Ultima actualizare la 29 februarie 2020

Timp aproximativ de citire: 13 minuteOctombrie 14, 2014

De ce să folosești un Pitch mai mic decât standardul de A4=440HZ?

Am putea da diverse motive subiective, cum ar fi faptul că mie mi se pare că sună și se simte mai bine, dar asta ar putea fi doar o chestiune de gust… Aș putea, de asemenea, să citez diverși autori care au împărtășit puncte de vedere filozofice și/sau „spirituale”, dar ați putea lăsa deoparte asta ca fiind o formă de credință, superstiție sau religie… sau chiar „pseudoștiință”… nu-i așa?

Așadar, în acest articol de pe blog voi împărtăși câteva informații generale despre sunet, vibrație și rezonanță și voi încerca să explic care pot fi rezultatele posibile la schimbarea înălțimii, atât asupra sunetului instrumentului, cât și asupra mediului înconjurător (acustica camerei).
În acest articol sunt abordate următoarele subiecte:

• SUNETUL, VIBRAȚIA, REZONANȚA ȘI AUZUL – INFORMAȚII
• VIBRAȚIA ȘI REZONANȚA INSTRUMENTELOR CU COARDE ACUSTICE ȘI ELECTRICE – INFORMAȚII
• VIBRAȚIA COARDELOR VOCALE – INFORMAȚII
• VIBRAȚIA ȘI REZONANȚA INSTRUMENTELOR DE SUFLAT – INFORMAȚII
• INSTRUMENTELE ELECTRONICE ȘI SCHIMBAREA INTONAȚIEI – INFORMAȚII
• DECI, DE CE SĂ COBORÂM INTONAȚIA LA CONCERT? – CONCLUZII

SUNETE, VIBRAȚIE, REZONANȚĂ ȘI AUDIRE

Urechea umană poate auzi nominal sunete în intervalul 20Hz – 20.000Hz (20kHz). Limita superioară tinde să scadă odată cu vârsta; majoritatea adulților nu pot auzi peste 17 kHz. Cea mai joasă frecvență care a fost identificată ca fiind un ton muzical este de 12Hz (în condiții ideale de laborator). Tonurile între 4 și 16 Hz pot fi percepute prin intermediul „simțului tactil” al corpului.

Frecvențele mai înalte tind să fie mai direcționale decât cele mai joase. Frecvențele joase, datorită distanței mai mari dintre vârfurile și depresiunile undei, tind să se „îndoaie în jurul” obiectelor care se află în calea lor (uneori își păstrează forma). Frecvențele înalte au distanțe mai mici între vârfurile și depresiunile undei, sunt foarte strânse și au tendința de a „ricoșa” sau de a fi „reflectate” de obiectele din calea lor.

Rezoluția de frecvență a urechii este de 0,9Hz în cadrul octavei de la C4=256Hz și C5=512Hz. Cu alte cuvinte, schimbările de ton mai mari de 0,9 Hz pot fi percepute de majoritatea. Muzicienii și inginerii de sunet („urechi antrenate”) pot percepe schimbări de intonație mai mici de atât. Diferențele mai mici de înălțime pot fi percepute și prin alte mijloace, interferența a două înălțimi poate fi adesea auzită ca bătaie.

Sunetul călătorește prin aer, apă și materie solidă, toate acestea fiind exemple de medii pentru sunet. Fără un mediu (vid: spațiu) nu există particule care să transporte undele sonore. Particulele vibrează la o frecvență specifică pentru fiecare sursă, numită frecvența naturală a acesteia. Oțelul, alama, lemnul, (și așa mai departe), toate au frecvențe naturale diferite. Obiectele care vibrează la frecvențele lor naturale vor produce rezonanță. Majoritatea obiectelor care vibrează au mai multe frecvențe de rezonanță.

Frecvența unei unde se referă la frecvența cu care particulele din mediu vibrează atunci când o undă trece prin mediu. Frecvența unei unde se măsoară ca număr de vibrații complete dus-întors ale unei particule a mediului pe unitate de timp. În timp ce o undă sonoră se deplasează printr-un mediu, fiecare particulă a mediului vibrează la aceeași frecvență. Acest lucru este sensibil, deoarece fiecare particulă vibrează datorită mișcării celui mai apropiat vecin.

Când un obiect este forțat să intre în vibrații de rezonanță la una dintre frecvențele sale naturale, el vibrează în așa fel încât se formează o undă staționară în interiorul obiectului. Frecvențele naturale ale unui obiect sunt pur și simplu frecvențele armonice la care se stabilesc modele de unde staționare în interiorul obiectului. Obiectele sunt forțate cel mai ușor să intre în vibrații de rezonanță atunci când sunt perturbate la frecvențe asociate cu aceste frecvențe naturale.

Rezonanța acustică este importantă pentru auz. De exemplu, rezonanța unui element structural rigid numit membrană bazilară din cadrul cohleei urechii interne, permite celulelor ciliate de pe membrană să detecteze sunetul. Auzul nu este un fenomen pur mecanic de propagare a undelor, ci este, de asemenea, un eveniment senzorial și perceptiv; cu alte cuvinte, atunci când o persoană aude ceva, acel ceva ajunge la ureche sub forma unei unde sonore mecanice care călătorește prin aer, dar în interiorul urechii este transformat în potențiale de acțiune neuronale. Aceste impulsuri nervoase călătoresc apoi până la creier, unde sunt percepute.

Viteza sunetului în aer este mult mai mică decât cea în apă (iar corpul uman conține în mare parte apă). Atunci când sunetul își schimbă mediul sau intră într-un material diferit, el este curbat față de direcția sa inițială. Această modificare a unghiului de direcție se numește refracție. Din cauza unghiului, o parte a undei intră prima în noul mediu și își schimbă viteza. Diferența de viteză face ca unda să se îndoaie. Acest lucru înseamnă că există o diferență de impedanță acustică între aer și corp.

Cantitatea de energie care este transportată pe lângă o anumită suprafață a mediului pe unitate de timp este cunoscută sub numele de intensitatea undei sonore. Cu cât amplitudinea vibrațiilor particulelor din mediu este mai mare, cu atât mai mare este viteza cu care energia este transportată prin el și cu atât mai intensă este unda sonoră. Loudness (intensitatea) depinde în primul rând de amplitudinea undei, dar ar putea depinde și de frecvență. Dacă sunetul nu este o frecvență unică (undă sinusoidală), atunci „intensitatea sonoră” depinde și de distribuția supratonurilor fundamentalei (a „înălțimii”).

Toate lucrurile, chiar și aerul, absorb sunetul. Un exemplu de absorbție a undelor sonore de către aer se întâmplă în timpul unei furtuni. Când vă aflați foarte aproape de o furtună, auziți tunetul ca pe un pocnet ascuțit. Atunci când furtuna este mai departe, auziți în schimb un vuiet slab. Acest lucru se datorează faptului că aerul absoarbe mai ușor frecvențele înalte decât cele joase. În momentul în care tunetul a ajuns la tine, toate tonurile înalte se pierd și se aud doar cele joase. Deplasarea într-un mediu a unei unde de frecvență înaltă este mai mare decât a unei unde de frecvență joasă, se pierde mai multă energie odată cu frecvența înaltă. Cu această energie pierdută, amplitudinea generală a undei de frecvență mai înaltă ar fi scăzut mult mai mult decât a unei unde de frecvență mai joasă.

VIBRAȚIA ȘI REZONANȚA INSTRUMENTELOR ACUSTICE ȘI ELECTRICE CU CORZI

Când ciupim sau lovim o coardă a unui instrument cu coarde, această coardă (sursa) începe să vibreze. Undele de energie sonoră se deplasează apoi spre exterior în toate direcțiile din coardă. Coarda vibrează la toate frecvențele prezente în impuls (o funcție impulsivă conține teoretic „toate” frecvențele). Acele frecvențe care nu sunt una dintre rezonanțe sunt rapid filtrate – sunt atenuate – și tot ceea ce rămâne sunt vibrațiile armonice pe care le auzim sub forma unei note muzicale. De obicei, o coardă care vibrează produce un sunet ale cărui frecvențe, în majoritatea cazurilor, sunt constante.
O parte din vibrațiile generate de coardă se vor transfera prin „pod”, „coadă” și „claviatură” sau „claviatură” la corpul instrumentului. Cu alte cuvinte: instrumentul însuși va vibra și va rezona împreună cu corzile care vibrează. Tendința unui obiect de a forța un alt obiect adiacent sau interconectat să intre în mișcare vibrațională se numește „vibrație forțată”. În cazul coardei de chitară montată pe cutia de rezonanță, faptul că suprafața cutiei de rezonanță este mai mare decât suprafața coardei înseamnă că mai multe particule de aer din jur vor fi forțate să intre în vibrație. Acest lucru determină o creștere a amplitudinii și, prin urmare, a intensității sunetului.

„Rezonanța aerului” joacă un rol și în cazul instrumentelor acustice cu coarde. Găurile f ale unei viori, de exemplu, formează deschiderea unei cavități rezonatoare (camera sonoră a unui instrument) care, în curba de rezonanță pentru Stradivarius prezentată, sporește frecvențele apropiate de coarda deschisă D4 la 294Hz. Cu cât deschiderea cavității este mai mare, cu atât frecvența este mai mare (aerul poate intra și ieși mai repede). O cavitate de aer va prezenta o singură frecvență de rezonanță. Un volum mai mare oferă o frecvență mai mică (mai mult aer trebuie să iasă pentru a elibera exersarea presiunii).

Utilizarea unui sistem de acordaj diferit nu este neobișnuită în rândul chitariștilor. Una dintre cele mai utilizate alternative este așa-numita „Acordare în Mi♭ (Mi bemol) sau în Re♯ (Re diez)”. Toate corzile sunt coborâte cu un semiton (100 de cenți). Aici se întâlnesc actualul standard de intonație A4=440Hz și „intonația barocă” de A4=415Hz (diferența dintre 440Hz și 415Hz este de 101 cenți). Motivul pentru care diverși chitariști au acordat în acest mod este un ton mai greu / schimbare de timbru, posibilitatea de a folosi corzi mai grele fără a scădea capacitatea de redare și/sau o mai mare flexibilitate a corzilor (pentru „tragere”) fără a pierde compatibilitatea cu instrumentele acordate la 440Hz. Unii dintre cei mai faimoși chitariști și-au acordat chitara în acest mod, cum ar fi Jimi Hendrix și Stevie Ray Vaughan.

Schimbarea intonației cu un semiton (sau chiar cu un ton întreg) nu este subiectul acestui articol de blog, dar este o informație utilă pentru o mai bună înțelegere a efectelor schimbării intonației.

VIBRAȚIA PLIILOR VOCALE

Pliurile vocale, cunoscute în mod obișnuit și sub numele de corzi vocale sau trestii vocale, sunt compuse din două pliuri gemene de membrană mucoasă întinse orizontal, din spate în față, de-a lungul laringelui. Ele vibrează, modulând fluxul de aer care este expulzat din plămâni în timpul fonației. Tonalitatea percepută a vocii unei persoane este determinată de o serie de factori diferiți, cel mai important fiind frecvența fundamentală a sunetului generat de laringe.
Câțiva vocaliști – care au experimentat diverse tonalități – par să prefere tonalități mai mici de 440Hz. Pentru a menține un ton stabil, corzile vocale (mușchii) trebuie să „țină” tensiunea necesară pentru acel ton anume. Cu cât tensiunea necesară pentru corzile vocale este mai mare, cu atât va fi mai greu de menținut această tensiune. Atunci când tonul este coborât, tensiunea de pe corzile vocale scade și ea.

VIBRAȚIA ȘI REZONANȚA INSTRUMENTELOR DE VÂNT

Un instrument de suflat conține un anumit tip de rezonator (de obicei un tub), în care o coloană de aer este pusă în vibrație de către instrumentist care suflă în (sau peste) o piesă bucală așezată la capătul rezonatorului. Frecvențele de rezonanță ale coloanelor de aer ale instrumentelor de suflat depind de viteza sunetului în aer, precum și de lungimea și geometria coloanei de aer.

Instrumentele de suflat din lemn folosesc doar primele câteva rezonanțe ale coloanelor de aer și depind de deschiderea unor găuri în părțile laterale ale coloanelor de aer pentru a urca în înălțime.
Instrumentele de alamă folosesc un număr mare de rezonanțe (armonice) ale coloanelor de aer și se folosesc de supape sau de tobogane pentru a prelungi coloanele de aer pentru o progresie descendentă a înălțimilor.

O coloană de aer cilindrică cu ambele capete deschise va vibra cu un mod fundamental astfel încât lungimea coloanei de aer să fie egală cu jumătate din lungimea de undă a undei sonore. Coloana de aer deschisă poate produce toate armonicele. Cilindrii deschiși sunt folosiți din punct de vedere muzical la flaut, la flautul cu fluier și la țeava de orgă deschisă.
O coloană de aer cilindrică închisă va produce unde staționare rezonante la o frecvență fundamentală și la armonicele impare. Constrângerea capătului închis împiedică coloana să producă armonicele pare. Clarinetul este format dintr-un cilindru închis aproximativ, iar acest lucru face ca acustica clarinetului să fie destul de diferită de cea a celorlalte instrumente de suflat din lemn.|
O coloană de aer conică va produce aceeași frecvență fundamentală ca și un cilindru deschis de aceeași lungime și va produce, de asemenea, toate armonicele. Coloanele de aer conice sunt folosite la mai multe instrumente muzicale de suflat din lemn: oboi, fagot, saxofon și altele.

INSTRUMENTELE ELECTRONICE ȘI SCHIMBAREA TONULUI

Schimbarea tonului instrumentelor muzicale electronice, cum ar fi sintetizatoarele (software) și samplers (software), are un efect mai mic în comparație cu cel al instrumentelor acustice (și al instrumentelor muzicale electrice). Caracteristicile fizice (masa, greutatea, volumul și densitatea, natura vibratorie a mediului, etc.) ale instrumentelor electronice (hardware-ul) nu joacă un rol în crearea sunetului propriu-zis al acestora, sunetele „sintetice” sau „eșantionate” ale instrumentelor vor fi generate cu exact aceiași algoritmi.
Singurul efect pe care îl poate avea schimbarea înălțimii pentru instrumentele electronice, este atunci când sunetul devine „aerian”, începe să plutească și se „ciocnește” și „interacționează” cu camera și obiectele din ea.
!!! Ceea ce este important de știut, totuși, este că este destul de inutil să schimbi intonația cu exact un semiton (la 415Hz, „intonația barocă”) dacă folosești instrumente electronice. La urma urmei, nu există nicio schimbare de timbru – așa cum am menționat mai sus – iar frecvențele care răspund la taste sunt în continuare aceleași (pur și simplu au mutat o tastă în sus sau în jos) și, astfel, „răspunsul” în frecvență al tuturor celor 12 tonuri, rezonanța cu și „reflexia” sunetului cu camera este practic aceeași.

AȘA, DE CE SĂ SCĂDĂMĂM TUNERUL DE CONCERT? (CONCLUZIE)

„Ce se schimbă la sursă?” și „Cum influențează aceste schimbări la sursă spațiul înconjurător?”.

SCHIMBĂRI LA SURSĂ

Pentru unii instrumentiști, o înălțime mai mică a tonului ar putea face mai ușoară o interpretare. O intonație mai joasă ar însemna mai puțină tensiune pe corzile unui instrument (și, de asemenea, pe corzile vocale), astfel încât este nevoie de mai puțină „energie” pentru a pune sursa „în mișcare”. O tensiune mai mică pe o coardă ar însemna, de asemenea, că ați putea trage o coardă mai sus, cu alte cuvinte, aveți mai multă flexibilitate pentru a înălța un ton.

O intonație mai joasă ar însemna, de asemenea, o posibilă diferență în răspunsul în frecvență naturală, generând o diferență în rezonanța instrumentului în sine. Datorită schimbării rezonanței instrumentului s-ar putea schimba și „timbrul” (în funcție și de materialul din care este confecționat instrumentul și de natura vibratorie a acelui material).

Frecvențele joase nu deplasează la fel de multă energie ca frecvențele înalte, dar conțin mai bine energia. Prin scăderea înălțimii tonului, vibrația și rezonanța (în interiorul instrumentului și în aerul din rezonatoare) ar putea dura mai mult (mai multă susținere / timp de descreștere mai îndelungat).

EFECTELE ASUPRA SPAȚIULUI ÎNCONJURĂTOR

După cum am menționat mai devreme în acest articol, știm că frecvențele înalte tind să „ricoșeze” din orice se află în calea lor, în timp ce frecvențele joase tind să se „îndoaie în jurul” acelor obiecte. Chiar dacă diferența dintre a folosi Concert Pitch 440Hz sau 432Hz este relativ mică, „reflexia” sunetului de la obiectele care îl înconjoară și de la cameră (în care se află sursa) este puțin mai mică. Acest lucru este cel mai clar în cazul frecvențelor hi-end, cum ar fi, de exemplu, hi-hats și stropi de țambal. În special în locurile cu multe suprafețe dure (beton, sticlă, etc.) se poate auzi o diferență (mică) în ceea ce privește reflexia/absorbția și rezonanța. Totuși, în aer liber, diferența de reflexie și rezonanță între utilizarea frecvenței de concert de 440Hz și 432Hz nu este cu adevărat detectabilă.

Când se utilizează sisteme de sunet puternice sau instrumente acustice puternice, o parte din vibrațiile generate cu acel sistem de sunet sau instrumente ar putea găsi rezonanță în încăperea în care este generat sunetul. Frecvențele naturale ale materiei din această cameră ar putea să rezoneze diferit. La urma urmei, frecvențele joase generează mai puține deplasări de energie decât frecvențele înalte, deci un răspuns ceva mai mic în rezonanță din partea frecvențelor naturale ale încăperii.

CÂT DE JOS TREBUIE SĂ MERGI?

Ei bine, ați putea încerca 435Hz (Diapason Normal) sau 432Hz … sau mai jos? Îți sugerez să începi să explorezi tu însuți opțiunile, până la urmă muzica înseamnă să te exprimi în felul care ți se potrivește cel mai bine, nu? Voi rezuma totuși câteva tonalități joase folosite în istoria muzicii, puteți începe propria „cercetare” de acolo …

Cea mai joasă tonalitate menționată din punct de vedere istoric folosită pentru A4 (la 360HZ)

Dacă aruncăm o privire asupra ultimelor două secole observăm că au fost folosite tonalități atât de joase precum A4=360Hz (orgile englezești cu pitpipe). Pentru a pune acest lucru în perspectivă: 370Hz este exact la 3 semitonuri (300 de cenți) sub 440Hz.

„TONUL BAROC” (A4=415HZ)
Acest ton a fost folosit în mod obișnuit în timpul „perioadei baroce” (1600-1760). 415Hz este cu 101 cenți sau 1,01 semiton sub standardul actual de 440Hz. Cu alte cuvinte, intonația de concert 440Hz este 415Hz transpus cu un semiton mai sus. A4=415Hz ca ton de concert ar putea fi o opțiune atunci când se folosesc instrumente acustice (din cauza diferențelor de rezonanță și timbru). Atunci când se folosesc instrumente electronice, această translație de intonație este inutilă (a se vedea informațiile de mai devreme în acest articol).

„INTONAȚIA ȘTIINȚIFICĂ” C4=256HZ (A4=430,5-432HZ)
Cunoscută și sub denumirea de intonație filozofică, intonația Sauveur sau Verdi, a fost propusă pentru prima dată în 1713 de fizicianul francez Joseph Sauveur, promovată pentru scurt timp de compozitorul italian Giuseppe Verdi în secolul al XIX-lea, apoi susținută de Institutul Schiller începând cu anii 1980. Toate octavele lui Do sunt un număr exact rotund în sistemul binar. Tonalitatea exactă a lui A4 depinde de Temperamentul pe care îl utilizați. Dacă folosiți Temperamentul cu tonuri egale găsim A4 la 430,5Hz, dar dacă folosiți Temperamentul pitagoreic veți găsi A4 la 432Hz. Alte Temperamente ar putea genera rezultate diferite pentru intonația exactă a lui A4 atunci când se folosește C4=256Hz ca intonație de concert.

„DIAPASONUL NORMAL” (A4=435HZ)
În 1859 (16 februarie), guvernul francez a adoptat o lege pentru a stabili Standardul Național la A4=435Hz, singura intonație națională de concert oficială (obligatorie prin lege) din istoria înregistrată.

EXISTĂ DEZAVANTAJELE UTILIZĂRII UNUI TON MAI MIC?

Din păcate, DA, există …
Cel mai mare dezavantaj al utilizării unui ton mai mic (sau mai mare) decât actualul standard A4=440Hz este reprezentat de dificultățile/problemele de acordaj care apar atunci când se folosesc anumite instrumente. Nu toate instrumentele pot schimba intonația de concert!!! Este important să fiți conștienți de acest lucru atunci când compuneți și produceți muzică.

• Dacă intenționați să cântați live folosind un Concert Pitch diferit, atunci asigurați-vă că instrumentele muzicienilor pe care îi invitați la concert pot face față unei schimbări de intonație. I articolul de pe blog „Instruments & Tuning” (Instrumente & Acordare) puteți citi mai multe despre acest lucru.
• Dacă compuneți și produceți doar pentru a lansa muzică, atunci este posibil să schimbați intonația (și temperamentul) în post-producție pentru acele instrumente care nu se descurcă bine cu schimbarea intonației, dacă toate instrumentele au fost înregistrate pe piste separate. Mai multe informații despre acest lucru în articolele: „How to: Changing the Concert Pitch” și „How to: Changing the Concert Pitch + Temperament”.

Un alt dezavantaj cu privire la utilizarea unui Concert Pitch diferit este unul pentru DJ. Amestecarea pieselor care folosesc diferite Concert Pitch-uri sună oribil, disonanța poate fi ucigătoare pentru starea de spirit. Bineînțeles că DJ-ii ar putea re-picta tot repertoriul lor (consumator de timp), sau să cânte doar piese produse folosind același Concert Pitch (limitează repertoriul). Corectarea diferenței de Concert Pitch în timp real nu este în prezent (2014) o soluție adecvată, nici măcar cu echipamente moderne pentru DJ, cum ar fi „Traktor” sau „Serato”.

AFTERWORD

Acum, aș dori să precizez că diferența dintre actualul standard de intonație A4=440Hz și A4=435Hz („Diapason Normal”) sau A4=432Hz & C4=256Hz ca Concert Pitch nu va fi o diferență de „noapte și zi”.

Utilizarea unui alt Concert Pitch (mai mic), cum ar fi A4=432Hz, nu este ca un „truc magic” care va face ca o piesă muzicală să sune brusc grozav, care dacă ar fi cântată și înregistrată în același mod, dar cu 8Hz mai sus (la 440Hz) nu ar suna foarte bine. „Intenția” (pasiunea, energia, etc.) interpreților și „măiestria” atât a muzicienilor, cât și a inginerilor de sunet joacă în continuare cel mai mare rol atunci când vine vorba de ceva care sună bine.

O intonație diferită ar putea crea o „perspectivă” diferită … O intonație mai joasă (atunci A4=440Hz) ar putea mări senzația unei „dimensionalități” extinse, în cel mai bun caz, dar numai dacă acea dimensionalitate a existat de la bun început. Acordarea 432 și nici o altă intonație sau temperament de concert nu pot „crea” ceea ce nu există de la bun început … și asta începe cu compoziția în sine, cu povestea care va fi spusă, și stă sau cade în funcție de realizările tuturor artiștilor implicați.

Indiferența de concert 432Hz este poate mai mult ceva ce ai putea numi „fingerspitzengefühl” … adică, pentru cei care au „ureche” pentru ea.

Ceea ce schimbă cu adevărat modul în care sună o piesă muzicală este schimbarea de Temperament …

.