"Musiqi tembri" anlayışı haqqında. tembr nədir? Tembr və faza spektri

tembr

Subyektiv olaraq hiss olunan ən çətin parametr tembrdir. Bu terminin tərifi ilə "həyat" anlayışının tərifi ilə müqayisə edilə bilən çətinliklər yaranır: hamı bunun nə olduğunu başa düşür, lakin elm bir neçə əsrdir ki, elmi təriflə mübarizə aparır. “Tembr” termini ilə eynilə: “səsin gözəl tembri”, “alətin kar tembri” və s. deyəndə nədən danışdıqları hamıya aydındır, amma... “Daha çox- az”, “yüksək-aşağı” tembr haqqında “, onu ifadə etmək üçün onlarla söz işlədilir: quru, səsli, yumşaq, iti, parlaq və s. (Tembrin təsviri şərtlərindən ayrıca danışacağıq).

tembr(tembr-Fr.) "tonun keyfiyyəti", "tonun rəngi" (tonun keyfiyyəti) deməkdir.

Səsin tembr və akustik xüsusiyyətləri
Müasir kompüter texnologiyası bunu etməyə imkan verir ətraflı təhlil hər hansı bir musiqi siqnalının müvəqqəti strukturu - bu, demək olar ki, hər hansı bir musiqi redaktoru tərəfindən edilə bilər, məsələn, Sound Forge, Wave Lab, SpectroLab və s. skripka).
Təqdim olunan dalğa formalarından göründüyü kimi (yəni zamanla səs təzyiqinin dəyişməsindən asılılıq) bu səslərin hər birində üç mərhələni ayırd etmək olar: səsin hücumu (qurulma prosesi), stasionar hissə, və çürümə prosesi. Müxtəlif alətlərdə, onlar istifadə edilən səs istehsal üsullarından asılı olaraq, bu fazaların vaxt intervalları müxtəlifdir - bunu şəkildən görmək olar.

Gitara kimi zərb alətləri və cırılmış alətlər stasionar faza və hücum üçün qısa müddətə, çürümə mərhələsi üçün isə uzun müddətə malikdir. Orqan borusunun səsində stasionar fazanın kifayət qədər uzun seqmentini və qısa tənəzzül dövrünü və s. görmək olar. Əgər səsin stasionar hissəsinin seqmentinin zamanla daha uzadıldığını təsəvvür etsək, onda aydın şəkildə görə bilərik. səsin dövri quruluşuna baxın. Bu dövrilik musiqi tonunu təyin etmək üçün prinsipial əhəmiyyət kəsb edir, çünki eşitmə sistemi yalnız dövri siqnallar üçün səs tonunu təyin edə bilər və qeyri-dövri siqnallar onun tərəfindən səs-küy kimi qəbul edilir.

Helmholtzdan başlayaraq demək olar ki, bütün sonrakı yüz il ərzində işlənmiş klassik nəzəriyyəyə görə, tembrin qavranılması səsin spektral quruluşundan, yəni overtonların tərkibindən və onların amplitüdlərinin nisbətindən asılıdır. Nəzərinizə çatdırım ki, overtonlar əsas tezlikdən yuxarı olan spektrin bütün komponentləridir və tezlikləri əsas ton ilə tam nisbətdə olan overtonlar adlanır. harmoniklər.
Məlum olduğu kimi, amplituda və faza spektrini əldə etmək üçün zaman funksiyasının (t) Furye çevrilməsini, yəni səs təzyiqinin p-nin t vaxtından asılılığını yerinə yetirmək lazımdır.
Furye çevrilməsindən istifadə etməklə istənilən zaman siqnalı onun sadə harmonik (sinusoidal) siqnallarının cəmi (və ya inteqralı) kimi göstərilə bilər və bu komponentlərin amplitüdləri və fazaları müvafiq olaraq amplituda və faza spektrlərini təşkil edir.

Yaradılan köməyi ilə son onilliklər sürətli Furye çevrilməsinin rəqəmsal alqoritmləri (FFT və ya FFT), siz həmçinin demək olar ki, hər hansı bir səs emal proqramında spektrləri müəyyən etmək üçün əməliyyat həyata keçirə bilərsiniz. Məsələn, SpectroLab proqramı ümumiyyətlə müxtəlif formalarda musiqi siqnalının amplituda və faza spektrini qurmağa imkan verən rəqəmsal analizatordur. Spektr təmsil formaları fərqli ola bilər, baxmayaraq ki, onlar eyni hesablama nəticələrini təmsil edirlər.

Şəkil tezlik reaksiyası şəklində müxtəlif musiqi alətlərinin amplituda spektrlərini göstərir (onların oscilloqramları əvvəllər şəkildə göstərilmişdir). Tezliyə cavab burada səs təzyiqi səviyyəsi şəklində overton amplitüdlərinin tezliklərdən asılılığını ifadə edir.

Bəzən spektr müxtəlif amplitudalı diskret tonlar dəsti kimi təqdim olunur. Spektrlər spektroqramlar kimi təqdim edilə bilər, burada tezlik şaquli ox boyunca, vaxt üfüqi ox boyunca, amplituda isə rəng intensivliyi ilə təmsil olunur.

Bundan əlavə, aşağıda müzakirə olunacaq üçölçülü (kumulyativ) spektr şəklində təmsil forması mövcuddur.
Əvvəlki şəkildə göstərilən spektrləri qurmaq üçün oscilloqramın stasionar hissəsində müəyyən zaman seqmenti seçilir və bu seqment üzərində ortalaşdırılmış spektr hesablanır. Bu seqment nə qədər böyükdürsə, tezlik həlli bir o qədər dəqiqdir, lakin bu halda siqnalın müvəqqəti strukturunun fərdi təfərrüatları itirilə bilər (hamarlanır). Belə stasionar spektrlər hər bir musiqi alətinə xas olan fərdi xüsusiyyətlərə malikdir və ondakı səsin əmələ gəlmə mexanizmindən asılıdır.

Məsələn, fleyta rezonator kimi hər iki ucu açıq borudan istifadə edir və buna görə də spektrdə bütün cüt və tək harmonikləri ehtiva edir. Bu zaman harmoniklərin səviyyəsi (amplitudası) tezliklə sürətlə azalır. Klarnet rezonator kimi bir ucu qapalı borudan istifadə edir, ona görə də spektrdə əsasən qəribə harmoniklər var. Borunun spektrində çoxlu yüksək tezlikli harmoniklər var. Müvafiq olaraq, bütün bu alətlərin səs tembrləri tamamilə fərqlidir: fleyta yumşaq, mülayim, klarnet küt, kar, truba parlaq, kəskindir.

Overtonların spektral tərkibinin tembrə təsirinin öyrənilməsinə yüzlərlə əsər həsr edilmişdir, çünki bu problem həm musiqi alətlərinin, həm də yüksək keyfiyyətli akustik avadanlıqların dizaynı üçün, xüsusən də yüksək keyfiyyətli akustikanın inkişafı ilə əlaqədar son dərəcə vacibdir. Fi və High-End avadanlığı, və fonoqramların eşitmə qiymətləndirilməsi və digər tapşırıqlar üçün səs mühəndisinin qarşısında dayanır. Gözəl səs mühəndislərimizin toplanmış böyük eşitmə təcrübəsi - P.K. Kondrashina, V.G. Dinova, E.V. Nikulski, S.G. Şuqalya və başqaları - bu problemlə bağlı əvəzsiz məlumat verə bilərdilər (xüsusilə də onun haqqında arzulamaq istədikləri kitablarında yazsalar).

Bu məlumatlar son dərəcə çoxsaylı və tez-tez ziddiyyətli olduğu üçün onlardan yalnız bir neçəsini qeyd edəcəyik.
Təhlil ümumi quruluşŞəkil 5-də göstərilən müxtəlif alətlərin spektrləri bizə aşağıdakı nəticələr çıxarmağa imkan verir:
- tonların olmaması və ya olmaması, xüsusən də aşağı registrdə səsin tembri darıxdırıcı, boş olur - misal generatordan gələn sinusoidal siqnaldır;
- kifayət qədər böyük amplituda olan ilk beş-yeddi harmonikanın spektrində olması tembrə dolğunluq və zənginlik verir;
- birinci harmoniklərin zəifləməsi və daha yüksək harmoniklərin güclənməsi (altıncıdan yeddinciyə və yuxarı) tembr verir.

Müxtəlif musiqi alətləri üçün amplituda spektrinin zərfinin təhlili müəyyən etməyə imkan verdi (Kuznetsov "Musiqi alətlərinin akustikası"):
- 200 ... 700 Hz bölgəsində zərfin hamar bir yüksəlişi (müəyyən bir qrup overtonun amplitüdlərində artım) zənginlik, dərinlik çalarlarını əldə etməyə imkan verir;
- 2,5 ... 3 kHz bölgəsində yüksəliş tembr uçuşu, səslilik verir;
- 3 ... 4,5 kHz bölgəsində bir yüksəliş tembrin kəskinliyini, kəskinliyini və s.

Səsin spektral tərkibindən asılı olaraq tembr keyfiyyətlərini təsnif etmək üçün çoxsaylı cəhdlərdən biri şəkildə göstərilmişdir.

Akustik sistemlərin səs keyfiyyətinin (və deməli, tembrinin) qiymətləndirilməsi ilə bağlı çoxsaylı təcrübələr tezlik reaksiyasında müxtəlif zirvələrin-diplərin tembrin nəzərəçarpacaq dəyişməsinə təsirini müəyyən etməyə imkan verdi. Xüsusilə göstərilmişdir ki, görünürlük amplitudadan, tezlik şkalasında yerləşdiyi yerdən və spektr zərfindəki zirvə-diplərin keyfiyyət amilindən (yəni, tezlik reaksiyasından) asılıdır. Orta tezlik diapazonunda zirvələrin görünməsi üçün eşiklər, yəni orta səviyyədən sapmalar 2 ... 3 dB-dir və zirvələrdə tembr dəyişikliyinin görünməsi diplərdən daha böyükdür. Eni dar olan diplər (oktavanın 1/3-dən az) qulaq üçün demək olar ki, görünməzdir - görünür, bu, müxtəlif səs mənbələrinin tezlik reaksiyasına məhz belə dar enişlərin daxil olması ilə izah olunur. qulaq onlara öyrəşib.

Overtonların formant qruplarına qruplaşdırılması, xüsusən də maksimum eşitmə həssaslığı bölgəsində əhəmiyyətli təsir göstərir. Nitq səslərini fərqləndirmək üçün əsas meyar rolunu oynayan format sahələrinin yeri olduğundan, formant tezlik diapazonlarının (yəni vurğulanmış tonlar) olması musiqi alətlərinin və tembrinin qavranılmasına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. oxuyan səs: məsələn, 2 ... 3 kHz bölgəsindəki formant qrupu, oxuyan səsə və skripka səslərinə uçuş, sonorluq verir. Bu üçüncü formant xüsusilə Stradivari skripkalarının spektrlərində özünü göstərir.

Beləliklə, klassik nəzəriyyənin müddəaları şübhəsiz doğrudur ki, səsin qəbul edilən tembri onun spektral tərkibindən, yəni overtonların tezlik şkalasında yerləşməsindən və onların amplitudalarının nisbətindən asılıdır. Bu, səslə işləmək üçün çoxsaylı təcrübə ilə təsdiqlənir müxtəlif sahələr. Müasir musiqi proqramları bunu yoxlamağı asanlaşdırır sadə nümunələr. Məsələn, Sound Forge proqramında siz daxili generatordan istifadə edərək müxtəlif spektral tərkibli səslərin variantlarını sintez edə və onların səs tembrinin necə dəyişdiyini dinləyə bilərsiniz.

Bundan daha iki mühüm nəticə çıxır:
- musiqinin və nitqin səsinin tembri səsin dəyişməsindən və yüksəklikdə transpozisiyadan asılı olaraq dəyişir.

Səs dəyişdikdə, tembrin qavrayışı da dəyişir. Birincisi, müxtəlif musiqi alətlərinin (simlər, membranlar, göyərtələr və s.) vibratorlarının titrəyişlərinin amplitudasının artması ilə onlarda qeyri-xətti effektlər görünməyə başlayır və bu, spektrin əlavə tonlarla zənginləşməsinə səbəb olur. Şəkil müxtəlif təsir güclərində pianonun spektrini göstərir, burada tire spektrin səs-küy hissəsini qeyd edir.

İkincisi, səs səviyyəsinin artması ilə eşitmə sisteminin aşağı və yüksək tezliklərin qavranılmasına həssaslığı dəyişir (bərabər səsin əyriləri əvvəlki məqalələrdə müzakirə edilmişdir). Buna görə də, səs səviyyəsi artırıldıqda (90 ... 92 dB məqbul həddə qədər), tembr sakit səslərlə müqayisədə daha dolğun, zəngin olur. Səs səviyyəsinin daha da artması ilə səs mənbələrində və eşitmə sistemində güclü təhriflər təsir etməyə başlayır, bu da tembrin pisləşməsinə səbəb olur.

Melodiyanın yüksəklikdə köçürülməsi qəbul edilən tembri də dəyişir. Birincisi, spektr tükənir, çünki tonların bəziləri 15 ... 20 kHz-dən yuxarı eşidilməyən diapazona düşür; ikincisi, yüksək tezliklər bölgəsində eşitmə hədləri xeyli yüksək olur və yüksək tezlikli tonlar eşidilməz olur. Aşağı registrli səslərdə (məsələn, orqan) orta diapazonlu tezliklərə qarşı eşitmə həssaslığının artması səbəbindən overtonlar gücləndirilir, ona görə də aşağı registrli səslər orta diapazonlu səslərdən daha zəngin səslənir, burada belə ifrat ton gücləndirilməsi yoxdur. Qeyd etmək lazımdır ki, eyni yüksəklik əyriləri, eləcə də yüksək tezliklərə eşitmə həssaslığının itirilməsi əsasən fərdi olduğundan, səsin ucalığı və tonunun dəyişməsi ilə tembr qavrayışındakı dəyişiklik də müxtəlif insanlarda çox dəyişir.
Bununla belə, bu günə qədər toplanmış eksperimental məlumatlar bir sıra şərtlər altında tembrin müəyyən dəyişməzliyini (sabitliyini) aşkar etməyə imkan vermişdir. Məsələn, bir melodiyanı tezlik şkalası boyunca köçürərkən, tembrin çalarları, əlbəttə ki, dəyişir, lakin ümumiyyətlə alətin və ya səsin tembri asanlıqla tanınır: məsələn, saksafona və ya digər alətə qulaq asarkən. bir tranzistorlu radio qəbuledicisi, spektri əhəmiyyətli dərəcədə təhrif edilmiş olsa da, onun tembrini müəyyən etmək olar. Eyni aləti zalın müxtəlif nöqtələrində dinləyərkən onun tembri də dəyişir, lakin bu alətə xas olan tembrin fundamental xassələri qalır.

Bu ziddiyyətlərin bəziləri tembrin klassik spektral nəzəriyyəsi çərçivəsində qismən izah edilmişdir. Məsələn, göstərildi ki, transpozisiya zamanı tembrin əsas xüsusiyyətlərini qorumaq üçün (tezlik şkalası boyunca köçürmə) amplituda spektrinin zərfinin formasını (yəni, onun formant quruluşunu) qorumaq prinsipial əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, rəqəm göstərir ki, zərf quruluşu qorunduğu halda (variant "a") spektr bir oktava ilə ötürüldükdə, amplituda nisbəti (seçim) qorunarkən spektrin ötürülməsi ilə müqayisədə tembr dəyişiklikləri daha az əhəmiyyətlidir. "b").

Bu, nitq səslərinin (saitlər, samitlər) tələffüz hündürlüyündən (əsas tonun tezliyindən) asılı olmayaraq tanınması faktını izah edir, əgər onların bir-birinə nisbətən formant bölgələrinin yeri qorunub saxlanılırsa.

Beləliklə, klassik tembr nəzəriyyəsinin əldə etdiyi nəticələri yekunlaşdıraraq, son illərin nəticələrini nəzərə alaraq deyə bilərik ki, tembr, əlbəttə ki, səsin orta spektral tərkibindən əhəmiyyətli dərəcədə asılıdır: tonların sayı, onların tezlik miqyasında nisbi yeri, onların amplitüdlərinin nisbəti, yəni forma spektral zərfi (AFC), daha doğrusu, enerjinin tezlik üzərində spektral paylanmasından.
Lakin 60-cı illərdə musiqi alətlərinin səslərini sintez etmək üçün ilk cəhdlər başlayanda trubanın səsini, xüsusən də onun orta spektrinin məlum tərkibinə uyğun olaraq yenidən yaratmaq cəhdləri uğursuz oldu - tembr, trubadan tamamilə fərqli idi. mis alətlərin səsi. Eyni şey səs sintezində ilk cəhdlərə də aiddir. Məhz bu dövrdə kompüter texnologiyasının verdiyi imkanlara arxalanaraq başqa bir istiqamət - tembrin qavranılması ilə siqnalın müvəqqəti strukturu arasında əlaqənin qurulması inkişaf etməyə başladı.
Bu istiqamətdə əldə edilən nəticələrə keçməzdən əvvəl aşağıdakıları söyləmək lazımdır.
Birinci. Çox güman ki, səs siqnalları ilə işləyərkən onların spektral tərkibi haqqında məlumat əldə etmək kifayətdir, çünki Furye transformasiyasından istifadə edərək onların zaman formasına keçmək həmişə mümkündür və əksinə. Bununla belə, siqnalın müvəqqəti və spektral təsvirləri arasında birmənalı əlaqə yalnız xətti sistemlərdə mövcuddur və eşitmə sistemi əsas olaraq həm yüksək, həm də aşağı siqnal səviyyələrində qeyri-xətti sistemdir. Buna görə də eşitmə sistemində informasiyanın işlənməsi həm spektral, həm də zaman sahəsində paralel olaraq baş verir.

Yüksək keyfiyyətli akustik avadanlıqların dizaynerləri akustik sistemin tezlik reaksiyasının təhrifinin (yəni spektral zərfin qeyri-bərabərliyi) eşitmə hədlərinə (2dB qeyri-bərabərlik, bant genişliyi 20 Hz ... 20 kHz və s.) və mütəxəssislər və ya səs mühəndisləri deyirlər: "skripka soyuq səslənir" və ya "metalla səs" və s. Beləliklə, spektral bölgədən alınan məlumat eşitmə sistemi üçün kifayət deyil, müvəqqəti quruluş haqqında məlumat lazımdır. Təəccüblü deyil ki, akustik avadanlıqların ölçülməsi və qiymətləndirilməsi üsulları illər ərzində əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmişdir. son illər- həm zaman, həm də spektral domenlərdə 30-a qədər parametri müəyyən etməyə imkan verən yeni rəqəmsal metrologiya meydana çıxdı.
Buna görə də, musiqi və nitq siqnalının tembri haqqında məlumat eşitmə sistemi tərəfindən siqnalın həm temporal, həm də spektral strukturundan alınmalıdır.
İkinci. Klassik tembr nəzəriyyəsində (Helmholtz nəzəriyyəsi) yuxarıda əldə edilən bütün nəticələr müəyyən bir ortalama ilə siqnalın stasionar hissəsindən əldə edilən stasionar spektrlərin təhlilinə əsaslanır, lakin praktiki olaraq heç bir sabit, stasionar olmaması vacibdir. real musiqi və nitq siqnallarında hissələri. Canlı musiqi davamlı dinamik, daimi dəyişiklikdir və bu, eşitmə sisteminin dərin xüsusiyyətləri ilə bağlıdır.

Eşitmə fiziologiyasının tədqiqi eşitmə sistemində, xüsusən də onun yüksək hissələrində çoxlu sözdə "yenilik" və ya "tanınma" neyronlarının, yəni elektrik boşalmalarını açan və keçirməyə başlayan neyronların olduğunu müəyyən etməyə imkan verdi. yalnız siqnalda dəyişiklik olduqda (açın, söndürün, səs səviyyəsini, səs səviyyəsini və s. dəyişdirin). Siqnal stasionardırsa, bu neyronlar açılmır və siqnal məhdud sayda neyron tərəfindən idarə olunur. Bu fenomen gündəlik həyatdan geniş şəkildə tanınır: əgər siqnal dəyişməzsə, çox vaxt onlar bunu görməyi dayandırırlar.
Musiqi ifası üçün hər hansı bir monotonluq və sabitlik fəlakətlidir: dinləyici yenilik neyronlarını söndürür və o, məlumatı (estetik, emosional, semantik və s.) Qavramağı dayandırır, buna görə də canlı ifada həmişə dinamika var (musiqiçilər və müğənnilər geniş yayılmışdır). müxtəlif siqnal modulyasiyasından istifadə edin - vibrato, tremolo və s.).

Bundan əlavə, hər bir musiqi aləti, o cümlədən səs, siqnalın öz temporal quruluşunu və onun dəyişmə dinamikasını diktə edən xüsusi səs istehsal sisteminə malikdir. Səsin temporal quruluşunun müqayisəsi əsaslı fərqləri göstərir: xüsusən, hər üç hissənin müddəti - hücum, stasionar hissə və çürümə - bütün alətlər üçün müddəti və forması fərqlidir. At zərb alətləriçox qısa stasionar hissə, hücum müddəti 0,5...3 ms və düşmə vaxtı 0,2...1 s; əyilmişlər üçün hücum müddəti 30 ... 120 ms, çürümə müddəti 0,15 ... 0,5 s; orqan üçün hücum 50 ... 1000 ms və çürümə 0,2 ... 2 s-dir. Bundan əlavə, zaman zərfinin forması əsaslı şəkildə fərqlidir.
Təcrübələr göstərdi ki, səsin hücumuna uyğun zaman strukturunun bir hissəsini çıxarsanız və ya hücumu və tənəzzülü dəyişdirsəniz (əks istiqamətdə çalsanız) və ya bir alətdən olan hücumu digərinin hücumu ilə əvəz etsəniz, o zaman bu alətin tembrini tanımaq demək olar ki, qeyri-mümkün olur. Buna görə də, tembrin tanınması üçün təkcə stasionar hissə deyil (orta spektri klassik tembr nəzəriyyəsinin əsasını təşkil edir), həm də temporal quruluşun formalaşma dövrü, eləcə də zəifləmə (çürümə) dövrü. həyati elementlərdir.

Həqiqətən, hər hansı bir otaqda dinləyərkən, ilk əkslər hücumdan sonra eşitmə sisteminə gəlir və stasionar hissənin ilkin hissəsi artıq eşidilir. Eyni zamanda, otağın reverberasiya prosesi alətdən səsin çürüməsi ilə üst-üstə düşür ki, bu da səsi əhəmiyyətli dərəcədə maskalayır və təbii olaraq onun tembrinin qavranılmasında dəyişikliklərə səbəb olur. Eşitmə müəyyən bir ətalətə malikdir və qısa səslər klik kimi qəbul edilir. Buna görə də səsin hündürlüyünü və müvafiq olaraq tembrini tanıya bilmək üçün səsin müddəti 60 ms-dən çox olmalıdır. Görünür, sabitlər yaxın olmalıdır.
Buna baxmayaraq, birbaşa səsin gəlişinin başlanğıcı ilə ilk əkslərin gəlişi anları arasındakı vaxt fərdi alətin səs tembrini tanımaq üçün kifayətdir - açıq-aydın, bu vəziyyət dəyişməzliyi (sabitlik) müəyyən edir. ) müxtəlif dinləmə şəraitində müxtəlif alətlərin tembrlərinin tanınması. Müasir kompüter texnologiyaları müxtəlif alətlərdə səsin qurulması proseslərini kifayət qədər ətraflı təhlil etməyə və tembrin müəyyən edilməsi üçün ən vacib olan ən əhəmiyyətli akustik xüsusiyyətləri ayırmağa imkan verir.

Onun stasionar (orta) spektrinin strukturu musiqi alətinin və ya səsin tembrinin qavranılmasına əhəmiyyətli təsir göstərir: overtonların tərkibi, onların tezlik miqyasında yeri, tezlik nisbətləri, amplituda paylanmaları və spektrin forması. Helmholtz-un əsərlərində irəli sürülmüş klassik tembr nəzəriyyəsinin müddəalarını tam təsdiqləyən zərf, formant bölgələrinin mövcudluğu və forması və s.
Bununla belə, son onilliklərdə əldə edilən eksperimental materiallar göstərdi ki, heç də az əhəmiyyətli deyil, bəlkə də daha çox mühüm rol tembrin tanınması səsin strukturunda qeyri-stasionar dəyişiklik və müvafiq olaraq zamanla, ilk növbədə səs hücumunun ilkin mərhələsində onun spektrinin açılması prosesi ilə ifa olunur.

Spektrin vaxtında dəyişdirilməsi prosesi spektroqramlardan və ya üçölçülü spektrlərdən istifadə etməklə xüsusilə aydın şəkildə "görülə bilər" (onları Sound Forge, SpectroLab, Wave Lab və s. musiqi redaktorlarının əksəriyyətindən istifadə etməklə qurmaq olar). Onların müxtəlif alətlərin səsləri üçün təhlili müəyyən etməyə imkan verir xüsusiyyətləri spektrlərin "yerləşdirilməsi" prosesləri. Məsələn, rəqəm zəng səsinin üçölçülü spektrini göstərir, burada Hz tezliyi bir oxda, vaxt saniyələrlə digərində; dB-də üçüncü amplituda. Qrafik spektral zərfin vaxtında yüksəlmə, çökmə və çürümə prosesinin necə baş verdiyini aydın şəkildə göstərir.

Müxtəlif taxta alətlərin C4 tonunun hücumunun müqayisəsi göstərir ki, hər bir alət üçün titrəmələrin qurulması prosesi özünəməxsus xüsusiyyətə malikdir:

Klarnetdə tək 1/3/5 harmoniklər üstünlük təşkil edir, üçüncü harmonik spektrdə birincidən 30 ms gec görünür, sonra daha yüksək harmoniklər tədricən "bir sıraya düzülür";
- qoboy üçün rəqslərin qurulması ikinci və üçüncü harmonikadan başlayır, sonra dördüncü görünür və yalnız 8 ms-dən sonra birinci harmonika görünməyə başlayır;
- ilk harmonik əvvəlcə fleytada görünür, sonra yalnız 80 ms-dən sonra bütün qalanlar tədricən daxil olur.

Şəkildə bir qrup mis alətlər üçün vibrasiyaların qurulması prosesi göstərilir: truba, trombon, buynuz və tuba.

Fərqlər aydın görünür:
- truba yüksək harmoniklər qrupunun yığcam görünüşünə malikdir, trombonda əvvəlcə ikinci harmonik, sonra birinci, 10 ms-dən sonra ikinci və üçüncü harmonik görünür. Tuba və buynuz ilk üç harmonikdə enerjinin konsentrasiyasını göstərir, daha yüksək harmoniklər praktiki olaraq yoxdur.

Əldə edilmiş nəticələrin təhlili göstərir ki, səs hücumu prosesi müəyyən bir alətdə səs çıxarılmasının fiziki təbiətindən əhəmiyyətli dərəcədə asılıdır:
- öz növbəsində tək və ya cütə bölünən qulaq yastıqları və ya qamışların istifadəsindən;
- müxtəlif formalı borulardan (düz dar miqyaslı və ya konik genişmiqyaslı) və s.

Bu, harmoniklərin sayını, onların yaranma vaxtını, amplitudasının uyğunlaşma sürətini və müvafiq olaraq səsin müvəqqəti strukturunun zərfinin formasını müəyyən edir. Fleyta kimi bəzi alətlər

Hücum dövründə zərf hamar eksponensial xarakter daşıyır və bəzilərində, məsələn, fagotda döyüntülər aydın görünür, bu da onların tembrindəki əhəmiyyətli fərqlərin səbəblərindən biridir.

Hücum zamanı daha yüksək harmoniklər bəzən əsas tona səbəb olur, buna görə də səs tonunda dalğalanmalar baş verə bilər; tezlik və deməli, ümumi tonun hündürlüyü tədricən düzülür. Bəzən dövrilikdəki bu dəyişikliklər kvazi təsadüfi olur. Bütün bu xüsusiyyətlər ilkin səslənmə anında eşitmə sisteminə konkret alətin tembrini “tanımağa” kömək edir.

Səs tembrini qiymətləndirmək üçün təkcə onun tanınma anı deyil (yəni bir aləti digərindən ayırmaq bacarığı), həm də ifa zamanı tembrin dəyişməsini qiymətləndirmək bacarığı vacibdir. Burada ən mühüm rolu səsin bütün mərhələlərində spektral zərfdə zamanla dəyişmə dinamikası oynayır: hücum, stasionar hissə, çürümə.
Hər bir tonun vaxtında davranışı tembr haqqında ən vacib məlumatları da daşıyır. Məsələn, zənglərin səsində dəyişiklik dinamikası həm spektrin tərkibində, həm də onun ayrı-ayrı tonlarının amplitüdlərinin vaxtının dəyişməsinin təbiətində xüsusilə aydın görünür: əgər zərbədən sonra ilk anda. spektrdə bir neçə onlarla spektral komponent aydın görünür ki, bu da tembrin səs-küy xarakterini yaradır, sonra bir neçə saniyədən sonra spektrdə bir neçə əsas ton qalır (əsas ton, oktava, duodecim və iki oktavadan sonra kiçik üçüncü), qalanları sönür və bu, xüsusi ton rəngli səs tembri yaradır.

Zəng üçün zamanla əsas tonların amplitüdlərindəki dəyişiklik nümunəsi şəkildə göstərilmişdir. Görünür ki, o, qısa bir hücum və uzun çürümə dövrü ilə xarakterizə olunur, eyni zamanda müxtəlif düzənli tonların daxil olma və çürümə sürəti və onların amplitudalarının zamanla dəyişmə xarakteri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Müxtəlif overtonların zamanla davranışı alətin növündən asılıdır: piano, orqan, gitara və s. səsində overtonun amplitüdlərinin dəyişdirilməsi prosesi tamam başqa xarakter daşıyır.

Təcrübə göstərir ki, ayrı-ayrı tonların vaxtında yerləşdirilməsinin xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq səslərin əlavə kompüter sintezi daha çox "canlı" səs əldə etməyə imkan verir.

Hansı tonların dəyişmə dinamikasının tembr haqqında məlumat daşıdığı sualı kritik eşitmə zolaqlarının mövcudluğu ilə bağlıdır. Kokleadakı bazilar membran bant genişliyi tezlikdən asılı olan bir bant keçirici filtr rolunu oynayır: 500 Hz-dən yuxarı - təxminən 1/3 oktava, 500 Hz-dən aşağı - təxminən 100 Hz. Bu eşitmə filtrlərinin bant genişliyi "kritik eşitmə zolağı" adlanır (səslənən tezliklərin bütün diapazonunda kritik bandın eninə bərabər olan 1 qabıqdan ibarət xüsusi bir vahid var).
Kritik zolağın daxilində eşitmə daxil olan səs məlumatlarını birləşdirir ki, bu da eşitmə maskalanması proseslərində mühüm rol oynayır. Eşitmə filtrlərinin çıxışındakı siqnalları təhlil etsəniz, hər hansı bir alətin səs spektrindəki ilk beş-yeddi harmoniklərin adətən öz kritik zolağına düşdüyünü görə bilərsiniz, çünki belə hallarda bir-birindən olduqca uzaqdırlar. harmoniklərin eşitmə sistemini "açdığını" deyirlər. Belə filtrlərin çıxışında neyronların boşalmaları hər bir harmonik dövrü ilə sinxronlaşdırılır.

Yeddincidən yuxarı olan harmoniklər, adətən, tezlik miqyasında bir-birinə olduqca yaxındır və eşitmə sistemi bir kritik bant daxilində bir neçə harmonik "yerləşdirmir" və eşitmə filtrlərinin çıxışında mürəkkəb bir siqnal əldə edilir. Bu vəziyyətdə neyronların boşalmaları zərfin tezliyi ilə sinxronlaşdırılır, yəni. əsas ton.

Müvafiq olaraq, yerləşdirilmiş və genişlənməmiş harmoniklər üçün eşitmə sistemi tərəfindən məlumatların işlənməsi mexanizmi birinci halda bir qədər fərqlidir, məlumat "vaxtında", ikinci halda "yerində" istifadə olunur.

Əvvəlki məqalələrdə göstərildiyi kimi meydançanın tanınmasında mühüm rolu ilk on beş-on səkkiz harmonika oynayır. Səslərin kompüter əlavəsi sintezinin köməyi ilə aparılan təcrübələr göstərir ki, bu harmoniklərin davranışı da tembrin dəyişməsinə ən əhəmiyyətli təsir göstərir.
Buna görə də, bir sıra tədqiqatlarda tembrin ölçüsünü on beşdən on səkkizə bərabər hesab etmək təklif edilmişdir və onun dəyişməsini bu miqyasda qiymətləndirmək tembr ilə eşitmə qavrayışının belə xüsusiyyətləri arasındakı əsas fərqlərdən biridir. əsasən siqnalın intensivliyindən, tezliyindən və müddətindən asılı olaraq iki və ya üç parametrlə (məsələn, ucalıq) ölçülə bilən yüksəklik və ya yüksəklik.

Tamamilə məlumdur ki, əgər siqnal spektrində 7-dən 15...18-ə qədər rəqəmlərlə, kifayət qədər böyük amplitudalı, məsələn, truba, skripka, orqan qamış boruları və s. üçün çoxlu harmoniklər varsa, onda tembr parlaq, səsli, kəskin və s. kimi qəbul edilir. Əgər spektrdə əsasən aşağı harmoniklər, məsələn, tuba, buynuz, trombon varsa, o zaman tembr qaranlıq, kar və s. kimi xarakterizə olunur. Tək harmoniklərin üstünlük təşkil etdiyi klarnet. spektri , bir qədər "burun" tembrinə malikdir və s.
Müasir baxışlara uyğun olaraq, tembrin qavranılması üçün ən mühüm rol spektrin overtonları arasında maksimum enerjinin paylanması dinamikasının dəyişməsidir.

Bu parametri qiymətləndirmək üçün səsin spektral enerjisinin paylanmasının orta nöqtəsi kimi təyin olunan "spektrin mərkəzi" anlayışı təqdim olunur, bəzən spektrin "tarazlıq nöqtəsi" kimi təyin olunur. Bunu müəyyən etməyin yolu, bəzi orta tezliklərin dəyərinin hesablanmasıdır:

Ai spektrin komponentlərinin amplitudası olduğu halda, fi onların tezliyidir.
Şəkildə göstərilən nümunə üçün bu centroid dəyəri 200 Hz-dir.

F \u003d (8 x 100 + 6 x 200 + 4 x 300 + 2 x 400) / (8 + 6 + 4 + 2) \u003d 200.

Centroidin yüksək tezliklərə doğru sürüşməsi tembrin parlaqlığının artması kimi hiss olunur.
Tezlik diapazonunda spektral enerjinin paylanmasının və onun zamanla dəyişməsinin tembrin qavranılmasına əhəmiyyətli təsiri, ehtimal ki, nitq səslərinin müxtəlif bölgələrdə enerji konsentrasiyası haqqında məlumat daşıyan formant xüsusiyyətləri ilə tanınması təcrübəsi ilə əlaqələndirilir. spektri (ilkin nə olduğu bilinmir).
Bu eşitmə qabiliyyəti musiqi alətlərinin tembrlərini qiymətləndirmək üçün vacibdir, çünki formant bölgələrinin olması əksər musiqi alətləri üçün xarakterikdir, məsələn, 800 ... 1000 Hz və 2800 ... 4000 Hz bölgələrindəki skripkalar üçün. klarnetlər 1400 ... 2000 Hz və s.
Müvafiq olaraq, onların mövqeyi və zamanla dəyişmə dinamikası qavrayışa təsir göstərir fərdi xüsusiyyətlər tembr.
Məlumdur ki, oxuyan səsin tembrinin qavranılmasında yüksək oxuma formantı (baslar üçün 2100 ... 2500 Hz, tenorlar üçün 2500 ... 2800 Hz, 3000 ... 3500 bölgəsində) var. sopranolar üçün Hz). Bu sahədə opera müğənniləri akustik enerjinin 30%-ə qədərini cəmləşdirirlər ki, bu da səsin yüksəkliyini və uçuşunu təmin edir. Filtrlərin köməyi ilə müxtəlif səslərin yazılarından oxuyan formantın çıxarılması (bu təcrübələr professor V.P.Morozovun tədqiqatlarında aparılmışdır) səsin tembrinin küt, kar və ləngləşdiyini göstərir.

İfanın həcminin dəyişməsi ilə tembrin dəyişməsi və səs hündürlüyündə transpozisiya, həmçinin overtonların sayının dəyişməsi səbəbindən mərkəzin yerdəyişməsi ilə müşayiət olunur.
Müxtəlif yüksəklikli skripka səsləri üçün mərkəzin mövqeyinin dəyişdirilməsi nümunəsi şəkildə göstərilmişdir (spektrdə mərkəzin yerləşmə tezliyi absis oxu boyunca çəkilmişdir).
Tədqiqatlar göstərdi ki, bir çox musiqi alətləri üçün intensivliyin artması (ucalığın) və mərkəzin yüksək tezlikli bölgəyə keçməsi arasında demək olar ki, monoton əlaqə mövcuddur, bunun sayəsində tembr daha parlaq olur.

Göründüyü kimi, səsləri sintez edərkən və müxtəlif kompüter kompozisiyaları yaratarkən daha təbii tembr əldə etmək üçün intensivlik və spektrdə mərkəzin mövqeyi arasındakı dinamik əlaqəni nəzərə almaq lazımdır.
Nəhayət, real səslərin tembrlərinin qavranılmasındakı fərq və "virtual yüksəklik" ilə səslər, yəni. beynin spektrin bir neçə tam çalarlarına uyğun olaraq "bitirdiyi" səslər (bu, məsələn, zəng səsləri üçün xarakterikdir) spektrin mərkəzinin mövqeyi nöqteyi-nəzərindən izah edilə bilər. Bu səslər əsas tezlik dəyərinə malik olduğundan, yəni. hündürlüyü, eyni ola bilər, ancaq mərkəzin mövqeyi səbəbiylə fərqlidir fərqli tərkib tonlar, onda müvafiq olaraq, tembr fərqli şəkildə qəbul ediləcək.
Maraqlıdır ki, hətta on ildən çox əvvəl akustik avadanlıqların ölçülməsi üçün təklif edilmişdir yeni parametr, yəni tezlik və vaxtda enerji paylanmasının üçölçülü spektri, Wigner paylanması adlanan, müxtəlif şirkətlər tərəfindən avadanlığı qiymətləndirmək üçün olduqca fəal istifadə olunur, çünki təcrübə göstərir ki, bu, sizə ən yaxşı uyğunluğu yaratmağa imkan verir. səs keyfiyyəti. Tembri müəyyən etmək üçün səs siqnalının enerji xüsusiyyətlərində dəyişikliklərin dinamikasından istifadə etmək üçün yuxarıda təsvir edilən eşitmə sisteminin xüsusiyyətini nəzərə alaraq, bu Wigner paylama parametrinin musiqi alətlərinin qiymətləndirilməsi üçün də faydalı ola biləcəyini güman etmək olar.

Müxtəlif alətlərin tembrlərinin qiymətləndirilməsi həmişə subyektivdir, lakin yüksəkliyi və yüksəkliyi qiymətləndirərkən, subyektiv qiymətləndirmələr əsasında səsləri müəyyən bir miqyasda yerləşdirmək (və hətta "yuxu"nun xüsusi ölçü vahidlərini tətbiq etmək mümkündürsə. " yüksəklik üçün və "təbaşir" yüksəklik üçün), onda tembrin qiymətləndirilməsi əhəmiyyətli dərəcədə daha çətin bir işdir. Adətən, tembrin subyektiv qiymətləndirilməsi üçün dinləyicilərə yüksəklikdə və yüksəklikdə eyni olan cüt səslər təqdim olunur və onlardan bu səsləri müxtəlif əks təsvir xüsusiyyətləri arasında müxtəlif miqyaslarda yerləşdirmələri xahiş olunur: "parlaq" / "qaranlıq", "səsli" / "kar" və s. . (Tembrlərin təsviri üçün müxtəlif terminlərin seçilməsi və gələcəkdə bu məsələ ilə bağlı beynəlxalq standartların tövsiyələri haqqında mütləq danışacağıq).
Güc, tembr və s. kimi səs parametrlərinin tərifinə əhəmiyyətli təsir ilk beş-yeddi harmoniklərin vaxt davranışı, həmçinin 15-ci ilə qədər bir sıra "genişlənməmiş" harmoniklər tərəfindən həyata keçirilir. 17.
Lakin, məlum olduğu kimi ümumi qanunlar psixologiya, bir şəxsin qısamüddətli yaddaş eyni vaxtda yeddi-səkkiz simvoldan çox işləyə bilməz. Ona görə də aydındır ki, tembrin tanınması və qiymətləndirilməsi zamanı yeddi səkkizdən artıq əsas xüsusiyyətdən istifadə olunmur.
Təcrübələrin nəticələrini sistemləşdirmək və ortalaşdırmaqla bu xüsusiyyətləri müəyyən etmək, müxtəlif alətlərin səslərinin tembrlərini müəyyən etməyə imkan verən ümumiləşdirilmiş şkalaları tapmaq, bu şkalaları səsin müxtəlif temporal-spektral xüsusiyyətləri ilə əlaqələndirmək cəhdləri olmuşdur. uzun müddət hazırlanmışdır.

Ən məşhurlarından biri Qreyin (1977) əsəridir ki, burada müxtəlif simli, taxta, zərb və s. alətlərin səslərinin tembrlərinin müxtəlif əsaslarla qiymətləndirilməsinin statistik müqayisəsi aparılmışdır.Səslər kompüterdə sintez edilmişdir, bu da onların müvəqqəti və spektral istiqamətlərini tələb olunan istiqamətlərdə dəyişməyə imkan verdi.xarakteristikalar. Tembrin xüsusiyyətlərinin təsnifatı üçölçülü (ortoqonal) məkanda aparılmışdır, burada tembr xüsusiyyətlərinin oxşarlıq dərəcəsinin müqayisə edildiyi şkala kimi aşağıdakı şkalalar seçilmişdir (1-dən 30-a qədər):

Birinci miqyas amplituda spektrinin mərkəzinin qiymətidir (miqyasda mərkəzin yerdəyişməsi, yəni spektral enerjinin aşağıdan yüksək harmoniklərə maksimumu) qurulur;
- ikincisi, spektral dalğalanmaların sinxronizmidir, yəni. spektrin ayrı-ayrı tonlarının daxil olması və inkişafının sinxronizasiya dərəcəsi;
- üçüncü - hücum dövründə aşağı amplitudalı qeyri-harmonik yüksək tezlikli səs-küy enerjisinin mövcudluğu dərəcəsi.

Alınmış nəticələrin klaster analizi üçün xüsusi proqram paketindən istifadə etməklə emalı təklif olunan üçölçülü məkan daxilində alətlərin tembrlərə görə kifayət qədər aydın təsnifatının mümkünlüyünü aşkar etməyə imkan verdi.

Hücum dövründə musiqi alətlərinin səslərindəki tembr fərqini onların spektrində baş verən dəyişikliklərin dinamikasına uyğun vizuallaşdırmaq cəhdi Pollard (1982) tərəfindən edilmiş, nəticələr şəkildə göstərilmişdir.

Tembrin üçölçülü məkanı

Tembrin çoxölçülü miqyası və onların səslərin spektral-zaman xüsusiyyətləri ilə əlaqəsinin qurulması üsullarının axtarışı fəal şəkildə davam etdirilir. Bu nəticələr kompüter səs sintezi texnologiyalarının inkişafı, müxtəlif elektronların yaradılması üçün son dərəcə vacibdir musiqi əsərləri, səs mühəndisliyi təcrübəsində səsin korreksiyası və işlənməsi üçün və s.

Maraqlıdır ki, əsrin əvvəllərində iyirminci əsrin dahi bəstəkarı Arnold Şonberq belə bir fikri ifadə etmişdir ki, “... səs tonunu tembrin ölçülərindən biri hesab etsək, və müasir musiqi bu ölçüsün variasiyası üzərində qurulmuşdur, onda niyə də bəstələr yaratmaq üçün başqa tembr ölçülərindən istifadə etməyə çalışmayaq: "Bu ideya hazırda spektral (elektroakustik) musiqi yaradan bəstəkarların yaradıcılığında həyata keçirilir. Buna görə də tembrin qavranılması problemlərinə maraq göstərilir. və onun obyektiv xüsusiyyətlərlə əlaqəsi səs o qədər yüksəkdir.

Beləliklə, əldə edilmiş nəticələr göstərir ki, əgər tembrin qavranılmasının öyrənilməsinin ilk dövründə (Helmholtsun klassik nəzəriyyəsinə əsaslanaraq) tembrin dəyişməsi ilə tembrin stasionar hissəsinin spektral tərkibinin dəyişməsi arasında aydın əlaqə qurulmuşdusa. səs (overtonların tərkibi, onların tezliklərinin və amplitudalarının nisbəti və s.), sonra bu tədqiqatların ikinci dövrü (60-cı illərin əvvəllərindən) spektral-zaman xüsusiyyətlərinin fundamental əhəmiyyətini təyin etməyə imkan verdi.

Bu, səs inkişafının bütün mərhələlərində temporal zərfin strukturunda dəyişiklikdir: hücumlar (müxtəlif mənbələrin tembrlərini tanımaq üçün xüsusilə vacibdir), stasionar hissə və çürümə. Bu, spektral zərfin vaxtında dinamik dəyişməsidir, o cümlədən. spektrin mərkəzi yerdəyişməsi, yəni. spektral enerji maksimumunun zamanla yerdəyişməsi, həmçinin spektral komponentlərin amplitüdlərinin, xüsusən də spektrin ilk beş-yeddi "genişlənməmiş" harmoniklərinin zamanla inkişafı.

Hazırda tembr probleminin tədqiqinin üçüncü dövrü başlanmışdır; tədqiqat mərkəzi faza spektrinin təsirinin öyrənilməsinə, eləcə də tembrlərin tanınmasında psixofiziki meyarların istifadəsinə yönəlmişdir ki, bu da ümumi mexanizmin əsasını təşkil edir. səs təsvirinin tanınması (axınlara qruplaşdırma, sinxronluğun qiymətləndirilməsi və s.).

Tembr və faza spektri

Qavranılan tembr və siqnalın akustik xüsusiyyətləri arasında əlaqə yaratmaq üçün yuxarıda göstərilən bütün nəticələr amplituda spektri ilə, daha doğrusu, spektral zərfdə müvəqqəti dəyişiklik (ilk növbədə amplituda spektrinin mərkəzinin enerji mərkəzinin yerdəyişməsi) ilə əlaqəli idi. ) və fərdi çalarların vaxtında açılması.

Bu istiqamətdə irəliləyiş əldə olunub ən böyük rəqəm işləmiş və bir çox maraqlı nəticələr əldə etmişdir. Artıq qeyd edildiyi kimi, demək olar ki, yüz ildir ki, Helmholtz-un psixoakustikada eşitmə sistemimizin fərdi tonlar arasındakı faza münasibətlərindəki dəyişikliklərə həssas olmadığı barədə fikri üstünlük təşkil etdi. Bununla belə, eşitmə cihazının müxtəlif siqnal komponentləri (Schroeder, Hartman və başqalarının işləri) arasında faza dəyişikliklərinə həssas olduğuna dair təcrübi məlumatlar tədricən toplanmışdır.

Xüsusilə, aşağı və orta tezlik diapazonunda iki və üç komponentli siqnallarda faza sürüşməsinin eşitmə həddi 10...15 dərəcə olduğu müəyyən edilmişdir.

1980-ci illərdə bu, bir sıra xətti fazalı dinamiklərin inkişafına səbəb oldu. dan məlum olduğu kimi ümumi nəzəriyyə sistemlərdə, təhrif edilməmiş siqnal ötürülməsi üçün ötürmə funksiyası modulunun sabit saxlanılması lazımdır, yəni. amplituda-tezlik xarakteristikası (amplituda spektrinin zərfi) və faza spektrinin tezlikdən xətti asılılığı, yəni. φ(ω) = -ωТ.

Həqiqətən, spektrin amplituda zərfi sabit saxlanılırsa, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, səs siqnalının təhrifi baş verməməlidir. Blauert'in araşdırmaları ilə göstərildiyi kimi, bütün tezlik diapazonunda faza xəttinin qorunması tələbləri həddindən artıq oldu. Müəyyən edilmişdir ki, eşitmə ilk növbədə faza dəyişmə sürətinə (yəni onun tezliyə görə törəməsi) cavab verir. qrup gecikmə vaxtı ": τ = dφ(ω)/dω.

Çoxsaylı subyektiv yoxlamalar nəticəsində müxtəlif nitq, musiqi və səs-küy siqnalları üçün qrup gecikmə təhrifinin eşidilmə hədləri (yəni, Δτ-nin onun sabit dəyərindən sapmasının böyüklüyü) quruldu. Bu eşitmə hədləri tezlikdən asılıdır və maksimum eşitmə həssaslığı bölgəsində 1…1,5 ms-dir. Buna görə də, son illərdə akustik Hi-Fi avadanlığı yaratarkən, onlar əsasən qrup gecikməsinin təhrif edilməsi üçün yuxarıda göstərilən eşitmə hədlərini rəhbər tuturlar.

Overtonların fazalarının müxtəlif nisbətlərində dalğa formasının görünüşü; qırmızı - bütün tonlar eyni ilkin fazalara malikdir, mavi - fazalar təsadüfi paylanır.

Beləliklə, faza əlaqələri səs tonunun aşkarlanmasına səsli təsir göstərirsə, o zaman onların tembr tanınmasına da əhəmiyyətli təsir göstərəcəyini gözləmək olar.

Təcrübələr üçün fortepiano səsləri üçün xarakterik olan vahid amplituda nisbəti ilə 27,5 və 55 Hz fundamental tonlu və yüz tonlu səslər seçildi. Eyni zamanda, simlərin sonlu sərtliyi, heterojenliyi, uzununa və burulma titrəyişlərinin olması və s. ilə əlaqədar yaranan ciddi harmonik çalarlı və fortepiano səslərinə xas olan müəyyən qeyri-harmonik xarakterli tonlar tədqiq edilmişdir.

Tədqiq olunan səs onun ifrat tonlarının cəmi kimi sintez edilmişdir: X(t)=ΣA(n)sin
Eşitmə təcrübələri üçün bütün tonlar üçün ilkin mərhələlərin aşağıdakı nisbətləri seçilmişdir:
- A - sinusoidal faza, ilkin faza bütün overtones φ(n,0) = 0 üçün sıfıra bərabər götürüldü;
- B - alternativ faza (cüt üçün sinusoidal və tək üçün kosinus), ilkin faza φ(n,0)=π/4[(-1)n+1];
- C - fazaların təsadüfi paylanması; ilkin fazalar 0-dan 2π aralığında təsadüfi dəyişdi.

Təcrübələrin ilk seriyasında bütün yüz tonların hamısı eyni amplitüdlərə malik idi, yalnız fazaları fərqlənirdi (əsas ton 55 Hz). Eyni zamanda, dinləmə tembrlərinin fərqli olduğu ortaya çıxdı:
- birinci halda (A) fərqli dövrilik dinlənildi;
- ikinci(B), tembr daha parlaq idi və daha bir ton birincidən bir oktava yüksək səsləndi (hərçənd səs tonunun aydın olmadığı);
- üçüncüdə (C) - tembr daha vahid oldu.

Qeyd etmək lazımdır ki, ikinci hündürlük yalnız qulaqlıqlarda eşidilirdi, dinamiklər vasitəsilə dinlənərkən, hər üç siqnal yalnız tembrdə fərqlənirdi (reverberasiya təsirlənir).

Bu fenomen - spektrin bəzi komponentlərinin fazasının dəyişməsi ilə səs hündürlüyünün dəyişməsi - onunla izah edilə bilər ki, B tipli siqnalın Furye çevrilməsinin analitik təsviri ilə onun cəmi kimi təqdim edilə bilər. iki overton kombinasiyası: A tipli faza ilə yüz overton və 3π/4 ilə fərqlənən faza ilə əlli overton və amplituda √2 böyükdür. Bu tonlar qrupuna qulaq ayrıca səs tonunu təyin edir. Bundan əlavə, A fazalarının nisbətindən B tipli fazalara keçərkən, spektrin mərkəzi hissəsi (enerji maksimumu) yüksək tezliklərə doğru sürüşür, buna görə də tembr daha parlaq görünür.

Faza sürüşməsi ilə oxşar təcrübələr fərdi qruplar tonlar da əlavə (daha az aydın) virtual səs tonuna səbəb olur. Eşitmənin bu xüsusiyyəti eşitmənin səsi malik olduğu müəyyən bir musiqi tonu nümunəsi ilə müqayisə etməsi və bəzi harmonikaların bu nümunə üçün xarakterik diapazondan kənara çıxması ilə əlaqədardır, onda eşitmə onları ayrıca ayırır və onlara ayrıca təyin edir. meydança.

Beləliklə, Qalembo, Askenfeld və başqalarının tədqiqatlarının nəticələri göstərdi ki, ayrı-ayrı tonların nisbətlərində faza dəyişiklikləri tembrin dəyişməsi, bəzi hallarda isə səs tonunun dəyişməsi kimi kifayət qədər aydın eşidilir.

Bu, pianonun real musiqi tonlarını dinləyərkən xüsusilə aydın görünür, burada tonların amplitüdləri onların sayının artması ilə azalır, spektr zərfinin xüsusi forması (formant quruluşu) və spektrin aydın şəkildə ifadə olunan qeyri-harmonikliyi ( yəni, harmonik sıra ilə əlaqədar fərdi tonların tezliklərinin dəyişməsi ).

Zaman sahəsində qeyri-harmonikliyin olması dispersiyaya gətirib çıxarır, yəni yüksək tezlikli komponentlər aşağı tezliklilərə nisbətən sim boyunca daha sürətli yayılır və siqnalın dalğa forması dəyişir. Səsdə cüzi qeyri-harmoniyanın olması (0,35%) səsə bir qədər hərarət, canlılıq verir, lakin bu harmoniya böyüyərsə, səsdə döyüntülər və digər təhriflər eşidilir.

Qeyri-harmoniklik həm də ona gətirib çıxarır ki, əgər ilkin anda tonların fazaları deterministik əlaqələrdə idisə, onun iştirakı ilə zamanla faza əlaqələri təsadüfi olur, dalğa formasının pik strukturu hamarlanır və tembr daha çox olur. uniforma - bu qeyri-harmoniklik dərəcəsindən asılıdır. Buna görə də, bitişik tonlar arasında faza əlaqəsinin qanunauyğunluğunun ani ölçülməsi tembrin göstəricisi kimi xidmət edə bilər.

Beləliklə, qeyri-harmonikliyə görə fazaların qarışmasının təsiri ton və tembrin qavranılmasında müəyyən dəyişiklikdə özünü göstərir. Qeyd etmək lazımdır ki, bu effektlər səs lövhəsindən yaxın məsafədə (pianoçunun mövqeyində) və mikrofon yaxın olduqda eşidilir, qulaqcıq və dinamiklər vasitəsilə dinlənərkən eşitmə effektləri fərqli olur. Reverberant bir mühitdə yüksək pik faktoru olan mürəkkəb səs (faza əlaqələrinin yüksək səviyyədə nizamlanmasına uyğundur) səs mənbəyinin yaxınlığını göstərir, çünki siz hərəkət edərkən otaqdakı əkslər səbəbindən faza əlaqələri daha təsadüfi olur. ondan uzaq. Bu effekt pianoçu və dinləyici tərəfindən səsin fərqli qiymətləndirilməsinə, həmçinin göyərtədə və dinləyicidə mikrofon tərəfindən qeydə alınan səsin fərqli tembrinə səbəb ola bilər. Nə qədər yaxın olarsa, tonlar arasındakı fazaların nizamlanması və daha çox müəyyən edilmiş səs hündürlüyü nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər də daha vahid tembr və daha az aydın ton olur.

Faza əlaqələrinin musiqi səsinin tembrinin qavranılmasına təsirinin qiymətləndirilməsi üzrə işlər hazırda müxtəlif mərkəzlərdə (məsələn, İRKAM-da) fəal şəkildə öyrənilir və yaxın gələcəkdə yeni nəticələr gözləmək olar.

Tembri və ümumi prinsiplər eşitmə nümunəsinin tanınması

Tembr bir sıra əlamətlərə görə səs əmələ gəlməsinin fiziki mexanizminin identifikatorudur, səs mənbəyini (alət və ya alətlər qrupunu) seçməyə və onun fiziki mahiyyətini müəyyən etməyə imkan verir.

Bu, müasir psixoakustikaya görə, geştalt psixologiyasının (geştalt, almanca - "təsvir") prinsiplərinə əsaslanan eşitmə nümunəsinin tanınmasının ümumi prinsiplərini əks etdirir. eşitmə sistemi müxtəlif mənbələr eyni zamanda (orkestrin ifası, bir çox həmsöhbətin söhbəti və s.), eşitmə sistemi (vizual sistem kimi) bəzi ümumi prinsiplərdən istifadə edir:

- seqreqasiya- səs axınlarına bölünmə, yəni. müəyyən bir qrup səs mənbələrinin subyektiv seçimi, məsələn, nə zaman musiqili polifoniya eşitmə fərdi alətlərdə melodiyanın inkişafını izləyə bilər;
- oxşarlıq- tembrinə görə oxşar səslər qruplaşdırılır və bir mənbəyə aid edilir, məsələn, eyni yüksəkliyə və oxşar tembrə malik nitq səsləri bir həmsöhbətə aid olduğu müəyyən edilir;
- davamlılıq- eşitmə sistemi maskalayıcı vasitəsilə bir axından gələn səsi interpolyasiya edə bilər, məsələn, nitq və ya musiqi axınına qısa bir səs-küy parçası daxil edilərsə, eşitmə sistemi bunu hiss etməyə bilər, səs axını belə qəbul edilməyə davam edəcəkdir. davamlı;
- "ortaq tale"- başlanğıc və dayanan səslər, o cümlədən amplituda və ya tezlikdə müəyyən hüdudlarda sinxron dəyişmələr bir mənbəyə aid edilir.

Beləliklə, beyin səs komponentlərinin vahid səs axını daxilində vaxt paylanmasını təyin edən ardıcıl və paralel olaraq daxil olan səs məlumatlarının qruplaşdırılmasını istehsal edir, mövcud və eyni zamanda dəyişən tezlik komponentlərini vurğulayır. Bundan əlavə, beyin daima daxil olan səs məlumatını yaddaşda öyrənmə prosesində “qeyd edilmiş” səs təsvirləri ilə müqayisə edir.Təsadüflər, onlara bəzi xüsusi xüsusiyyətlər verir (məsələn, zənglərin səsində olduğu kimi virtual yüksəklik təyin edir) .

Bütün bu proseslərdə tembrin tanınması əsas rol oynayır, çünki tembr onun istifadə etdiyi mexanizmdir. fiziki xassələri səs keyfiyyətini təyin edən əlamətlər: onlar yaddaşda qeyd olunur, artıq qeyd olunanlarla müqayisə edilir və sonra beyin qabığının müəyyən sahələrində müəyyən edilir.

beynin eşitmə sahələri

tembr- hiss siqnalın və ətraf məkanın bir çox fiziki xüsusiyyətlərindən asılı olaraq çoxölçülüdür. Metrik məkanda tembr miqyası üzrə işlər aparılmışdır (miqyaslar siqnalın müxtəlif spektral və temporal xüsusiyyətləridir, əvvəlki saydakı məqalənin ikinci hissəsinə baxın).

Son illərdə isə belə bir anlayış yaranıb ki, subyektiv olaraq qəbul edilən məkanda səslərin təsnifatı adi ortoqonal metrik fəzaya uyğun gəlmir, yuxarıda göstərilən prinsiplərlə əlaqəli “alt fəzalara” görə təsnifat mövcuddur ki, bu da nə metrik deyil. nə də ortoqonal.

Səsləri bu alt fəzalara ayırmaqla eşitmə sistemi “səsin keyfiyyətini”, yəni tembrini müəyyən edir və bu səslərin hansı kateqoriyaya yerləşdirilməsinə qərar verir. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, subyektiv olaraq qəbul edilən səs aləmində alt fəzaların bütün dəsti iki səs parametri haqqında məlumat əsasında qurulur. xarici dünya- intensivlik və vaxt və tezlik eyni intensivlik dəyərlərinin gəlişi zamanı ilə müəyyən edilir. Eşitmənin daxil olan səs məlumatını eyni anda bir neçə subyektiv alt fəzaya ayırması onun onlardan birində tanınma ehtimalını artırır. Alimlərin səyləri hazırda tembrlərin və digər siqnal əlamətlərinin tanınmasının baş verdiyi bu subyektiv alt fəzaların seçilməsinə yönəldilmişdir.

Nəticə

Bəzi nəticələri yekunlaşdıraraq deyə bilərik ki, alətin tembrini və zamanla dəyişməsini müəyyən edən əsas fiziki xüsusiyyətlər bunlardır:
- hücum zamanı overtonların amplitüdlərinin uyğunlaşdırılması;
- overtonlar arasında faza münasibətlərinin deterministikdən təsadüfiyə dəyişməsi (xüsusən də real alətlərin tonlarının qeyri-harmonikliyinə görə);
- səs inkişafının bütün dövrlərində spektral zərfin formasının vaxtında dəyişməsi: hücum, stasionar hissə və çürümə;
- spektral zərfdə və spektral mərkəzin mövqeyində pozuntuların olması (maksimum

Formantların qavranılması ilə əlaqəli olan spektral enerji) və onların zamanla dəyişməsi;

Spektral zərflərin ümumi görünüşü və onların zamanla dəyişməsi

Modulyasiyaların olması - amplituda (tremolo) və tezlik (vibrato);
- spektral zərfin formasının dəyişməsi və onun zamanla dəyişmə xarakteri;
- səsin intensivliyinin (yüksəkliyinin) dəyişməsi, yəni. səs mənbəyinin qeyri-xəttiliyinin xarakteri;
- alətin identifikasiyasının əlavə əlamətlərinin olması, məsələn, yayın xarakterik səs-küyü, klapanların səsi, pianoda vintlərin cırılması və s.

Təbii ki, bütün bunlar siqnalın tembrini müəyyən edən fiziki xüsusiyyətlərinin siyahısını tükəndirmir.
Bu istiqamətdə axtarışlar davam edir.
Lakin musiqi səslərini sintez edərkən real səs yaratmaq üçün bütün əlamətləri nəzərə almaq lazımdır.

Tembrin şifahi (şifahi) təsviri

Səslərin yüksəkliyini qiymətləndirmək üçün müvafiq ölçü vahidləri olduqda: psixofiziki (təbaşirlər), musiqi (oktavalar, tonlar, yarımtonlar, sentlər); Ucalıq vahidləri (oğulları, fonları) olduğundan, tembrlər üçün belə tərəzilər qurmaq mümkün deyil, çünki bu anlayış çoxölçülüdür. Buna görə də, yuxarıda təsvir edilmiş tembr qavrayışının obyektiv səs parametrləri ilə əlaqəsi axtarışları ilə yanaşı, musiqi alətlərinin tembrlərini xarakterizə etmək üçün qarşıdurma əlamətlərinə görə seçilən şifahi təsvirlərdən istifadə olunur: parlaq - tutqun, kəskin - yumşaq və s. .

AT elmi ədəbiyyat Səs tembrlərinin qiymətləndirilməsi ilə bağlı çoxlu sayda anlayışlar mövcuddur. Məsələn, müasir texniki ədəbiyyatda qəbul edilən terminlərin təhlili cədvəldə göstərilən ən çox yayılmış terminləri müəyyən etməyə imkan verdi. Onların arasında ən əhəmiyyətlisini müəyyən etməyə və əks əlamətlərə görə tembri miqyasına salmağa, həmçinin tembrlərin şifahi təsvirini bəzi akustik parametrlərlə əlaqələndirməyə cəhdlər edilmişdir.

Müasir beynəlxalq texniki ədəbiyyatda istifadə olunan tembrin təsviri üçün əsas subyektiv terminlər (30 kitab və jurnalın statistik təhlili).

turş kimi - turş
güclü - gücləndirilmiş
boğulmuş - boğulmuş
ayıq - ayıq (ağıllı)
antik - köhnə
şaxtalı - şaxtalı
selikli - məsaməli
yumşaq - yumşaq
qövs - qabarıq
dolu - dolu
sirli - sirli
təntənəli - təntənəli
ifadəli - oxuna bilən
bulanıq - tüklü
burun - burun
bərk - möhkəm
sərt - sərt
qazlı - nazik
səliqəli - səliqəli
tutqun - tutqun
dişləmək, dişləmək - dişləmək
zərif - mülayim
neytral - neytral
səsli - səsli
mülayim - eyham verici
kabus kimi - kabus kimi
nəcib - nəcib
polad - polad
uğultu - uğultu
şüşəli - şüşəli
qeyri-descript - təsviredilməz
gərilmiş - gərilmiş
qarışmaq - qanaxmaq
parıldayan - parlaq
nostalji - nostalji
cızıltılı - cırıltılı
nəfəsli - tənəffüs
tutqun - tutqun
bədbəxt - pis
sərt - sıx
parlaq - parlaq
dənli - dənli
adi - adi
güclü - güclü
parlaq - parlaq
ızgara - cırıltılı
solğun - solğun
havasız - havasız
kövrək - daşınan
ağır - ciddi
ehtiraslı - ehtiraslı
ram edilmiş - yumşalmış
uğultu - uğultu
böyüyən - nüfuz edən - nüfuz edən
qızmar - qızmar
sakit - sakit
ağır - çətin
pirsinq - pirsinq
şirin - şirin
daşımaq - uçuş
sərt - kobud
sıxılmış - məhdud
çaşqın - qarışıq
mərkəzləşdirilmiş - cəmlənmişdir
təqib edən - təqib edən
sakit - sakit
turş - turş
cingiltili - cingiltili
dumanlı - qeyri-müəyyən
qüssəli - qəmli
cırmaq - çılğın
aydın, aydın - aydın
səmimi - səmimi
ağır - ağır
zərif - zərif
buludlu - dumanlı
ağır - ağır
güclü - güclü
zaman - zaman
qaba - kobud
qəhrəmanlıq - qəhrəmanlıq
görkəmli - görkəmli
qalın - qalın
soyuq - soyuq
boğuq - boğuq
kəskin - kaustik
nazik - nazik
rəngli - rəngli
içi boş - boş
saf - təmiz
hədələyən - hədələyən
rəngsiz - rəngsiz
uğultu (avtomobilin siqnalı)
nurlu - parlayan
boğazlı - boğuq
sərin - sərin
hooty - uğultu
xırıltılı - cingiltili
faciəli - faciəli
çırtıldamaq - xırıltı
husky - husky
gurultu - gurultu
sakitləşdirici - sakitləşdirici
qəza - qırıq xətt
közərmə - közərmə
qamışlı - gurultulu
şəffaf - şəffaf
qaymaqlı - qaymaqlı
kəskin - kəskin
zərif - təmizlənmiş
qalib - qalib
kristal - kristal
ifadəsiz - ifadəsiz
uzaqdan - uzaqdan
çəlləkvari
kəsici - kəskin
intensiv - sıx
zəngin - zəngin
bulanıq - buludlu
qaranlıq - qaranlıq
introspektiv - dərindən
zil çalmaq - zil çalmaq
turgid - möhtəşəm
dərin - dərin
şən - şən
möhkəm - kobud
diqqətsiz - diqqətsiz
zərif - zərif
yorğun - kədərli
kobud - tart
təvazökar - təvazökar
sıx - sıx
işıq - işıq
dairəvi - dairəvi
örtülü - örtülü
səpələnmiş - səpələnmiş
şəffaf - şəffaf
qumlu - qumlu
məxmər kimi - məxmər kimi
həzin - uzaq
maye - sulu
vəhşi - vəhşi
canlı - titrəyən
uzaq - fərqli
yüksək səslə - yüksək səslə
qışqırmaq - qışqırmaq
həyati - həyati
xəyalpərəst - xəyalpərəst
nurlu - parlaq
sakit - quru şəhvətli - sulu (dəbdəbəli)
quru - quru
sulu (şirəli) - sulu
sakitlik, sakitlik - sakitlik
wan - tutqun
darıxdırıcı - darıxdırıcı
lirik - lirik
kölgəli - kölgəli
isti - isti
ciddi - ciddi
kütləvi - kütləvi
kəskin - kəskin
sulu - sulu
ecstatic - vəcd
meditativ - düşünən
parıldamaq - titrəmək
zəif - zəif
efirli - efirli
melanxolik - melanxolik
qışqırmaq - qışqırmaq
ağır - ağır
ekzotik - ekzotik
yumşaq - yumşaq
gurultu - gurultu
ağ - ağ
ifadəli - ifadəli
melodik - melodik
ipək kimi - ipək kimi
küləkli - küləkli
yağ - piy
hədələyən - hədələyən
gümüşü - gümüşü
incə - nazik
şiddətli - sərt
metallik - metallik
oxumaq - melodik
odunlu - taxta
yaltaq - yaltaq
dumanlı - qaranlıq
pis - pis
həsrətli - darıxdırıcı
fokuslanmış - fokuslanmış
qəmli - qəmli
gevşek - ləng
iyrənc - iyrənc
palçıqlı - çirkli
hamar - hamar

Bununla belə, əsas problem tembri təsvir edən müxtəlif subyektiv terminlərin birmənalı başa düşülməməsi ilə bağlıdır. Siyahıda verilən tərcümə, tembrin qiymətləndirilməsinin müxtəlif aspektlərini təsvir edərkən hər bir sözə daxil olan texniki mənaya həmişə uyğun gəlmir.

Ədəbiyyatımızda əvvəllər əsas terminlər üçün etalon var idi, indi isə çox acınacaqlıdır, çünki uyğun rusdilli terminologiyanın yaradılması istiqamətində iş aparılmır, bir çox terminlər müxtəlif, bəzən də birbaşa əks mənalarda işlənir.
Bununla əlaqədar olaraq, audio avadanlıqların, səsyazma sistemlərinin və s. keyfiyyətinin subyektiv qiymətləndirilməsi üçün bir sıra standartlar hazırlayarkən, AES standartlara əlavələrdə subyektiv terminlərin təriflərini verməyə başladı və standartlar işçi qruplarda, o cümlədən aparıcı mütəxəssislər müxtəlif ölkələr, onda bu çox vacib prosedur tembrləri təsvir etmək üçün əsas şərtlərin ardıcıl başa düşülməsinə gətirib çıxarır.
Nümunə olaraq, "açıqlıq", "şəffaflıq", "aydınlıq", "gərginlik" kimi terminlərin razılaşdırılmış tərifini verən AES-20-96 standartını - "Səsgücləndiricilərin subyektiv qiymətləndirilməsi üçün tövsiyələr"i göstərəcəyəm. , "kəskinlik" və s.
Bu iş sistemli şəkildə davam edərsə, bəlkə də əsas şərtlər şifahi təsvir müxtəlif alətlərin və digər səs mənbələrinin səslərinin tembrləri razılaşdırılmış təriflərə malik olacaq və müxtəlif ölkələrin mütəxəssisləri tərəfindən birmənalı və ya kifayət qədər yaxından başa düşüləcəkdir.