Тембр — характеристика звучания звука¶

Тембр (от фр. timbre — звонкий колокольчик, от лат. tintinnabulum) — характеристика качества звука, позволяющая различать звучание источников с одинаковой высотой и громкостью. Именно тембр обеспечивает узнаваемость голоса человека, отличает звучание скрипки от фортепиано или виолончели при исполнении одной и той же ноты.

¶Физическая природа тембра

В акустике любой звук представляет собой сложный сигнал, который математически разлагается на ряд гармонических составляющих (гармоник) — колебаний с частотами, кратными основной частоте. Относительная амплитуда каждой гармоники, их количество и фазовые соотношения формируют спектральный состав сигнала, который и определяет тембр.

Кроме гармонического ряда, на тембр влияют:

• Начало звука (атака) — как быстро нарастает амплитуда после возбуждения источника;
• Последующее развитие (декремент) — характер затухания;
• Шумовые компоненты — например, шипение воздуха в духовых инструментах или щелчок клавиши.

Два звука с одинаковой основной частотой и амплитудой, но разным спектральным составом воспринимаются как различные по качеству — именно это и есть тембральное различие.

¶Тембр голоса

Вокальный тембр формируется анатомическими особенностями говорящего или поющего: размерами и формой глотки, ротовой полости, носовых пазух, длиной и толщиной голосовых связок. Резонансные полости выступают в роли фильтров, усиливая определённые обертоны и ослабляя другие.

Принято различать основные типы голосов:

Индивидууальный тембр голоса настолько уникален, что позволяет идентифицировать человека по аудиозаписи — на этом принципе построена система автоматического распознавания спикеров.

¶Тембр музыкальных инструментов

Каждый инструмент обладает характерным тембром, обусловленным материалом корпуса, формой резонатора и способом возбуждения колебаний. Смычковые инструменты (скрипка, виолончель) дают мягкий, певучий звук; щипковые (гитара, арфа) — более атакованный; духовые — разнообразный, от нежного флейтового до бронзового сигнального; ударные — от глухого до звонкого.

В оркестровке композиторы используют тембральные сочетания как выразительное средство: например, объединение фагота и контрафагота создаёт плотный низкий колорит, а сочетание кларнета и флейты — светлый, прозрачный.

¶Тембр в музыкальной теории

В русской теории музыки термин «тембр» закрепился в XIX веке; ранее использовались понятия «колорит» и «оттенок». Н. А. Римский-Корсаков в «Основах оркестровки» подробно описал тембровые возможности каждого инструмента симфонического оркестра, сведя их к системе.

Тембр входит в число основных свойств звука наряду с высотой, длительностью и громкостью. В отличие от первых трёх, тембр труднее поддаётся точному количественному описанию — спектральный анализ даёт объективную картину, но субъективное восприятие тембра включает психологические и культурные факторы.

¶Тембр в электронике и синтезе

В электронной музыке и синтезе звука тембр формируется с помощью осцилляторов и фильтров. Разные типы волн (синусоида, пила, прямоугольник, треугольник) содержат разное число гармоник и дают различные по тембру сигналы. Дальнейшее формирование тембра осуществляется фильтрами (обычно фильтрами низких, высоких или полосовых частот) и огибающими (ADSR — атака, спад, поддержка, затухание).

¶Восприятие тембра

Психоакустические исследования показывают, что человек способен различать тысячи тембровых оттенков. Тембр является одним из ключевых признаков эмоциональной выразительности музыки: именно тембральные изменения придают звуку окраску, которую невозможно передать одними только высотой и ритмом.

¶Источники

• Римский-Корсаков Н. А. «Основы оркестровки»
• Гельман В. С. «Основы оркестровки»
• Беранек Л. «Акустика»
• Ревуцкий Л. Н. «Избранные труды: музыкальная акустика и психология»
• Хорошев А. В. «Введение в акустику музыкальных инструментов»