Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не следует путать с Enharmonicity или АНГАРМОНИЗМА .
Гармонический спектр.
Негармонический спектр звонка (серые штриховые линии - гармоники).
Перкуссионные стержни, такие как ксилофон, подвешиваются на длине ≈2 / 9 и ≈7 / 9 и ударяются на 1/2 длины, чтобы уменьшить негармоничность.

В музыке, inharmonicity это степень , в которой частоту из обертонов (также известная как частичные или частичных тона ) отходит от целых кратных основной частоты ( гармонический ряд ).

С акустической точки зрения, нота, воспринимаемая как одна отличная высота, на самом деле содержит множество дополнительных обертонов. Многие ударные инструменты, такие как тарелки , тамтамы и куранты , создают сложные и негармоничные звуки.

Однако, в струнных инструментов , таких как фортепиано , скрипки и гитары , или в некоторых индийских барабанах , таких как табла , [1] обертоны близки к или в некоторых случаях, достаточно точно-целое число , кратные основной частоте. Любое отклонение от этого идеального гармонического ряда известно как негармоничность. Чем менее эластичны струны (т. Е. Чем они короче, толще, меньше натяжение или жестче), тем большую негармоничность они проявляют.

Гармония и интонация музыки сильно зависит от гармоничности тонов. Идеальная, однородная, бесконечно тонкая или бесконечно гибкая струна или столб воздуха имеет точно гармонические режимы колебаний. [2] В любом реальном музыкальном инструменте резонирующее тело, создающее музыкальный тон - обычно струна, проволока или столб воздуха - отклоняется от этого идеала и имеет небольшую или большую негармоничность. Например, очень толстая струна ведет себя не столько как идеальная струна, сколько как цилиндр (трубка массы), у которого есть собственные резонансы, которые не являются целыми числами, кратными основной частоте.

Когда струна смыкается или тон в духовом инструменте инициируется вибрацией язычка или губ, явление, называемое синхронизацией мод, противодействует естественной негармоничности струны или воздушного столба и заставляет обертоны точно фиксироваться на целых кратных основной высоте звука, даже хотя они немного отличаются от точек естественного резонанса инструмента. По этой причине одиночный тон, сыгранный на струнном смычковом инструменте, медном или язычковом инструменте, не обязательно имеет негармоничность. [2]

Однако, когда по струне ударили или щипали, как, например, по струне фортепьяно, по которой ударил молоток, по струне скрипки, сыгранной пиццикато , или по струне гитары, которую щипали пальцем или плектром , струна будет демонстрировать негармоничность. Несимметричность струны зависит от ее физических характеристик, таких как натяжение , жесткость., и длина. Например, жесткая струна при низком натяжении (например, в басовых нотах небольших пианино) демонстрирует высокую степень негармоничности, в то время как более тонкая струна при более высоком натяжении (например, скрипичная струна в фортепиано) или более гибкая струна (например, струна из живота или нейлон, используемая на гитаре или арфе) будет демонстрировать меньшую негармоничность. Намотанная струна обычно демонстрирует меньшую негармоничность, чем эквивалентная сплошная струна, и по этой причине часто предпочтительны намотанные струны.

Фортепиано [ править ]

Основная статья: Акустика фортепиано - негармоничность и размер фортепиано

Качество звука при негармоничности [ править ]

В 1943 году Шак и Янг были первыми учеными, измерившими спектральную негармоничность тембров фортепиано. Они обнаружили, что спектральные составляющие в фортепианных тонах постепенно растягиваются - то есть самые низкие партиалы растягиваются меньше всего, а более высокие партиалы постепенно растягиваются дальше.

Несоответствие не обязательно неприятно. В 1962 году исследования Харви Флетчера и его сотрудников показали, что спектральная негармоничность важна для того, чтобы звуки звучали как фортепьяно. Они предположили, что негармоничность отвечает за свойство «теплоты», присущее тембрам настоящего фортепиано. [3] Согласно их исследованиям, синтезированные фортепианные тембры звучали более естественно при некоторой негармоничности. [4] В общем, электронные инструменты, которые дублируют акустические инструменты, должны дублировать как негармоничность, так и результирующую растянутую настройку оригинальных инструментов.

Несогласованность приводит к растянутой настройке [ править ]

Когда пианино настраиваются настройщиками пианино , технический специалист иногда прислушивается к звуку « биения », когда две ноты играются вместе, и настраивает его так, чтобы минимизировать неровности между тонами. Настройщики фортепиано должны иметь дело с негармоничностью струн фортепиано, которая присутствует в разном количестве во всех диапазонах инструмента, но особенно в регистрах низких и высоких частот. В результате октавы настраиваются немного шире, чем соотношение гармоник 2: 1. Точное количество октав, растянутых при настройке фортепиано, варьируется от фортепиано к фортепиано и даже от регистра к регистру в пределах одного фортепиано - в зависимости от точной негармоничности задействованных струн.

Из-за проблемы негармоничности устройства настройки электронного пианино, используемые техниками по фортепиано, не предназначены для настройки в соответствии с простым гармоническим рядом. Скорее, устройства используют различные средства для дублирования растянутых октав и других настроек, которые техник выполняет на слух. Самые сложные устройства позволяют техническому специалисту производить индивидуальные измерения негармоничности, одновременно учитывая все частичные значения высоты тона и громкости, чтобы определить наиболее подходящую растяжку для данного инструмента. Некоторые включают возможность просто записать настройку, выполненную техником на слух; Затем техник может легче и быстрее воспроизвести эту настройку на том же пианино (или на других аналогичных марках и моделях).

Проблемы, связанные с настройкой растяжки на слух по сравнению с машиной, не решены; машины лучше определяют абсолютное расположение полутонов в пределах заданной хроматической гаммы, тогда как тюнеры, не занимающиеся настройкой машин, предпочитают настраивать эти положения из-за своего искушения сделать интервалы более звучными. В результате пианино, настроенное на слух и сразу же проверяемое на машине, имеет тенденцию изменяться от одного градуса к другому от чисто теоретического полутона (математически корень 12-й степени из двух) из-за человеческой ошибки и восприятия. (Если целью слуховой настройки является удовлетворение слуха, то удовлетворение математических расчетов - цель настройки машины.) Считается, что это связано с тем, что струны могут несколько отличаться от ноты к ноте и даже от соседей в унисон.Эта нелинейность отличается от истинной ложности, когда струна создает ложные гармоники, и больше похожа на незначительные изменения в толщине струны, длине звучания струны или незначительных несоответствиях моста.

Настройка фортепиано - это компромисс как с точки зрения выбора темперации, чтобы свести к минимуму расстроенность интервалов и аккордов, которые будут играть, так и с точки зрения устранения негармоничности. Для получения дополнительной информации см Фортепианных акустик и настройки фортепиано .

Еще одним фактором, который может вызвать проблемы, является наличие ржавчины на струнах или грязи в обмотках. [5] Эти факторы могут немного поднять частоту высоких мод, что приведет к большей негармоничности.

Гитара [ править ]

В то время как настройку фортепиано обычно выполняют обученные техники, гитаристы, такие как акустические гитары, электрические и бас-гитары, обычно настраивают самим гитаристом. Когда гитарист настраивает гитару на слух, он должен учитывать как темперамент, так и негармоничность струн. Дегармоничность гитарных струн может «привести к резкой остановке остановленных нот, то есть они будут звучать резче как по высоте, так и по биению, чем они« должны ». Это отличается от любой проблемы с темпераментом». Даже если гитара сконструирована так, чтобы не было «ошибок угла лада или грифа», негармоничность может сделать простой подход настройки открытых струн на ноты, остановленные на пятом или четвертом ладах, «ненадежным. Кроме того, негармоничность требует, чтобы некоторые из «октав, возможно, нужно было мгновенно скомпрометировать». [6]

Когда в 1970-х годах стали доступны строб-тюнеры, а затем в 1980-х годах на массовый рынок вышли недорогие электронные тюнеры , это не означало конца проблем с настройкой для гитаристов. Даже если электронный тюнер показывает, что гитара «идеально» настроена, некоторые аккорды могут не звучать гармонично при игре на них из-за негармоничности струн из-за изношенных или грязных струн, неправильного расположения ладов, неправильно настроенного моста или другие проблемы. Из-за множества факторов в игре заставить гитару звучать гармонично - это компромиссное упражнение. «Изношенные или грязные струны также негармоничны, и их сложнее настроить» - проблему, которую можно частично решить, очистив струны. [2]

Некоторые исполнители предпочитают сосредотачивать настройку на тональности пьесы, чтобы тонические и доминантные аккорды имели чистый, резонансный звук. Однако, поскольку этот компромисс может привести к нечетко звучащим аккордам в частях пьесы, которые отклоняются от основной тональности (например, часть бриджа, которая модулирует полутон вниз), некоторые исполнители предпочитают пойти на более широкий компромисс и «разделить разницу» "чтобы все аккорды звучали приемлемо.

Блокировка режима [ править ]

Другие струнные инструменты, такие как скрипка, альт, виолончель и контрабас, также демонстрируют негармоничность, когда ноты извлекаются с использованием техники пиццикато . Однако эта негармоничность исчезает, когда струны натянуты, потому что действие прерывистого скольжения смычка является периодическим [7], приводя все резонансы струны к точному гармоническому соотношению, даже если это должно немного сбить их с их собственной частоты. В результате рабочий режим смычковой струны, играющей устойчивую ноту, представляет собой компромисс между настройками всех (слегка негармоничных) резонансов струны , что связано с сильной нелинейностью действия прилипания-проскальзывания. [2] Блокировка режима также происходит в человеческом голосе и вязычковые инструменты, такие как кларнет . [7]

Список инструментов [ править ]

Совершенно гармонично
  • Смычковые струнные инструменты [8] ( скрипка , виолончель , эрху , ...)
  • Духовые инструменты ( труба , валторна , тромбон , ...)
  • Рид-аэрофоны ( гобой , кларнет , ...)
Почти гармоничный
  • Щипковые струнные инструменты [8] ( гитара , клавесин , арфа ...)
Примерно гармоничный
  • Настроенная перкуссия [8]
Не гармонический
  • Ненастроенная перкуссия [8]

См. Также [ править ]

  • Ангармонизм
  • Псевдооктава
  • Субгармоника

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Индийские музыкальные барабаны сэра К.В. Рамана 1930
  2. ^ a b c d Насколько гармоничны гармоники? Джо Вулф, по состоянию на 29 июня 2008 г.
  3. ↑ Acoustical Society of America - Большие рояли и маленькие пианино. Архивировано 9 февраля 2012 г. в Wayback Machine Александром Галембо и Лолой Л. Кадди.]
  4. ^ Матти А. Карьялайнен (1999). "Слышимость негармоничности звуков струнных инструментов и ее влияние на цифровые звуковые системы"
  5. ^ Роуленд, Дэвид (1998). Кембриджский компаньон для фортепиано , стр. 106. ISBN  0-521-47986-X .
  6. ^ Как грамотно настроить гитару на слух. Брайан Кэплтон http://www.amarilli.co.uk/guitar/howto.asp
  7. ^ a b Невилл Х. Флетчер (1994). «Нелинейная динамика и хаос в музыкальных инструментах». Архивировано 17 октября 2009 г. на Wayback Machine . Complexity International.
  8. ^ а б в г http://www.phys.unsw.edu.au/jw/sound.spectrum.html

Дальнейшее чтение [ править ]

  • BCJ Moore, RW Peters и BC Glasberg, «Пороги для обнаружения негармоничности сложных тонов», Journal of the Acoust. Soc. Am., Т. 77, нет. 5. С. 1861–1867, 1985.
  • Ф. Скалкон, Д. Роккессо и Г. Борин, «Субъективная оценка негармоничности синтетических тембров фортепиано», Proc. Int. Комп. Музыкальная конф. ICMC'98, 1998, стр. 53–56.
  • А. Галембо и Л. Кадди , «Струнная негармоничность и тембральное качество фортепианных басовых тонов: пересмотр Флетчера, Блэкхема и Страттона (1962)». Труды Общества музыкального восприятия и познания , Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, июль - август 1997 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • " Парадоксальный голос ", iHear.com .