Tónlistarhljóð og eiginleikar hans

Leikritið "4'33"" eftir John Cage er 4 mínútur og 33 sekúndur af þögn. Að þessu verki undanskildu nota allir hinir hljóð.

Hljóð er fyrir tónlist það sem málning er fyrir málverk, orðið er fyrir rithöfundinn og múrsteinninn er fyrir smiðinn. Hljóð er efniviður tónlistar. Ætti tónlistarmaður að vita hvernig hljóð virkar? Strangt til tekið, nei. Þegar öllu er á botninn hvolft er ekki víst að smiðurinn þekki eiginleika efnisins sem hann byggir úr. Það að byggingin muni hrynja er ekki hans vandamál, það er vandamál þeirra sem munu búa í þessu húsnæði.

Á hvaða tíðni hljómar tónn C?

Hvaða eiginleika tónlistarhljóðs þekkjum við?

Tökum streng sem dæmi.

Bindi. Það samsvarar amplitude. Því harðar sem við slögum strenginn, því breiðari amplitude titrings hans, því hærra verður hljóðið.

lengd. Það eru til gervi tölvutónar sem geta hljómað í geðþótta langan tíma, en venjulega kemur hljóðið á einhverjum tímapunkti og hættir á einhverjum tímapunkti. Með hjálp hljóðlengdar er öllum rytmískum fígúrum í tónlist raðað upp.

Hæð. Við erum vön að segja að sumir tónar hljómi hærra, aðrir lægri. Tónhæð hljóðsins samsvarar tíðni titrings strengsins. Það er mælt í hertz (Hz): ein hertz er einu sinni á sekúndu. Samkvæmt því, ef til dæmis tíðni hljóðs er 100 Hz, þýðir það að strengurinn gerir 100 titring á sekúndu.

Ef við opnum einhverja lýsingu á tónlistarkerfinu munum við auðveldlega finna að tíðnin upp í litla áttund er 130,81 Hz, þannig að á sekúndu sendir strengurinn frá sér til, gerir 130,81 sveiflur.

En þetta er ekki satt.

Fullkominn strengur

Svo, við skulum sýna því sem við höfum bara lýst á myndinni (mynd 1). Í bili hengum við lengd hljóðsins og táknum aðeins tónhæð og hávaða.

Hér táknar rauða súlan hljóðið okkar myndrænt. Því hærra sem þessi bar, því hærra er hljóðið. Því lengra til hægri sem þessi dálkur er, því hærra er hljóðið. Til dæmis munu tvö hljóð á mynd 2 hafa sama hljóðstyrk, en annað (blátt) mun hljóma hærra en það fyrra (rautt).

Slíkt línurit í vísindum er kallað amplitude-frequency response (AFC). Venjan er að rannsaka alla eiginleika hljóða.

Nú aftur að strengnum.

Ef strengurinn titraði í heild sinni (mynd 3), þá myndi hann í raun gefa frá sér eitt hljóð, eins og sýnt er á mynd 1. Þetta hljóð myndi hafa eitthvað magn, eftir styrkleika höggsins, og vel skilgreinda tíðni á sveiflu, vegna spennu og lengdar strengsins.

Við getum hlustað á hljóðið sem myndast af slíkum titringi strengsins.

* * *

Hljómar lélegt, er það ekki?

Þetta er vegna þess að samkvæmt eðlisfræðilögmálum titrar strengurinn ekki alveg svona.

Allir strengjaleikarar vita að ef þú snertir streng nákvæmlega í miðjunni, án þess þó að þrýsta honum á gripbrettið, og slærð á hann, geturðu fengið hljóð sem kallast flagolet. Í þessu tilviki mun form titrings strengsins líta svona út (mynd 4).

Hér virðist strengnum skipt í tvennt og hver helmingurinn hljómar fyrir sig.

Frá eðlisfræði er vitað: Því styttri sem strengurinn er, því hraðar titrar hann. Á mynd 4 er hver helmingurinn tvisvar sinnum styttri en allur strengurinn. Samkvæmt því verður tíðni hljóðsins sem við fáum á þennan hátt tvöfalt hærri.

Galdurinn er sá að slíkur titringur á strengnum kom ekki fram í augnablikinu þegar við byrjuðum að spila á harmonikkuna, hann var líka til staðar í „opna“ strengnum. Það er bara þannig að þegar strengurinn er opinn er erfiðara að taka eftir svona titringi og með því að setja fingur í miðjuna komum við í ljós.

Mynd 5 mun hjálpa til við að svara spurningunni um hvernig strengur getur titrað samtímis bæði í heild og sem tveir helmingar.

Strengurinn sveigist í heild sinni og tvær hálfbylgjur sveiflast á honum eins og einhvers konar átta. Talan átta sem sveiflast í rólu er það sem samlagning tveggja slíkra tegunda titrings er.

Hvað verður um hljóðið þegar strengurinn titrar á þennan hátt?

Það er mjög einfalt: þegar strengur titrar í heild, gefur hann frá sér hljóð af ákveðnum tónhæð, það er venjulega kallað grunntónn. Og þegar tveir helmingar (átta) titra fáum við tvöfalt hærra hljóð. Þessi hljóð spilast á sama tíma. Á tíðnisvarinu mun það líta svona út (mynd 6).

Dekkri súlan er aðaltónninn sem stafar af titringi „heils“ strengsins, sá ljósari er tvöfalt hærri en sá dökki, hann er fenginn frá titringi „áttunnar“. Hver súla á slíku grafi er kölluð harmonika. Að jafnaði hljóma hærri harmonika hljóðlátari, þannig að annar dálkurinn er aðeins lægri en sá fyrri.

En harmonikkurnar takmarkast ekki við fyrstu tvær. Reyndar, fyrir utan hina þegar flóknu viðbót við tölustafur-átta með sveiflu, beygir strengurinn á sama tíma eins og þrjár hálfbylgjur, eins og fjórar, eins og fimm, og svo framvegis. (Mynd 7).

Í samræmi við það bætast hljóð við fyrstu tvær harmonikkurnar, sem í þremur, fjórum, fimm o.s.frv. sinnum hærri en aðaltónninn. Á tíðnisvarinu mun þetta gefa slíka mynd (mynd 8).

Svona flókin samsteypa fæst þegar aðeins einn strengur hljómar. Það samanstendur af öllum harmóníkum frá því fyrsta (sem er kallað grundvallaratriði) til þess hæsta. Allar harmóníkur nema sá fyrsti eru einnig kallaðir yfirtónar, þ.e. þýtt á rússnesku – „efri tónar“.

Við leggjum enn og aftur áherslu á að þetta er grunnhugmyndin um hljóð, svona hljóma allir strengir í heiminum. Að auki, með smávægilegum breytingum, gefa öll blásturshljóðfæri sömu hljóðbyggingu.

Þegar við tölum um hljóð er átt við nákvæmlega þessa byggingu:

HLJÓÐ = JÖRTÓN + ALLIR MARGIR OVERTONNAR

Það er á grundvelli þessarar uppbyggingar sem öll harmonisk einkenni hennar eru byggð í tónlist. Auðvelt er að útskýra eiginleika millibila, hljóma, stillinga og margt fleira ef þú þekkir uppbyggingu hljóðs.

En ef allir strengir og allir trompetar hljóma svona, hvers vegna getum við greint píanó frá fiðlu og gítar frá flautu?

Timbre

Spurningunni sem sett er hér að ofan má setja enn harðari, því fagmenn geta jafnvel greint einn gítar frá öðrum. Tvö hljóðfæri af sömu lögun, með sama strengi, sama hljóði og manneskjan finnur muninn. Sammála, skrítið?

Áður en við leysum þetta skrítna atriði, skulum við heyra hvernig hugsjónastrengurinn sem lýst er í fyrri málsgrein myndi hljóma. Við skulum hljóma línuritið á mynd 8.

* * *

Það virðist líkjast hljóði alvöru hljóðfæra, en eitthvað vantar.

Ekki nóg "ekki tilvalið".

Staðreyndin er sú að í heiminum eru engir tveir algerlega eins strengir. Hver strengur hefur sín sérkenni, þó smásæ, en hafi áhrif á hvernig hann hljómar. Ófullkomleikar geta verið mjög fjölbreyttir: Þykkt breytist eftir endilöngu strengnum, mismunandi efnisþéttleiki, smáfléttugallar, spennubreytingar við titring o.s.frv.. Auk þess breytist hljóðið eftir því hvar við slögum strenginn, efniseiginleikum hljóðfærisins. (svo sem næmni fyrir raka), hvernig hljóðfærið er staðsett í tengslum við hlustandann og margt fleira, allt að rúmfræði herbergisins.

Hvað gera þessir eiginleikar? Þær breyta línuritinu á mynd 8 lítillega. Harmóníkurnar á því geta reynst ekki alveg margar, aðeins færðar til hægri eða vinstri, rúmmál mismunandi harmóníka getur breyst mikið, yfirtónar sem eru staðsettir á milli harmonikkanna geta birst (mynd 9) .).

Yfirleitt eru öll blæbrigði hljóðs rakin til óljósu hugtaksins um tónhljóm.

Timbre virðist vera mjög þægilegt orð yfir sérkenni hljóðs hljóðfæris. Hins vegar eru tvö vandamál við þetta kjörtímabil sem ég vil benda á.

Fyrsta vandamálið er að ef við skilgreinum tónhljóminn eins og við gerðum hér að ofan, þá greinum við hljóðfærin eftir eyranu aðallega ekki eftir því. Að jafnaði náum við mismuninum í fyrsta sekúndubroti hljóðsins. Þetta tímabil er venjulega kallað árásin, þar sem hljóðið birtist bara. Restin af tímanum hljóma öll sruns mjög svipuð. Til að sannreyna þetta skulum við hlusta á tón á píanóinu, en með „cut off“ árásartímabili.

* * *

Sammála, það er frekar erfitt að þekkja hið þekkta píanó í þessum hljómi.

Annað vandamálið er að venjulega, þegar talað er um hljóð, er aðaltónninn sérstaklega tekinn fram og allt annað kennt við tónhljóm, eins og hann sé ómerkilegur og gegni engu hlutverki í tónlistarbyggingum. Þetta er þó alls ekki raunin. Nauðsynlegt er að greina einstaka eiginleika, svo sem yfirtóna og frávik harmonika, frá grunnbyggingu hljóðs. Einstaklingseinkenni hafa í raun lítil áhrif á tónlistarbyggingar. En grundvallaruppbyggingin – margfaldar harmonikur, sýndar á mynd 8. – er það sem ræður öllu án undantekninga í samræmi í tónlist, óháð tímabilum, stefnum og stílum.

Við munum tala um hvernig þessi uppbygging skýrir tónlistarbyggingar næst.

Höfundur - Roman Oleinikov Hljóðupptökur - Ivan Soshinsky