В связи с развитием цифровых технологий и необходимостью уменьшения скорости информационных потоков, тема изучение тембра стала как никогда актуальной. Проводятся исследования влияния на тембр всевозможных параметров звуковой картины. Много внимания уделяется фазовым соотношениям различных частотных составляющих звукового сигнала, влиянию громкости на окраску звучания, распределению мощности между обертонами и другим вопросам. Однако, как известно из общих законов психологии, кратковременная память человека может одновременно оперировать не более чем семью-восемью символами. Очевидно, что и при распознавании и оценке тембра используется не более семи-восьми существенных признаков. Таковая система пока не создана, поэтому рассмотрим взаимосвязанные темы тембра и высоты звука как упорядоченный набор интересных явлений.
Понятие основного тона
Представим себе звучание фортепиано после нажатия на одну из его клавиш. «Услышанный» нами звук состоит из основного тона и обертонов (гармоник). Основной тон (в данном случае с низшей частотой) определяет высоту ноты. По обертонам же мы различаем музыкальные инструменты, даже когда на них берется одна и та же нота. Обертоны важны тем, что они во многом определяют тембр инструмента и задают характер его звучания.
В подавляющем большинстве случаев основные тона музыкальных инструментов и, особенно, человеческого голоса не остаются стабильными в процессе звук извлечения — колеблется как их амплитуда, так и частота. Любопытно, что более приятное впечатление при пении создает голос с основными тонами, колеблющимися с частотой от 5 до 8 Гц.
Понятие обертонов
Обертон (от немецкого oberton, ober — верхний и ton — тон) — составляющая сложного колебания с частотой более высокой, чем основной тон. Обертоны, частоты которых относятся к частоте низшего (основного) тона как целые числа 1:2:3 и так далее, называются гармоническими, или гармониками; если же зависимость оказывается более сложной — негармоническими.