Питання для самоперевірки

1. Що таке тембр?

2. Які параметри характеризують тембр?

3. Назвіть суб'єктивні асоціативні характеристики тембрів.

4. Як співвідноситься спектральний склад та тембр інструментів?

5. Як впливають на тембр кількість чи відсутність окремих гар-монік?

6. Що таке резонанс?

7. Що таке резонатор та вібратор?

8. Охарактеризуйте різницю між амплітудною та частотною модуляцією;

9. Дайте визначення поняття форманти?

10. Охарактеризуйте регістри: інструментальні та голосові.

11. Що таке атака та затухання?

12. Визначить поняття “биття”?

13. Що таке шум?

Завдання для самоопрацювання

1. Як змінити тембральні характеристики звуку в нижньому діапазоні стосовно теплоти та м'якості ( збільшити амплітуду гармонік В області 200-700 Гц)

2. Який характер надасть тембру звуку підйом формант в області 2500-3000 Гц (політність, яскравість)

3. Який характер звучання набуває послаблення перших гармонік та підсилення вищих у межах 3-4,5 кГц (різкість, пронизливість, скрипучість)?

4. Експериментальним шляхом визначити формантні склади окремих інструментів чи голосів

Тема 7. Динамічні властивості слуху

1. Об’єктивні та суб’єктивні характеристики звуку.

2. Тривалість в музиці.

3. Динамічні властивості слуху та їх особливості.

Звук має певні об’єктивні та суб’єктивні характеристики. Під об’єктивними характеристиками розуміють характеристики звукового поля, чи звукової хвилі, що вимірюються різноманітними приладами, без урахування відчуття людини, чи особливостей органів слуху людини.

Тривалість – одна з суб'єктивних властивостей музичного звуку, що залежить від “тривалості коливання джерела звуку” [20, т.2., 263]. Отже тривалість – “виражений в ритмічних одиницях час, протягом якого здійснюється коливальні рухи” [3,10].

У музиці важливою є відносна тривалість звуку – “кожний звук знаходиться у відповідних чітких часових співвідношеннях з попередніми йому та наступними за ним звуками”. Тривалості мають таку властивість як – "вагомість", від якої залежить зв'язність звуків між собою [15, 16-24].

У музиці є декілька відносних параметрів тривалості звуку:

• метр – чергування легких і важких долей (від грецьк. μέτρον– міра, розмір). Метр характеризується рівномірною пульсаціє та акцентами.

• доля – розрахункова часова одиниця;

• ритм – послідовність звуків різних тривалостей, організованих з допомогою метра;

• темп – швидкість руху, яка визначається частотою пульсації метричних долей.

Існує відповідна система знаків, що визначають темп, які мають досить відносний характер і залежать від процесу сприйняття твору.

У фізиці час, впродовж якого триває коливання джерела звуку, має абсолютні значення й вимірюється у конкретних одиницях часу. У музиці інший вимір тривалості: мензуральність – система відносного поділу тривалості звуків на цілі, половинні, четвертні, восьмі і т. п.; графічний запис знаками (ноти, паузи та ін.).

До основних характеристик звукового поля відносяться розглянуті у попередніх розділах інтенсивність, або сила звуку, рівень інтенсивності, звуковий тиск, рівень звукового тиску, частотний склад звуку, для характеристики якого використовують таку фізичну одиницю вимірювання, як “Герц”.

До суб’єктивних характеристик відносяться характеристики звуку, що визначаються відчуттями людини. Так, це гучність звуку, що пов’язана з інтенсивністю звуку, це рівень гучності, що пов'язаний з рівнем інтенсивності, це висота музичного звуку, яка характеризується такими одиницями сприймання відчуття, як “барки“ та “мели”.

Але звук має також певну часову тривалість, тобто він існує певний час. Ця характеристика звуку, зумовлена величиною її часової тривалості, вимірюється об’єктивно фізичними одиницями часу. Суб’єктивне сприймання органом слуху людини звуків різної тривалості та виду (звукові імпульси з прямокутною огинаючою та їх послідовності, звукові імпульси з огинаючою довільної форми та їх послідовності з певною шаруватістю) зумовлене динамічними, або часовими властивостями слуху людини.

Вивчення динамічних властивостей слуху дозволило виділити такі основні характерні особливості. За даними Гельмгольца та Флетчера, у випадку звукового сигнала, що має декілька частотних складових, розміщених у різних критичних смугах, слух людини не реагує на фази частотних складових. Це можна проілюструвати таким прикладом. Нехай перший звуковий сигнал має частоти, представлені фор-мулою 7.1:

S₁(t)=+sin(2π×100×t)+1/3×sin(2π×300×t+π)+1/5×sin(2π×500×t)+1/7× ×sin(2π×700×t+π)+1/9×sin(2π×900×t)+1/11×sin(2π×1100×t+π)+1/13× ×sin(2π×1300×t)+1/15×sin(2π×1500×t+π)+1/17×sin (2π×1700×t)+1/19 ×

×sin (2π ×1900×t+π). (7.1)

Зазначимо, що сигнал S₁(t) має частоти 100, 300, …1900 Гц, що розміщуються з першої по дванадцяту частотні смуги. Спектральні складові 300, 700, ….1900 Гц мають початкову фазу 180⁰, або “+π” у радіанах. Це звукове коливання має вид, представлений на рис.7.1.

Рис. 7.1.Вид звукового коливання, що подається

спектром за формулою (7.1)

Частотний склад другого звукового сигналу представлений фор-мулою 7.2:

S₂(t)= +sin(2π ×100×t) + 1/3×sin(2π ×300×t)+ 1/5×sin(2π ×500×t)+

+1/7×sin(2π ×700×t) + 1/9×sin(2π ×900×t)+ 1/11×sin(2π ×1100×t)+

+1/13 sin(2π ×1300×t) + 1/15×sin(2π ×1500×t +1/17×sin(2π ×1700×t)+ +1/19 sin(2π ×1900×t) (7.2)

Зазначимо, що сигнал S₂(t) має частоти 100, 300, …1900 Гц, що теж розміщуються з першої по дванадцяту частотні смуги. Всі спектральні складові 300, 700, ….1900 Гц мають початкову фазу 0⁰, або «0» у радіанах. Це звукове коливання має вид, представлений на рис.7.2. Форма цього звукового коливання суттєво відрізняється від форми звукового коливання, поданої на рис.7.1.

Рис.7.2. Вид звукового коливання, що подається

спектром за формулою (7.2)

Принципово коливання відрізняються різними фазами половини частотних складових, мають однаковий частотний склад та принципово різну огинаючу. Проте, динамічні властивості слуху такі, що різні початкові фази частотних складових слух не відрізняє, обидва коливання однаково сприймаються на слух.

При зникненні звуку слухове відчуття зникає поступово, що пов’язують з константою часу слуху. Ця константа може бути визначена як час, за який гучність звуку, що ще звучить у сприйнятті людини, приблизно зменшується вдвічі. Постійна часу слуху оцінюється величиною 0,15 – 0,2 секунди [ 1].

Особливості сприйняття звукових сигналів різної часової тривалості, що певною мірою обумовлені значенням постійної часу слуху, подані у Таблиці 7.1.

Таблиця 7.1

Особливості сприйняття звукових сигналів різної тривалості

Часові параметри сигналів	Особливості сприйняття звукових сигналів
“Провал” у звучанні сигналу на декілька мілісекунд	Не відчувається на слух
Перший та другий сигнали виникають з різницею у часі до ≈ 0,03 сек	Послідовність виникнення сигналів не ідентифікується на слух
Перший та другий сигнали виникають з різницею у часі від 0,03 до 0,3сек	Послідовність виникнення сигналів ідентифікується на слух, але сигнали сприймаються невиразно
Перший та другий сигнали виникають з різницею у часі від 0,3 сек і більше	Послідовність виникнення сигналів ідентифікується на слух, сигнали сприймаються виразно

Важлива динамічна характеристика слуху – здатність до адаптації сприйняття при зміні рівня інтенсивності звукового поля. Так, при значному збільшенні рівня інтенсивності слухове сприйняття змінюється таким чином, що гучність, тобто суб’єктивне сприйняття сили звуку людиною, зменшується.

Так, у випадку звукового сигнала частоти 1000 Гц та з силою звука 94 дб, що періодично вмикається, рівень гучності спочатку сприймається як 94 фони, а через декілька хвилин сприймається вже як 85 фонів. Повторне збільшення рівня інтенсивності приведе знову до збільшення рівня гучності на відповідне число фонів, після чого через декілька хвилин рівень гучності знову впаде. При зворотньому процесі чутливість слуху поновлюється. Ступінь адаптації слуху залежить від рівня гучності звуку. Чим більше рівень гучності звуку, тим більше адаптація. Але при дуже великому рівні гучності звуку настає насичення, механізм адаптації перестає працювати.