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Nota: Este artículo es sobre la característica sonora. Para una de las piezas de los brasões, vea En música, se llama timbre a la característica sonora que nos permite distinguir si sonidos de misma frecuencia fueron producidos por fuentes sonoras conocidas y que nos permite diferenciarlas. Cuando oímos, por ejemplo una nota tocada por un piano y la misma nota (una nota con la misma altura) producida por un violino, podemos inmediatamente identificar los dos sonidos como teniendo la misma frecuencia, pero con características sonoras muy distinguidas. Lo que nos permite diferenciar los dos sonidos es el timbre instrumental. De forma simplificada podemos considerar que el timbre es como la impresión digital sonora de un instrumento o la calidad de vibración vocal.
Aunque las características físicas responsables por la diferenciação sonora de los instrumentos sean bien conocidas, la forma como oímos los sonidos también influéncia en la percepção del timbre. Este es uno de los objetos de estudio de la psicoacústica.
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Fundamentação física del timbre
Aunque este fenómeno sea conocido hace siglos, solamente hay algunas décadas, con el advento de la electrónica fue posible comprenderlo con más precisión.
El Allá céntrico del piano posee la frecuencia de 440Hz. La misma nota producida por un violino posee la misma frecuencia. Lo que permite al oído diferenciar los dos sonidos e identificar su fuente es la forma de la onda y su envelope sonoro.
Forma de onda
Cuando una corda, una membrana, un tubo o cualquier otro objeto capaz de producir sonidos entra en vibración, una serie de ondas senoidais es producida. Además de la frecuencia fundamental, que define la nota, varias frecuencias armónicas también suenan. El primero armónico de cualquier nota tiene el doble de su frecuencia; el segundo armónico tiene el triple de su frecuencia y así por delante. Cualquier cuerpo en vibración produce decenas de frecuencias armónicas que suenan simultáneamente a la nota fundamental. Sin embargo el oído humano no es capaz de oír los armónicos con freqüencia superior a 20000Hz. Además de eso, debido a la características de cada instrumento o de la forma como la nota fue obtenida, algunos de los armónicos más pequeños y audíveis poseen amplitud diferente de un instrumento para otro.
Si sumáramos la amplitud de la frecuencia fundamental a la amplitudes de los armónicos, la forma de onda resultante no es más senoidal, pero sí una onda irregular llena de crestas y valles. Como la combinación exacta de amplitudes depende de las características de cada instrumento, sus formas de onda también son muy distinguidas entre sí. Vea los ejemplos abajo:
Envelope sonoro
No es sólo la forma de onda que define que un sonido es producido por determinado instrumento, pero también la forma como el sonido se inicia, se mantiene y termina al largo del tiempo. Esta característica es llamada envelope sonoro o envoltória sonora. Aunque las formas de onda de dos instrumentos sean muy parecidas, aún podríamos las distinguís por su envelope. El envelope es compuesto básicamente de cuatro momentos: Ataque, decaimento, sustentación y relaxamento. Este perfil, conocido como envelope ADSR, es mostrado abajo:
La imagen al lado muestra el envelope característico de tres instrumentos. El primero es de una tabla, especie de tambor de la India. Vea como el sonido surge casi instantáneamente después de la percusión de la piel por las manos del executante y como cada nota tiene una duración muy corta. La segunda onda muestra tres notas producidas por una trompa. Aquí la nota se inicia con un aumento más gradual de intensidad , sufre un pequeño decaimento después del inicio de la nota y dura todo el tiempo en que el trompista mantiene lo soplo, desapareciendo de forma bastante rápida al final de las notas. El tercer ejemplo muestra una larga nota producida por una flauta. El sonido surge muy suavemente, se mantiene con amplitud casi constante y después desaparece lentamente. Veamos con más detalles cada uno de los momentos presentes en estos ejemplos:
Ataque: es el inicio de cada nota musical. En un instrumento de corda tocado con arco, el sonido surge y aumenta lentamente de intensidad, así como en el ejemplo de la flauta. Si la misma corda sea percutida el sonido surgirá muy rápidamente y con intensidad alta. Dependiendo del instrumento, el ataque puede durar de algunos centésimos de segundo hasta más de un segundo.
Decaimento: en algunos instrumentos, después del ataque el sonido sufre un decaimento de intensidad antes de estabilizarse. En un instrumento de soplo, por ejemplo, eso puede deberse a la fuerza inicial necesaria para colocar la palheta en vibración, después de lo que la fuerza para mantener la nota sonando es más pequeña. Normalmente dura sólo de algunos centésimos a menos de un décimo de segundo. En los ejemplos mostrados, el decaimento es claramente perceptível en las notas de la tabla y levemente en la segunda nota de la trompa.
Sustentación: corresponde al tiempo de duración de la nota musical. En la mayor parte de los instrumentos este tiempo puede ser controlado por el executante. Durante este tiempo la intensidad es mantenida en el mismo nivel, como las notas de la trompa y de la flauta en la imagen. Algunos instrumentos (principalmente los de percusión) no permiten controlar este tiempo. En algunos casos el sonido ni llega a sostenerse y el decaimento inicial ya lleva el sonido directamente a su desaparición, como en la tabla.
Relaxamento: final de la nota, cuando la intensidad sonora disminuye hasta desaparecer completamente. Puede ser muy brusco, como en un instrumento de soplo, cuando el instrumentista corta el flujo de aire, o muy lento, como en un gongo o un piano con el pedal de sustentación accionado. En la imagen arriba, la nota de la flauta tiene un final suave debido a la reverberação de la sala donde la música fue ejecutada, que hizo el sonido permanecer aún por un tiempo, aún después del término del soplo.
La combinación entre los tiempos de ataque, decaimento, sustentación y relaxamento es tan importante para permitir reconocer el timbre de un instrumento, que en algunos casos se usa un sintetizador o sampler para alterar estos tiempos y crear timbres totalmente nuevos a partir del sonido de instrumentos conocidos.
Parâmetros sonoros
- Intensidad
- Duración
- Altura
- Timbre
