¿Cuáles son las características por las que cada sonido se puede identificar de manera única?

Question

Tengo una pregunta muy básica sobre el sonido Traté de buscar en google, pero no pudo encontrar la respuesta correcta, mi pregunta:

 What are those characteristics by which every sound can identified uniquely?
 

Por ejemplo, el tono es una de las características del sonido, pero digamos que una nota C # también se puede tocar en una guitarra y piano con el mismo tono, pero el sonido resultante que oímos es diferente, así que son las características que define cada sonido.

Answer 1

Durante mucho tiempo, el timbre se cree que se basa en la relación de las amplitudes de los armónicos. Esta es una hipótesis originalmente planteada por Helmholtz en el siglo 19, basado en experimentos utilizando extremadamente primitivo de los equipos de laboratorio. E. g., él utilizó los resonadores de Helmholtz para "escuchar" los armónicos de diferentes sonidos. En realidad, la relación de las amplitudes de los armónicos es sólo uno de varios factores que contribuyen al timbre, y está lejos de ser suficiente por sí mismo, como usted puede decir cuando se escucha un hoteles de sintetizador. Deslizando el interruptor de "flauta" a "violín" en realidad no hacen el sonido del sintetizador, como una flauta o el violín suficiente de que pudiera decirle lo que estaba destinado a ser.

Un montón de diferentes factores contribuyen a que el timbre:

• relación de las amplitudes de los armónicos

• la manera en que los armónicos de inicio durante el ataque de la nota, con algunos antes que otros (importante para trompeta tonos)

• pequeñas desviaciones de la matemática perfección en el patrón de $f$, $2f$, $3f$, ... de los armónicos (importante para los tonos de piano)

• el sostenimiento y la decadencia de la nota (guitarra frente violín)

• vibrato

Algunos sonidos, como gongs y la mayoría de percusión, no son formas de onda periódicas, en cuyo caso usted incluso no obtener los armónicos que son múltiplos enteros de la fundamental.

Debido a que hay muchos factores diferentes que se combinan para determinar el timbre, es extraordinariamente difícil de sintetizar realista timbres desde cero. Los modernos instrumentos digitales destinados a sonar como instrumentos acústicos a menudo el uso de la fuerza bruta de reproducción y grabación. Por ejemplo, los pianos digitales en estos días acaba de reproducir los tonos que se registran digitalmente a partir de un piano acústico.

Answer 2

La totalidad de el tren de ondas está implicado en la percepción del timbre y no es reducable a un par de fáciles de medir características. Hay libros enteros, incluyendo uno por Helmholtz, la investigación de las características del sonido y cómo se relaciona con la percepción. Me gusta la Música, la Física y la Ingeniería por H. Olson.

A menudo, el espectro de potencia de un determinado sonido se utiliza para ayudar a analizar el timbre de las notas; las magnitudes relativas de los diferentes armónicos, y el grado en que sus frecuencias diferir de la teórica ideal son un buen punto de partida. Sin embargo, estos transformada de Fourier de los enfoques basados en no se completa en la que por lo general no se ocupan de la percepción características sobresalientes, tales como la nota de ataque y decaimiento.

Otro enfoque consiste en examinar cómo los sintetizadores generar sonidos; para esto te recomiendo que compruebes el Sonido de Sonido de la serie de artículo de Sintetizador Secretos.

Answer 3

Lo que hace un sonido de violín como un violín y no una trompeta, a pesar de que son sonando una nota en el mismo tono?

La respuesta es el contenido de armónicos.

Un tono puro de frecuencia única es esencialmente una vibración sinusoidal... repetidos desplazamientos de ida y vuelta que, si se trazan contra el tiempo, aparecerá como un "sine wave". Cuando se le cae una piedra en el agua, y las olas de la ondulación, el patrón de onda de la cresta y el valle es una aproximación razonable.

Cuando un violín suena una nota, no es la producción de un puro (sinusoidal) tono. Tampoco lo es cualquier otro instrumento musical. Hay una "fundamental", que es un puro de la onda sinusoidal a la frecuencia correspondiente a la "cancha" de la nota, acompañada por un conjunto de "matices" de otras frecuencias. Estos armónicos se producen en frecuencias que son específicos de un número entero múltiplo de la fundamental. La presencia de un armónico a una frecuencia dada, y su amplitud relativa crea la estructura armónica de un determinado sonido, y crea el sonido que se puede reconocer como un violín frente a una trompeta, o lo que sea.

Answer 4

Muy pocos sonidos que se escuchan son regulares vibraciones en una sola frecuencia (es decir, monocromática de sonidos). Más bien, la mayoría de sonido-producción de objetos, se producirán vibraciones en el aire en muchas frecuencias diferentes.

Matemáticamente, se puede aplicar la transformada de Fourier a la función que describe la vibración a lo largo del tiempo. El resultado es una función que describe lo fuerte que cada componente de frecuencia.

Muchos instrumentos son decentemente aproxima como consta de una fundamental tono y un discreto secuencia de armónicos en la parte superior de que, cuando las frecuencias de los armónicos son de aspecto agradable racional (integrante) múltiplos de la frecuencia de la fundamental. Que los armónicos están presentes y cuál es su relación de fuerzas se componen de los componentes primarios del timbre (carácter) del sonido. A C# tienen la misma frecuencia fundamental de $466\ \mathrm{Hz}$ o así en tanto una guitarra y un piano, pero los puntos fuertes de los armónicos (en $932\ \mathrm{Hz}$ o $1398\ \mathrm{Hz}$) serán diferentes.

Por cierto, si usted tiene un amplio continuo de frecuencias presentes en aproximadamente la igualdad de fuerzas, el resultado se conoce como ruido (un término técnico, sí). Hay ciertos tipos estándar o colores de ruido en función de las características del espectro de frecuencias.

Answer 5

Dos olas nunca se confunden. Sólo se suman cuando se reúnen mientras viaja por el mismo medio. Este fenómeno se denomina interferencia. Pero todavía conservan sus propias propiedades y formas, y vuelven a sus formas individuales cuando se dividen. Puede ser, el cerebro utiliza esta propiedad para reconocer sonidos individuales.

Mira estas animaciones para una mejor comprensión.