Musiikin ääni ja sen ominaisuudet

John Cagen näytelmä "4'33" on 4 minuuttia ja 33 sekuntia hiljaisuutta. Tätä teosta lukuun ottamatta kaikki muut käyttävät ääntä.

Ääni on musiikille sama kuin maali maalaukselle, sana on kirjoittajalle ja tiili on rakentajalle. Ääni on musiikin materiaali. Pitäisikö muusikon tietää kuinka ääni toimii? Tarkkaan ottaen ei. Loppujen lopuksi rakentaja ei välttämättä tiedä sen materiaalin ominaisuuksia, josta hän rakentaa. Se, että rakennus romahtaa, ei ole hänen ongelmansa, se on tässä rakennuksessa asuvien ongelma.

Millä taajuudella nuotti C soi?

Mitä musiikillisen äänen ominaisuuksia tunnemme?

Otetaan esimerkkinä merkkijono.

Äänenvoimakkuus. Se vastaa amplitudia. Mitä kovemmin osumme kieleen, sitä leveämpi sen värähtelyjen amplitudi on, sitä kovempi ääni on.

kesto. On olemassa keinotekoisia tietokoneääniä, jotka voivat kuulua mielivaltaisen pitkään, mutta yleensä ääni tulee jossain vaiheessa päälle ja pysähtyy jossain vaiheessa. Äänenkeston avulla kaikki musiikin rytmiset hahmot asetetaan riviin.

Korkeus. Olemme tottuneet sanomaan, että toiset nuotit kuulostavat korkeammalta, toiset matalammalta. Äänenkorkeus vastaa kielen värähtelytaajuutta. Se mitataan hertseinä (Hz): yksi hertsi on kerran sekunnissa. Vastaavasti, jos esimerkiksi äänen taajuus on 100 Hz, tämä tarkoittaa, että merkkijono tekee 100 värähtelyä sekunnissa.

Jos avaamme minkä tahansa kuvauksen musiikillisesta järjestelmästä, huomaamme helposti, että taajuus pieneen oktaaviin asti on 130,81 Hz, joten merkkijono lähettää sekunnissa että, tekee 130,81 värähtelyä.

Mutta tämä ei ole totta.

Täydellinen merkkijono

Joten, kuvatkaamme mitä olemme juuri kuvanneet kuvassa (kuva 1). Toistaiseksi hylkäämme äänen keston ja tarkoitamme vain äänenkorkeutta ja voimakkuutta.

Tässä punainen palkki edustaa graafisesti ääntämme. Mitä korkeampi tämä palkki, sitä kovempi ääni. Mitä kauempana oikealla tämä sarake, sitä korkeampi ääni. Esimerkiksi kaksi ääntä kuvassa 2 ovat samaa voimakkuutta, mutta toinen (sininen) kuulostaa korkeammalta kuin ensimmäinen (punainen).

Tieteessä tällaista kuvaajaa kutsutaan amplitudi-taajuusvasteeksi (AFC). On tapana tutkia kaikkia äänien ominaisuuksia.

Nyt takaisin ketjuun.

Jos merkkijono värähteli kokonaisuutena (kuva 3), se antaisi todella yhden äänen, kuten kuvassa 1. Tällä äänellä olisi jonkin verran voimakkuutta iskun voimakkuudesta riippuen ja tarkasti määritelty taajuus värähtely, joka johtuu kielen jännityksestä ja pituudesta.

Voimme kuunnella sellaisen kielen värähtelyn tuottamaa ääntä.

* * *

Kuulostaa köyhältä, eikö?

Tämä johtuu siitä, että fysiikan lakien mukaan merkkijono ei värähtele aivan tällä tavalla.

Kaikki jousisoittajat tietävät, että jos kosketat merkkijonoa tarkalleen keskeltä painamatta sitä edes otelautaa vasten ja lyö sitä, saat äänen ns. lippulaiva. Tässä tapauksessa merkkijonon värähtelymuoto näyttää suunnilleen tältä (kuva 4).

Tässä merkkijono näyttää jakautuneen kahteen osaan, ja kumpikin puolisoista soi erikseen.

Fysiikasta tiedetään: mitä lyhyempi merkkijono, sitä nopeammin se värähtelee. Kuvassa 4 kumpikin puolisko on kaksi kertaa lyhyempi kuin koko merkkijono. Vastaavasti tällä tavalla vastaanottamamme äänen taajuus on kaksi kertaa suurempi.

Temppu on siinä, että sellaista kielen värähtelyä ei ilmennyt sillä hetkellä, kun aloimme soittaa harmonista, se oli myös "avoimessa" kielessä. On vain niin, että kun merkkijono on auki, tällaista värähtelyä on vaikeampi havaita, ja asettamalla sormen keskelle paljastimme sen.

Kuva 5 auttaa vastaamaan kysymykseen, kuinka merkkijono voi samanaikaisesti värähtää sekä kokonaisuutena että kahtena puolikkaana.

Säie taipuu kokonaisuutena, ja siinä värähtelee kaksi puoliaaltoa kuin kahdeksan. Kahdeksan keinussa heiluva luku on kahden tällaisen värähtelytyypin lisäys.

Mitä tapahtuu äänelle, kun kieli värähtelee tällä tavalla?

Se on hyvin yksinkertaista: kun merkkijono värähtelee kokonaisuutena, se lähettää tietyn korkeuden äänen, sitä kutsutaan yleensä perusääneksi. Ja kun kaksi puolikasta (kahdeksan) tärisee, saamme kaksi kertaa korkeamman äänen. Nämä äänet soivat samaan aikaan. Taajuusvasteessa se näyttää tältä (kuva 6).

Tummempi pylväs on pääsävy, joka syntyy "koko" kielen värähtelystä, vaaleampi on kaksi kertaa korkeampi kuin tumma, se saadaan "kahdeksan" värähtelystä. Jokaista tällaisen kaavion pylvästä kutsutaan harmoniseksi. Yleensä korkeammat harmoniset kuulostavat hiljaisemmilta, joten toinen sarake on hieman alempi kuin ensimmäinen.

Mutta harmoniset eivät rajoitu kahteen ensimmäiseen. Itse asiassa jo ennestään monimutkaisen keinulla varustetun kahdeksashahmon lisäyksen lisäksi merkkijono taipuu samaan aikaan kuin kolme puoliaaltoa, kuin neljä, kuin viisi ja niin edelleen. (Kuva 7).

Näin ollen äänet lisätään kahteen ensimmäiseen harmoniseen, joka on kolme, neljä, viisi, jne. kertaa suurempi kuin pääääni. Taajuusvasteessa tämä antaa tällaisen kuvan (kuva 8).

Tällainen monimutkainen konglomeraatti saadaan, kun vain yksi merkkijono soi. Se koostuu kaikista harmonisista ensimmäisestä (jota kutsutaan perustavaksi) korkeimpaan. Kaikkia harmonisia ensimmäistä lukuun ottamatta kutsutaan myös ylisävyiksi, eli venäjäksi käännettynä "yläsävyiksi".

Korostamme vielä kerran, että tämä on äänen perusidea, näin kaikki maailman kielet kuulostavat. Lisäksi pienin muutoksin kaikki puhallinsoittimet antavat saman äänirakenteen.

Kun puhumme äänestä, tarkoitamme juuri tätä rakennetta:

ÄÄNI = MAATÄYNTI + KAIKKI USEITA YLIÄÄNIT

Tämän rakenteen pohjalta kaikki sen harmoniset ominaisuudet rakentuvat musiikkiin. Intervallien, sointujen, viritysten ja paljon muuta ominaisuudet voidaan selittää helposti, jos tunnet äänen rakenteen.

Mutta jos kaikki kielet ja kaikki trumpetit soivat näin, miksi voimme erottaa pianon viulusta ja kitaran huilusta?

Sointi

Yllä muotoiltu kysymys voidaan asettaa vieläkin tiukemmaksi, koska ammattilaiset voivat jopa erottaa kitaran toisesta. Kaksi samanmuotoista soitinta, joilla on samat kielet, soundi, ja ihminen tuntee eron. Samaa mieltä, outoa?

Ennen kuin ratkaisemme tämän omituisuuden, kuullaan, miltä edellisessä kappaleessa kuvattu ihanteellinen merkkijono kuulostaisi. Tarkastellaan kuvan 8 kaaviota.

* * *

Se näyttää olevan samanlainen kuin oikeiden soittimien ääni, mutta jotain puuttuu.

Ei tarpeeksi "ei-ideaalista".

Tosiasia on, että maailmassa ei ole kahta täysin identtistä merkkijonoa. Jokaisella kielellä on omat ominaisuutensa, vaikka ne ovat mikroskooppisia, mutta ne vaikuttavat siihen, miltä se kuulostaa. Epätäydellisyydet voivat olla hyvin erilaisia: paksuus muuttuu kielen pituudella, erilaiset materiaalitiheydet, pienet punosvirheet, jännitysmuutokset tärinän aikana jne. Lisäksi ääni muuttuu riippuen siitä, missä kielellä lyömme, soittimen materiaaliominaisuudet (kuten herkkyys kosteudelle), kuinka instrumentti on sijoitettu suhteessa kuuntelijaan ja paljon muuta, huoneen geometriaan asti.

Mitä nämä ominaisuudet tekevät? Ne muokkaavat hieman kuvan 8 kuvaajaa. Siinä olevat harmoniset voivat osoittautua ei aivan moninkertaisiksi, hieman siirtyneiksi oikealle tai vasemmalle, eri harmonisten äänenvoimakkuus voi vaihdella suuresti, yliaaltojen välissä olevia yliaaltoja saattaa ilmaantua (kuva 9). .).

Yleensä kaikki äänen vivahteet johtuvat epämääräisestä sointikonseptista.

Timbri näyttää olevan erittäin kätevä termi soittimen äänen erityispiirteille. Tässä termissä on kuitenkin kaksi ongelmaa, jotka haluan tuoda esiin.

Ensimmäinen ongelma on se, että jos määritämme sointiäänen kuten edellä, erottelemme soittimet kuulon perusteella, ei sen perusteella. Pääsääntöisesti havaitsemme erot äänen sekunnin ensimmäisessä murto-osassa. Tätä ajanjaksoa kutsutaan yleensä hyökkäykseksi, jossa ääni juuri ilmestyy. Muina aikoina kaikki kierrokset kuulostavat hyvin samanlaisilta. Tämän varmentamiseksi kuunnellaan nuottia pianolla, mutta "katkaistava" hyökkäysjakso.

* * *

Samaa mieltä, on melko vaikeaa tunnistaa tunnettua pianoa tästä äänestä.

Toinen ongelma on, että yleensä äänestä puhuttaessa pääsävy erotetaan ja kaikki muu lasketaan sointiin, ikään kuin se olisi merkityksetöntä eikä sillä olisi mitään roolia musiikillisissa rakenteissa. Näin ei kuitenkaan ole ollenkaan. On tarpeen erottaa yksittäiset piirteet, kuten yliäänet ja harmonisten poikkeamat, äänen perusrakenteesta. Yksilöllisillä ominaisuuksilla on todella vähän vaikutusta musiikillisiin rakenteisiin. Mutta perusrakenne – useat harmoniset, kuten kuvassa 8. – määrittää poikkeuksetta musiikin harmonian aikakausista, suuntauksista ja tyyleistä riippumatta.

Puhumme ensi kerralla kuinka tämä rakenne selittää musiikillisia rakenteita.

Kirjailija Roman Oleinikov äänitallenteet - Ivan Soshinsky