-
Každý zvuk se skládá z jedné nebo více sinusových vln.
-
Z této skupiny sinusových vln se ta s nejnižší frekvencí nazývá základní, každá další sinusová vlna nad touto se nazývá podtón.
-
Podtóny, které jsou celočíselnými násobky základního, se nazývají harmonické. Základní je považován za harmonický, první harmonický, ale nikoli podtón.
-
Charakteristiky těchto podtextů (jako je množství, amplituda a frekvence) jsou tím, co dává každému zvuku konkrétní zabarvení. Proto zní kytara a klavír jinak, i když hrají stejnou notu.
Co je to „špinavý“ zvuk?
Je to všechno o podtónech.
-
Kolik podtónů. Zvuk s více podtóny bude znít špinavěji než ten s méně podtóny.
Frekvence podtextů a jejich vztah k základním. Ze dvou zvuků se stejným množstvím podtextů, z těch s méně harmonickými (méně podtónů, které jsou celočíselné násobky základního) budou mít tendenci být vnímány jako špinavější.
Hlasitost podtónů. Nejhlasitější podtóny budou mít větší vliv na dřevo zvuku než ty tišší.
Takže jde o kvantitu i kvalitu.
Tyto 3 považuji za nejdůležitější dynamiku, která definuje nečistotu zvuku.
Existuje podrobnější vědecký koncept zvaný sluchová drsnost, který představil Helmholtz v roce 1885. což bere v úvahu další věci, jako jsou výkyvy amplitudy spektra a nestabilita výšky tónu. Další informace si můžete přečíst zde, zde a zde.
Vidění a slyšení podtextů, špinavých a čistých zvuků
(před přehráváním si zkontrolujte hladinu zvuku)
Takto zní sinusová vlna:
https://soundcloud.com/jcpedroza/sine-wave-in-c-523-25hz
Takto zní obdélníková vlna jako:
Oba jsou na stejné frekvenci (poznámka): C 523,25 Hz, ale obdélníková vlna má mnohem více podtónů než sinusová vlna (sinus nemá žádné podtóny a pouze jednu harmonickou). Můžete si všimnout, jak je obdélníková vlna mnohem „špinavější“ než sinusová vlna, která je mnohem „čistší“?
Pomocí softwaru můžeme „vidět“ tyto podtexty a průběh zvuku .
Toto je křivka sinusové vlny:
A zde je obsah alikvotní sinusové vlny.
Zde jasně vidíme, že sinusová vlna má pouze jednu harmonickou, základní a nemá žádné podtexty. Je to ten vrchol kolem 523 Hz.
Nyní se podívejme na průběh obdélníkové vlny:
A podtext obdélníkové vlny:
Čtvercová vlna má mnohem více podtextů! Zní to „špinavěji“.
Víme, že frekvence podtextů a jejich vztah k základu může také vyřezat, jak špinavý je zvuk vnímán, nejde jen o kvantitu.
Zde máme zvuk se základní frekvencí 500 Hz a jeho prvními 4 harmonickými na 1000, 1500, 2000 a 2500 Hz a každý podtón s amplitudou 1 / n. Jedná se o celočíselné násobky základního.
A tady máme podobný zvuk se základním kmitočtem 500 Hz, s jeho prvními 4 podtóny a každý podtón s amplitudou 1 / n. Jediným rozdílem je, že frekvence podtextů byla mírně upravena. Nové podtextové frekvence jsou: 995, 1515, 2020 a 2450 Hz, již nejsou celočíselnými násobky základního.
První zní čistěji než druhý, protože v prvním jsou všechny podtexty harmonické, všechny podtexty jsou celočíselné násobky základního. Naproti tomu žádný z podtextů druhého zvuku není celočíselným násobkem základního zvuku, což se promítá do špinavějšího zvuku.
Vytváření nečistot
slyší a vidí, jak se „čistý“ zvuk stává „špinavějším“ přidáním každého podtextu jednotlivě v průběhu času.
Toto je sinusová vlna (čistý zvuk), která se v průběhu 20 sekund mění na obdélníkovou vlnu (špinavý zvuk), stejná nota C 523,25 Hz (UPOZORNĚNÍ, hlasitost na konci je výrazně vyšší než na začněte opatrně s místními úrovněmi zvuku!):
Všimněte si, jak se zvuk stává špinavějším, když přidáváme další podtóny, protože se zvuk mění ze sinusové vlny na čtvercovou vlnu?
Zde vidíme, jak se postupem času přidávají podtóny. Shora dolů je: v 0, 5, 10, 15 a 20 sekundách:
Špinavé a akustické
Tento rozdíl v podtextu lze najít také u akustických nástrojů. Podívejme se na podtexty 3 nástrojů: klarinet, klavír a trubka, všechny hrané v C 261,62 Hz.
Klarinet:
Klavír:
Trubka:
Vidíme, že trubka je mnohem bohatší v podtextu než klarinet a klavír; trubka je „špinavější“.