Тембр

Найскладнішим суб'єктивно відчувається параметром є тембр. З визначенням цього терміна виникають складності, порівняні з визначенням поняття "життя": всі розуміють, що це таке, проте над науковим визначеннямнаука б'ється вже кілька століть. Аналогічно з терміном "тембр": усім ясно, про що йде мова, коли говорять "гарний тембр голосу", "глухий тембр інструменту" і т. д., але ... Про тембрі не можна сказати "більше-менше", "вище-нижче", для його опису використовуються десятки слів: сухий, дзвінкий, м'який , різкий, яскравий і т. д. (Про терміни для опису тембру поговоримо окремо).

Тембр(Timbre-фр.) означає "якість тону", "забарвлення тону" (tone quality).

Тембр та акустичні характеристики звуку
Сучасні комп'ютерні технології дозволяють виконати детальний аналіз тимчасової структури будь-якого музичного сигналу - це може зробити практично будь-який музичний редактор, наприклад, Sound Forge, Wave Lab, SpectroLab та ін. , що створюються різними інструментами (орган, скрипка).
Як видно з представлених хвильових форм (тобто залежності зміни звукового тиску від часу), у кожному з цих звуків можна виділити три фази: атаку звуку (процес встановлення), стаціонарну частину, процес спаду. У різних інструментах, залежно від способів звукоутворення, що використовуються в них, часові інтервали цих фаз різні - це видно на малюнку.

У ударних та щипкових інструментів, наприклад гітари, короткий часовий відрізок стаціонарної фази та атаки та довгий за часом – фази згасання. У звуку органної труби можна бачити досить довгий відрізок стаціонарної фази і короткий період згасання і т. д. Якщо уявити відрізок стаціонарної частини звучання більш розтягнутим у часі, можна чітко бачити періодичну структуру звуку. Ця періодичність є важливою визначення музичної висоти тону, оскільки слухова система лише періодичних сигналів може визначити висоту, а неперіодичні сигнали сприймаються нею як шумові.

Як стверджує класична теорія, що розвивається, починаючи з Гельмгольця майже всі наступні сто років, сприйняття тембру залежить від спектральної структури звуку, тобто від складу обертонів та співвідношення їх амплітуд. Дозволю собі нагадати, що обертони - це всі складові спектру вище за фундаментальну частоту, а обертони, частоти яких перебувають у цілих співвідношеннях з основним тоном, називаються гармоніками.
Як відомо, для того, щоб отримати амплітудний та фазовий спектр, необхідно виконати перетворення Фур'є від тимчасової функції (t), тобто залежності звукового тиску від часу t.
За допомогою перетворення Фур'є будь-який часовий сигнал можна подати у вигляді суми (або інтеграла) складових його простих гармонійних (синусоїдальних) сигналів, а амплітуди та фази цих складових утворюють відповідно амплітудний та фазовий спектри.

За допомогою створених за останні десятиліттяцифрових алгоритмів швидкого перетворення Фур'є (БПФ або FFT), виконати операцію з визначення спектрів можна практично в будь-якій програмі обробки звуку. Наприклад, програма SpectroLab взагалі є цифровим аналізатором, що дозволяє побудувати амплітудний та фазовий спектр музичного сигналу у різній формі. Форми представлення спектра можуть бути різними, хоча представляють вони одні й самі результати розрахунків.

На малюнку представлені у вигляді АЧХ амплітудні спектри різних музичних інструментів (осцилограми яких були показані на малюнку раніше). АЧХ представляє тут залежність амплітуд обертонів як рівня звукового тиску в дБ, від частот.

Іноді спектр представляють як дискретного набору обертонів з різними амплітудами. Спектри можуть бути представлені у вигляді спектрограм, де по вертикальної осівідкладено частоту, по горизонтальній - час, а амплітуда представлена ​​інтенсивністю кольору.

Крім того, існує форма подання у вигляді тривимірного (кумулятивного) спектра, про який буде сказано далі.
Для побудови вказаних на попередньому малюнку спектрів, в стаціонарній частині осцилограми виділяється деякий часовий відрізок, і проводиться розрахунок усередненого спектра даного відрізка. Чим більший цей відрізок, тим точніше виходить роздільна здатність по частоті, але при цьому можуть втрачатися (згладжуватися) окремі деталі тимчасової структури сигналу. Такі стаціонарні спектри мають індивідуальні риси, характерні для кожного музичного інструменту, і залежать від механізму звукоутворення в ньому.

Наприклад, флейта використовує як резонатор відкриту з двох кінців трубу, і тому містить у спектрі всі парні та непарні гармоніки. При цьому рівень (амплітуда) гармонік швидко зменшується із частотою. У кларнета використовується як резонатор труба, закрита з одного кінця, тому в спектрі в основному містяться непарні гармоніки. У труби у спектрі багато високочастотних гармонік. Відповідно, тембри звучання у всіх цих інструментів зовсім різні: у флейти – м'який, ніжний, у кларнету – матовий, глухуватий, у труби – яскравий, різкий.

Дослідженню впливу спектрального складу обертонів на тембр присвячені сотні робіт, оскільки ця проблема надзвичайно важлива як для проектування музичних інструментів та високоякісної акустичної апаратури, особливо у зв'язку з розвитком апаратури Hi-Fi та High-End, так і для слуховий оцінкифонограм та ін. задач, що постають перед звукорежисером. Накопичений величезний слуховий досвід наших чудових звукорежисерів - П.К. Кондрашина, В.Г. Дінова, Є.В. Нікульського, С.Г. Шугаля та інших. - міг би уявити безцінні відомості з цієї проблеми (особливо якби вони написали про нього у своїх книгах, чого хотілося б їм побажати).

Оскільки цих відомостей надзвичайно багато і вони часто суперечливі, наведемо лише деякі з них.
Аналіз загальної структуриспектрів різних інструментів, показаних на малюнку 5, дозволяє зробити такі висновки:
- за відсутності або нестачі обертонів, особливо в нижньому регістрі, тембр звуку стає нудним, порожнім - прикладом може служити синусоїдальний сигнал від генератора;
- присутність у спектрі перших п'яти-семи гармонік з досить великою амплітудою надає тембру повноту та соковитість;
- ослаблення перших гармонік та посилення вищих гармонік (від шостої-сьомої та вище) надає тембру

Аналіз огинаючої амплітудного спектрудля різних музичних інструментів дозволив встановити (Кузнєцов "Акустика музичних інструментів"):
- плавний підйом огинаючої (збільшення амплітуд певної групиобертонів) в області 200 ... 700 Гц дозволяє отримати відтінки соковитості, глибини;
- підйом в області 2,5 ... 3 кГц надає тембру польотність, дзвінкість;
- підйом в області 3 ... 4,5 кГц надає тембру різкість, пронизливість та ін.

Одна з численних спроб класифікувати темброві якості, залежно від спектрального складу звуку, наведена на малюнку.

Численні експерименти з оцінкою якості звучання (а отже, тембру) акустичних систем дозволили встановити вплив різних піків-провалів АЧХ на помітність зміни тембру. Зокрема, показано, що помітність залежить від амплітуди, розташування за частотною шкалою і добротності піків-провалів на спектрі, що огинає (тобто на АЧХ). У середній області частот пороги помітності піків, тобто відхилення від середнього рівня, становлять 2...3 дБ, причому помітність зміни тембру на піках більша, ніж на провалах. Вузькі по ширині провали (менше 1/3 октави) майже непомітні на слух - мабуть, це пояснюється тим, що саме такі вузькі провали вносять приміщення в АЧХ різних звукових джерел, І слух до них звик.

Істотний вплив має угруповання обертонів у формантні групи, особливо в області максимальної чутливості слуху. Оскільки саме розташування форматних областей є головним критерієм розрізнення звуків мови, наявність формантних частотних діапазонів (тобто підкреслених обертонів) значно впливає на сприйняття тембру музичних інструментів та співацького голосу: наприклад, формантна група в області 2…3 кГц надає польотність, дзвінкість співочому голосу та звуків скрипки Ця третя форманта особливо виражена у спектрах скрипок Страдіварі.

Таким чином, безумовно справедливе твердження класичної теорії, що тембр звуку, що сприймається, залежить від його спектрального складу, тобто розташування обертонів на частотній шкалі і співвідношення їх амплітуд. Це підтверджується численною практикою роботи зі звуком у різних областях. Сучасні музичні програми дають змогу легко перевірити це на простих прикладах. Наприклад, можна в Sound Forge синтезувати за допомогою вбудованого генератора варіанти звуків з різним спектральним складом і послухати, як змінюється тембр їх звучання.

З цього випливають ще два дуже важливі висновки:
- Тембр звучання музики та мови змінюється залежно від зміни гучності та від транспонування за висотою.

При зміні гучності змінюється сприйняття тембру. По-перше, зі збільшенням амплітуди коливань вібраторів різних музичних інструментів (струн, мембран, дек та інших.) у яких починають виявлятися нелінійні ефекти, і це призводить до збагачення спектра додатковими обертонами. На малюнку показаний спектр фортепіано за різної сили удару, де штрихом відзначена шумова частина спектру.

По-друге, зі збільшенням рівня гучності змінюється чутливість слухової системи до сприйняття низьких та високих частот (про криві рівної гучності було написано у попередніх статтях). Тому при підвищенні гучності (до розумної межі 90...92 дБ) тембр стає повнішим, багатшим, ніж при тихих звуках. При подальшому збільшенні гучності починаються сильні спотворення в джерелах звуку і слуховій системі, що призводить до погіршення тембру.

Транспонування мелодії по висоті також змінює тембр, що сприймається. По-перше, збіднюється спектр, оскільки частина обертонів потрапляє в нечутний діапазон вище 15...20 кГц; по-друге, в області високих частот пороги слуху значно вищі, і високочастотні обертони стають нечутними. У звуках низького регістра (наприклад, в органі) обертони посилюються через підвищення чутливості слуху до середніх частот, тому звуки низького регістру звучать соковитіше, ніж звуки середнього регістру, де такого посилення обертонів немає. Слід зазначити, що оскільки криві рівної гучності, як і втрати чутливості слуху до високих частот, значною мірою індивідуальні, то зміна сприйняття тембру при зміні гучності і висоти також дуже різняться у різних людей.
Однак, накопичені до теперішнього часу експериментальні дані дозволили виявити певну інваріантність (стабільність) тембру за цілої низки умов. Наприклад, при транспонуванні мелодії за частотною шкалою відтінки тембру, звичайно, змінюються, але в цілому тембр інструменту або голосу легко пізнається: при прослуховуванні, наприклад саксофона або іншого інструменту через транзисторний радіоприймач можна впізнати його тембр, хоча спектр його був значно спотворений. При прослуховуванні одного й того самого інструмента в різних точках залу його тембр так само змінюється, але принципові властивості тембру, властиві цьому інструменту, залишаються.

Деякі з цих протиріч вдалося частково пояснити у межах класичної спектральної теорії тембру. Наприклад, було показано, що для збереження основних ознак тембру при транспонуванні (перенесення за частотною шкалою) принципово важливим є збереження форми амплітудного спектру, що огинає (тобто його формантної структури). Наприклад, на малюнку показано, що при перенесенні спектру на октаву в тому випадку, коли структура огинаючої зберігається (варіант "а"), варіації тембру менш значні, ніж при перенесенні спектра зі збереженням співвідношення амплітуд (варіант "б").

Цим пояснюється те, що звуки мови (голосні, приголосні) можна розпізнати незалежно від того, з якою висотою (частотою фундаментального тону) вони виголошені, якщо при цьому зберігається розташування їх формантних областей щодо один одного.

Таким чином, підбиваючи підсумки, отримані класичною теорією тембру з урахуванням результатів останніх років, можна сказати, що тембр, безумовно, суттєво залежить від усередненого спектрального складу звуку: кількості обертонів, їх відносного розташування на частотній шкалі, співвідношення їх амплітуд, тобто форми спектральної огинаючої (АЧХ), а точніше, від спектрального розподілу енергії за частотою.
Однак, коли в 60-х роках почалися перші досліди синтезу звуків музичних інструментів, спроби відтворити звучання, зокрема, труби за відомим складом її усередненого спектра виявилися невдалими - тембр був зовсім не схожий на звук мідних духових інструментів. Те саме стосується і перших спроб синтезу голосу. Саме в цей період, спираючись на можливості, які надали комп'ютерні технології, почався розвиток іншого напряму – встановлення зв'язку сприйняття тембру з часовою структурою сигналу.
Перш ніж переходити до результатів, отриманих у цьому напрямі, треба сказати таке.
Перше. Досить широко поширена думка, що при роботі зі звуковими сигналами достатньо отримати інформацію про їх спектральний склад, оскільки перейти до їхньої тимчасової форми завжди можна за допомогою перетворення Фур'є, і навпаки. Однак, однозначний зв'язок між тимчасовим і спектральним уявленням сигналу існує тільки в лінійних системах, А слухова система є принципово нелінійної системою, як із високих, і за малих рівнях сигналу. Тому обробка інформації в слуховій системі відбувається паралельно як у спектральній, так і в часовій галузі.

Розробники високоякісної акустичної апаратури стикаються з цією проблемою постійно, коли спотворення АЧХ акустичної системи (тобто нерівномірність спектральної огинаючої) доведені майже до слухових порогів (нерівномірність 2 дБ, ширина смуги 20 Гц ... 20 кГц і т.д.). кажуть: "скрипка звучить холодно" або "голос із металом" тощо. Таким чином, інформації, отриманої із спектральної області, для слухової системи недостатньо, потрібна інформація про тимчасову структуру. Не дивно, що методи вимірювання та оцінки акустичної апаратури істотно змінилися за Останніми роками- з'явилася нова цифрова метрологія, що дозволяє визначити до 30 параметрів як у часовій, так і в спектральній областях.
Отже, інформацію про тембр музичного і мовного сигналу слухова система повинна отримувати як з часової, так і спектральної структури сигналу.
Друге. Усі отримані вище результати у класичній теорії тембру (теорії Гельмгольця) базуються на аналізі стаціонарних спектрів, отриманих із стаціонарної частини сигналу з певним усередненням, проте принципово важливою є та обставина, що в реальних музичних та мовних сигналах практично немає постійних, стаціонарних частин. Жива музика – це безперервна динаміка, постійна зміна, і це пов'язано із глибинними властивостями слухової системи.

Дослідження фізіології слуху дозволили встановити, що в слуховій системі, особливо в її вищих розділах, є безліч так званих нейронів "новизни" або "розпізнавання", тобто нейронів, які включаються та починають проводити електричні розряди, тільки якщо є зміни в сигналі (увімкнення, вимкнення, зміна рівня гучності, висоти тощо). Якщо сигнал стаціонарний, то ці нейрони не включаються, і контроль за сигналом здійснює обмежену кількість нейронів. Це явище широко відоме з повсякденному житті: якщо сигнал не змінюється, часто його просто перестають помічати.
Для музичного виконання будь-які монотонність і постійність є згубними: у слухача відключаються нейрони новизни і він перестає сприймати інформацію (естетичну, емоційну, смислову та ін), тому в живому виконанні завжди є динаміка (музиканти та співаки широко використовують різну модуляцію сигналу – вібрато, тремоло та ін.).

Крім того, кожен музичний інструмент, включаючи голос, має особливу систему звукоутворення, яка диктує свою тимчасову структуру сигналу та його динаміку зміни. Порівняння тимчасової структури звуку показує важливі відмінності: зокрема, тривалості всіх трьох елементів - атаки, стаціонарної частини і спаду - в усіх інструментів різняться за тривалістю і формою. У ударних інструментів дуже коротка стаціонарна частина, час атаки 0,5-3 мс і час спаду 0,2-1 с; у смичкових час атаки 30 ... 120 мс, час спаду 0,15 ... 0,5 с; у органа атака - 50...1000 мс і спад 0,2...2 с. Крім того, принципово відрізняється форма тимчасової огинаючої.
Експерименти показали, що, якщо видалити частину тимчасової структури, що відповідає атаці звуку, або поміняти місцями атаку та спад (програти в зворотному напрямку), або атаку від одного інструменту замінити атакою від іншого, то впізнати тембр даного інструментустає практично неможливим. Отже, для розпізнавання тембру як стаціонарна частина (усереднений спектр якої є основою класичної теорії тембру), а й період формування тимчасової структури, як і період загасання (спаду) є життєво важливими елементами.

Дійсно, при прослуховуванні в будь-якому приміщенні перші відображення надходять на слухову систему після того, як атака і початкова частинастаціонарної частини вже почули. У той самий час спад звуку від інструменту накладається ревербераційний процес приміщення, що значно маскує звук, і, природно, призводить до модифікації сприйняття його тембру. Слух має певну інерційність, і короткі звуки сприймаються як клацання. Тому тривалість звуку має бути більше 60 мс, щоб можна було розпізнати висоту і відповідно тембр. Очевидно, постійні мають бути близькими.
Тим не менш, часу між початком приходу прямого звукуі моментами надходження перших відображень виявляється достатньо, щоб розпізнати тембр звучання окремого інструменту - очевидно, цією обставиною визначається інваріантність (стабільність) розпізнавання тембрів різних інструментів у різних умовах прослуховування. Сучасні комп'ютерні технології дозволяють досить детально проаналізувати процеси встановлення звуку у різних інструментів, і виділити суттєві акустичні ознакинайбільш важливі для визначення тембру.

Істотний вплив на сприйняття тембру музичного інструменту або голосу має структура його стаціонарного (усередненого) спектру: склад обертонів, їх розташування на частотній шкалі, їх частотні співвідношення, розподіл амплітуд та форма огинаючої спектру, наявність і форма формантних областей і т.д. повністю підтверджує положення класичної теорії тембру, викладені ще у працях Гельмгольця.
Однак експериментальні матеріали, Отримані за останні десятиліття, показали, що не менш істотну, а, можливо, і набагато більше істотну рольу розпізнаванні тембру відіграє нестаціонарна зміна структури звуку і, відповідно, процес розгортання в часі його спектру, насамперед, на початковому етапі атаки звуку.

Процес зміни спектру в часі особливо наочно можна "побачити" за допомогою спектрограм або тривимірних спектрів (вони можуть бути побудовані за допомогою більшості музичних редакторів Sound Forge, SpectroLab, Wave Lab та ін.). Їхній аналіз для звуків різних інструментів дозволяє виявити характерні особливості процесів "розгортання" спектрів. Наприклад, на малюнку показаний тривимірний спектр звучання дзвона, де по одній осі відкладена частота Гц, по інший час в секундах; по третій амплітуда в дБ. На графіку чітко видно, як відбувається процес наростання, встановлення та спаду в часі спектральної огинаючої.

Порівняння атаки тону С4 у різних дерев'яних інструментів показує, що процес встановлення коливань кожного інструмента має свій особливий характер:

У кларнета домінують непарні гармоніки 1/3/5, причому третя гармоніка з'являється у спектрі на 30 мс пізніше першої, потім поступово "вишиковуються" вищі гармоніки;
- у гобою встановлення коливань починається з другої та третьої гармоніки, потім з'являється четверта і лише через 8 мс починає з'являтися перша гармоніка;
- у флейти спочатку з'являється перша гармоніка, потім лише через 80 мс поступово вступають усі інші.

На малюнку показаний процес встановлення коливань для групи мідних інструментів: труби, тромбона, валторни та туби.

Виразно видно відмінності:
- у труби компактна поява групи вищих гармонік, у тромбону першої з'являється друга гармоніка, потім перша, і через 10 мс друга та третя. У туби та валторни видно концентрацію енергії у перших трьох гармоніках, вищі гармоніки практично відсутні.

Аналіз отриманих результатів показує, що процес атаки звуку суттєво залежить від фізичної природизвуковидобування на даному інструменті:
- від використання амбушюрів або тростини, які, у свою чергу, поділяються на одинарні або подвійні;
- від різних формтруб (прямі вузькомензурні чи конусні широкомензурні) тощо.

Це визначає кількість гармонік, час їх появи, швидкість вибудовування їх амплітуди, а відповідно і форму тимчасової структури звуку, що обгинає. У деяких інструментів, наприклад, флейти

Огибающая під час атаки має плавний експоненційний характер, а й у деяких, наприклад, фагота, чітко видно биття, що є однією з причин істотних відмінностей у тому тембрі.

Під час атаки вищі гармоніки іноді випереджають основний тон, тому можуть відбуватися флуктуації висоти тону, періодичність, а значить, і висота сумарного тону, що вибудовуються поступово. Іноді ці зміни періодичності мають квазівипадковий характер. Всі ці ознаки допомагають слуховій системі "пізнати" тембр того чи іншого інструменту у початковий момент звучання.

Для оцінки тембру звучання важливий як момент його розпізнавання (тобто. здатність відрізнити один інструмент від іншого), а й можливість оцінити зміну тембру у процесі виконання. Тут найважливішу рольграє динаміка зміни спектральної огинаючої у часі всіх етапах звучання: атаки, стаціонарної частини, спаду.
Характер поведінки кожного обертону у часі також несе найважливішу інформацію про тембр. Наприклад, у звучанні дзвонів особливо чітко видно динаміку зміни, як за складом спектру, так і за характером зміни в часі амплітуд його окремих обертонів: якщо в перший момент після удару в спектрі чітко видно кілька десятків спектральних складових, що створює шумовий характер тембру, то через кілька секунд у спектрі залишаються кілька основних обертонів (основний тон, октава, дуодецима і мінорна терція через дві октави), решта згасає, і це створює особливий тонально забарвлений тембр звучання.

Приклад зміни амплітуд основних обертонів у часі для дзвону показано малюнку. Видно, що для нього характерна коротка атака та довгий період згасання, при цьому швидкість вступу та спаду обертонів різних порядків та характер зміни їх амплітуд у часі суттєво відрізняються. Поведінка різних обертонів у часі залежить від типу інструменту: у звучанні роялю, органу, гітари та ін. Процес зміни амплітуд обертонів має різний характер.

Досвід показує, що адитивний комп'ютерний синтез звуків, що враховує специфіку розгортання окремих обертонів у часі, дозволяє отримати значно життєвіше звучання.

Питання, динаміка зміни яких саме обертонів несе інформацію про тембрі, пов'язані з існуванням критичних смуг слуху. Базилярна мембрана в равлику діє як лінійка смугових фільтрів, ширина смуги яких залежить від частоти: вище 500 Гц вона дорівнює приблизно 1/3 октави, нижче 500 Гц вона становить приблизно 100 Гц. Ширина смуги цих слухових фільтрів називається "критичною смугою слуху" (існує спеціальна одиниця виміру 1 барк, що дорівнює ширині критичної смуги у всьому діапазоні чутних частот).
Усередині критичної смуги слух виробляє інтегрування звукової інформації, що надійшла, що відіграє також важливу роль у процесах слухового маскування. Якщо проаналізувати сигнали на виході слухових фільтрів, то можна бачити, що перші п'ять-сім гармонік у спектрі звучання будь-якого інструменту потрапляють зазвичай кожна у свою критичну смугу, оскільки вони досить далеко відстоять один від одного в таких випадках кажуть, що гармоніки "розгортаються" слуховий системою. Розряди нейронів на виході таких фільтрів синхронізовані із періодом кожної гармоніки.

Гармоніки вище сьомої зазвичай знаходяться досить близько один до одного за частотною шкалою, і не "розгортаються" слуховою системою всередину однієї критичної смуги потрапляє кілька гармонік, а на виході слухових фільтрів виходить складний сигнал. Розряди нейронів у разі синхронізовані з частотою огинаючої, тобто. основного тону.

Відповідно механізм обробки інформації слуховою системою для розгорнутих і нерозгорнутих гармонік дещо відрізняється в першому випадку використовується інформація "за часом", у другому "за місцем".

Істотну роль при розпізнаванні висоти тону, як було показано в попередніх статтях, відіграють перші п'ятнадцять-вісімнадцять гармонік. Експерименти за допомогою комп'ютерного адитивного синтезу звуків показують, що поведінка саме цих гармонік надає також найбільший вплив на зміну тембру.
Тому в ряді досліджень пропонувалося розмірність тембру вважати рівною п'ятнадцяти-вісімнадцяти, і оцінювати його зміну за цією кількістю шкал це одна з принципових відмінностейтембра від таких характеристик слухового сприйняття, як висота або гучність, які можуть бути шкальовані за двома-трьома параметрами (наприклад, гучність), що залежать в основному від інтенсивності, частоти і тривалості сигналу.

Досить добре відомо, що якщо в спектрі сигналу є досить багато гармонік з номерами від 7-ої до 15...18-ої, з досить великими амплітудами, наприклад, у труби, скрипки, язичкових труб органу і т.п., то тембр сприймається як яскравий, дзвінкий, різкий і т. д. Якщо в спектрі присутні в основному нижчі гармоніки, наприклад, туби, валторни, тромбона, то тембр характеризується як темний, глухий і т.д.. Кларнет, у якого в спектрі домінують непарні гармоніки , володіє дещо "носовим" тембром і т.д.
Відповідно до сучасними поглядами, найважливішу роль сприйняття тембру має зміна динаміки розподілу максимуму енергії між обертонами спектра.

Для оцінки цього параметра введено поняття "центроїд спектру", що визначається як середня точка розподілу спектральної енергії звуку, його іноді визначають як "балансну точку" спектра. Спосіб визначення його полягає в тому, що розраховується значення деякої середньої частоти:

Де Ai амплітуда складових спектру, fi їхня частота.
Наприклад, показаного малюнку, це значення центроїду становить 200 Гц.

F = (8 x 100 + 6 x 200 + 4 x 300 + 2 x 400) / (8 + 6 + 4 + 2) = 200.

Зміщення центроїду у бік високих частот відчувається як підвищення яскравості тембру.
Істотний вплив розподілу спектральної енергії за частотним діапазоном та її зміни в часі на сприйняття тембру пов'язаний, ймовірно, з досвідом розпізнавання звуків мови за формантними ознаками, які несуть інформацію про концентрацію енергії в різних областяхспектра (невідомо, щоправда, що було первинним).
Ця здатність слуху має важливе значення в оцінці тембрів музичних інструментів, оскільки наявність формантних областей притаманно більшості музичних інструментів, наприклад, у скрипок в областях 800…1000 Гц і 2800…4000 Гц, у кларнетів 1400…2000 Гц тощо.
Відповідно, їх становище та динаміка зміни у часі впливають на сприйняття індивідуальних особливостей тембру.
Відомо, який значний вплив на сприйняття тембру співацького голосу надає наявність високої співочої форманти (в області 2100...2500 Гц у басів, 2500...2800 Гц у тенорів, 3000...3500 Гц у сопрано). У цій галузі у оперних співаків зосереджується до 30% акустичної енергії, що забезпечує дзвінкість та польотність голосу. Видалення за допомогою фільтрів співочої форманти із записів різних голосів (ці досліди були виконані в дослідженнях проф. В.П. Морозова) показує, що тембр голосу стає тьмяним, глухим і млявим.

Зміна тембру при зміні гучності виконання та транспонуванні по висоті також супроводжується зсувом центроїду за рахунок зміни кількості обертонів.
Приклад зміни положення центроїду для звуків скрипки різної висоти показано на малюнку (по осі абсцис відкладено частоту розташування центроїду в спектрі).
Дослідження показали, що у багатьох музичних інструментів є майже монотонний зв'язок між збільшенням інтенсивності (гучності) та зсувом центроїду у високочастотну область, за рахунок чого тембр стає яскравішим.

Очевидно, при синтезі звуків і створення різних комп'ютерних композицій слід враховувати динамічний зв'язок між інтенсивністю і становищем центроїду в спектрі у тому, щоб отримувати природніший тембр.
Нарешті, різницю у сприйнятті тембрів реальних звуків і звуків з " віртуальної висотою " , тобто. звуків, висоту яких мозок "добудовує" по кількох цілих обертонах спектра (це характерно, наприклад, для звуків дзвонів), можна пояснити з позицій положення центроїду спектру. Оскільки ці звуки значення частоти основного тону, тобто. висоти, може бути однаковим, а положення центроїду різне через різний склад обертонів, відповідно тембр буде сприйматися по-різному.
Цікаво відзначити, що ще більше десяти років тому для вимірювання акустичної апаратури було запропоновано новий параметр, а саме тривимірний спектр розподілу енергії за частотою та часом, так званий розподіл Вігнера, який досить активно використовується різними фірмами для оцінки апаратури, оскільки, як показує досвід , дозволяє встановити найкращу відповідність до її якості звучання. Враховуючи викладену вище властивість слухової системи використовувати динаміку зміни енергетичних ознак звукового сигналу для визначення тембру, можна припустити, що цей параметр розподілу Вігнера може бути корисним і для оцінки музичних інструментів.

Оцінка тембрів різних інструментів завжди має суб'єктивний характер, але якщо при оцінці висоти та гучності можна на основі суб'єктивних оцінок розмістити звуки за певною шкалою (і навіть ввести спеціальні одиниці виміру "сон" для гучності та "крейда" для висоти), то оцінка тембру значно Найважче завдання. Зазвичай для суб'єктивної оцінки тембру слухачам пред'являються пари звуків, однакових за висотою та гучністю, і їх просять розмістити ці звуки за різними шкалами між різними протилежними описовими ознаками: "яскравий"/"темний", "дзвінкий"/"глухий" тощо. . (Про вибір різних термінів для опису тембрів та про рекомендації міжнародних стандартів з цього питання ми обов'язково поговоримо надалі).
Істотний вплив визначення таких параметрів звуку, як висота, тембр та інших., надає поведінка у часі перших п'яти-семи гармонік, і навіть ряду " нерозгорнутих " гармонік до 15…17-ой.
Однак, як відомо з загальних законівпсихології, короткочасна пам'ять людини може одночасно оперувати лише сім-вісім символами. Тому очевидно, що і при розпізнаванні та оцінці тембру використовують не більше семи восьми істотних ознак.
Спроби встановити ці ознаки шляхом систематизації та усереднення результатів експериментів, знайти узагальнені шкали, якими можна було б ідентифікувати тембри звуків різних інструментів, пов'язати ці шкали з різними тимчасово-спектральними характеристиками звуку, робляться давно.

Однією з найвідоміших є робота Грея (1977 р.), де було проведено статистичне порівняння оцінок різним ознакамтембрів звуків різних інструментів струнних, дерев'яних, перкусійних та ін. Звуки були синтезовані на комп'ютері, що дозволяло змінювати в необхідних напрямках їх тимчасові спектральні характеристики. Класифікація тембральних ознак була виконана в тривимірному (ортогональному) просторі, де в якості шкал, за якими проводилася порівняльна оцінка ступеня подібності тембральних ознак (в межах від 1 до 30), були обрані наступні:

Перша шкала - значення центроїду амплітудного спектра (за шкалою відкладено усунення центроїду, тобто максимуму спектральної енергії від низьких до високих гармоніків);
- друга - синхронність спектральних флуктуацій, тобто. ступінь синхронності вступу та розвитку окремих обертонів спектру;
- третя - ступінь наявності низькоамплітудної високочастотної негармонічної енергії шуму в період атаки.

Обробка одержаних результатів за допомогою спеціального пакету програм для кластерного аналізу дозволила виявити можливість досить чіткої класифікації інструментів за тембрами всередині запропонованого тривимірного простору.

Спроба візуалізувати тембральне відмінність звуків музичних інструментів відповідно до динамікою зміни їхнього спектра під час атаки було зроблено у роботі Полларда (1982 р.), результати показано малюнку.

Тривимірний простір тембрів

Пошуки методів багатовимірного шкалювання тембрів та встановлення їх зв'язків із спектрально-тимчасовими характеристиками звуків активно продовжуються. Ці результати є надзвичайно важливими для розвитку технологій. комп'ютерного синтезузвуків, для створення різних електронних музичних композицій, для корекції та обробки звуку у звукорежисерській практиці тощо.

Цікаво відзначити, що ще на початку століття великий композитор ХХ століття Арнольд Шенберг висловив ідею, що "...якщо розглядати висоту тону, як одну з розмірностей тембру, а сучасну музику побудованої на варіації цієї розмірності, то чому б не спробувати використати інші розмірності тембру для створення композицій. Ця ідея реалізується нині у творчості композиторів, які створюють спектральну (електроакустичну) музику. Саме тому інтерес до проблем сприйняття тембру та його зв'язків з об'єктивними характеристиками звуку настільки високий.

Таким чином, отримані результати показують, що якщо в перший період вивчення сприйняття тембру (на основі класичної теорії Гельмгольця) було встановлено чіткий зв'язок зміни тембру зі зміною спектрального складу стаціонарної частини звучання (складом обертонів, співвідношенням їх частот і амплітуд та ін.), другий період цих досліджень (з початку 60-х років) дозволив встановити принципову важливість спектрально-тимчасових характеристик.

Це зміна структури тимчасової огинаючої на всіх етапах розвитку звуку: атаки (що особливо важливо для розпізнавання тембрів різних джерел), стаціонарної частини та спаду. Це і динамічна зміна в часі спектральної огинаючої, в т.ч. усунення центроїду спектра, тобто. зсув максимуму спектральної енергії в часі, а також розвиток в часі амплітуд спектральних складових, особливо перших п'яти-семи "нерозгорнутих" гармонік спектру.

В даний час розпочався третій період вивчення проблеми тембру. Центр досліджень перемістився у бік вивчення впливу фазового спектру, а також до використання психофізичних критеріїв у розпізнаванні тембрів, що лежать в основі загального механізмурозпізнавання звукового образу (угруповання в потоки, оцінка синхронності та ін.).

Тембр та фазовий спектр

Усі викладені результати щодо встановлення зв'язку сприйманого тембру з акустичними характеристикамисигнали відносилися до амплітудного спектру, точніше, до тимчасової зміни спектральної огинаючої (насамперед зміщення енергетичного центру амплітудного спектра-центроїда) і розгортання в часі окремих обертонів.

У цьому напрямі було зроблено найбільша кількістьробіт та отримано багато цікавих результатів. Як уже було зазначено, протягом майже ста років у психоакустиці переважала думка Гельмгольця про те, що наша слухова система не є чутливою до змін фазових співвідношень між окремими обертонами. Однак поступово були накопичені експериментальні дані про те, що слуховий апарат чутливий до змін фаз між різними компонентамисигналу (роботи Шредера, Хартмана та ін.).

Зокрема, було встановлено, що слуховий поріг до фазового зсуву у дво- та трикомпонентних сигналах в області низьких та середніх частот становить 10…15 градусів.

У 80-х роках це призвело до створення низки акустичних систем із лінійно-фазовою характеристикою. Як відомо з загальної теоріїсистем, для неспотвореної передачі сигналу необхідно, щоб дотримувалися сталість модуля передавальної функції, тобто. амплітудно-частотної характеристики (огинальної амплітудного спектру), та лінійна залежністьфазового діапазону від частоти, тобто. φ(ω) = -ωТ.

Дійсно, якщо амплітудна спектр, що огинає, зберігається постійною, то, як було сказано вище, спотворень звукового сигналу при цьому не повинно відбуватися. Вимоги до збереження лінійності фази у всьому діапазоні частот, як показали дослідження Блауерта, виявилися надмірними. Було встановлено, що слух реагує насамперед на швидкість зміни фази (тобто її похідну за частотою), яка називається " груповий час затримування ГВЗ ": τ = d?(?)/d?.

В результаті численних суб'єктивних експертиз були побудовані пороги чутності спотворень ГВЗ (тобто величини відхилення від її постійного значення) для різних мовних, музичних і шумових сигналів. Ці слухові пороги залежить від частоти, й у області максимальної чутливості слуху становлять 1…1,5 мс. Тому останніми роками під час створення акустичної апаратури Hi-Fi орієнтуються, переважно, на наведені вище слухові пороги по спотворенню ГВЗ.

Вид хвильової форми за різних співвідношеннях фаз обертонів; червона – всі обертони мають однакові початкові фази, синя – фази розподілені випадково.

Отже, якщо фазові співвідношення надають чутне впливом геть визначення висоти тону, можна очікувати, що вони вплинуть і на розпізнавання тембру.

Для експериментів було обрано звуки з основним тоном 27,5 і 55 Гц і зі ста обертонами, з рівномірним співвідношенням амплітуд, характерним для звуків фортепіано. При цьому досліджувалися і тони зі строго гармонійними обертонами, і з певною характерною для звуків фортепіано негармонічністю, яка виникає через кінцеву жорсткість струн, їх неоднорідність, наявність поздовжніх і крутильних коливань та ін.

Досліджуваний звук синтезувався як сума його обертонів: X(t)=ΣA(n)sin
Для слухових експериментів було вибрано наступні співвідношення початкових фаз для всіх обертонів:
- А - синусоїдальна фаза, початкова фаза була прийнята рівної нулювсім обертонів φ(n,0) = 0;
- Б - альтернативна фаза (синусоїдальна для парних та косинусоїдальна для непарних), початкова фаза φ(n,0)=π/4[(-1)n+1];
- З - випадковий розподілфаз; початкові фази у своїй змінювалися випадковим чином інтервалі від 0 до 2π.

У першій серії експериментів всі сто обертонів мали однакові амплітуди, відрізнялися лише їх фази (основний тон 55 Гц). При цьому тембри, що прослуховуються, вийшли різними:
- у першому випадку (А), прослуховувалася чітка періодичність;
- у другому(Б), тембр був яскравішим і прослуховувалася ще одна висота тону на октаву вище першої (правда висота не була чіткою);
- у третьому (С) – тембр вийшов більш рівномірний.

Необхідно зауважити - друга висота прослуховувалася тільки в навушниках, при прослуховуванні через гучномовці всі три сигнали відрізнялися лише тембром (позначалася реверберація).

Це явище - зміна висоти тону при зміні фази деяких складових спектру - можна пояснити тим, що при аналітичному поданні перетворення Фур'є сигналу типу Б, його можна представити як суму двох комбінацій обертонів: сто обертонів з фазою типу А і п'ятдесят обертонів з фазою, що відрізняється на 3π/4, і амплітудою більше √2. Цій групі обертонів слух призначає окрему висоту тону. Крім того, при переході від співвідношення фаз А до фаз типу Зміщується центроїд спектру (максимум енергії) у бік високих частот, тому тембр здається яскравішим.

Аналогічні експерименти зі зрушенням фаз окремих груп обертонів також призводять до появи додаткової (менш ясної) віртуальної висоти тону. Ця властивість слуху пов'язана з тим, що слух порівнює звук з певним зразком музичного тону, що є у нього, і якщо якісь гармоніки випадають з типового для даного зразка ряду, то слух виділяє їх окремо, і призначає їм окрему висоту.

Таким чином, результати досліджень Галембо, Аскенфельда та ін. показали, що фазові зміни у співвідношеннях окремих обертонів досить чітко чутні як зміни тембру, і в деяких випадках – висоти тону.

Особливо це проявляється при прослуховуванні реальних музичних тонів фортепіано, в яких амплітуди обертонів зменшуються зі збільшенням їхнього номера, мають місце особлива формаогинає спектра (формантної структури), і чітко виражена негармонійність спектру (тобто зсув частот окремих обертонів по відношенню до гармонійного ряду).

У часовій області наявність негармонічності призводить до дисперсії, тобто високочастотні компоненти поширюються по струні з більшою швидкістю, Чим низькочастотні, і хвильова форма сигналу змінюється. Наявність невеликої негармонійності в звуку (0,35%) додає деяку теплоту, життєвість звучання, проте, якщо ця негармонійність стає великою, у звучанні стають чутні биття та інші спотворення.

Негармонійність призводить також до того, що якщо в початковий момент фази обертонів знаходилися в детермінованих співвідношеннях, то при її наявності співвідношення фаз згодом стають випадковими, пікова структура хвильової форми згладжується, і тембр стає рівномірнішим - це залежить від ступеня негармонійності. Тому миттєве вимірювання регулярності співвідношення фаз між сусідніми обертонами може бути індикатором тембру.

Таким чином, ефект фазового перемішування за рахунок негармонійності проявляється в деякій зміні сприйняття висоти тону та тембру. Слід зазначити, що ці ефекти чутні при прослуховуванні на близької відстанівід деки (у позиції піаніста) та при близькому розташуванні мікрофона, причому слухові ефекти відрізняються при прослуховуванні в навушниках та через гучномовці. У ревербераційному оточенні складний звукз високим пік фактором (що відповідає високому ступеню регуляризації фазових співвідношень) говорить про близькість джерела звуку, оскільки в міру віддалення від нього фазові відносини набувають все більш випадкового характеру за рахунок відображень у приміщенні. Цей ефект може спричинити різних оцінокзвучання піаністом та слухачем, а також різного тембру звуку, записаного мікрофоном у деки та слухача. Чим ближче, тим вище регулювання фаз між обертонами і більш певна висота тону, чим далі, тим більш рівномірний тембр і менш чітка висота.

Роботи з оцінки впливу фазових співвідношень на сприйняття тембру музичного звукузараз активно вивчаються в різних центрах (наприклад, в ІРКАМі), і очікується найближчим часом нових результатів.

Тембр та загальні принципи розпізнавання слухових образів

Тембр є ідентифікатором фізичного механізму утворення звуку за низкою ознак, він дозволяє виділити джерело звуку (інструмент чи групу інструментів), і його фізичну природу.

Це відображає загальні принципи розпізнавання слухових образів, в основі яких, як вважає сучасна психоакустика, лежать принципи гештальт-психології (geschtalt, нім. - "Образ"), яка стверджує, що для поділу та розпізнавання різної звукової інформації, що приходить до слухової системи від різних джерел в один і той же час (гра оркестру, розмова багатьох співрозмовників та ін) слухова система (як і зорова) використовує деякі загальні принципи:

- сегрегація- розподіл на звукові потоки, тобто. суб'єктивне виділення певної групи звукових джерел, наприклад, під час музичної поліфонії слух може відстежувати розвиток мелодії в окремих інструментів;
- подоба- звуки, схожі за тембром, групуються разом і приписуються одному джерелу, наприклад, звуки мови з близькою висотою основного тону і схожим тембром визначаються, як один співрозмовник;
- безперервність- слухова система може інтерполювати звук з єдиного потоку через маскер, наприклад, якщо в мовний або музичний потік вставити короткий відрізок шуму, слухова система може не помітити його, звуковий потік буде сприйматися як безперервний;
- "спільна доля"- звуки, які стартують та зупиняються, а також змінюються за амплітудою або частотою в певних межах синхронно, приписуються одному джерелу.

Таким чином, мозок проводить угруповання звукової інформації, що надійшла як послідовну, визначаючи розподіл за часом звукових компонентів в рамках одного звукового потоку, так і паралельну, виділяючи частотні компоненти присутні і змінюються одночасно. Крім того, мозок весь час проводить порівняння звукової інформації, що надійшла, з "записаними" в процесі навчання в пам'яті звуковими образами. збіги, приписує їм якісь особливі властивості (наприклад, призначає віртуальну висоту тону, як у звучанні дзвонів).

У всіх цих процесах розпізнавання тембру відіграє принципову роль, оскільки тембр є механізмом, за допомогою якого екстрактуються з фізичних властивостейознаки, що визначають якість звуку: вони записуються в пам'яті, порівнюються з записаними, а потім ідентифікуються в певних зонах кори головного мозку.

Слухові зони мозку

Тембр- відчуття багатовимірне, що залежить від багатьох фізичних характеристик сигналу та навколишнього простору. Були проведені роботи з шкалювання тембру в метричному просторі (шкали - це різні спектрально-часові характеристики сигналу, див. другу частину статті в попередньому номері).

Останніми роками, однак, з'явилося розуміння, що класифікація звуків у суб'єктивно сприйманому просторі відповідає звичайному ортогональному метричному простору, там відбувається класифікація за "субпросторами", пов'язаними з вищевказаними принципами, які і не метричні, і не ортогональні.

Поділяючи звуки за цими субпросторами, слухова система визначає "якість звуку", тобто тембр, і вирішує, до якої категорії віднести ці звуки. Однак слід зазначити, що вся множина субпросторів у суб'єктивно сприймається звуковому світібудується на основі інформації про два параметри звуку з зовнішнього світу- інтенсивності та часу, а частота визначається часом приходу однакових значеньінтенсивність. Той факт, що слух поділяє звукову інформацію, що надійшла, відразу по кількох суб'єктивних субпросторах, підвищує ймовірність того, що в якомусь з них вона може бути розпізнана. Саме виділення цих суб'єктивних субпросторів, у яких відбувається розпізнавання тембрів та інших ознак сигналів, і спрямовані зусилля вчених нині.

Висновок

Підбиваючи деякі підсумки, можна сказати, що основними фізичними ознаками, за якими визначається тембр інструменту, та його зміна у часі, є:
- вибудовування амплітуд обертонів у період атаки;
- Зміна фазових співвідношень між обертонами від детермінованих до випадкових (зокрема, за рахунок негармонійності обертонів реальних інструментів);
- Зміна форми спектральної огинаючої в часі у всі періоди розвитку звуку: атаки, стаціонарної частини та спаду;
- наявність нерегулярностей спектральної огинаючої та положення спектрального центроїду (максимуму

Спектральній енергії, що пов'язано зі сприйняттям формант) та їх зміна у часі;

Загальний вигляд спектральних огинаючих та їх зміна у часі

Наявність модуляцій - амплітудної (тремоло) та частотної (вібрато);
- Зміна форми спектральної огинаючої та характеру її зміни в часі;
- Зміна інтенсивності (гучності) звучання, тобто. характеру нелінійності звукового джерела;
- наявність додаткових ознак ідентифікації інструменту, наприклад, характерний шум змичка, стукіт клапанів, скрип гвинтів на роялі та ін.

Зрозуміло, все це не вичерпує список фізичних ознаксигналу, що визначають його тембр.
Пошуки у цьому напрямі продовжуються.
Однак при синтезі музичних звуків необхідно враховувати всі ознаки створення реалістичного звучання.

Вербальний (словесний) опис тембру

Якщо з оцінки висоти звуків є відповідні одиниці виміру: психофізичні (крейди), музичні (октави, тони, півтони, центи); є одиниці для гучності (сони, фони), то тембрів такі шкали побудувати неможливо, оскільки це поняття багатовимірне. Тому, поруч із описаними вище пошуками кореляції сприйняття тембру з об'єктивними параметрами звуку, для характеристики тембрів музичних інструментів користуються словесними описами, підібраними за ознаками протилежності: яскравий - тьмяний, різкий - м'який та інших.

У науковій літературіє велика кількістьпонять, що з оцінкою тембрів звуку. Наприклад, аналіз термінів, прийнятих у сучасній технічної літератури, дозволив виявити терміни, що найбільш часто зустрічаються, показані в таблиці. Були зроблені спроби виявити найзначніші серед них і провести шкалювання тембру за протилежними ознаками, а також пов'язати словесний опис тембрів із деякими акустичними параметрами.

Основні суб'єктивні терміни для опису тембру, що використовуються в сучасній міжнародній технічній літературі ( статистичний аналіз 30 книг та журналів).

Acidlike - кислий
forceful - посилений
muffled - заглушений
sober - тверезий (розважливий)
antique - старовинний
frosty - морозний
mushy - пористий
soft - м'який
arching - опуклий
full - повний
mysterious - загадковий
solemn - урочистий
articulate - розбірливий
fuzzy - пухнастий
nasal - носовий
solid - твердий
austere - суворий
gauzy - тонкий
neat - акуратний
somber - похмурий
bite, biting - кусачий
gentle - ніжний
neutral – нейтральний
sonorous - звучний
bland - вкрадливий
ghostlike - примарний
noble - благородний
steely - сталевий
blaring - ревучий
glassy - скляний
nondescript - невимовний
strained - натягнутий
bleating - блискучий
glittering - блискучий
nostalgic - ностальгійний
strident - скрипучий
breathy - дихальний
gloomy - похмурий
ominous - зловісний
stringent - обмежений
bright - яскравий
grainy - зернистий
ordinary - ординарний
strong - сильний
brilliant - блискучий
grating - скрипучий
pale - блідий
stuffy - задушливий
brittle - рухливий
grave - серйозний
passionate - пристрасний
subdued - пом'якшений
buzzy - дзижчить
growly - рикаючий penetrating - проникаючий
sultry - спекотний
calm - спокійний
hard - жорсткий
piercing - пронизливий
sweet - солодкий
carrying - польотний
harsh - грубий
pinched - обмежений
tangy - заплутаний
centered - концентрований
haunting - переслідуючий
placid - безтурботний
tart - кислий
clangorous - дзвінкий
hazy - невиразний
plaintive - тужливий
tearing - шалений
clear, clarity - ясний
hearty - щирий
ponderous - важкий
tender - ніжний
cloudy - туманний
heavy - важкий
powerful - потужний
tense - напружений
coarse - грубий
heroic - героїчний
prominent - видатний
thick - товстий
cold - холодний
hoarse - хрипкий
pungent - їдкий
thin - тонкий
colorful - барвистий
hollow - порожній
pure - чистий
threatening - загрозливий
colorless - безбарвний
honking - гудячий (автомобільний гудок)
radiant - сяючий
throaty - хрипкий
cool - прохолодний
hooty - гудячий
raspy - деренчливий
tragic - трагічний
crackling - тріскучий
husky - сиплий
rattling - гуркітливий
tranquil - заспокійливий
crashing - ламаний
incandescence - розжарений
reedy - пронизливий
transparent - прозорий
creamy - вершковий
incisive - різкий
refined - рафінований
triumphant - тріумфуючий
crystalline - кристалічний
inexpressive - невиразний
remote - віддалений
tubby - бочкоподібний
cutting - різкий
intense - інтенсивний
rich - багатий
turbid - каламутний
dark - темний
introspective - поглиблений
ringing - дзвінкий
turgid - пишномовний
deep - глибокий
joyous - радісний
robust - грубий
unfocussed - несфокусований
delicate - делікатний
languishing - сумний
rough - терпкий
unobtrsuive - скромний
dense - щільний
light - світлий
rounded - круглий
veiled - завуальований
diffuse - розсіяний
limpid - прозорий
sandy - пісочний
velvety - бархатистий
dismal - віддалений
liquid - водянистий
savage - дикий
vibrant - вібруючий
distant - виразний
loud - гучний
screamy - кричучий
vital - життєвий
dreamy - мрійливий
luminous - блискучий
sere - сухий voluptuous - пишний(розкішний)
dry - сухий
lush (luscious) - соковитий
serene, serenity - спокійний
wan - тьмяний
dull - нудний
lyrical - ліричний
shadowy - затінений
warm - теплий
earnest - серйозний
massive - масивний
sharp - різкий
watery - рідкий
ecstatic – екстатичний
meditative - споглядальний
shimmer - тремтячий
weak - слабкий
ethereal - ефірний
melancholy - меланхолійний
shouting - кричучий
weighty - великоваговий
exotic - екзотичний
mellow - м'який
shrill - пронизливий
white - білий
expressive - виразний
melodious - мелодійний
silky - шовковистий
windy - вітряний
fat - жирний
menacing - загрозливий
silvery - сріблястий
wispy - тонкий
fierce - твердий
metallic - металевий
singing - співучий
woody - дерев'яний
flabby - в'ялий
мisty - неясний
sinister - зловісний
yearning - тужливий
focussed - сфокусований
mournful - жалобний
slack - розхлябаний
forboding - відразливий
muddy - брудний
smooth - гладкий

Проте, головна проблема у тому, що немає однозначного розуміння різних суб'єктивних термінів, що описують тембр. Наведений у переліку переклад далеко не завжди відповідає тому технічному сенсу, що вкладається в кожне слово при описі різних аспектів оцінки тембру.

У нашій літературі раніше був стандарт на основні терміни, але зараз справи дуже сумно, оскільки не ведеться робота зі створення відповідної російськомовної термінології, і вживається багато термінів у різних, іноді прямо протилежних, значеннях.
У зв'язку з цим AES при розробці серії стандартів за суб'єктивними оцінками якості аудіоапаратури, систем звукозапису та ін. почав наводити визначення суб'єктивних термінів у додатках до стандартів, оскільки стандарти створюються в робочих групах, що включають провідних фахівців різних країн, то ця дуже важлива процедура призводить до узгодженого розуміння основних термінів для опису тембрів.
Як приклад наведу стандарт AES-20-96 - "Рекомендації для суб'єктивної оцінки гучномовців", - де дано узгоджене визначення таких термінів, як "відкритість", "прозорість", "ясність", "напруженість", "різкість" та ін.
Якщо ця робота буде систематично продовжуватися, то, можливо, основні терміни для словесного опису тембрів звуків різних інструментів та інших звукових джерел матимуть узгоджені визначення, і однозначно чи досить близько розумітимуться фахівцями різних країн.