Timbre

Espectrograma del primer segundo de un acorde suspendido E9 tocó en una guitarra Fender Stratocaster. A continuación se muestra el audio de acorde suspendido E9:

En música, timbre (TAM-bər, TIM-), también conocido como color de tono o calidad de tono (de psicoacústica), es la calidad sonora percibida de una nota musical, sonido o tono. Timbre distingue diferentes tipos de producción de sonido, como voces de coro e instrumentos musicales. También permite a los oyentes distinguir diferentes instrumentos en la misma categoría (por ejemplo, un oboe y un clarinete, ambos instrumentos de viento de madera).

En términos simples, el timbre es lo que hace que un instrumento musical en particular o una voz humana tengan un sonido diferente a otro, incluso cuando tocan o cantan la misma nota. Por ejemplo, es la diferencia de sonido entre una guitarra y un piano tocando la misma nota al mismo volumen. Ambos instrumentos pueden sonar igualmente afinados entre sí, ya que tocan la misma nota, y mientras tocan al mismo nivel de amplitud, cada instrumento seguirá sonando de manera distintiva con su propio color de tono único. Los músicos experimentados pueden distinguir entre diferentes instrumentos del mismo tipo en función de sus timbres variados, incluso si esos instrumentos tocan notas en el mismo tono fundamental y volumen.

Las características físicas del sonido que determinan la percepción del timbre incluyen el espectro de frecuencia y la envolvente. Los cantantes y los músicos instrumentales pueden cambiar el timbre de la música que cantan/tocan usando diferentes técnicas de canto o ejecución. Por ejemplo, un violinista puede usar diferentes estilos de arco o tocar en diferentes partes de la cuerda para obtener diferentes timbres (por ejemplo, tocar sul tasto produce un timbre ligero y etéreo, mientras que tocar sul ponticello produce un tono áspero, uniforme y agresivo). En la guitarra eléctrica y el piano eléctrico, los intérpretes pueden cambiar el timbre utilizando unidades de efectos y ecualizadores gráficos.

Sinónimos

Calidad de tono y color de tono son sinónimos de timbre, así como de "textura atribuido a un solo instrumento". Sin embargo, la palabra textura también puede referirse al tipo de música, como múltiples líneas melódicas entrelazadas frente a una melodía cantable acompañada de acordes subordinados. Hermann von Helmholtz usó el alemán Klangfarbe (color de tono), y John Tyndall propuso una traducción al inglés, clangtint, pero ambos términos fueron desaprobados por Alexander Ellis, quien también desacredita register y color por sus significados en inglés preexistentes. Determinado por su composición de frecuencia, el sonido de un instrumento musical puede describirse con palabras como brillante, oscuro, cálido, áspero y otros términos. También hay colores de ruido, como el rosa y el blanco. En las representaciones visuales del sonido, el timbre corresponde a la forma de la imagen, mientras que el volumen corresponde al brillo; el tono corresponde al desplazamiento y del espectrograma.

Definición ASA

La definición de terminología acústica 12.09 de la Acoustical Society of America (ASA) de timbre lo describe como "ese atributo de la sensación auditiva que permite a un oyente juzgar que dos sonidos no idénticos, presentados de manera similar y con el mismo volumen y tono, son diferentes", agregando, "El timbre depende principalmente del espectro de frecuencia, aunque también depende de la presión del sonido y las características temporales del sonido".

Atributos

Muchos comentaristas han intentado descomponer el timbre en atributos de componentes. Por ejemplo, J. F. Schouten (1968, 42) describe los "atributos esquivos del timbre" según lo "determinado por al menos cinco parámetros acústicos principales", que según Robert Erickson, "a la medida de las preocupaciones de gran parte de la música contemporánea":

1. Rango entre carácter tonal y ruidoso
2. Envoltura espectral
3. Sobre del tiempo en términos de ascenso, duración y decadencia (ADSR, que significa "ataque, decadencia, sostenimiento, liberación")
4. Cambios tanto de sobre espectral (formant-glide) como de frecuencia fundamental (microintonación)
5. Prefijo, o aparición de un sonido, bastante diferente a la consiguiente vibración duradera

Un ejemplo de un sonido tonal es un sonido musical que tiene un tono definido, como presionar una tecla en un piano; un sonido con carácter de ruido sería el ruido blanco, el sonido similar al que se produce cuando una radio no está sintonizada en una estación.

Erickson ofrece una tabla de experiencias subjetivas y fenómenos físicos relacionados basada en los cinco atributos de Schouten:

Ver también Evidencia psicoacústica a continuación.

Armónicos

espectro armónico

La riqueza de un sonido o nota que produce un instrumento musical a veces se describe en términos de la suma de varias frecuencias distintas. La frecuencia más baja se llama frecuencia fundamental, y el tono que produce se usa para nombrar la nota, pero la frecuencia fundamental no siempre es la frecuencia dominante. La frecuencia dominante es la frecuencia que más se escucha, y siempre es un múltiplo de la frecuencia fundamental. Por ejemplo, la frecuencia dominante de la flauta travesera es el doble de la frecuencia fundamental. Otras frecuencias significativas se denominan armónicos de la frecuencia fundamental, que pueden incluir armónicos y parciales. Los armónicos son múltiplos de números enteros de la frecuencia fundamental, como ×2, ×3, ×4, etc. Los parciales son otros sobretonos. A veces también hay subarmónicos en divisiones de números enteros de la frecuencia fundamental. La mayoría de los instrumentos producen sonidos armónicos, pero muchos instrumentos producen tonos parciales e inarmónicos, como platillos y otros instrumentos de tono indefinido.

Cuando se toca la nota de afinación en una orquesta o banda de concierto, el sonido es una combinación de 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz, etc. Cada instrumento de la orquesta o banda de concierto produce una combinación diferente de estas frecuencias, así como armónicos y sobretonos. Las ondas sonoras de las diferentes frecuencias se superponen y combinan, y el equilibrio de estas amplitudes es un factor importante en el sonido característico de cada instrumento.

William Sethares escribió que la entonación justa y la escala temperada occidental están relacionadas con el espectro/timbre armónico de muchos instrumentos occidentales de manera análoga a como el timbre inarmónico del renat tailandés (un instrumento similar al xilófono) está relacionado con el escala de pelog de siete tonos con un temperamento casi igual en el que están afinados. De manera similar, los espectros inarmónicos de los metalófonos balineses combinados con instrumentos armónicos como el rebab de cuerdas o la voz, están relacionados con la escala slendro de cinco notas con un temperamento casi igual que se encuentra comúnmente en la música gamelán de Indonesia.

Sobre

Una señal y su sobre marcados con rojo

El timbre de un sonido también se ve muy afectado por los siguientes aspectos de su envolvente: tiempo y características de ataque, decaimiento, sostenido, liberación (envolvente ADSR) y transitorios. Por lo tanto, estos son todos los controles comunes en los sintetizadores profesionales. Por ejemplo, si se quita el ataque al sonido de un piano o una trompeta, se hace más difícil identificar correctamente el sonido, ya que el sonido del martillo golpeando las cuerdas o el primer golpe de los labios del ejecutante en la boquilla de trompeta son muy característicos de estos instrumentos. La envolvente es la estructura de amplitud general de un sonido.

En la historia de la música

El timbre instrumental desempeñó un papel cada vez mayor en la práctica de la orquestación durante los siglos XVIII y XIX. Berlioz y Wagner hicieron contribuciones significativas a su desarrollo durante el siglo XIX. Por ejemplo, el "motivo del sueño" de Wagner; del Acto 3 de su ópera Die Walküre, presenta una escala cromática descendente que pasa por una gama de timbres orquestales. Primero el viento-madera (flauta, seguido del oboe), luego el sonido macizo de las cuerdas con los violines llevando la melodía, y finalmente los metales (trompas).

Wagner Música de sueño del acto 3 de Die Walküre

A Debussy, que compuso durante las últimas décadas del siglo XIX y las primeras décadas del siglo XX, se le atribuye haber elevado aún más el papel del timbre: "En un grado marcado, la música de Debussy eleva el timbre a un estatus estructural sin precedentes; ya en Prélude à l'après-midi d'un faune el color de flauta y arpa funciona referencialmente". El enfoque de Mahler sobre la orquestación ilustra el papel cada vez mayor de los timbres diferenciados en la música de principios del siglo XX. Norman Del Mar describe el siguiente pasaje del movimiento Scherzo de su Sexta Sinfonía, como "un enlace de siete compases con el trío que consiste en una extensión en diminuendo del As repetido... aunque ahora se eleva en una sucesión de octavas apiladas que además, salto de rana con Cs agregado a As. Las octavas más bajas luego desaparecen y solo quedan los do para encajar con la primera frase de oboe del trío." Durante estos compases, Mahler pasa las notas repetidas a través de una gama de colores instrumentales, mixtos y sencillos: comenzando con trompas y cuerdas pizzicato, progresando a través de trompeta, clarinete, flauta, flautín y finalmente, oboe:

Mahler, Sinfonía No. 6, Scherzo, Figura 55, bares 5-12

Véase también Klangfarbenmelodie.

En la música rock desde finales de la década de 1960 hasta la década de 2000, el timbre de los sonidos específicos es importante para una canción. Por ejemplo, en la música heavy metal, el impacto sónico del acorde de potencia muy amplificado y muy distorsionado que se toca en una guitarra eléctrica a través de amplificadores de guitarra muy fuertes y filas de altavoces es una parte esencial de la identidad musical del estilo.

Evidencia psicoacústica

A menudo, los oyentes pueden identificar un instrumento, incluso en diferentes tonos y volumen, en diferentes entornos y con diferentes jugadores. En el caso del clarinete, el análisis acústico muestra formas de onda lo suficientemente irregulares como para sugerir tres instrumentos en lugar de uno. David Luce sugiere que esto implica que "deben existir ciertas regularidades fuertes en la forma de onda acústica de los instrumentos anteriores que son invariantes con respecto a las variables anteriores". Sin embargo, Robert Erickson argumenta que hay pocas regularidades y que no explican nuestros "...poderes de reconocimiento e identificación". Sugiere tomar prestado el concepto de constancia subjetiva de los estudios de la visión y la percepción visual.

Los experimentos psicoacústicos a partir de la década de 1960 intentaron dilucidar la naturaleza del timbre. Un método implica reproducir pares de sonidos para los oyentes y luego usar un algoritmo de escala multidimensional para agregar sus juicios de disimilitud en un espacio de timbre. Los resultados más consistentes de tales experimentos son que el brillo o la distribución de energía espectral, y la mordida, o velocidad, sincronicidad y tiempo de subida, del ataque son factores importantes.

Modelo de timbre triestímulo

El concepto de triestímulo se origina en el mundo del color y describe la forma en que se pueden mezclar tres colores primarios para crear un color determinado. Por analogía, el triestímulo musical mide la mezcla de armónicos en un sonido dado, agrupados en tres secciones. Se trata básicamente de una propuesta de reducir un gran número de parciales de sonido, que pueden llegar a ser decenas o cientos en algunos casos, hasta tan solo tres valores. El primer triestímulo mide el peso relativo del primer armónico; el segundo triestímulo mide el peso relativo de los armónicos segundo, tercero y cuarto tomados juntos; y el tercer triestímulo mide el peso relativo de todos los armónicos restantes.

T1=a1.. h=1HahT2=a2+a3+a4.. h=1HahT3=.. h=5Hah.. h=1Hah{displaystyle T_{1}={frac {a_{1}{sum ¿Qué? T_{2}={frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}{sum ¿Qué? T_{3}={frac {sum _{h=5}{ - Sí. - Sí.

Sin embargo, se necesitarían más evidencias, estudios y aplicaciones con respecto a este tipo de representación, para poder validarla.

Brillo

El término "brillo" también se usa en discusiones sobre timbres sonoros, en una analogía aproximada con el brillo visual. Los investigadores de Timbre consideran que el brillo es una de las distinciones perceptualmente más fuertes entre los sonidos y lo formalizan acústicamente como una indicación de la cantidad de contenido de alta frecuencia en un sonido, utilizando una medida como el centroide espectral.