ре возрастания частоты) или малой, большой, контроктаве и

ре возрастания частоты) или малой, большой, контроктаве и субконтроктаве, т. е. к октавам, лежащим вниз от камертонного «ля» (от
«ля» первой октавы). Самый низкий тон рояля «ля» субконтроктавы
имеет частоту 27,5 Гц, у самого высшего то'на рояля «до» пятой
октаны частота равна 4186 Гц. Самые длинные и толстые трубы
органа генерируют частоту примерно 16 Гц. Они излучают самый
низкий тон, какой еще способно воспринять человеческое ухо. На
такой границе слухового восприятия мы уже сомневаемся, слышим ли
мы музыкальный тон или чувствуем всем телом только низкие колебания воздуха. Верхняя граница слухового восприятия лежит между
частотами 16000—20000 Гц. У пожилых людей эта граница
понижается до 12 000—15 000 Гц. Частоты выше предела слышимости
относятся к области ультразвука.
Собака слышит более высокие звуки, чем люди, поэтому хозяин
может ее подозвать бесшумным ультразвуковым свистком. Летучая
мышь издает в полете ультразвуковые сигналы, и по их отражениям от
препятствий она уверенно ориентируется в полете даже в полной
темноте. Зоологи предполагают, что и дельфины объясняются
звуками, значительная часть которых относится к ультразвуковому
диапазону. Но звуки различных музыкальных инструментов могут быть
одинаковыми по высоте и все же отличаться один от другого
различным тембром или окраской. Что же собственно представляет
собой окраска звука и чем она определяется?
Колебания струны рояля или другого музыкального инструмента
— не такое простое явление, как может показаться на первый взгляд.
Хотя как единое целое струна колеблется с определенной основной
частотой, некоторые ее части одновременно дополнительно
колеблются с частотами в 2, 3, 4 и т. д. раз большими. И наряду с
основным тоном возникают еще гармонические колебания (или просто
гармоники), которые в музыке принято называть обертонами. Их
частоты всегда выше основной частоты в целое число раз. Обертоны,
их количество и интенсивность в сравнении с основной частотой
определяют окраску звука. Так, например, четные (второй, четвертый,
шестой и т. д.) обертоны дают мягкую, приятную окраску, в то время
как нечетные, особенно седьмой, дают резкие, пронзительные звуки.
Возникновение обертонов (гармоник) зависит от места и способа
возбуждения струны (удар молоточка, трение смычком), от резонанса
самого тела и полостей инструмента, материала, из которого он
изготовлен, и т. д. Подобным образом возникают обертоны и в других
инструментах, например духовых.
Музыкальные инструменты мы узнаем по тембру, причем главным
признаком, по которому они различаются на слух, является именно
гармонический состав звука, т. е. наличие и интенсивность в нем тех
или иных обертонов. Если записать два одинаковых по высоте звука
двух инструментов и с помощью электроакустического фильтра
удалить все высшие гармоники, никто не различит эти звуки друг от
друга. Поэтому то, что самые высокие звуки, используемые в музыке,
редко превышают частоту 4000 Гц, еще не означает, что для записи или
передачи музыки достаточно, чтобы оборудование было способно
передавать звуки в ограниченной этой частотой полосе.
Кроме основных тонов, издаваемых музыкальными инструментами,
наше оборудование дополнительно должно улавливать, фиксировать и
воспроизводить как можно больше гармоник, которые придают
«окраску», «блеск» и «живость» звучанию инструментов. Если не
выполнить это условие, воспроизведение будет несовершенным. Так
как пятая, шестая или седьмая гармоника в звучании некоторых
инструментов не является редкостью, легко подсчитать, что от Hi—Fi
техники требуется передавать полосу частот до 14 000 Гц и более.
Характер звучания музыкального инструмента зависит не только
от содержания гармоник, но и от того, как нарастает звук, какова его
атака. Столбик воздуха в трубе органа не может мгновенно начать
колебаться с полной интенсивностью. Точно так же язычок кларнета
колеблется вначале слабо, с последующим постепенным увеличением
интенсивности колебаний. Некоторые инструменты имеют нарастание
звука резкое, другие — более мягкое, постепенное. И хотя речь идет об
очень кратких промежутках времени, человеческое ухо все же способно
заметить различие в характере нарастания звука.
Подобным же образом инструменты могут различаться и по затуханию звука — спаду. Колеблющийся столбик воздуха в трубе перестает звучать относительно быстро, в то время как струна контрабаса звучит еще довольно долго после того, как музыкант перестал
касаться смычком струн.
Характер нарастания звука (атаки) и затухания у различных
музыкальных инструментов звукооператору полезно знать для правильности поддержания уровня передачи. Субъективное ощущение
громкости в значительной степени зависит от этих свойств звука. Так,
например, рояль в момент удара молоточка издает резкий звук в
интенсивном кратком импульсе. Потом струна звучит слабее и
громкость звука падает. Напротив, звук, издаваемый каким-либо духовым инструментом, по своей громкости значительно равномернее.
Любитель начнет понимать это, когда почувствует в своей работе
связанные с этим трудности. Подробнее к этим вопросам мы вернемся
несколько позже.
Многие любители на практике убедились, что для записи того
или иного музыкального инструмента наиболее пригоден вполне
определенный микрофон. При использовании того же микрофона для
записи другого инструмента можно с удивлением заметить, что тембр
звука передается неверно. Подобные искажения могут вносить и
звуковоспроизводящие системы, и магнитофоны, и вообще вся
электроакустическая аппаратура. Вот этого-то и не должно быть!
Микрофон и весь электроакустический тракт должны передавать без
искажений и ограничений весь диапазон слышимых частот, чтобы
передача звука любого музыкального инструмента была абсолютно
точной. К сожалению, это не всегда так получается. Может
случиться, что микрофон передает лишь довольно ограниченную полосу частот. Хорошо, если эта полоса охватывает частотный диапазон
музыкального инструмента; тогда передача удовлетворительна. Если
же мы поставим тот же микрофон перед другим музыкальным
инструментом с более широким спектром, может оказаться, что микрофон не в состоянии хорошо передать все звуки, которые издает
инструмент, и передача нас не удовлетворит.
Говоря о звуках, которые издает инструмент, мы не имеем в виду
лишь основные звуки, лежащие в пределах его музыкального
диапазона. Некоторые инструменты так богаты гармониками, что их
действительный диапазон, включая окрашивающие составляющие
(обертоны), значительно шире. Шкала диапазонов частот музыкальных
инструментов представлена в табл. 1, где 1—основные тоны;
13