Pytanie:
Jaka jest różnica między dwoma nutami granymi na strunach o różnej grubości?
bzzr
2014-08-26 03:30:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pracuję nad tym utworem na sekwencerze i próbuję naśladować efekt grania tej samej nuty na różnych strunach gitary, powiedzmy, E3 na piątym progu struny B i otwarte E3 w ciągu E (pierwszym).

Tab 1

Oczywiście powtarzanie tylko tej samej nuty nie działa, więc pomyślałem, że mogę to osiągnąć, wprowadzając mała różnica częstotliwości między granymi nutami. Ale to nie jest rozwiązanie ogólne, ponieważ im wyżej idziesz na podstrunnicy, tym wyższa jest różnica między częstotliwościami.

enter image description here

Jaka jest więc różnica w barwie między dowolnymi dwie nuty o tej samej wysokości grane na strunach o różnej grubości?

Jakimi funkcjami masz kontrolę podczas syntezy tych dźwięków?
Siedem odpowiedzi:
filzilla
2014-08-26 05:01:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Technicznie rzecz biorąc, dwa nuty o tej samej wysokości mają tę samą częstotliwość co ton podstawowy.

Nie wyjaśnia to jednak, dlaczego dwa nuty o tej samej częstotliwości, zwane także unisonami, brzmią inaczej na strunach o różnych średnicach lub długości lub oba. Gitara i cała rodzina strun orkiestrowych, jak być może wiesz, ma wiele unisonów (w przeciwieństwie do fortepianu).

Na przykład na gitarze, E4 można grać na 5 różnych strunach.

Jak pokazano na poniższym diagramie.

enter image description here

Kluczowe pytanie brzmi: dlaczego i jak brzmią one inaczej, mimo że mają ten sam ton?

W dużej mierze dlatego, że każda z tych unisonów różni się amplitudami każdej harmonicznej, co jest spowodowane zmianą grubości strun i długości struny w miejscu, w którym struna jest zatrzymywana (progowana).

Odwrotnie, gdybyś miał dwie identyczne struny strojone dokładnie tak samo, jak w dwóch górnych strunach E na standardowej gitarze 12-strunowej, jedyna różnica byłaby związana z fazą, kiedy uderzano w struny. Gdyby te dwie struny były zaangażowane w tym samym czasie, brzmiałyby tak samo.

Aby zrozumieć, dlaczego dwa unisony mogą brzmieć inaczej (grubość i / lub długość), należy zbadać, jak gruby gra na strunach, powiedzmy, że E4 kontra cieńsza struna grająca E4 ma różne siły harmoniczne. Jednym ze sposobów byłoby przyjrzenie się każdemu przebiegowi za pomocą oscyloskopu lub analizatora widma audio lub oprogramowania, które pobiera dane wejściowe audio i renderuje transformatę Fouriera.

Wiki o harmonicznych:

http://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic_series_%28music%29

W gitarach z 24 progami, na dole E znajduje się E4, próg 24. Ponadto, ponieważ harmoniczne są w równaniu, nie zapomnij o dolnej strunie 5 i 24 progu oraz „fałszywych” harmonicznych znalezionych na czwartej, piątej i szóstej strunie, wszystko co robi E4. Jak harmonika harmoniczna wpływa na dźwięk, nie wiem. Chociaż same harmoniczne wydają się brzmieć bardzo podobnie, w przeciwieństwie do zjawiska w pytaniu.
@Tim Myślę, że mówią o szerszej matematycznej definicji harmonicznej. Chociaż są one zdecydowanie związane z grą na gitarze.
Żeby było jasne, mam na myśli harmoniczną serię wibrującej struny (podstawa plus alikwoty) według Pitagorasa. Oto ładny opis i więcej z NUSW w Sydney: http://www.phys.unsw.edu.au/jw/strings.html
ninemileskid
2014-08-26 09:37:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wszystko inne jest równe, grubsza struna szybciej tłumi drgania poprzeczne, ponieważ doświadcza większego oporu (odkształcenia międzycząsteczkowego) na jednostkę długości. (Zobacz rozdział 4.6 [nie moja praca] http://www.people.fas.harvard.edu/~djmorin/waves/transverse.pdf.) (Jeśli weźmiemy pod uwagę struny wykonane z różnych materiałów lub przy różnych napięciach, zasada ta może mieć zastosowanie lub nie.)

Jak zauważono w niektórych innych odpowiedziach (z różnych poprawnych i niepoprawnych powodów), spektrum harmonicznych również będzie różne w obu strunach. Jednakże, chociaż to prawda, z własnego doświadczenia wynika, że ​​różnica w tonie wytwarzana przez ten efekt jest zwykle mniejsza niż to, co można osiągnąć za pomocą innych technik wykonawczych. Na przykład, przesuwając łuk bliżej mostka podczas gry na cięższej strunie, różnica między widmami alikwotu może stać się nieistotna lub nawet odwrócona, lub może uzyskać zupełnie inne cechy, takie jak hałas atakowania każdej struny pod kątem. Dlatego sprawienie, aby sekwenser brzmiał jak ludzki muzyk, może być nieco sprzeczne z intuicją i powinieneś bawić się różnymi pomysłami.

Oprócz dostosowania szybkości zanikania jednej z twoich enharmonicznych nut, sugeruję również próbujesz dodać vibrato (fluktuacje częstotliwości palca) do jednego z nich, ponieważ tak właśnie robiłby palec prawdziwego gracza na strunie, ale oczywiście nie na otwartej strunie.

Jeśli chodzi o przesuwając środek każdego tonu, co również jest realistycznym pomysłem, wystarczy wyskalować różnicę wysokości logarytmicznie z częstotliwością, jak sugeruje @BenKushigian. Podoba mi się również pomysł @ smiley'a polegający na dodaniu bardzo niewielkiego wskazu na całym przebiegu, aby wzmocnić efekt dudnienia między strunami.

Daj nam znać, co uważasz za najlepsze !

To miłe odniesienie, które tam zacytowałeś, ale tak naprawdę nie mówi o tłumieniu, jak to ma miejsce w instrumentach strunowych, a jedynie _otłumienie przez tarcie w postaci lepkości cieczy_ (chyba że grasz na gitarze podwodnej, nie będzie to istotne. był istotny, twój wniosek byłby błędny: cięższy sznurek jest w rzeczywistości osłabiany przez ten efekt w mniejszym stopniu, z tego samego powodu, dla którego kulka ołowiu spada szybciej niż pióro). W rzeczywistości tłumienie na stalowej strunie występuje głównie na mostku i podstrunnicy oraz na cząsteczkach brudu na strunie. W przypadku sznurków nylonowych itp. Jest to bardziej skomplikowane.
Brzmisz, jakbyś dużo wiedział o fizyce strun. Zastanawiałem się tylko, czy praktyczne byłoby zaprojektowanie gitar (szczególnie tych o mniejszej skali) w taki sposób, aby napięcie struny zmieniało się mniej wraz z przemieszczeniem. Największym problemem, jaki zaobserwowałem w przypadku niskiego napięcia strun, jest to, że głośne dźwięki są zauważalnie ostre w porównaniu z cichszymi; Myślę, że bardziej stałe napięcie struny pomogłoby to naprawić. Czy wiesz o jakichś próbach osiągnięcia takiego wyniku?
@leftroundabout, Nie jestem pewien, dlaczego tłumienie płynu miałoby się różnić od grubości struny. Zgodnie z odniesieniem, w kolejności wiodącej tłumienie jest wprost proporcjonalne do gęstości masy na jednostkę długości. Ma to dla mnie sens, ponieważ grubsza struna musi podlegać większej (nieelastycznej) deformacji, która powoduje rozproszenie energii, tak samo jak w przypadku fluidu. Więc nie zgadzam się, że cięższa struna jest mniej tłumiona, a także, że opór brudu lub powietrza ma z tym coś wspólnego. Jakie są Twoje źródła?
@supercat, to ciekawy pomysł. Przypuszczam, że można by po prostu podkręcić napięcie tak, aby wszystkie przemieszczenia były „małe”, ale wtedy w ogóle byłoby trudniej grać.
Odkształcenie @ninemileskid: jest pochodną czasu _zgięcia struny_, tj. ∂ₓ² _v_ zamiast samego _v_. Dlatego skuteczność tego tłumienia rośnie ∝ ω², podczas gdy tłumienie lepkości wpływa jednakowo na wszystkie częstotliwości. To główny powód, dla którego struny nylonowe brzmią łagodniej niż struny stalowe: tworzywa sztuczne odkształcają się w sposób silnie nieelastyczny. W stalowych strunach deformacja jest w większości elastyczna (na szczęście odkształcenie nieelastyczne prowadzi do zmęczenia metalu), więc powoduje [nieharmoniczność] (http://en.wikipedia.org/wiki/Inharmonicity), ale nie tłumi.
Skąd w ogóle wzięliście „do wiodącego porządku tłumienie jest wprost proporcjonalne do gęstości masy na jednostkę długości”? To nie jest w twoim źródle. Ponownie, to jest złe; dla stałego współczynnika tarcia tłumienie lepkie wynosi ∝ 1 / ρ zgodnie z prostym argumentem energetycznym (podwojenie gęstości zmniejsza średnią prędkość (a tym samym siłę) o 1 / √2, więc każde oscylacje o danej amplitudzie rozpraszają o wiele mniej energii. Wydłuża również każdy cykl do √2 _T_, więc czas potrzebny do rozproszenia określonej ilości energii jest podwojony).
Nie wiem, jak istotne jest tarcie lepkie, ale nie może być ono dominujące, bo wszystkie gitary elektryczne brzmiałyby prawie tak samo.
@leftaroundabout: Masz rację, że ściśle jest to współczynnik oporu powietrza, a nie gęstość masy; Poprawiłem swoją odpowiedź. Zgadzam się również, że względne znaczenie tarcia przy zginaniu struny w porównaniu z tłumieniem lepkim w powietrzu jest prawdopodobnie wysoce specyficzne dla danego instrumentu.
Pozwól nam [kontynuować tę dyskusję na czacie] (http://chat.stackexchange.com/rooms/16732/discussion-between-ninemileskid-and-leftaroundabout).
smiley
2014-08-26 05:58:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pozostałe dwie odpowiedzi są prawdziwe, ale wydaje się, że twoje pytanie dotyczy brzmienia unisono, a nie replikacji jednego dźwięku na innej strunie, nawet jeśli wskazałeś grubość struny jako możliwą przyczynę dźwięku, który zauważasz. Kiedy struna wibruje, faktycznie rozciąga się na boki lub w górę iw dół, w zależności od tego, w jaki sposób została zerwana lub zerwana. Powoduje to lekki szum w wysokości dźwięku, który jest prawie niezauważalny. W zależności od tego, jak mocno struna jest atakowana, ten szum stanie się zauważalny i zmyli twój elektroniczny tuner. Kiedy struny unisono brzmią w tym samym czasie, każda z nich ma swój własny wzór warble, a efekt jest nieco podobny do chorusu. Mam gitarę dwunastostrunową, którą utrzymuję z tymi samymi strunami oktawowymi, więc mogę uzyskać ten efekt. Brzmi niesamowicie, ale nie próbuj zginać strun. Minimalna różnica w zginaniu każdej struny powoduje, że nuty wychodzą ze zlewu. To sprawia, że ​​modulator pierścieniowy brzmi harmonijnie!

Dave
2014-08-26 18:03:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dodatkowe szczegóły.

Występuje bardzo mała zmiana wysokości dźwięku z powodu zmiany napięcia, która występuje, gdy struna jest fretowana. Ta zmiana napięcia zmienia się wzdłuż szyjki, ogólnie większe zmiany w górę (od nakrętki) szyjki. Ta zmiana jest na tyle mała, że ​​jest zwykle niezauważalna przy graniu jednej nuty; jednak ta różnica ma wpływ na brzmienie typu chorus, które słyszysz grając unisony.

Zmiana długości wibrującej struny ma również wpływ na nieharmonijne podteksty nuty; ogólnie rzecz biorąc, im krótsza struna, tym większa zmiana częstotliwości wyższych alikwotów od ich idealnych wartości (ma to związek z faktem, że rzeczywiste struny mają niezerową sztywność poprzeczną). Ponadto grubsze struny (z danego materiału) będą miały większy stopień nieharmonijności w podtekstach. Efekty te spowodują przesunięcie lokalizacji harmonicznych w częstotliwości.

Podejrzewam, że względne siły harmonicznych, jak wskazano w odpowiedzi Filzilli, są efektem dominującym i właśnie na to bym spojrzał, próbując najpierw zmodyfikuj, być może po prostu stosując różne krzywe EQ do dźwięków o różnych progach; jeśli jednak wchodzisz w potworne szczegóły, istnieje fizyczna podstawa do włączenia efektów, które przesuwają częstotliwości harmonicznych, w tym częstotliwości podstawowej.

Jeden punkt, który jest ukryty w niektórych innych odpowiedziach, ale nie szczegółowo opisane jest to, że podczas modyfikowania wysokości tonów zazwyczaj chcesz przesuwać je multiplikatywnie, coś w rodzaju F '= (1 + df) * F , gdzie df to ułamkowa zmiana w wysokosc dzwieku. Czytam to pytanie, że OP próbował dokonać zmian wysokości tonu przez F '= F + dF , gdzie dF to przesunięcie częstotliwości w hercach, które nie powoduje jednakowych zmian w postrzeganej wysokości, ponieważ dźwięk oryginalny jest zróżnicowany.

Ben Kushigian
2014-08-26 04:54:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zatem różnica między jakością dwóch dźwięków o tej samej wysokości (dwie różne struny lub nawet z dwoma różnymi instrumentami) niekoniecznie polega na częstotliwości (chociaż moja gitara jest zawsze trochę przestrojona ...) ale raczej podteksty, które wytwarza każdy łańcuch. Nie wiem dokładnie, jak to naśladować, ale przeczytaj serię alikwotów - może struny basowe powinny mieć większy nacisk na dolny koniec serii alikwotów (tylko włos, za dużo i byłoby to zbyt drastyczne!)

Ponadto, jeśli chodzi o zmianę częstotliwości, spójrz na centy (logarytmiczny podział półtonów w równym temperamencie) zamiast ciągłych zmian liczbowych. Gdybym miał A440 i dodał do niego 2 Hz i chciałbym naśladować to w A880, chciałbym dodać do niego 4 Hz. Najlepszym sposobem na to jest zautomatyzowanie procesu (jeśli masz jakieś umiejętności programistyczne). Zrobiłem mały skrypt w Pythonie, mogę go przesłać, jeśli chcesz - wprowadzasz swoją pierwszą częstotliwość, drugą częstotliwość (dostosowaną o kilka Hz), a następnie trzecią. Skrypt wyprowadza czwartą częstotliwość, która jest logarytmicznie proporcjonalna do trzeciej częstotliwości, tak jak druga jest do pierwszej.

Jasne, proszę rozwinąć! Czy mógłbyś również wyjaśnić, dlaczego częstotliwości byłyby logarytmicznie proporcjonalne i co to oznacza?
Zasadniczo, jeśli masz 4 częstotliwości w, x, y i z, są one proporcjonalne, jeśli w jest do x, tak jak y do z (lub jakaś wersja tego). To nie zadziała z centami w różnych oktawach, ponieważ freq podwaja każdą oktawę. Istnieje jednak wzorzec obejmujący logarytm: jeśli lg (w / x) = lg (y / z), to nazywam je logarytmicznie proporcjonalnymi. Nawiasem mówiąc, lg jest zapisem logarytmu o podstawie 2. Jeśli nie masz logarytmów, nie martw się, ale są one bardzo przydatne podczas analizy częstotliwości! Na przykład: lg (440/220) = lg (2) = 1. Również lg (880/440) = lg (2) = 1. Poza pomieszczeniem, zaczekaj ...
Oznacza to, że niezależnie od odległości od 440 Hz do 220 Hz (jeśli chodzi o interwały lub centy), jest to ta sama odległość od 880 Hz do 440 Hz. W tym przypadku obie odległości to 1 oktawa lub 1200 centów. Tak więc program, który napisałem, bierze dwie częstotliwości, które są w pewnej odległości od siebie, którą chciałbyś emulować. Następnie pobiera trzecią częstotliwość i generuje czwartą częstotliwość, która jest w tej samej „logarytmicznej” odległości od trzeciej częstotliwości, co druga od pierwszej. Z naszego poprzedniego przykładu: myprogram (220, 440, 110) >>> wyprowadza 220 Mówi '1 oktawa między 220 a 440
oktawa od 110 to 220 'W rzeczywistości robi to z centami, ale te są nieco trudniejsze do wyobrażenia (naprawdę taka sama różnica jak między calami i jardami - po prostu zwykle nie używamy cali do pomiaru boisk piłkarskich) OK, to była trochę mathy - jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, istnieje kilka doskonałych zasobów. Jedną z nich jest Wikipedia, ale zwykle jest trochę techniczna. Po prostu rozejrzyj się i przeczytaj - to fajne rzeczy
Alejandro García Iglesias
2014-08-26 22:40:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Istnieje zasadnicza różnica w manometrach strunowych. Przy takim samym napięciu cieńszy miernik ma mniejszą masę i może się poruszać łatwiej, gdy otrzyma impuls, w przeciwieństwie do grubszego miernika. W cieńszych strunach generowanych jest więcej harmonicznych, ponieważ poza wibracją podstawową, mniejsze drgania harmoniczne występują na strunie łatwiej. To daje nam „jaśniejszy” dźwięk, w przeciwieństwie do „ciemniejszego” brzmienia na grubszych strunach. W grę wchodzą również inne rzeczy, jak wspomniano w odpowiedzi Dave'a.

Nie będziesz w stanie wygenerować tego na komputerze tak łatwo, po prostu zmieniając częstotliwości, to nie jest kwestia częstotliwości, ale fizyka. Jeśli nadal chcesz spróbować, musisz mieć zmienną ilość harmonicznych (wskazówka: można to osiągnąć za pomocą filtra dolnoprzepustowego).

Te subtelne różnice sprawiają, że muzyka generowana elektronicznie brzmi tak sztucznie.

https://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic#Harmonics_and_overtones

Laurence Payne
2017-11-09 05:55:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Myślę, że zauważysz, że różnica w barwie nie dotyczy grubości struny, a bardziej różnicy w brzmieniu między struną otwartą a struną z progiem. I prawdopodobnie o innej pozycji skubania w stosunku do efektywnej długości struny.

Więc jak to zrobić w sekwencerze? Na początek nie wprowadzaj do strojenia „przypadkowego błędu”. Nie jest pożądane, aby jedna struna była rozstrojona, nawet jeśli czasami zdarza się to przypadkowo w praktyce.

Sugeruję, abyś nie przejmował się zbytnio JAKĄ różnicą w barwie jest, po prostu upewnij się, że Jest jeden. Oznacza to wybranie zestawu próbek, który nie tylko powtarza tę samą próbkę dla każdej nuty, ale obraca się między wybranymi próbkami. I pamiętaj, gitarzyści wydają pieniądze, aby zminimalizować różnicę, o której mówimy!



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...