Интересная ситуация возникает в связи с тем, что большинство основных тонов музыкальных инструментов попадают в линейную область, а некоторые из их гармоник оказываются в логарифмической зоне. Именно в этом парадоксе заключается ответ на вопрос: «Почему слишком высокие обертоны отказываются “гармонировать” с основным тоном несмотря на то, что между ними укладывается целое число чистейших октав, гармоничная природа которых неоспорима и заложена в европейский музыкальный ряд?».
А каков механизм оценки высоты многотоновых сигналов? Ответ на постатейный вопрос достаточно сложен. Давайте разбираться по порядку. Вначале попытаемся охарактеризовать одиночный звук какого либо инструмента, для чего введем понятия тембра.
Понятие тембра
Музыканты обладают очень развитым чувством высоты звука, но оно не всегда помогает при определении высоты чистого тона, создаваемого камертоном или эталонным генератором. Этот пример говорит о том, что при определении на слух высоты звука важную роль играет его тембр.
Энциклопедия дает следующую расшифровку одноименной статьи: «Тембр (франц. timbre), качество звука (его “окраска”, “характер”), которое позволяет различать звуки одной и той же высоты, исполняемые на различных инструментах или различными голосами. Тембр связан со сложным характером звуковых колебаний и зависит от того, какие обертоны (частичные тоны) сопутствуют основному тону и в каких областях звукового спектра они особенно сильны (см. Форманта). Все это определяется материалом и формой звучащего тела, участвующими в образовании звука резонаторами, способом извлечения звука. Большое влияние на тембровую окраску звука оказывает также момент его возбуждения и угасания.
В речи, благодаря тембру, различаются гласные и другие сонорные звуки; основную роль при этом играют первая и вторая форманты. Характеризуясь именно тембром, каждый звук речи может быть любой высоты и интенсивности. В то же время соотношение частоты основного тона с формантами и гармоническими обертонами определяет индивидуальные особенности речи говорящего; ведущая роль принадлежит здесь третьей и более высоким формантам. В речевой интонации благодаря тембрам различают всевозможные оттенки эмоции: радость, неудовольствие, угрозу и т. п.».