Глава 4. Психоакустическая оценка тембра и высоты звука

Форманты, как правило, придают звуку инструмента тембр одной из глас­ных. Так, например, у гобоя ярко выражена краска гласного звука «а», а у тубы — «у».

Понятие форманты (F) чаще, чем в музыке, применяется в науке о речи — фонетике, где оно обозначает «акустическую характеристику звуков речи (прежде всего гласных), связанную с уровнем частоты голосового тона и обра­зующую тембр звука В спектре звука выделяются несколько формант (напри­мер, F1 — 500 Гц, F2 — 1500 Гц и т. д.). Среднее расстояние между формантами составляет для мужских голосов 1000 Гц, для женских и детских — несколько больше Однако в большинстве случаев для различения гласных звуков достаточ­но двух первых формант».

При пении, кроме речевых, возникают характерные певческие форманты Одна из них — высокая певческая форманта, расположена в области 2100...2500 Гц у басов, 2500 2800 Гц у теноров, 3000...3500 Гц у сопрано. У оперных певцов в этих частотных полосах сосредоточивается до 30% аку­стической энергии, что придает голосу блеск, серебристость, способствует «полетности» звучания, хорошей разборчивости гласных и согласных звуков Другая — низкая певческая форманта, расположенная в зоне 500 Гц, придает звучанию мягкость и округлость.

Интересен и поучителен анализ отличий мужского и женского голосов Их основные тона могут отличаться на октаву, основные формантные частоты оказываются разнесенными в среднем на полутон, а диапазоны вибрато — колебаний основного тона — отличаются мало.

Характерно, что голос человека богаче, чем у большинства зверей Звуки нашей речи состоят из четырех формант, тогда как у представителей осталь­ного зоологического мира их всего две. Однако и из этого правила имеются исключения. К удивлению ученых, анализ фонограмм с записями «звериного общения» показал, что некоторые виды животных умеют издавать не одну, как мы, а сразу две основные частоты, модулируемые независимо друг от дру­га; то есть они обладают врожденной способностью говорить одновременно две фразы с разными интонациями (!).

К потрясающим результатам привели исследования «речи» дельфинов Оказалось, что информационная часть издаваемых ими звуков состоит из зву­ковых отрезков трех видов: со стабильными частотами, с нарастающими и с уменьшающимися Основные частоты этих «слогов» на порядок выше, чем че­ловеческие, а их длина, соответственно, заметно короче, что позволяет дель­финам общаться друг с другом на более высокой скорости, нежели людям Комбинационный анализ реальных последовательностей звуковых импульсов показал, что дельфины способны «озвучивать» практически неограниченный объем информации. Ксожалению, пока не известно, насколько полно эти ки­тообразные используют свои потенциальные возможности. Эксперименты продолжаются. Любопытно, что два незнакомых дельфина, живущих в разных концах света, долго и с удовольствием общались по специальному

45

Глава 4. Психоакустическая оценка тембра и высоты звука

широкополосному «телефону». А когда одного из «абонентов» заменили маг­нитофоном, второй не сразу, но обнаружил обман и обиделся на «связистов», категорически отказавшись от каких бы то ни было телефонных разговоров. И еше один штрих, возвращающий нас непосредственно к рассматриваемой теме, эксперименты доказали, что и удельфинов имеются своеобразные фор­манты — индивидуальные особенности «речи», позволяющие идентифициро­вать собеседника по издаваемым им звукам за многие сотни метров в условиях отсутствия видимости Однажды ученые присутствовали при встрече матери с сыном после десятилетия вынужденной разлуки. Эксперимент убедительно доказал, что дельфины узнали друг друга по голосу!

Возможности коррекции тембра корректорами АЧХ

Простейшее представление о тембре, как о совокупности основных гармоник и обертонов, предполагает возможность коррекции звуковых красок с помо­щью эквалайзеров:

• п ри отсутствии или недостатке обертонов, особенно в нижнем регистре, тембр звука становится скучным Увеличение амплитуд определенной группы гармоник в области 200...700 Гц позволяет получить оттенки соч­ ности и глубины, подчеркнуть эмоциональную окраску звучащей мело­ дии и придает звучанию теплый и мягкий характер;

• подъем формант, расположенных в области 2,5...3 кГц, придает тембру полетность, звонкость и благоприятно влияет на эмоциональную окрас­ ку музыкального образа При этом наблюдается расширение стереобазы звуковой картины и возможно более отчетливо выделить голоса певцов на фоне музыкального сопровождения,

• ослабление первых гармоник и усиление высших обертонов в области 3 4,5 кГц придает тембру резкость, пронзительность и скрипучесть;

• снижение уровня частот, расположенных выше 6 кГц, приводит к усиле­ нию впечатления теплоты и мягкости. Например, при записи духового оркестра такая коррекция позволяет смягчить его звучание на громких пассажах;

• подчеркивание самых высоких обертонов, расположенных выше 12 кГц, плохо различимых в реальных акустических условиях, расширяет час­ тотный диапазон музыкального образа. Поскольку высокочастотные производные основных тонов не воспринимаются слухом в качестве гармоничных в отношении к их «родителям», усиление громкости верх­ ней полосы слышимого спектра целесообразно обеспечивать не столько эквалайзерами, подчеркивающими шум, сколько гармонайзерами. В качестве основы для приборов или программ гармонизации следует выбирать наиболее высокие обертона, имеющие минимально допусти­ мое отношение сигнал/шум.

46