvi harmonik flaute, pa tek nakon 80 ms postupno ulaze svi ostali.

Na slici je prikazan proces uspostavljanja oscilacija za grupu limeni instrumenti: truba, trombon, rog i tuba.

Razlike su jasno vidljive:
- truba ima kompaktan izgled skupine viših harmonika, trombon ima prvi drugi harmonik, zatim prvi, a nakon 10 ms drugi i treći. Tuba i rog pokazuju koncentraciju energije u prva tri harmonika, viših harmonika praktički nema.

Analiza dobivenih rezultata pokazuje da proces zvučnog napada značajno ovisi o fizičkoj prirodi proizvodnje zvuka na određenom instrumentu:
- od upotrebe jastučića za uši ili štapića, koji su pak podijeljeni na jednostruke ili dvostruke;
- od raznih oblika cijevi (pravih uskih ili konusnih širokih) itd.

Time se određuje broj harmonika, vrijeme njihova pojavljivanja, brzina kojom se gradi njihova amplituda i, sukladno tome, oblik ovojnice vremenske strukture zvuka. Neki instrumenti, poput flauta,

Omotnica tijekom razdoblja napada ima glatki eksponencijalni karakter, au nekima, primjerice, fagotu, otkucaji su jasno vidljivi, što je jedan od razloga značajnih razlika u njihovoj boji.

Tijekom napada viši harmonici ponekad prethode osnovnom tonu, pa se mogu pojaviti fluktuacije u visini tona; periodičnost, a time i visina ukupnog tona, nastaje postupno. Ponekad su te promjene u periodičnosti kvazi-slučajne prirode. Svi ti znakovi pomažu slušnom sustavu da "identificira" boju određenog instrumenta u početnom trenutku zvuka.

Za procjenu boje zvuka važan je ne samo trenutak njegovog prepoznavanja (tj. sposobnost razlikovanja jednog instrumenta od drugog), već i sposobnost procjene promjene boje zvuka tijekom izvedbe. Ovdje najvažniju ulogu igra dinamika promjena spektralne ovojnice tijekom vremena u svim fazama zvuka: napad, stacionarni dio, raspad.
Ponašanje svakog prizvuka tijekom vremena također nosi vitalne informacije o tembru. Na primjer, u zvuku zvona posebno je jasno vidljiva dinamika promjene, kako u sastavu spektra, tako iu prirodi promjene u vremenu amplituda njegovih pojedinačnih prizvuka: ako u prvom trenutku nakon udarca nekoliko u spektru se jasno vidi desetak spektralnih komponenti koje stvaraju šumni karakter tona, zatim nakon nekoliko sekundi u spektru ostaje nekoliko osnovnih prizvuka (temeljni ton, oktava, duodecima i mala terca u razmaku od dvije oktave), ostali nestaju van, a to stvara posebnu tonski obojenu boju zvuka.

Primjer promjena amplituda glavnih tonova tijekom vremena za zvono prikazan je na slici. Vidljivo je da ga karakterizira kratki napad i dugo razdoblje opadanja, dok se brzina ulaska i opadanja prizvuka različitih redova i priroda promjene njihovih amplituda tijekom vremena bitno razlikuju. Ponašanje raznih prizvuka tijekom vremena ovisi o vrsti instrumenta: u zvuku klavira, orgulja, gitare itd. proces promjene amplituda prizvuka ima sasvim drugačiji karakter.

Iskustvo pokazuje da aditivna računalna sinteza zvukova, uzimajući u obzir specifičan razvoj pojedinih prizvuka u vremenu, omogućuje dobivanje puno "životnijeg" zvuka.

Pitanje dinamike promjena u kojima prizvuci nose informaciju o tembru vezano je uz postojanje kritičnih slušnih vrpci. Bazilarna membrana u pužnici djeluje kao niz pojasnih filtara čija širina ovisi o frekvenciji: iznad 500 Hz je približno 1/3 oktave, ispod 500 Hz je približno 100 Hz. Širina pojasa ovih slušnih filtara naziva se "kritična širina pojasa sluha" (postoji posebna mjerna jedinica, 1 bark, jednaka kritičnoj širini pojasa u cijelom čujnom frekvencijskom rasponu).
Unutar kritičnog pojasa, sluh integrira dolazne zvučne informacije, koje također igraju važnu ulogu u procesima slušnog maskiranja. Ako analizirate signale na izlazu slušnih filtara, možete vidjeti da prvih pet do sedam harmonika u zvučnom spektru bilo kojeg instrumenta obično spada u vlastiti kritični pojas, budući da su prilično udaljeni jedan od drugog; u takvim slučajevima kažu da harmonici "razvijaju" slušni sustav. Pražnjenja neurona na izlazu takvih filtera su sinkronizirana s periodom svakog harmonika.

Harmonici iznad sedmog obično su prilično blizu jedan drugome na frekvencijskoj ljestvici, i ne "briše" ih slušni sustav; nekoliko harmonika pada unutar jednog kritičnog pojasa, a na izlazu slušnih filtara dobiva se složeni signal. Pražnjenja neurona u ovom su slučaju sinkronizirana s frekvencijom ovojnice, tj. temeljni ton.

Sukladno tome, mehanizam obrade informacija slušnim sustavom za proširene i neproširene harmonike je nešto drugačiji: u prvom slučaju informacije se koriste "u vremenu", u drugom "na mjestu".

Značajnu ulogu u prepoznavanju visine tona, kao što je prikazano u prethodnim člancima, ima prvih petnaest do osamnaest harmonika. Eksperimenti pomoću računalne aditivne sinteze zvukova pokazuju da ponašanje tih posebnih harmonika također ima najznačajniji utjecaj na promjenu boje zvuka.
Stoga je u brojnim studijama predloženo da se dimenzija tona smatra jednakom petnaest do osamnaest, a procjena njegove promjene na ovom broju ljestvica jedna je od temeljne razlike timbre od takvih karakteristika slušne percepcije kao što su visina ili glasnoća, koje se mogu skalirati prema dva ili tri parametra (na primjer, glasnoća), ovisno uglavnom o intenzitetu, frekvenciji i trajanju signala.

Dobro je poznato da ako spektar signala sadrži dosta harmonika s brojevima od 7. do 15...18., s dovoljno velikim amplitudama, na primjer, u trubi, violini, sviralama orgulja itd. tada se boja percipira kao svijetla, zvučna, oštra itd. Ako spektar sadrži uglavnom niže harmonike, na primjer, tubu, rog, trombon, tada se boja karakterizira kao tamna, tupa itd. Klarinet, u kojem dominiraju neparni harmonici spektra, ima pomalo "nazalnu" boju, itd.
U skladu s moderni pogledi, najvažniju ulogu za percepciju boje ima promjena u dinamici raspodjele maksimalne energije između prizvuka spektra.

Za procjenu ovog parametra uveden je koncept "centroida spektra", koji se definira kao središnja točka raspodjele spektralne energije zvuka; ponekad se definira kao "točka ravnoteže" spektra. Način da se to odredi je da se izračuna vrijednost određene prosječne frekvencije:

Gdje je Ai amplituda komponenti 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 težišta prema visokim frekvencijama osjeća se kao povećanje svjetline tona.
Značajan utjecaj raspodjele spektralne energije po frekvencijskom području i njezine promjene tijekom vremena na percepciju boje vjerojatno je povezan s iskustvom prepoznavanja govornih zvukova po formantnim karakteristikama, koje nose informaciju o koncentraciji energije u razna područja spektra (ne zna se, međutim, što je bilo primarno).
Ova sposobnost sluha je neophodna pri procjeni boja glazbenih instrumenata, budući da je prisutnost formantnih područja karakteristična za većinu glazbala, na primjer, u violinama u područjima od 800...1000 Hz i 2800...4000 Hz, u klarineti 1400...2000 Hz itd.
Sukladno tome, njihov položaj i dinamika promjene tijekom vremena utječu na percepciju pojedinih karakteristika zvuka.
Poznato je kakav značajan utjecaj ima prisutnost visokog pjevačkog formanta na percepciju boje pjevačkog glasa (u području 2100...2500 Hz za basove, 2500...2800 Hz za tenore, 3000. ..3500 Hz za soprane). U tom području operni pjevači koncentriraju do 30% svoje akustične energije, što osigurava zvučnost i poletnost njihova glasa. Uklanjanje pjevačkog formanta iz snimaka raznih glasova pomoću filtara (ti su eksperimenti provedeni u istraživanju prof. V.P. Morozova) pokazuje da boja glasa postaje tupa, tupa i troma.

Promjenu boje pri promjeni glasnoće izvedbe i transponiranju visine prati i pomak težišta zbog promjene broja prizvuka.
Primjer promjene položaja težišta za zvukove violine različite visine prikazan je na slici (frekvencija položaja težišta u spektru nanesena je duž apscisne osi).
Istraživanja su pokazala da za mnoge glazbene instrumente postoji gotovo monoton odnos između povećanja intenziteta (glasnoće) i pomaka težišta u visokofrekventno područje, zbog čega zvuk postaje svjetliji.

Očigledno, pri sintetiziranju zvukova i stvaranju različitih računalnih kompozicija treba uzeti u obzir dinamički odnos između intenziteta i položaja središta u spektru kako bi se dobio prirodniji ton.
Konačno, razlika u percepciji boja stvarnih zvukova i zvukova s ​​"virtualnom visinom", tj. zvukovi, čiju visinu mozak “dopunjava” prema nekoliko cjelobrojnih prizvuka spektra (to je tipično, na primjer, za zvukove zvona), mogu se objasniti iz položaja težišta spektra. Budući da ti zvukovi imaju vrijednost osnovne frekvencije, tj. visina može biti ista, ali položaj težišta je različit zbog različitog sastava prizvuka, tada će se, u skladu s tim, timbar percipirati drugačije.
Zanimljivo je napomenuti da je prije više od deset godina predložen novi parametar za mjerenje akustičke opreme, odnosno trodimenzionalni spektar raspodjele energije u frekvenciji i vremenu, tzv. Wignerova raspodjela, koju dosta aktivno koriste razni tvrtke za procjenu opreme, jer, kao što iskustvo pokazuje, omogućuje vam da uspostavite najbolje podudaranje s njegovom kvalitetom zvuka. Uzimajući u obzir gore navedeno svojstvo slušnog sustava da koristi dinamiku promjena energetskih karakteristika zvučni signal za određivanje tona, može se pretpostaviti da ovaj parametar, Wignerova distribucija, također može biti koristan za procjenu glazbenih instrumenata.

Procjena boja različitih instrumenata uvijek je subjektivna, ali ako je pri ocjeni visine i glasnoće moguće na temelju subjektivnih procjena zvukove rasporediti na određenoj ljestvici (pa čak i uvesti posebne mjerne jedinice “sin”). za glasnoću i “kreda” za visinu), onda je procjena boje zvuka znatno teži zadatak. Tipično, za subjektivnu procjenu boje, slušateljima se prezentiraju parovi zvukova koji su identični u visini i glasnoći i od njih se traži da te zvukove smjeste na različite ljestvice između različitih suprotstavljenih opisnih značajki: "svijetlo"/"tamno", "zvučno"/ "dosadno" itd. (O izboru različitih izraza za opisivanje boja i preporukama međunarodnih standarda po ovom pitanju svakako ćemo govoriti u budućnosti).
Značajan utjecaj na određivanje takvih parametara zvuka kao što su visina, boja, itd., ima vremensko ponašanje prvih pet do sedam harmonika, kao i broj "neproširenih" harmonika do 15....17. .
Međutim, kao što je poznato iz općih zakona psihologije, kratkotrajno pamćenje osobe može istovremeno raditi s najviše sedam do osam simbola. Stoga je očito da se pri prepoznavanju i ocjenjivanju boje ne koristi više od sedam ili osam bitnih obilježja.
Poduzimani su pokušaji da se te karakteristike utvrde sistematiziranjem i usrednjavanjem rezultata eksperimenata, da se pronađu generalizirane ljestvice po kojima bi bilo moguće identificirati boje zvukova raznih instrumenata i te ljestvice povezati s različitim vremensko-spektralnim karakteristikama zvuka. dugo vremena.

Jedan od najpoznatijih je rad Graya (1977), gdje je izvršena statistička usporedba procjena razne znakove tonovi zvukova raznih žičanih instrumenata, drvenih, udaraljki itd. Zvukovi su sintetizirani na računalu, što je omogućilo promjenu njihovih vremenskih i spektralnih karakteristika u željenim smjerovima. Klasifikacija timbralnih obilježja provedena je u trodimenzionalnom (ortogonalnom) prostoru, pri čemu su kao ljestvice pomoću kojih je izvršena usporedna procjena stupnja sličnosti timbralnih obilježja (u rasponu od 1 do 30):

Prva skala je vrijednost težišta amplitudnog spektra (ljestvica pokazuje pomak težišta, tj. maksimum spektralne energije od niskih do visokih harmonika);
- drugo - sinkronicitet spektralnih fluktuacija, t.j. stupanj sinkroniciteta u ulasku i razvoju pojedinih prizvuka spektra;
- treće - stupanj prisutnosti niske amplitude neharmonijske visokofrekventne energije šuma tijekom razdoblja napada.

Obrada dobivenih rezultata pomoću posebnog programskog paketa za analiza klastera omogućio je prepoznavanje mogućnosti prilično jasne klasifikacije instrumenata po timbru unutar predloženog trodimenzionalnog prostora.

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

Trodimenzionalni prostor boja

Aktivno se nastavlja potraga za metodama za višedimenzionalno skaliranje boja i uspostavljanje njihove veze sa spektralno-vremenskim karakteristikama zvukova. Ovi rezultati iznimno su važni za razvoj tehnologija računalne sinteze zvuka i za stvaranje raznih elektroničkih glazbene kompozicije, za korekciju i obradu zvuka u praksi zvuka itd.

Zanimljivo je primijetiti da je početkom stoljeća veliki skladatelj 20. stoljeća Arnold Schoenberg izrazio ideju da “... ako visinu tona smatramo jednom od dimenzija zvuka, a moderna glazba izgrađena je na varijacijama ovu dimenziju, zašto onda ne pokušati koristiti druge dimenzije boje za stvaranje skladbi." Ova ideja trenutno se provodi u radu skladatelja koji stvaraju spektralnu (elektroakustičnu) glazbu. Zbog toga je interes za probleme percepcije boje i njezine povezanosti s objektivnim karakteristikama zvuka tako velik.

Dakle, dobiveni rezultati pokazuju da ako je u prvom razdoblju proučavanja percepcije tona (temeljeno na klasičnoj Helmholtzovoj teoriji) uspostavljena jasna veza između promjene tona i promjene spektralnog sastava stacionarnog dijela, zvuka (sastav prizvuka, omjer njihovih frekvencija i amplituda itd.), zatim je drugo razdoblje ovih studija (od početka 60-ih godina) omogućilo utvrđivanje temeljne važnosti spektralno-vremenskih karakteristika.

Riječ je o promjeni strukture vremenske ovojnice u svim fazama razvoja zvuka: napad (što je posebno važno za prepoznavanje boja različitih izvora), mirni dio i propadanje. Ovo je dinamička promjena vremena spektralne ovojnice, uklj. pomak težišta spektra, tj. pomak maksimuma spektralne energije u vremenu, kao i razvoj u vremenu amplituda spektralnih komponenti, posebno prvih pet do sedam "nerazvijenih" harmonika spektra.

Trenutačno je započelo treće razdoblje proučavanja problematike boje zvuka, fokus istraživanja se pomaknuo prema proučavanju utjecaja faznog spektra, kao i korištenja psihofizičkih kriterija u prepoznavanju boja boje koji su u osnovi općeg mehanizma prepoznavanja zvučne slike ( grupiranje u tokove, procjena sinkroniciteta itd.).

Timbarski i fazni spektar

Svi prikazani rezultati o utvrđivanju veze između percipiranog tona i akustičkih karakteristika signala odnose se na amplitudski spektar, točnije na privremenu promjenu spektralne ovojnice (prvenstveno pomak energetski centar amplitudni spektar-centroid) i vremenski razvoj pojedinih prizvuka.

Radilo se u tom pravcu najveći broj radova i dobiveni su mnogi zanimljivi rezultati. Kao što je već rečeno, gotovo stotinu godina u psihoakustici je prevladavalo Helmholtzovo mišljenje da naš slušni sustav nije osjetljiv na promjene u faznim odnosima između pojedinih prizvuka. Međutim, postupno su se prikupljali eksperimentalni dokazi da je slušni aparat osjetljiv na fazne promjene između različitih komponenti signala (rad Schroedera, Hartmana, itd.).

Konkretno, utvrđeno je da je slušni prag za fazni pomak u dvo- i trokomponentnim signalima u niskim i srednjim frekvencijama 10...15 stupnjeva.

U 1980-ima to je dovelo do stvaranja niza sustava zvučnika s odzivom linearne faze. Kao što je poznato iz opće teorije sustava, za neiskrivljeni prijenos signala potrebno je da se modul prijenosne funkcije održava konstantnim, tj. amplitudno-frekvencijska karakteristika (omotnica amplitudskog spektra), te linearna ovisnost faznog spektra o frekvenciji, tj. φ(ω) = -ωT.

Doista, ako omotnica amplitude spektra ostane konstantna, tada, kao što je gore spomenuto, ne bi trebalo doći do izobličenja audio signala. Zahtjevi za održavanjem fazne linearnosti u cijelom frekvencijskom području, kako je pokazalo Blauertovo istraživanje, pokazali su se pretjeranima. Utvrđeno je da sluh primarno reagira na brzinu promjene faze (tj. njenu frekvencijsku derivaciju), koja se naziva " vrijeme kašnjenja grupe ": τ = dφ(ω)/dω.

Kao rezultat brojnih subjektivnih ispitivanja, konstruirani su pragovi čujnosti za izobličenje grupnog kašnjenja (tj. veličina odstupanja Δτ od njegove konstantne vrijednosti) za različite govorne, glazbene i šumne signale. Ti pragovi sluha ovise o frekvenciji, au području maksimalne osjetljivosti sluha iznose 1...1,5 ms. Stoga su se posljednjih godina pri stvaranju Hi-Fi akustične opreme uglavnom vodili gore navedenim slušnim pragovima za izobličenje grupnog kašnjenja.

Prikaz valnog oblika pri različitim omjerima faza 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 bi se očekivalo da imaju značajan učinak na prepoznavanje tona.

Za pokuse smo odabrali zvukove s osnovnim tonom od 27,5 i 55 Hz i sa stotinjak prizvuka, s ujednačenim odnosom amplituda karakterističnim za zvukove klavira. Istodobno su proučavani tonovi sa strogo harmoničnim prizvukom i s određenom neharmoničnosti svojstvenom glasovirskim zvukovima, koja nastaje zbog konačne krutosti žica, njihove heterogenosti, prisutnosti longitudinalnih 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 odnosi početnih faza za sve prizvuke:
- A - sinusna faza, početna faza je uzeta jednaka nuli za sve prizvuke φ(n,0) = 0;
- B - alternativna faza (sinusna za parne i kosinusna za neparne), početna faza φ(n,0)=π/4[(-1)n+1];
- C - slučajna raspodjela faza; početne faze su varirale nasumično u rasponu od 0 do 2π.

U prvoj seriji pokusa svih stotinu prizvuka imalo je iste amplitude, samo su im se faze razlikovale (osnovni ton 55 Hz). U isto vrijeme, zvukovi koji su slušani pokazali su se različitim:
- u prvom slučaju (A) čula se izrazita periodičnost;
- u drugom (B), zvuk je bio svjetliji i čuo se drugi ton za oktavu viši od prvog (iako ton nije bio jasan);
- u trećem (C) - timbar se pokazao ujednačenijim.

Treba napomenuti da je drugi ton slušan samo u slušalicama, a kod slušanja preko zvučnika sva tri signala su se razlikovala samo u tonu (utjecalo je na reverberaciju).

Ovaj fenomen - promjena visine tona kada se promijeni faza nekih komponenti spektra - može se objasniti činjenicom da se Fourierova transformacija signala tipa B, kada se analitički prikazuje, može prikazati kao zbroj dviju kombinacija prizvuka: stotinu prizvuka s fazom tipa A i pedeset prizvuka s fazom različitom za 3π/4 i amplitudom većom od √2. Uho ovoj skupini prizvuka dodjeljuje posebnu visinu. Osim toga, kada se prijeđe iz faze A u fazu B, težište spektra (maksimalna energija) pomiče se prema višim frekvencijama, pa boja izgleda svjetlije.

Slični eksperimenti s faznim pomicanjem pojedinih skupina prizvuka također dovode do pojave dodatne (manje jasne) virtualne visine. Ovo svojstvo sluha je zbog činjenice da uho uspoređuje zvuk s određenim uzorkom glazbenog tona koji ima, a ako neki harmonici ispadnu iz serije tipične za taj uzorak, tada ih uho identificira zasebno i dodjeljuje im zasebnu nagib.

Tako su rezultati istraživanja Galemba, Askenfelda i drugih pokazali da su fazne promjene u omjerima pojedinih prizvuka prilično jasno čujne kao promjene u boji, au nekim slučajevima iu visini.

To posebno dolazi do izražaja pri slušanju stvarnih glazbenih tonova klavira, u kojima se amplitude prizvuka smanjuju s povećanjem njihova broja, postoji poseban oblik ovojnice spektra (formantna struktura), te jasno izražena neharmoničnost spektra ( tj. pomak frekvencija pojedinih prizvuka u odnosu na harmonijski niz ).

U vremenskoj domeni prisutnost neharmoničnosti dovodi do disperzije, odnosno visokofrekventne komponente šire se duž žice većom brzinom od niskofrekventnih komponenti, te se valni oblik signala mijenja. Prisutnost male neharmoničnosti u zvuku (0,35%) dodaje malo topline i vitalnosti zvuku, međutim, ako ta neharmoničnost postane velika, otkucaji i druga izobličenja postaju čujna u zvuku.

Neharmoničnost također dovodi do činjenice da ako su u početnom trenutku faze prizvuka bile u determinističkim omjerima, tada u njegovoj prisutnosti fazni odnosi postaju slučajni tijekom vremena, vršna struktura valnog oblika se izglađuje, a boja postaje sve veća. jednoličan - to ovisi o stupnju neharmoničnosti. Stoga trenutno mjerenje pravilnosti faznog odnosa između susjednih prizvuka može poslužiti kao pokazatelj boje.

Dakle, učinak miješanja faza zbog neharmoničnosti očituje se u određenoj promjeni u percepciji visine i tona. Treba napomenuti da su ovi efekti čujni kada se sluša blizu zvučne ploče (u poziciji pijanista) i kada je mikrofon blizu, a slušni efekti se razlikuju kada se sluša preko slušalica i preko zvučnika. U reverberirajućem okruženju, složeni zvuk s visokim vršnim faktorom (koji odgovara visokom stupnju regulacije odnosa faza) ukazuje na blizinu izvora zvuka, jer kako se udaljavamo od njega, odnosi faza postaju sve slučajniji zbog refleksije u sobi. Ovaj učinak može uzrokovati različite procjene zvuka od strane pijanista i slušatelja, kao i različite boje zvuka snimljenog mikrofonom na zvučnoj ploči i kod slušatelja. Što je bliže, to je veća regulacija faza između prizvuka i tona je definiranija; što je dalje, to je ujednačeniji ton i manje jasan ton.

Rad na procjeni utjecaja faznih odnosa na percepciju boje glazbenog zvuka sada se aktivno proučava u različitim centrima (na primjer, u IRCAM-u), a novi rezultati mogu se očekivati ​​u bliskoj budućnosti.

Timbar i opći principi slušnog prepoznavanja uzoraka

Timbar je identifikator fizičkog mehanizma stvaranja zvuka na temelju niza karakteristika; omogućuje vam prepoznavanje izvora zvuka (instrument ili skupina instrumenata) i određivanje njegove fizičke prirode.

To odražava opća načela prepoznavanja slušnih uzoraka, koja se, prema suvremenoj psihoakustici, temelje na načelima gestalt psihologije (geschtalt, "slika"), koja kaže da je za razdvajanje i prepoznavanje različitih zvučnih informacija koje dolaze u slušni sustav iz različitih izvora u isto vrijeme (sviranje orkestra, razgovor između više sugovornika itd.), slušni sustav (poput vizualnog) koristi neka opća načela:

- segregacija- podjela na zvučne tokove, tj. subjektivna identifikacija određene skupine izvora zvuka, na primjer, kod glazbene polifonije, uho može pratiti razvoj melodije u pojedinim instrumentima;
- sličnost- zvukovi slične boje grupiraju se zajedno i pripisuju istom izvoru, na primjer, govorni zvukovi slične visine i slične boje utvrđuju se kao da pripadaju istom sugovorniku;
- kontinuiteta- slušni sustav može interpolirati zvuk iz jednog toka kroz masker, na primjer, ako je kratki dio buke umetnut u govorni ili glazbeni tok, slušni sustav to možda neće primijetiti, tok zvuka nastavit će se percipirati kao stalan;
- "zajednička sudbina"- zvukovi koji počinju i prestaju, te isto tako sinkrono mijenjaju amplitudu ili frekvenciju unutar određenih granica, pripisuju se jednom izvoru.

Stoga mozak grupira dolazne zvučne informacije sekvencijalno, određujući vremensku distribuciju komponenti zvuka unutar jednog toka zvuka, i paralelno, ističući komponente frekvencije koje su prisutne i mijenjaju se istovremeno. Osim toga, mozak stalno uspoređuje dolazne zvučne informacije sa zvučnim slikama "snimljenim" u procesu učenja u memoriji. Uspoređujući dolazne kombinacije zvučnih tokova s ​​postojećim slikama, lako ih identificira ako se poklapaju s tim slikama, ili, u slučaju nepotpunih podudarnosti, dodjeljuje im neka posebna svojstva (na primjer, dodjeljuje virtualnu visinu, kao kod zvuka zvona).

U svim tim procesima prepoznavanje boje igra temeljnu ulogu, budući da je boja zvuka mehanizam kojim se znakovi koji određuju kvalitetu zvuka izdvajaju iz fizičkih svojstava: bilježe se u memoriju, uspoređuju s onima koji su već snimljeni, a zatim se identificiraju u određenim područjima moždana kora.

Slušna područja mozga

Timbar- višedimenzionalni osjećaj, ovisno o mnogim fizičkim karakteristikama signala i okolnog prostora. Radilo se na skaliranju boje u metričkom prostoru (skale su različite spektro-vremenske karakteristike signala, vidi drugi dio članka u prošlom broju).

Posljednjih godina, međutim, postoji shvaćanje da klasifikacija zvukova u subjektivnom prostoru ne odgovara uobičajenom ortogonalnom metričkom prostoru, postoji klasifikacija u "potprostorima" povezanim s gore navedenim principima, koji nisu ni metrički ni ortogonalni.

Razdvajanjem zvukova u te podprostore slušni sustav određuje "kvalitetu zvuka", odnosno boju i odlučuje u koju kategoriju će te zvukove svrstati. No, treba napomenuti da se cijeli skup potprostora u subjektivno percipiranom zvukovnom svijetu gradi na temelju informacija o dva parametra zvuka iz vanjskog svijeta - intenzitetu i vremenu, a frekvencija je određena vremenom dolaska zvuka. identične vrijednosti intenziteta. Činjenica da sluh dijeli dolaznu zvučnu informaciju u nekoliko subjektivnih podprostora odjednom povećava vjerojatnost da se ona može prepoznati u jednom od njih. Upravo na identifikaciji tih subjektivnih potprostora, u kojima se odvija prepoznavanje boja i drugih karakteristika signala, trenutno su usmjereni napori znanstvenika.

Zaključak

Ukratko, možemo reći da su glavne fizičke karakteristike po kojima se određuje boja instrumenta i njezina promjena tijekom vremena:
- usklađivanje amplituda prizvuka tijekom razdoblja napada;
- mijenjanje faznih odnosa između prizvuka od determinističkih do slučajnih (osobito, zbog neharmoničnosti prizvuka pravih instrumenata);
- promjena oblika spektralne ovojnice tijekom vremena tijekom svih razdoblja razvoja zvuka: napada, stacionarnog dijela i propadanja;
- prisutnost nepravilnosti u spektralnoj ovojnici i položaj spektralnog težišta (maksimalno

Spektralna energija, koja je povezana s percepcijom formanata) i njihovom promjenom tijekom vremena;

Opći pogled na spektralne ovojnice i njihovu promjenu tijekom vremena

Prisutnost modulacija - amplituda (tremolo) i frekvencija (vibrato);
- promjena oblika spektralne ovojnice i priroda njezine promjene tijekom vremena;
- promjena intenziteta (jačina) zvuka, tj. priroda nelinearnosti izvora zvuka;
- prisutnost dodatnih znakova identifikacije instrumenta, na primjer, karakterističan zvuk gudala, kucanje ventila, škripanje vijaka na klaviru itd.

Naravno, sve ovo ne iscrpljuje popis fizičkih karakteristika signala koje određuju njegovu boju.
Potrage u ovom pravcu se nastavljaju.
Međutim, pri sintetiziranju glazbeni zvukovi Za stvaranje realističnog zvuka moraju se uzeti u obzir sve značajke.

Verbalni (verbalni) opis tembra

Postoje li odgovarajuće mjerne jedinice za ocjenu visine zvukova: psihofizičke (krede), glazbene (oktave, tonovi, polutonovi, centi); Postoje jedinice za glasnoću (sinovi, pozadine), ali za timbre je nemoguće konstruirati takve ljestvice, jer je to višedimenzionalan pojam. Stoga, uz gore opisanu potragu za korelacijom između percepcije boje i objektivnih parametara zvuka, za karakterizaciju boja glazbenih instrumenata koriste se verbalni opisi, odabrani prema karakteristikama suprotnosti: svijetlo - tupo, oštro - meko, itd.

U znanstvenoj literaturi postoji veliki broj pojmovi vezani uz procjenu zvučnih boja. Na primjer, analiza pojmova usvojenih u modernoj tehničkoj literaturi otkrila je pojmove koji se najčešće pojavljuju prikazani u tablici. Pokušalo se identificirati najznačajnije među njima, te skalirati boju prema suprotnim karakteristikama, kao i povezati verbalni opis boja s nekim akustičkim parametrima.

Osnovni subjektivni pojmovi za opisivanje boje boje koji se koriste u suvremenoj međunarodnoj tehničkoj literaturi ( Statistička analiza 30 knjiga i časopisa).

Kiselo - kiselo
snažan – ojačan
prigušen – prigušen
trijezan - trijezan (razuman)
starinski – prastari
mrazan – mrazan
muhy – porozan
mekan – mekan
lučno – konveksno
pun – potpun
tajanstven – tajanstven
svečan – svečan
artikuliran – čitljiv
mutan – pahuljast
nazalan – nazalan
čvrst – čvrst
oštar – surov
prozračan – tanak
uredan – uredan
tmuran – tmuran
gristi, gristi - gristi
nježan - nježan
neutralan – neutralan
zvučan – zvučan
bljutav - insinuirajući
avetinjski – avetinjski
plemenit – plemenit
čelik – čelik
drečanje – rikanje
staklast – staklast
neopisiv – neopisiv
nategnuto – napeto
blejanje – blejanje
svjetlucav – sjajan
nostalgičan – nostalgičan
strident – ​​škripav
disanje – disanje
tmuran – tužan
zloslutan – zloslutan
strog - ograničen
svijetao – svijetao
zrnast – zrnast
običan – običan
jak – jak
briljantan – briljantan
škripajući – škripav
blijed – blijed
zagušljiv – zagušljiv
lomljiv – pokretljiv
grob - ozbiljan
strastven – strastven
ponižen – omekšan
zujati – zujati
režati - režati prodoran - prodoran
sparan – sparan
miran - miran
teško - teško
piercing – piercing
slatko – slatko
noseći – leteći
surov – nepristojan
stegnut – ograničen
tangy - zbunjen
centriran – koncentriran
uklet – uklet
miran - spokojan
trpko – kiselo
clangorous – zvonka
maglovit – nejasan
žalobno – žalosno
kidanje – bjesomučan
jasno, jasnoća - jasno
srdačan – iskren
težak – težak
nježan – nježan
oblačno – maglovito
težak – težak
moćan – moćan
napet – intenzivan
grub – nepristojan
herojski – junački
istaknut - izvanredan
debeo – debeo
hladno - hladno
promukao – promukao
oštar – jedak
tanak – tanak
šaren – šaren
šuplje – prazno
čist – čist
prijeteći – prijeteći
bezbojan – bezbojan
trubiti - zujati (automobilska sirena)
blistav – sjajan
grlen – promukao
cool - cool
hooty – zujati
hrapav – zveckanje
tragičan – tragičan
pucketanje – pucketanje
haski – promukao
zveckanje – zveckanje
miran - umirujući
rušenje - slomljeno
incandescence – užareno
reedy – kreštav
proziran – proziran
kremast – kremast
rezak – oštar
profinjen – profinjen
pobjedonosni – pobjednički
kristalan – kristalan
neizražajan – neizražajan
daljinski – daljinski
tubby – bačvasti
rezanje - oštro
intenzivan – intenzivan
bogat - bogat
mutan – mutan
taman – taman
introspektivan – produbljen
zvonjenje – zvonjenje
turgid – pompozan
dubok – dubok
radostan – radostan
robustan – grub
neusmjeren – neusmjeren
delikatan – delikatan
klonulo – tužno
grubo - trpko
neupadljiv – skroman
gust – gust
svjetlo – svjetlo
zaobljen – okrugao
zastrto – zastrto
difuzno – raspršeno
bistar – proziran
pjeskovit – pjeskovit
baršunast – baršunast
sumoran - dalek
tekućina - vodenasta
divlji – divlji
vibrantan – vibrirajući
dalek – razlučan
glasno – glasno
kreštav – vrišteći
vitalan – vitalan
sanjiv – sanjiv
blistav – sjajan
sere - suh sladostrasan - bujan (raskošan)
suho – suho
lush (luscious) – sočan
spokojan, vedrina - miran
blijed - prigušen
dosadno – dosadno
lirski – lirski
sjenovit – zasjenjen
toplo – toplo
ozbiljan - ozbiljan
masivan – masivan
oštar – oštar
vodenast – vodenast
ekstatičan – ekstatičan
meditativno – kontemplativno
svjetlucanje – drhtanje
slab – slab
eteričan – eteričan
melankoličan – melankoličan
vikanje – vikanje
težak – težak
egzotičan – egzotičan
blag - mekan
kreštav – kreštav
bijelo - bijelo
izražajan – izražajan
milozvučan – melodičan
svilen – svilen
vjetrovito – vjetrovito
salo – salo
prijeteći – prijeteći
srebrnast – srebrnast
pramen – tanak
žestok – tvrd
metalik – metalik
raspjevano – milozvučno
drvenast – drven
mlitav – mlitav
maglovito – nejasno
zlokoban – zlokoban
čežnja – tužan
usredotočen – usredotočen
žalosna – žalosna
mlitav – mlitav
zabranjujući – odbojan
blatan – prljav
gladak – gladak

Međutim, glavni problem je u tome što ne postoji jasno razumijevanje različitih subjektivnih pojmova koji opisuju boju zvuka. Gore navedeni prijevod ne odgovara uvijek tehničkom značenju koje se stavlja u svaku riječ kada se opisuju različiti aspekti procjene boje.

U našoj je literaturi nekada postojao standard za osnovne pojmove, ali sada su stvari prilično tužne, budući da 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 prilikom izrade niza standarda za subjektivno ocjenjivanje kvalitete audio opreme, sustava za snimanje zvuka i sl. počeo davati definicije subjektivnih pojmova u prilozima standarda, a budući da standardi nastaju u radnim skupinama koji uključuje vodeće stručnjake iz različitih zemalja, ovo je vrlo važan postupak koji vodi do dosljednog razumijevanja osnovnih pojmova za opisivanje boja.
Kao primjer, navest ću standard AES-20-96 - "Preporuke za subjektivnu procjenu zvučnika" - koji daje dogovorenu definiciju pojmova kao što su "otvorenost", "transparentnost", "jasnoća", "napetost" , "oštrina" itd.
Ako se ovaj rad sustavno nastavi, onda bi se možda i osnovni pojmovi za verbalni opis Nivoi zvukova raznih instrumenata i drugih izvora zvuka imat će dogovorene definicije, te će ih stručnjaci iz različitih zemalja nedvosmisleno ili prilično dobro razumjeti.