«Самым сложным субъективно ощущаемым параметром является тембр. С определением этого термина возникают сложности, сопоставимые с определением понятия «жизнь»: все понимают, что это такое, однако над научным определением наука бьется уже несколько столетий».
(И. Алдошина)

В природе мы почти не сталкиваемся с чистыми тонами. Звучание любого музыкального инструмента является сложным и состоит из множества частотных составляющих - обертонов.

Даже при очень сложных звуковых колебаниях слух человека способен распознать высоту звучания. Однако, при одинаковой высоте звучание, например, скрипки отличается на слух от звучания рояля. Это связано с тем, что, помимо высоты звучания, слух способен оценивать также “окраску” звучания, т.е. его тембр.

Тембром звука называется такое качество звука, которое, вне зависимости от частоты и амплитуды, позволяет отличить одно звучание от другого. Тембр звука зависит от общего спектрального состава звука (т.е. от того, какие обертоны в нем присутствуют) и соотношения амплитуд спектральных составляющих (т.е. обертонов):

Обертоны

Понятие тембра тесно связано с понятием высоты звука. Дело в том, что звуковые колебания, как правило, бывают сложными.

Например, если мы взяли на скрипке ноту «ля» первой октавы (частота 440 Гц), то в колебаниях этой струны будут присутствовать также кратные частоты 880, 1320, 1760, 2200 Гц и т.д.

При этом амплитуды этих частот (обертонов) могут быть различными, т.е. обертоны будут иметь различную громкость.

Немецкий физик Георг Ом впервые высказал мысль, что простое слуховое ощущение вызывается простым синусоидальным колебанием (такое колебание также называется гармоническим, важно не путать гармонические колебания, т.е. те, которые описываются функциями y=sin x и т.п., и гармонические обертоны, которые также являются гармоническими колебаниями, но их частоты еще и кратны частоте основного тона ). Как только форма колебания усложняется, появляются обертоны - возникает впечатление окраски звука или его тембра.

Пример возникновения сложного колебания путем сложения двух простых (гармонических) колебаний.
Синим цветом обозначено основное гармоническое колебание, розовым - колебание в два раза большей частоты (обертон или первая гармоника), а зеленым - результирующее сложное (негармоническое) колебание.

Ому удалось установить, что ухо воспринимает отдельные гармонические составляющие звука, и эти составляющие вызывают раздельные ощущения. При определенной тренировке можно даже мысленно разделить сложное периодическое колебание и определить, какие гармоники присутствуют в звуке.

Таким образом, человеческий слух способен воспринимать сложную форму звуковых колебаний как окраску или тембр.

Гармонические обертоны или гармоники

Обертоны бывают гармоническими и негармоническими.

Частоты гармонических обертонов кратны частоте основного тона (гармонические обертоны вместе с основным тоном также называются гармониками):

В реальных физических ситуациях (например, при колебаниях массивной и жесткой струны) частоты обертонов могут заметно отклоняться от величин, кратных частоте основного тона - такие обертоны называются негармоническими.

Спектральный состав и тембр

Амплитудно-частотное соотношение всех составных частей сложного колебания называют спектром звука, а звуки, соответствующие каждой частоте, присутствующей в сложном колебании, спектральными составляющими или компонентами.

Набор спектральных составляющих определяет тембр звучания. А поскольку каждая спектральная составляющая - это звук определенной высоты, говорить о тембре как об отдельном свойстве звука не совсем корректно. Однако именно тембр звука (а точнее - спектр) обычно находится в центре внимания, когда речь идет о технологиях обработки звука.

Примеры спектрального состава музыкальных звуков:

Тембр звука, т.е. отношения амплитуд его гармоник, влияет и на воспринимаемую высоту сложного тона.

Фантомные частоты

Иногда человек может слышать звуки в низкочастотной области, хотя в реальности звуков такой частоты не было. Мозг воспринимает высоту тона не только по его основной частоте, но и по периодичности, задаваемой отношением между гармониками. Мы можем воспринять ту же высоту (возможно, с другим тембром) даже если основная частота не слышна (или потеряна) при воспроизведении. (Частотные сигналы сложного спектра без основной частоты (первой гармоники в спектре) называются резидуальными .)

Например, если нота (то есть не чистый тон) имеет высоту 100 Гц, она будет состоять из частотных компонентов, которые являются целыми кратными этому значению (например, 100, 200, 300, 400, 500 .... Гц). Однако, маленькие динамики могут не воспроизводить низкие частоты, поэтому при воспроизведении может отсутствовать компонент 100 Гц. Тем не менее, может быть слышна частота, соответствующая основному тону.

Этот эффект получил название «Феномен пропущенной фундаментальной» - эксперимент 1940 г. продемонстрировал, что ощущение высоты тона спектрально сложного звука не изменится, если удалить его основную частоту, она будет достроена мозгом на основе имеющихся гармоник. Он используется в звуковоспроизводящей аппаратуре, чтобы расширить область воспроизводимых низких частот, если невозможно адекватно воспроизвести такие частоты напрямую, например, в наушниках, мобильных телефонах, малобюджетных динамиках (акустических системах) и т.п.

В музыке XX века такая характеристика звука, как тембр, начала играть ключевую роль в концепции новых и в формировании новых вокальных техник. Что представляет собой timbre и какие существуют его разновидности?

Тембр в музыке - это что за категория?

«Тембр» переводится с фр. как «отличительный знак». Тембр в музыке - это специфическая окраска звучания. Если на разных инструментах взять одну и ту же ноту одинаковой высоты или громкости, все равно звук будет значительно отличаться благодаря тембровым характеристикам инструмента. Одинаковые вокальные партии, исполненные двумя разными вокалистами, легко различить на слух благодаря особой тембровой окраске голоса.

Понятие «тембр» определение в музыке имеет далеко не единственное, но все они сводятся к тому, что timbre является такой же важнейшей характеристикой звука, как, например, громкость, высота или длительность. Для описания тембра используются самые различные прилагательные: низкий, плотный, глубокий, мягкий, яркий, приглушенный, звонкий и т.д.

Виды тембров по А.Н. Сохору

Тембр в музыке - это явление многосоставное. Известный музыковед А.Н. Сохор выделяет 4 вида тембра:

• инструментальный - зависит от особенностей строения инструмента и характера извлечения звука;
• гармонический - зависит от характера сочетания звуков;
• регистровый - зависит напрямую от природной тесситуры голоса или регистра инструмента;
• фактурный - зависит от уровня плотности и «вязкости» звучания, акустики и пр.

Голосовые тембры

Тембр в музыке - это важная характеристика для певческого голоса. Особенно в условиях эстрадной конкуренции важно, насколько у вокалиста запоминающийся тембр.

Тембр человеческого голоса зависит в первую очередь от строения голосового аппарата. На тембровые характеристики достаточное влияние также оказывает степень разработанности и «натренированности» вокального аппарата. Нередко после упорных занятий у вокалистов меняется на более высокий, а после перенесенных заболеваний голосового аппарата тембр становится более низким.

Чем важны тембровые характеристики

Необходимость выделить среди характеристик звука еще одну категорию - тембр - продиктована рядом причин. Самая главная из них - это то, что тембр (неважно, инструментальный или голосовой) помогает придать музыкальному произведению правильное настроение, расставить важные акценты.

Когда делается музыкальная аранжировка (тем более, если это оркестровка), не учитывать творческую задачу и тембровые характеристики инструментов просто невозможно. Например, не удастся придать легкость и воздушность звучанию, если поручить исполнение музыкального отрывка контрабасу или тромбону, у которых тембр звука отличается большим количеством низких обертонов; невозможно достичь эффекта нагнетания атмосферы, используя нежные переливы арфы.

То же самое происходит во время подбора репертуара для вокалиста. Как правило, блюзовые и джазовые партии плохо удаются исполнителям-сопрано или тенорам, потому что для этого требуется плотный, бархатный, сочный, низкий тембр звука, возможно, даже с «хрипотцой» - этого требует сама специфика жанра (прокуренная атмосфера кабаре, кафешантанов и т.д.). В то же время исполнители с низкими тембрами невыгодно смотрятся во многих других музыкальных жанрах и исполнительских техниках (например, в «скриминге», который рассчитан как раз на высокие звонкие голоса).

Таким образом, тембр - это та характеристика, которая во многом определяет атмосферу звучащего музыкального произведения, а главное, вызывает у человека те или иные эмоции по поводу услышанного.

Язык колокольчик, или отличительный признак. Тембр является отличительной чертой любого или .

Тембр – это так называемая звуковая окраска. Он является характеристикой качества звука, благодаря которой два тона одной и той же высоты и силы, произведенные разными инструментами или голосами, отличаются друг от друга.

История исследований тембра

В 1913 году известный немецкий физик Герман Гельмгольц в своем исследовании «Учение о звуковых ощущениях» установил, что в каждой гласной содержится одна или две области особых усиленных обертонов – характеристик тона гласных, входящих в спектр звука. Физик доказал, что благодаря различиям в характеристиках тона, гласные имеют друг от друга.

Звучание некоторых музыкальных тел, например, колокола или пластинки, сопровождается отличными обертонами от звучания предпочитаемых в классической музыке духовых и струнных инструментов. Однако и у последних, разнообразное усиление или ослабление различных обертонов производит изменение тембра.

В исследованиях немецкого профессора Карла Шафгетля об акустических и музыкальных инструмента «Ueber Schall, Ton, Knall und einige andere Gegenstände der Akustik» доказано, что большое влияние на тембр оказывает материал, из которого изготовлен . Так, например, звучание из ели, будет отличаться от звучания точно такой же скрипки из клена.

Важную роль в отличиях тембра, вызванных материалом инструмента, играет молекулярная структура. Так, органные мастера уже много веков знают, что изготовленные принципальные трубы из свинца или из олова, или корпус языковых труб из цинка или , играют ключевую роль в звучании инструмента.

Основные параметры тембра

Основными объективными параметрами, которые определяют оценку слушателя, являются спектр звука и характер переходных процессов обертонов. Также на тембр воспринимаемого звука оказывают влияние его воспроизведения, психологическое состояние слушателя, индивидуальные особенности слуха и даже музыкальный вкус.

Многим певцам в начале вокального пути бывает интересно разобраться в ключевых теоретических терминах этой профессии (среди таких понятий есть и тембр). Тембр голоса определяет, какой по тональности и окраске звук слышится при звуковоспроизведении.

Очень сложно учиться вокалу, не имея специальных теоретических знаний, без них может быть сложно оценить собственные вокальные или просто речевые данные и умело корректировать их.

Чтобы определить эту характеристику голоса у себя, нужно для начала понять в целом, что такое тембр. Под этим термином понимают то, как и насколько окрашен голос в процессе речи или пения, его индивидуальные характеристики, а также теплоту произносимого звука.

Ведущий тон и обертон (конкретный оттенок ведущего тона) определяет звучание голоса в целом. Если обертоны насыщенные (яркие), произносимый звук будет обладать такими же качествами. Взаимодействие тона и соответствующего обертона – исключительно индивидуальная голосовая характеристика, поэтому встретить двух людей с одинаковыми тональностями очень сложно.

• анатомической формой трахеи;
• размером трахеи;
• объемом резонатора (резонатор – полости в организме человека, отвечающие за усиление звука – ротовая и носовая полости, а также горло);
• плотностью смыкания голосовых связок.

Психологическое состояние, как и все эти анатомические характеристики, определяет то, какой голос звучит в данный момент времени. Именно поэтому по тембру можно судить о состоянии человека, а также его самочувствии. Эта характеристика непостоянная – человек может менять свой тон произвольно.

• осанка человека;
• скорость произношения слов;
• усталость.

Тональность становится менее четкой, если говорящий устал или проговаривает все слова очень быстро. При искривленной осанке человек также неправильно дышит. От дыхания зависит то, как будет звучать речь, поэтому на тембр голоса осанка не может не повлиять.

Виды тембров

Когда у человека спокойный, размеренный тембр голоса, его речь для окружающих становится благозвучной, «правильной». Не у всех это качество развито с детства. Чистым может стать любой изначальный тембр голоса, если его грамотно натренировать.

На профессиональном уровне певцов для этого учат управлять эмоциональной составляющей речи и частотностью звуков. Чтобы овладеть такими навыками, достаточно обратиться к человеку, разбирающемуся в вокале или постановке классической тональности голоса.

Существуют разные виды тембров. Самая простая классификация учитывает половые и возрастные признаки – то есть тон бывает мужским, женским, детским.

• меццо-сопрано;
• сопрано (высокий певческий тон – сопрано подразделяется на колоратурное, лирическое, драматическое);
• контральто (певческий низкий женский голос).

• баритон;
• бас (мужской низкий голос, подразделяется на центральный, певучий);
• тенор (высокий певческий тон у мужчин, подразделяется на драматический, лирический).

Детские тональности:

• альт (по высоте находится выше тенора);
• дискант (по звучанию похож на сопрано, но характерен для мальчиков).

• мягкий;
• мелодический;
• приятный;
• металлический;
• глухой.

Сценические тональности (важно, что это характерно только для певцов):

• бархатные;
• золотые;
• медные;
• серебряные.

• холодный;
• мягкий;
• тяжелый;
• слабый;
• твердый;
• жесткий.

Все эти характеристики не окончательны – один и тот же певец может менять их произвольно при тренировках.

Что может повлиять на тембр

Существует несколько факторов, которые могут поменять тембр голоса у человека самопроизвольно. К ним относят:

• пубертатный период (у человека вследствие взросления меняется тон, становясь более сильным, грубым; остановить этот процесс невозможно, звук больше не будет такой, какой бывает он в раннем возрасте);
• простуда, переохлаждение (так при простуде может заболеть горло и появиться кашель, тон в этот период меняется, становится более хриплым, глухим, преобладают при простуде низкие голоса);
• хронический недосып, эмоциональное перенапряжение;
• курение (при длительном курении тембр голоса постепенно становится ниже, грубее);
• хроническое употребление алкоголя (алкоголь раздражает голосовые связки и трансформирует голос в низкий и осипший).

Почти все факторы можно устранить. Именно поэтому лучше отказаться от вредных привычек, стараться избегать стресса и не курить, чтобы сохранить тон речи таким чистым, каким бывает он изначально.

Можно ли изменить тембр

Голосовой тембр не закладывается генетически, а потому поддается коррекции во время занятий со специалистом по вокалу. Анатомические же качества связок (это складки в области звукообразующего центра) консервативно поменять человек не может, так как они закладываются анатомически с момента формирования генетических качеств. Для этого существуют особые хирургические операции, в ходе которых исправляют возникшие дефекты.

Зарождение звука начинается в гортани, но окончательное формирование и придание ему тембра происходит в резонаторных полостях (ротовая, носовая, горло). Поэтому различная корректировка постановки и напряжения тех или иных мышц может влиять и на тембр.

Как определить и изменить тембр

Ввиду отсутствия специальных знаний определить тембр голоса в домашних условиях может быть сложно, можно только его предположить. Для точного определения следует обратиться к специалисту по вокалу или использовать специальный спектрометр.

Спектрометр определяет тембр голоса наиболее достоверно. Прибор анализирует произносимый человеком звук, одновременно его классифицируя. В аппарате присутствует усилитель звучания и микрофон – спектрометр с помощью фильтров делит звук на элементарные составляющие и определяет высоту их звучания. Чаще прибор реагирует на согласные буквы (достаточно для анализа тех трех согласных букв, какие прозвучали первыми в речи).

Самопроизвольно тон меняется только в подростковый период – при этом человек перестает использовать свой речевой потенциал, так как большая его часть уходит на контроль произносимого звука – интонации или громкости. Иногда тон и тембр меняется и при стрессах, но такое случается реже.

Как услышать свой настоящий голос

Человек не может объективно определить тембр звука у себя ввиду того, что слышит он самого себя не так, как слышат другие. Звуковые волны проходят внутри, а потому искажаются во внутреннем и среднем ухе. Техника фиксирует реальный звук, который слышат окружающие – именно поэтому его иногда бывает сложно узнать на записи.

Можно также взять 2 листа картона (иногда берут стопку листов или папку), а затем приложить к обоим ушам. Бумага экранирует звуковые волны, поэтому при произнесении слов в таком положении человек услышит реальный звук, так как на слышимый тон голоса это экранирование влияет.

Тембр женских и мужских голосов – для певцов важная характеристика голоса и речи. Имеет значение она и для обычных людей. Тембр можно скорректировать специально подобранными упражнениями или гимнастиками, так как зачастую у обычного человека он бывает не совсем правильным.

Тембр как личность

Нет двух абсолютно одинаковых по тембру голосов. Специалист по певческим технологиям Иван Левидов, говорит, что «основные характерные элементы тембра каждого голоса есть величина постоянная, не изменяющаяся с момента мутации голоса».
Порой, долго не видя человека, мы можем не узнать его, но стоит ему заговорить, мы тут же его вспомним. Один только тембр голоса во многом определяет человека. Французский фониатр Жан Абитболь однажды даже отказался делать операцию пациентке – считал, что изменение голоса изменит ее личность.

Что такое тембр

Термин произошел от французского timbre (колокольчик). Это психоакустическая характеристика голоса. Его эксклюзивная окрашенность. Поэтому, когда анализируют мастерство владения вокалом, часто используют определения из словаря живописи - «колорит», «палитра», «краски». И вот эти «цветовые» нюансы и позволяют различать голоса людей. Даже если высота, громкость и длительность их звучания одинакова.

От плотности смычки голосовых связок, от их длины, ширины, упругости и натяжения. Последнее создается пластичностью перстнещитовидной мышцы, которую профессор и императорский лейб-отиатр Н. П. Симановский называл «музыкальной», так как она действует, как колок у скрипки.

Еще тембр зависит от объема трахеи и формы внутреннего резонатора. Так у Шаляпина было куполообразное нёбо, от которого, как от соборного свода отталкивался звук. И это нёбо стало предметом изучения не только фониатров, но и отоларингологов, антропологов и анатомов.
За «окраску» же тембра отвечают обертоны. Чем больше обертонов – тем «вкуснее» голос.

Обертоны

Это звуки над звуками. Тренированным горлом производятся одновременно как бы два звука – тон и обертон. Обертоны – высокочастотны и ранжированы по законам «золотого сечения». Что это такое? Когда мы смотрим на лицо человека и находим его привлекательным, это означает, что оно «скроено» природой по соотношению частей соразмерно. Вот так же и обертоны гармонизируют тембр голоса при помощи интервалов.

Голос словно поднимается по обертонной лестнице - с одной ступени на другую. Между ними паузы. «Первый обертон отстоит от тона на октаву. Второй – уже меньше. Это – квинта.» И так же - по «шажкам» обертонов - постепенно подстраивается и обычное человеческое ухо, которое первоначально может обертонов и не различать.

Как рождается отклик на звуковую волну.

Человек в среднем состоит на 60% из жидкой субстанции, которая и откликается на звук вибрацией. Немецкий исследователь звука и фотограф (киматик – от «kyma» – волна) Александр Лаутервассер провел ряд опытов – проигрывал у водоема звуки разной частоты - лязг подвижного состава поезда, крики чаек, фразы из токкат Баха. И фиксировал на фотокамеру волновой «отклик» воды. Каждый звук рождал свой узор. Так и человек вибрирует вслед за тембром голоса.

Чем мы говорим

«Ртом», «горлом», «грудью» и даже «животом». Последний в ответе за повышенную корпулентность подавляющего большинства оперных певцов – они «кладут голос на чрево». И вовлекают в процесс звучания все тело. Как младенец. Когда он плачет, то резонирует от макушки до пяток. С возрастом человек «зажимается». Голос теряет способность включать весь организм. И его вибрации «застревают» на уровне горла. Но мы созданы природой как единый резонатор.

Как тембр выдает говорящего

Уже по тембру каждый из нас в состоянии оценить психофизические параметры человека. Венские лингвофизиологи опытным путем подтвердили, что люди только по голосу могут судить – высокий человек или низкий, полный или худой. Правда, с возрастом может выйти осечка, потому что тембр счастливого человека делает голос моложе лет на 10. Гнев и страх – «старят».

Проявит тембр и уровень интеллекта собеседника, род его занятий, темперамент. Как и его состояние - счастлив или нет, болен или здоров, утомлен или бодр. В тембре голоса отразится, и кто говорит – лидер или ведомый, лжец или поборник правды, завистник или щедрая душа, способен ли он на предательство или будет верен до гробовой доски.

Как раз связь тембра с доверием партнеру заинтересовала специалистов канадского научно-исследовательского Университета МакМастера. Участникам эксперимента дали прослушать голоса 20 мужчин и женщин. Один мужской – низкий вкрадчивый – все отметили, как «опасный». «С точки зрения сексуальной стратегии, - констатировала автор проекта Джиллиан О’Коннор, - оба пола расценивают такой тембр, как предупреждение о будущих изменах». Доверие вызвали - более высокий мужской и более низкий женский. Их сочли «надежными».

Британские исследователи из университетов Ливерпуля и Стирлинга, работая в племени хадза в Танзании, сделали открытие, что обладатели тембра в нижнем голосовом регистре имеют больше детей. Так танзанские «баритоны» опередили «теноров» в среднем на два ребенка. Ученые же Государственного университета штата Нью-Йорк нашли зависимость сексуальной привлекательности тембра женщин от фертильности.

Психологи Университета южной Каролины, проанализировав телефонные разговоры, выявили разницу тембров в процессе общения с безразличными и любимыми людьми. Последние даже копировали интонации друг друга, как бы ставя голоса на одну тоновую волну.

Антропологи Пенсильванского университета - Сара Вольф и Дэвид Путс - впервые попытались разобраться, «как признаки маскулинности влияют на мнение человека о его способности доминировать». Опыты показали, что мужчины с голосами глубокой тембральной окраски воспринимаются другими особями того же пола как «вожаки прайда».

Тембр на службе политики

В 2012 году корреспонденты журнала Proceedings of the Royal Society в содружестве с PR-технологами и нейропсихологами провели опросов американцев, которые отвечали на вопрос: «Какой тембр голоса вызывает у них наибольшее доверие к политику?».

Тембр – одна из объективных колляций, которую учитывают спецслужбы при составлении психопортретов преступников. Профайлеры ФБР и ЦРУ обращают внимание на то, как дребезжит и как бы «спотыкается» голос. Когда юлит и недоговаривает, тембр становится скачкообразным, невнятным. Тревожность заставит его «задраться», повысив тон. Когнитивный диссонанс выразится в резких голосовых колебаниях и продемонстрирует шаткость позиции, неуверенность. Напряженный тембр – контроль за каждым шагом. Нотки металла - убежденность. Повышенная громкость – стремление подавить. Но основной тембральный рисунок навсегда остается неизменным.

Неповторимость

Раньше в паспорта итальянцев вносили - наряду с датой рождения, ростом, цветом волос и глаз - тембр голоса. Ныне суды США и Великобритании принимают - в качестве доказательств вины/невиновности – голосовые записи. Почему? Потому что тембр так же уникален, как генетический код в молекуле ДНК, папиллярный узор на подушечках пальцев или строение ушной раковины.
Уникален тембр настолько, что крупнейшие банки мира не боятся кодировать сейфы голосами их владельцев.