Timbre

En música, el timbre ( /ˈtæmbər, ˈtɪm-, ˈtæ̃-/ ) , también conocido como color tonal o calidad tonal ( de la psicoacústica ) , es la calidad sonora percibida de una nota musical , sonido o tono . El timbre distingue diferentes tipos de producción de sonido, como las voces corales y los instrumentos musicales. También permite a los oyentes distinguir diferentes instrumentos de 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 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 igualmente afinados en relación con el otro cuando tocan la misma nota, y aunque toquen 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 variados timbres, incluso si esos instrumentos tocan notas con el mismo tono fundamental y volumen. ^{[ cita requerida ]}

Las características físicas del sonido que determinan la percepción del timbre incluyen el espectro de frecuencias y la envolvente . Los cantantes y músicos instrumentales pueden cambiar el timbre de la música que están cantando/tocando utilizando diferentes técnicas de canto o interpretación. 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 aireado, 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 .

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 al tipo de música, 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 el registro y el 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 y del espectrograma.

La definición 12.09 de la terminología acústica de la Sociedad Acústica de América (ASA) describe el timbre como "ese atributo de la sensación auditiva que permite a un oyente juzgar que dos sonidos no idénticos, presentados de manera similar y que tienen la misma intensidad y tono , son diferentes", y agrega: "El timbre depende principalmente del espectro de frecuencia, aunque también depende de la presión sonora y las características temporales del sonido". ^[3]

Muchos comentaristas han intentado descomponer el timbre en atributos que lo componen. Por ejemplo, JF Schouten (1968, 42) describe los "escurridizos atributos del timbre" como "determinados por al menos cinco parámetros acústicos principales", que Robert Erickson considera "adaptados a las preocupaciones de gran parte de la música contemporánea": ^[4]

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

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 un carácter similar al 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 basados ​​en los cinco atributos de Schouten: ^[5]

Véase también evidencia psicoacústica a continuación.

La riqueza de un sonido o nota que produce un instrumento musical se describe a veces en términos de una suma de un número de 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 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 sobretonos 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. También hay a veces subarmónicos en divisiones de números enteros de la frecuencia fundamental. La mayoría de los instrumentos producen sonidos armónicos, pero muchos instrumentos 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 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 se 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 occidental de temperamento igual están relacionadas con los espectros armónicos /timbres de muchos instrumentos occidentales de manera análoga a como el timbre inarmónico del renat tailandés (un instrumento parecido al xilófono) está relacionado con la escala pelog de siete tonos de temperamento casi igual en la que están afinados. De manera similar, los espectros inarmónicos de los metalófonos balineses combinados con instrumentos armónicos como el rebab de cuerda o la voz, están relacionados con la escala slendro de cinco notas de temperamento casi igual que se encuentra comúnmente en la música gamelan de Indonesia . ^[6]

El timbre de un sonido también se ve muy afectado por los siguientes aspectos de su envolvente : tiempo de ataque y características, decaimiento, sustain, release ( envolvente ADSR ) y transitorios . Por lo tanto, todos estos son controles comunes en los sintetizadores profesionales . Por ejemplo, si uno quita el ataque del sonido de un piano o trompeta, se vuelve 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 son altamente característicos 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 pasa por una gama de timbres orquestales. Primero los instrumentos de viento de madera (flauta, seguida por el oboe), luego el sonido masivo de las cuerdas con los violines llevando la melodía, y finalmente los instrumentos de viento de metal (trompas francesas).

A Debussy , que compuso durante las últimas décadas del siglo XIX y las primeras del XX, se le atribuye el mérito de elevar 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 a 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 al trío que consiste en una extensión en diminuendo de los La repetidos... aunque ahora se elevan en una sucesión de octavas apiladas que además saltan con Do añadidos a los La. ^[10] Las octavas más bajas luego caen y solo los Do permanecen para encajar con la primera frase de 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 pizzicato, progresando a través de trompeta, clarinete, flauta, flautín y finalmente, oboe:

(Ver también Klangfarbenmelodie ).

En la música rock desde finales de los años 1960 hasta los años 2000, el timbre de sonidos específicos es importante para una canción. Por ejemplo, en la música heavy metal , el impacto sonoro del acorde de potencia fuertemente amplificado y fuertemente distorsionado tocado en una 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 volumen, 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 "deben existir ciertas regularidades fuertes en la forma de onda acústica de los instrumentos anteriores que son invariantes con respecto a las variables anteriores". ^[11] Sin embargo, Robert Erickson sostiene 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 . ^[12]

Los experimentos psicoacústicos realizados a partir de los años 1960 intentaron dilucidar la naturaleza del timbre. Un método consiste en reproducir pares de sonidos para los oyentes y luego utilizar un algoritmo de escala multidimensional para agregar sus juicios de disimilitud en un espacio de timbre. Los resultados más consistentes de dichos experimentos son que el brillo o la distribución de energía espectral ^[13] y la mordida , o la velocidad y sincronicidad ^[14] y el tiempo de subida ^[15] del ataque son factores importantes.

El concepto de triestímulo tiene su origen 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 de un sonido determinado, agrupados en tres secciones. Se trata básicamente de una propuesta de reducción de una enorme cantidad de parciales de sonido, que pueden ascender a decenas o centenares en algunos casos, a tan solo tres valores. El primer triestímulo mide el peso relativo del primer armónico; el segundo triestímulo mide el peso relativo del segundo, tercer y cuarto armónicos tomados en conjunto; y el tercer triestímulo mide el peso relativo de todos los armónicos restantes. ^{[16] [17] [ página necesaria ]}

${\displaystyle T_{1}={\frac {a_{1}}{\suma _{h=1}^{H}{a_{h}}}}\qquad T_{2}={\frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}}{\suma _{h=1}^{H}{a_{h}}}}\qquad T_{3}={\frac {\suma _{h=5}^{H}{a_{h}}}{\suma _{h=1}^{H}{a_{h}}}}}$

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

El término "brillo" también se utiliza en las 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 los 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 Normas (1960). Terminología acústica estándar estadounidense . Nueva York: Asociación Estadounidense de Normas.
• 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, ^{[ página necesaria ]} . Nueva York: Academic Press. ISBN 0-12-691901-1 . 
• Erickson, Robert (1975). Estructura del sonido en la música. Berkeley y Los Ángeles: University of California Press. ISBN 0-520-02376-5.
• McAdams, Stephen y Albert Bregman (1979). "Hearing Musical Streams" (Escuchar flujos musicales). Computer Music Journal 3, núm. 4 (diciembre): 26–43, 60.
• Schouten, JF (1968). "La percepción del timbre". En Informes del 6º Congreso Internacional de Acústica, Tokio, GP-6-2 , 6 vols., editado por Y. Kohasi, ^{[ cita completa requerida ]} 35–44, 90. Tokio: Maruzen; Ámsterdam: Elsevier.