ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ДИАПАЗОНЫ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Подобно тому как характеристика ощущения слухом тонов различной высоты определяет возможный диапазон в целом, частотные характеристики отдельных музыкальных инструментов, обусловленные их конкретным устройством, определяют их музыкальнопригод-ные диапазоны. Понятие музыкальной пригодности звуковысотного диапазона состоит в том, что в этом диапазоне звуки любого конкретного инструмента содержат в своем спектре хорошо выраженную зону интонационно важных гармоник.

Для того чтобы инструмент обладал тембровой характерностью, его частотная характеристика должна обладать особенной для данного инструмента полосой пропускания частот, относительно широкой или узкой, расположенной в полном диапазоне слышимых тонов. Для конкретной полосы частот, очевидно, существуют звуки, спектры которых будут попадать в эту полосу своей интонационно существенной частью.

Таким образом, частотно-тембровая характеристика всякого музыкального инструмента конкретно связана с его звуковысотныы диапазоном. В общем случае чем выше расположена полоса пропускания инструмента, тем выше его музыкально-ценный диапазон, независимо от того, позволяет или не позволяет конструкция инструмента извлекать более низкие звуки.

Обычно частотная характеристика музыкального инструмента содержит ряд характерных частотных максимумов звуксизлучения, обусловленных наличием в системе инструмента резонаторов с определенными частотами. Такие зоны резонансного усиления тонов называются формантами по аналогии с характеристическими зонами резонанса полости рта, образующимися при воспроизведении речевых звуков. Форманты представляют весьма четкий и объективный признак конкретного тембра. Форманты музыкальных инструментов отличаются от формант речевых звуков более широким диапазоном своего расположения (в соответствии с более широким диапазоном музыкальных звуков относительно речевых и вокальных звуков), большей избирательностью и большим числом в составе характеристики какого-либо одного тембраТем не менее известное сходство расположения формант речевых н инструментальных звуков представляется важным признаком сходства выразительности речевых и музыкальных звуков.

Важной особенностью музыкальных формант 1Ю многих случаях является кратность их частот, создающая формаитный консонанс и повышающая тем самым воспринимаемую музыкальность тембра.

В пределах той или иной частотной полосы или вблизи того или иного частотного эпицентра может быть образовано множество конкретных частотных характеристик с различными индивидуальными признаками. С другой стороны, та или иная частотная конструкция может быть воспроизведена в различных регистрах. Вследствие этого имеется множество музыкальных инструментов, среди которых некоторые имеют сходные диапазоны, по различные

Если речевые звуки удовлетворительно характеризуются одной-двумя формантами, то музыкальные тембры характеризуются наличием трех, пяти и более формант.

тембры, а другие имеют сходные тембры в различных диапазонах. Таким образом, образуется весьма богатый по звуковым возможностям арсенал, в котором каждый инс1румент способен выполнять какую-либо конкретную музыкально-выразительную функцию. Чем выше индивидуальность звучания инструмента, тем меньше он оказывается пригодным для выражения общих музыкальных мыслен. Это положение дает самое общее представление о целесообразности и необходимосги исполнения музыки средствами такого сложного ансамбля, как симфонический оркестр.

НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

На рис. И приведены перечень и диапазон звучания наиболее употребительных классических музыкальных инструментов. Разнообразие типов инструментов вызвано различием н связью диапазонов и индивидуальных частотных характеристик. Но имеется еще ряд признаков и характеристик, более широко объясняющих различия между отдельными инструментами, а также объединение их в группы н подгруппы.

Для смычковых инструментов характерно выпадение гармоник, кратных величине коэффициента деления струны в точке возбуждения ее смычком. Для кларнета в высшей степени характерно выпадение четных гармоник. В органах часто применяется октавное и вообще кратное усиление гармоник. В фортепиано, как уже упоминалось, наблюдается отступление от чисто гармонического звукоряда и, кроме того, выпадение гармоник, кратных коэффициенту деления струн е точке возбуждения их молоточками, подобно тому, как это происходит у смычковых инструментов.

Структурная характеристика спектра, обусловленная природой возбуждения звука (или признаки исходного спектра), для каждого индивидуального типа инструмента накладывается на его частотную характеристику, как излучателя, умножая признаки индивидуальности его тембра.

Особую и весьма обширную область характер.1ых признаков звучания музыкальных инструментов образуют переходные (т. е. специфически неустойчивые) звуковые процессы. Переходные процессы - важный фактор, способствующий выразительности звучания и индивидуализации звукового облика инструментов.

С физической точки зрения переходные процессы могут быть классифицированы по следующим признакам:

1) процессы, формирующие амплитудную огибающую звука без воздействия на состав спектра и высоту звука;

2) процессы, связанные с изменением спектра без изменения высоты звука;

3) процессы, связанные с изменением высоты звука;

4) сложные процессы, включающие в себя признаки предыдущих групп.

Первая группа этих процессов (амплитудные) имеет ряа признаков, которые определяют их информативность:

а) в начальной фазе звука - форма и крутизна амплитудного фронта;

б) в срединной фазе -наличие затухания, его постоянная времени, порог затухания;

в) в концевой фазе - постоянная времени демпфирования (т. е. концевого затухания).

Жесткий амплитудный фронт (от 1 до 20 мсек) характерен

для ударных, щипковых и духовых инструментов с двойной тростью. Более мягкий фронт, в пределах 20-60 мсек, отличает ряд духовых и смычковых инструментов. Для некоторых духовых

Октобы

иалоя флейгпо (пикколо) <Рлейша

Английский рожок (т h) Мйлый кларнет (пикколо) Нларнет (in в) Бас кларнет (in В) Фагот

Контрафагот в-

Саксофон сопранина Саксофон сопрано Саксо(рон альт Саксофон тенор Саксофон баритон Саксофон бас

Валторна (in F) Труби и корнет Тромбон ТцВа.

Саксгорн (баритон)

Арфа Гчтара 1.1ан8олина Ванджо (ольт)

Л.итабры

Колокольчики

Ксилофон

Маримба ксилофол Виброфон

Клавесин Челеста

Фортепиано л,

Скрипка

Виолончель Контрабас

больш

-я

Деребяные духовые тростевые и лабиальные

Металлические ду хобые с тростевым возбуждением

Металлические (медные ) духовые аибу -шюрныв

Щипковые

Ударные (интони йуюиис )

Клавишные (удар-нь!е и ш.ипковые )

Смычковые

Рис. 11. Диапазоны звучания наиболее употребительных классических музыкальных инструментов.

инструментов (тромбон, валторна) характерен прием исполнения с тремо,лируюи1,ей атакой звука, т, е, вибрация амплитудного фронта с частотой 10-20 гц.

Затухание звука в его срединной части, следующей непосредственно за фронтальной фазой, весьма характерно для всех ударных и щипковых инструментов, включая такие струнные ударные инструменты, как фортепиано. Время затухания звука весьма сильно и характерно различается как для разных инструментов, так и по диапазону одного и того же инструмента Например, у фортепиано постоянная затухания звука изменяется приблизительно от 25 сек в низком регистре до 1 сек в высоком