Что такое тембр в музыке? Почему это важно?

На концерте ли мы или слушаем через наушники, мы полагаемся на ряд музыкальных факторов, чтобы различать инструменты, которые мы слышим, - электронные, акустические или человеческие. Некоторые из них довольно просты, например, высота и громкость, в то время как другие не так легко определить математическим уравнением или названиями нот. Я говорю о тембре.

Тембр относится к характеру, текстуре и цвету звука, который его определяет. Это общая категория для характеристик звука, которые не относятся к высоте тона, громкости, продолжительности или пространственному расположению, и она помогает нам определить, является ли то, что мы слушаем, фортепиано, флейтой или органом.

Поскольку слова могут лишь в определенной степени описать тембр, в этой статье мы будем полагаться на наглядную информацию из спектрограммы Insight 2 - инструмента, который показывает нам, как выглядит звук, - чтобы лучше понять тембр, как он работает и как его можно использовать для улучшения нашей музыки.

Что такое тембр в музыке? Визуализируйте это​

Наше восприятие тембра зависит от двух ключевых физических характеристик звука: частотного спектра и огибающей. Спектрограмма в Insight 2 визуализирует эти характеристики с течением времени, что позволяет легко сравнивать и противопоставлять общие тембры в музыке и узнавать, что отличает их друг от друга.

Спектрограмма ниже представляет собой визуализацию ноты A2, которая вибрирует с частотой 220 Гц, запуская одиночный генератор синусоидальной волны. Синусоидальная волна - это простейшая форма волны. Это основной и изолированный звук только с основной частотой - наиболее отчетливой частотой звука и определяющей его высоту. В результате тембр получается тусклым или бледным.

Примечание: хотя синусоидальные волны сами по себе не имеют интересного тембра, объединение двух или более вместе может создать более сложный звук, который является основой для аддитивного синтеза.


Та же самая нота, сыгранная на осцилляторе прямоугольной волны, дает гораздо более насыщенную визуальную спектрограмму. Основная частота по-прежнему колеблется с частотой 220 Гц, но теперь к ней присоединяется серия линий над ней, которые представляют гармоники. Гармоники - это частоты, кратные основной гармонике, и их структура в сигнале во многом определяет то, как мы слышим тембр. Прямоугольная волна имеет «нечетные» гармоники, потому что они лежат на нечетных кратных основной частоте. Например, 660 Гц (220 x 3), 1100 Гц (220 x 5), 1540 (220 x 7) и т. д.

Амплитуда сигнала представлена изменением цвета. Самые громкие части сигнала имеют самые яркие линии, а более тихие части сигнала обозначены более темными линиями. Мы видим, что самая громкая частота является основной, а громкость гармоник уменьшается по мере увеличения частоты. Распределение нечетных гармоник в прямоугольной волне - с меньшим количеством информации в среднем диапазоне - вносит свой вклад в глухой и холодный тембр, подобный тембрам колоколов и колокольчиков.


Тембр прямоугольной волны можно воссоздать с помощью синусоидальной волны и искажения клипа - см. Спектрограмму ниже. Когда в сигнал вносятся искажения , он генерирует новые гармоники, которые добавляют цвет. Для теплого или шерстистого тембра идеально подходят низкие значения искажений. Шумный тембр получается с экстремальными значениями искажения.


Гармонический состав пилообразной волны даже богаче, чем прямоугольной волны, особенно на высоких частотах, и включает смесь нечетных и четных гармоник. Четные гармоники кратны основной гармонике, и разница в частоте между ними составляет октаву: 440 Гц - на октаву выше 220 Гц, 660 Гц - на октаву выше 440 Гц и т. д. Тембр пилообразной волны яркий и жужжащий и становится резким в нефильтрованном виде. Поскольку они содержат все гармоники в серии, пилообразные волны являются лучшими кандидатами для субтрактивного синтеза.


Наиболее распространенный прием в субтрактивном синтезе - формирование богатого гармонического сигнала, такого как струнные пэды, от блестящего до мягкого тембра путем закрытия и открытия фильтра. И это очень похоже на то, как звучит.

Тембр с течением времени​

До сих пор мы рассматривали, как основные и гармонические частоты звука влияют на тембр, в основном с простыми статическими волнами. Как я уже упоминал ранее, на тембр также сильно влияет огибающая звука. Огибающая формирует громкость и спектральное содержание звука с течением времени с помощью четырех параметров: атаки, затухания, сустейна и релиза, сокращенно ADSR.

Чтобы лучше понять, как огибающая соотносится с тембром, возьмите фортепианную запись и переверните ее. Когда пианино движется вперед во времени, мы слышим и видим, что каждая нота переходит от тишины к максимальной амплитуде сразу после нажатия. Время затухания быстрое, а уровень сустейна остается постоянным до тех пор, пока нота не будет отпущена - узнаваемая огибающая фортепиано.




Воспроизведение фортепианной записи в обратном направлении меняет структуру огибающей. Каждая нота имеет постепенное увеличение до максимальной амплитуды, а затем резкое падение до тишины. Частотное распределение и интенсивность каждой ноты одинаковы в обоих направлениях, но обратный тембр совершенно другой. Резонансные частоты в записи подчеркнуты, а перевернутый молоток фортепьяно привносит странную мерцающую текстуру.

Вокальный тембр​

Человеческий голос - один из самых узнаваемых звуков вокруг нас. Мы полагаемся на тембральные характеристики голоса, чтобы определить пол и возраст, а также выделить знакомые голоса друзей и родственников в людных местах. Так же, как форма акустического инструмента определяет воспроизводимый им тембр, форма голосовых связок, речевого тракта, носа, а также остальной части тела человека определяет тембр голоса.

Связывание тембральных характеристик голоса с частотами - важный навык для записи, продюсирования и микширования. Эмоциональная трансформация песни зависит от изменения вокального тембра. Чтобы припев звучал более энергично, вокалист для контраста во время куплета будет петь мягко и в более низком регистре. Этот стиль пения дает темный или мягкий тембр.



На спектрограмме вокала припева ниже интенсивность гармоник остается высокой до 5 кГц, тогда как гармоники куплета начинают спадать около 2 кГц. Здесь также содержится больше информации о высоких частотах в диапазоне 7–12 кГц.


Ни один голос не может правильно звучать в миксе без небольшого улучшения. Тщательно подобрав эффекты, мы можем улучшить тембр голоса, не слишком сильно изменяя его естественный характер. Я применил несколько эквалайзеров, где вокал был слишком резким, и добавил легкую компрессию и коррекцию высоты тона. Вокал звучит более живо, но при этом остается верным оригинальному исполнению.

Заключение​

Знакомство с тембром в музыке дает нам более глубокое понимание общих студийных эффектов, таких как искажение, фильтрация и эквалайзер, а также того, как синтезировать новые звуки. Используйте спектрограмму в Insight 2, чтобы проанализировать тембр интересных звуков и инструментов и узнать, что делает их уникальными. Это значительно улучшит ваши навыки критического слушания и улучшит песни, над которыми вы работаете.