Timbre

En música, el timbre ( / ˈ t æ m b ər , ˈ t ɪ m -, ˈ t æ̃ -/ ), también conocido como color del tono o calidad del tono (de la psicoacústica ), es el sonido percibido de una nota musical , sonido o tono . El timbre distingue los sonidos según su origen, como las voces de un coro y los instrumentos musicales. También permite a los oyentes distinguir instrumentos de la misma categoría (por ejemplo, un oboe y un clarinete , ambos instrumentos de viento-madera ).

En términos sencillos, el timbre es lo que hace que un instrumento musical o una voz humana tengan un sonido diferente al de otro, incluso cuando tocan o cantan la misma nota. Por ejemplo, es la diferencia de sonido entre una guitarra y un piano que tocan la misma nota al mismo volumen. Ambos instrumentos pueden sonar igual de afinados entre sí al tocar la misma nota, y aunque toquen al mismo nivel de amplitud, cada instrumento seguirá sonando distintivo con su propio timbre único. Los músicos distinguen los instrumentos según sus diferentes timbres, incluso aquellos que tocan notas con el mismo tono y volumen.

Las características físicas que rigen el timbre incluyen el espectro de frecuencia y la envolvente .

Los músicos pueden cambiar el timbre modificando sus técnicas de canto o interpretación. Por ejemplo, un violinista puede usar diferentes estilos de arco o tocar distintas partes de la cuerda. Por ejemplo, tocar sul tasto produce un timbre ligero y etéreo, mientras que sul ponticello produce un timbre áspero, uniforme y agresivo. En la guitarra eléctrica y el piano eléctrico, los intérpretes pueden cambiar el timbre usando unidades de efectos y ecualizadores gráficos .

La calidad del tono y el color del tono son sinónimos de timbre , así como de la " textura atribuida a un solo instrumento". Sin embargo, la palabra textura también puede referirse a la disposición o composición, como múltiples líneas melódicas entrelazadas frente a una melodía cantable acompañada de acordes subordinados . Hermann von Helmholtz utilizó el alemán Klangfarbe ( color del tono ), y John Tyndall propuso una traducción al inglés, clangtint , pero ambos términos fueron desaprobados por Alexander Ellis , quien también desacredita registro y color por sus significados preexistentes en inglés. ^{[ 1 ]} 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 rosa y blanco . En las representaciones visuales del sonido, el timbre corresponde a la forma de la imagen, ^{[ 2 ]} mientras que la sonoridad corresponde al brillo; el tono corresponde al desplazamiento en el eje y del espectrograma.

La definición 12.09 de la terminología acústica de la Sociedad Acústica de América (ASA) describe el timbre como "aquel atributo de la sensación auditiva que permite al oyente juzgar que dos sonidos no idénticos, presentados de forma similar y con la misma intensidad y tono , son diferentes", y añade: "El timbre depende principalmente del espectro de frecuencias , aunque también depende de la presión sonora y de las características temporales del sonido". ^{[ 3 ]}

Muchos comentaristas han descompuesto el timbre en atributos componentes. Por ejemplo, Schouten describió los "atributos esquivos del timbre" como "determinados por al menos cinco parámetros acústicos principales", que Robert Erickson descubrió que abarcaban gran parte de la música contemporánea: ^{[ 4 ]}

• Rango entre carácter tonal y ruidoso
• Envolvente espectral
• Envolvente temporal en términos de ascenso, duración y decaimiento (ADSR, que significa "ataque, decaimiento, sostenimiento, liberación")
• Cambios tanto en la envolvente espectral (deslizamiento de formantes) como en la frecuencia fundamental ( microentonación ).
• Prefijo , o inicio de un sonido, bastante diferente de la vibración duradera subsiguiente.

Un ejemplo de sonido tonal es un sonido musical que tiene un tono definido, como presionar una tecla en un piano; un sonido con un carácter similar al ruido es el ruido blanco .

Erickson ofreció una tabla de experiencias subjetivas y fenómenos físicos relacionados basada en los atributos: ^{[ 5 ]}

Véase también la evidencia psicoacústica , más abajo.

Armonía

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

Cuando se toca la nota de afinación en una orquesta o banda de concierto  , el sonido resultante es una combinación de frecuencias 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 distintas frecuencias se superponen y combinan, y el equilibrio de estas amplitudes es un factor clave en el sonido característico de cada instrumento.

William Sethares escribió que la entonación justa y la escala temperada occidental se relacionan con los espectros armónicos o timbres de muchos instrumentos occidentales de forma análoga a como el timbre inarmónico del renat tailandés (un instrumento similar al xilófono) se relaciona con la escala pelog de siete tonos, casi temperada, en la que se afinan. De manera similar, los espectros inarmónicos de los metalófonos balineses , combinados con instrumentos armónicos como el rebab de cuerda o la voz, se relacionan con la escala slendro de cinco notas, casi temperada, que se encuentra comúnmente en la música gamelan indonesia . ^{[ 6 ]}

Sobre

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

El timbre instrumental desempeñó un papel cada vez más importante en la práctica de la orquestación durante los siglos XVIII y XIX. Berlioz ^{[ 7 ]} y Wagner ^{[ 8 ]} 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 recorre una gama de timbres orquestales. Primero los instrumentos de viento-madera (flauta, seguida del oboe), luego el sonido masivo de las cuerdas con los violines llevando la melodía, y finalmente los metales (trompas).

A Debussy , quien compuso durante las últimas décadas del siglo XIX y las primeras del siglo XX, se le atribuye haber elevado aún más el papel del timbre: "En un grado notable, 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 la flauta y el arpa funciona referencialmente". ^{[ 9 ]} El enfoque de Mahler hacia la orquestación ilustra el creciente papel 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 al trío que consiste en una extensión en diminuendo de los La repetidos... aunque ahora asciende en una sucesión de octavas apiladas que además saltan con Do añadidos a los La. ^{[ 10 ]} Las octavas inferiores desaparecen y solo quedan los Do para encajar con la primera frase del oboe del trío."

Durante estos compases, Mahler hace pasar las notas repetidas a través de una gama de colores instrumentales, mixtos y simples: comenzando con trompas y cuerdas en pizzicato, progresando a través de trompeta, clarinete, flauta, flautín y, finalmente, oboe:

(Ver también Klangfarbenmelodie ).

En la música rock desde finales de la década de 1960 hasta la de 2000, el timbre de ciertos sonidos es fundamental para una canción. Por ejemplo, en el heavy metal , el impacto sonoro del acorde de potencia , fuertemente amplificado y distorsionado, tocado con guitarra eléctrica a través de amplificadores de guitarra muy potentes y filas de altavoces, es una parte esencial de la identidad musical del estilo.

A menudo, los oyentes pueden identificar un instrumento, incluso en diferentes tonos y sonoridades, en diferentes entornos y con diferentes intérpretes. 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

"[C]iertas regularidades fuertes en la forma de onda acústica de los instrumentos mencionados anteriormente deben existir que sean invariantes con respecto a las variables mencionadas anteriormente". ^{[ 11 ]}

Sin embargo, Robert Erickson argumenta que existen pocas regularidades y que estas no explican nuestras «...capacidades de reconocimiento e identificación». Sugiere tomar prestado el concepto de constancia subjetiva de los estudios sobre la visión y la percepción visual . ^{[ 12 ]}

Los experimentos psicoacústicos desde la década de 1960 en adelante intentaron dilucidar la naturaleza del timbre. Un método consiste en reproducir pares de sonidos a los oyentes y luego usar un algoritmo de escalamiento multidimensional para agregar sus juicios de disimilitud en un espacio tímbrico. Los resultados más consistentes de tales experimentos son que el brillo o la distribución de energía espectral, ^{[ 13 ]} y el mordisco , o velocidad y sincronicidad ^{[ 14 ]} y el tiempo de ascenso, ^{[ 15 ]} del ataque son factores importantes.

El concepto de tristímulo tiene su origen en el mundo del color, describiendo la forma en que se pueden mezclar tres colores primarios para crear un color determinado. Por analogía, el tristímulo musical mide la mezcla de armónicos en un sonido dado, agrupados en tres secciones. Básicamente, es una propuesta para reducir una gran cantidad de parciales de sonido, que pueden llegar a ser docenas o cientos en algunos casos, a solo tres valores. El primer tristímulo mide el peso relativo del primer armónico; el segundo tristímulo mide el peso relativo del segundo, tercer y cuarto armónicos tomados en conjunto; y el tercer tristímulo mide el peso relativo de todos los armónicos restantes: ^{[ 16 ] [ 17 ]}

${\displaystyle T_{1}={\frac {a_{1}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{2}={\frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{3}={\frac {\sum _{h=5}^{H}{a_{h}}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}}.}$

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

El término "brillo" también se utiliza en discusiones sobre timbres de sonido, en una analogía aproximada con el brillo visual . Los investigadores del timbre consideran que el brillo es una de las distinciones perceptualmente más fuertes entre sonidos ^{[ 14 ]} 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 .

• Formante

• Asociación Estadounidense de Estándares (1960). Terminología acústica estándar estadounidense . Nueva York: Asociación Estadounidense de Estándares.
• Dixon Ward, W. (1965). « Psicoacústica ». En Audiometría: Principios y prácticas , editado por Aram Glorig, 55. Baltimore: Williams & Wilkins Co. Reimpreso, Huntington, NY: RE Krieger Pub. Co., 1977. ISBN 0-88275-604-4.
• Dixon Ward, W. (1970) «Percepción musical». En Fundamentos de la teoría auditiva moderna, vol. 1, editado por Jerry V. Tobias. Nueva York: Academic Press. ISBN 0-12-691901-1.
• Erickson, Robert (1975). Estructura sonora en la música . Berkeley y Los Ángeles: University of California Press. ISBN 0-520-02376-5.
• McAdams, Stephen y Albert Bregman (1979). "Escuchando flujos musicales". Computer Music Journal 3, n.º 4 (diciembre): 26–43, 60.
• Schouten, JF (1968). "La percepción del timbre". En Informes del VI Congreso Internacional de Acústica, Tokio, GP-6-2 , 6 vols., editado por Y. Kohasi, 35–44, 90. Tokio: Maruzen; Ámsterdam: Elsevier.

• John Grey, 1975. Una exploración del timbre musical (Tesis doctoral)