Спектральний аналіз звучання інструментів джазового ансамблю та принцип тембрової компенсації

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дніпровської академії музики

Спектральний аналіз звучання інструментів джазового ансамблю та принцип тембрової компенсації

Цвєтінський Яків Андрійович, аспірант кафедри музикознавства, композиції та виконавської майстерності

Анотація

Мета статті полягає у висвітленні певних принципів спектрального аналізу тембрів джазових інструментів та їх поєднання у джазовому ансамблі. Методологія розробки означеної теми містить взаємодію наступних науково-дослідницьких методів, а саме - опис та узагальнення, порівняльний аналіз, елементи методу спектрального аналізу. Новизна пропонованої наукової статті зумовлюється здійсненням спектрального аналізу звучання інструментів джазового ансамблю та актуалізацією принципу тембрової компенсації. Висновки. Аналіз фізичних властивостей звуку інструментів дає суттєвий об'єм інформації не тільки з точки зору акустики, а й інструментування. Зрозумівши причини існування сталих комбінацій інструментів, принципи їх побудови можливо сформулювати в універсальні правила поєднання тембрів. Подібні норми не тільки можуть призвести до появи нових форматів ансамблю, але і стати відправною точкою до більш глибокого розуміння законів музики в цілому. Використовуючи лише дві базові характеристики тембру, як спектр та ADSR, з'являються безмежні перспективи для дослідження звуку та практичних принципів роботи з ним. Принцип тембрової компенсації вимагає подальшого дослідження з іншими комбінаціями інструментів. Відкритим залишається питання невдалих комбінацій, та обґрунтування фізичних причин тембрової несумісності, або визначення інших способів художнього поєднання звуків, що не відповідають вищезгаданому принципу.

Ключові слова: спектральний аналіз, тембр, інструмент, джазовий ансамбль, звук.

Abstract

Tsvietinskyi Yakiv, postgraduate of the department of Musicology, Composition and Performing Skills in Dnipro Academy of Music

Spectral analysis for sounding of jazz ensemble instruments and the principle of timbre compensation

The purpose of this article is revealing of the definite principles of spectral analysis for timbre of jazz instruments and uniting their in jazz ensemble. The methodology of this represented disquisition accommodates the mutual relation of the next scientifically investigative methods, precisely describe and generalization, comparative analysis, the elements method of spectrum analysis. The newness of this submitted scientific work is conditioned by implementation of spectrum analysis of sounding instruments from jazz ensemble as well as actualization of the principle for timbre compensation. Conclusions. The analysis of physical qualities of instrumental sound gives the volume of information not only from the point of view of acoustics, but also instrumentation. The universal rules (instructions) of uniting of instrumental timbre can be formulated by comprehension of causes, reasons of being stable combinations of instruments, the principles of their construction. Such norms can not only lead to the emergence of new ensemble jazz instrumental formats, but also become a starting point for a deeper understanding of the sound laws of music in general. Using only two basic characteristics of timbre, precisely the spectrum and ADSR, there are limitless possibilities for sound research and practical principles of working with it. The principle of timbre compensation requires further investigation with other combinations of jazz musical instruments. The issue of unsuccessful combinations, and the justification of the physical causes of timbre incompatibility, or the determination of other ways of artistic combination of musical sounds that do not correspond to the above-mentioned principle, remains open.

The key words: spectral analysis, timbre, instrument, jazz ensemble, sound.

Постановка проблеми

Суттєву роль в формуванні звучання будь-якого ансамблю визначає його склад. Є багато факторів, які впливають на вибір інструментів - жанр та стиль музики, наявність музикантів, концертного приміщення, можливості підсилення звуку тощо. Але визначну роль у форматі ансамблю відіграє саме поєднання тембрів, художні можливості інструментів, їх динамічні характеристики, баланс між ними. Чимало літератури з аранжування, оркестрування, композиції, розглядає це питання з практичної точки зору - розглядаються сталі й вивірені комбінації тембрів, які виконують роль зрозумілих шаблонів. Будь-яке відхилення від цих шаблонів - серйозний творчий виклик, в якому зазвичай вибір робиться скоріше інтуїтивно, ніж базуючись на теорії. Нові технології звукового синтезу, емуляції, програмування звуку, доступність процесу запису, трансформації звуку живих інструментів вимагають більш глибокого розуміння принципів поєднання тембрів. Головним критерієм до цих принципів є їх універсальність, доступність їх розуміння, практичність.

Актуальність дослідження

Не дивлячись на безкінечне число можливих комбінацій інструментів, слід звернути увагу на традиційні формати ансамблів. Такі склади перевірені часом мають конкретні причини свого формування - збалансоване, гармонійне звучання та широка палітра художньої виразності. Зрозумівши їх базові закономірності, принципи поєднання тембрів, з'являється можливість їх використання з іншими інструментами. Фізичний аналіз базових тембральних характеристик, формулювання звукових якостей інструментів, розуміння їх взаємодії всередині ансамблю, є одним з потенціальних підходів до виокремлення принципів формування збалансованого, органічного звучання для нових комбінацій інструментів. Утім, проблема формування тембрового балансу та певної комбінаторики інструментів, недостатньо висвітлюється в сучасній літературі у науково-теоретичний площині.

Огляд літератури

Проблеми спектрального аналізу звучання інструментів, тембрової взаємодії, психоакустичні властивості, що пов'язані з тембром та іншими елементами, висвітлено в різних аспектах у роботах М. Фішшера [4], Й. Маркіс та Е. Мюллет [6], Ж. Жозе-Барред, А. Рубел і Т. Сікора [1]. Ці аспекти торкаються технічних моментів та потребують застосування даних акустики, фізики й ін. Так, Ж. Жозе-Барред представляє «обчислювальну модель звуків музичних інструментів, яка зосереджена на захопленні динамічної поведінки спектральної форми», що дає можливість технічно вирізняти окремі тембри у моноауральних поліфонічних записах [1, 663].

Й. Маркіс висвітлює темброве сприйняття та слухове об'єднання тембрів, уточнює принципи звучання, що сприймаються слухачем як благозвучність та можуть забезпечити теоретичну основу для оркестровки. Автор описує декілька експериментів, які оперують звуковими потоками, «перцептивні з'єднання послідовних подій, що включали або окремі інструменти, або змішані комбінації інструментів з однієї чи різних родин. Музиканти та немузиканти оцінювали ступінь сегрегації, який відчувається в уривках» [6]. спектральний джазовий ансамбль звук

Мета статті полягає у висвітленні певних принципів спектрального аналізу тембрів джазових інструментів та їх поєднання у джазовому ансамблі.

Будова джазового ансамблю. У світі джазової музики домінують традиційні склади ансамблів: тріо, квартети, квінтети, біг-бенди. Значно рідше зустрічаються експериментальні склади, використання електроніки, або використовуються класичні, етнічні інструменти тощо. Багато музикантів обирають комфорт та естетику звичних слуху поєднань тембрів. Але навіть в такому випадку є достатньо опцій для створення різноманітного звучання.

Розглянувши будову майже будь-якого джазового складу, є певні універсальні принципи, які зрозумілі без детального аналізу. Одним з них є поділ на дві або три основні групи (в залежності від розміру ансамблю): ритм-секція та соліст, або ритм-секція, духові інструменти, та соліст. Духові інструменти майже завжди об'єднуються в секцію, і дуже рідко функціонують окремо. Хоча яскравим прикладом різноманіття функцій духових інструментів є диксиленд, якому характерна своєрідна поліфонія і кожен духовий інструмент грає свою лінію: корнет - мелодію, тромбон - гармонічний контрапункт, а кларнет обігрує гармонію швидкими арпеджіо (із сучасної точки зору, сузафон або тубу в цьому ансамблі буде вірніше віднести до ритм - секції). Після появи біг-бендів і свінгу, саме вертикальне об'єднання духових стає найбільш розповсюдженим у джазовій музиці.

Наступним, хоч і очевидним, але ключовим принципом є заповнення інструментами різних регістрів: було б важко уявити собі біг-бенд, в якому всі 13 духових партій грали б труби. Традиційно труби грають в першій-третій октавах, тромбони у великій-першій. Саксофони, за рахунок своєї гнучкості й того факту що у секції представлені три їх види (альт-, тенор-, баритон-саксофон), покривають всі доступні регістри, але зазвичай дублюють партії мідних інструментів у тутті або заповнюють висотний простір між мідними групами [5, 197]. Навіть якщо в ансамблі з духових будуть тільки труба, саксофон і тромбон, подібний порядок зберігатиметься, хоча ще частіше ці інструменти гратимуть в унісон. У ритм-секції все простіше - гармонічні інструменти оминають регістр, в якому грає контрабас або бас-гітара. Барабани, хоча окремі частини барабанної установки можна поділити на ті, що звучать вище або нижче, такій простій регістровій категоризації не піддаються, і їх взаємодія з іншими інструментами значно складніша для аналізу.

Якщо з групуванням секцій оркестру або ансамблю і поділом регістрового простору принципи інструментування абсолютно зрозумілі, то темброві принципи поєднання інструментів значно складніші. З одного боку, інструменти повинні легко зливатись в унісоні, з іншого - за рахунок тембрів, слухач повинен бути здатним розділяти між собою окремі музичні елементи, як мелодичну лінію, гармонію, навіть соліста від секції [4]. Навіть у професійному середовищі тембр найчастіше розглядається з художньої точки зору, а для його характеристики, замість фізичних термінів, використовуються епітети - яскравий, тьмяний, глибокий, різкий тощо. Звісно, що цей факт не зменшує практичності подібної термінології, але ці терміни важко піддаються систематизації, до того ж часто описують лише окремі властивості звуку.

Саме тембр є тією якістю звуку, що відрізняє один інструмент від іншого. Завдяки унікальності поєднання обертонів та їх темпоральної динаміки, кожен інструмент має свої індивідуальні характеристики. З точки зору фізики, є велика кількість характеристик, що формують тембр, це і атака, спектральні характеристики, ADSR (attack, decay, sustain, release) або envelope, просторові характеристики, рівень шуму тощо. Але ключовими двома характеристиками є саме спектр та ADSR, так як розглядають всі три необхідні виміри - частоту, амплітуду, та їх динаміку в часі.

Хоча ці терміни зазвичай невідомі більшості композиторів або виконавців, майже кожен розуміє ці терміни інтуїтивно. Однією зі спектральних характеристик є форманта - самий резонуючий обертон у тембрі інструменту. Зручною є паралель із людським голосом, в якому форманти можуть бути виражені схематично характерними голосними: «у», «о», «а», «е», «и», «і» (у кожній мові ці голосні будуть відрізнятись) [7, 31; 2, 725]. Навіть імітуючи звучання інструменту голосом, ми у першу чергу спробуємо вибрати відповідну форманту. Не зважаючи на певну абстрактність цього поділу, кожна форманта відповідає певному діапазону частот, що може допомогти сформулювати фізичні характеристики звуку більш доступною мовою. ADSR характеристика для людини ще більш зрозуміла, тому що визначає наскільки гучним є початок звуку, наскільки швидко атака стихає, наскільки довго тримається та стихає сам звук. Із практичної точки зору це визначають музичні штрихи, але ADSR стосується у першу чергу фізичних характеристик, а не музично-естетичних.

Скориставшись цими двома поняттями, ми можемо сформувати темброві «портрети» різних інструментів та зрозуміти їх сумісність. Навіть спрощене, інтуїтивне розуміння тембрових характеристик дає достатньо інформації для свідомого, контрольованого будування тембрової палітри ансамблю та відкриває простір для експериментування.

Тривимірний спектральний аналіз фрагментів запису джазової композиції. Для аналізу було обрано композицію українського джазового гітариста Тараса Кушнірука «5 AM», записану в 2022 році у Львові у складі квартету: Тарас Кушнірук - гітара, Яків Цвєтінський - флюгельгорн, Микола Кістєньов - контрабас, Дмитро Литвиненко - барабани.

Ця композиція була обрана із низки причин. По-перше, для аналізу звучання окремих інструментів необхідний доступ до окремих ізольованих доріжок запису, і одним із факторів стала наявність повного студійного проекту в цифровому вигляді. По -друге, склад цього квартету знаходиться поміж традиційним та нетрадиційним варіантами. З одного боку, в основі ансамблю гітарне тріо, з іншого - рідкісність комбінації сольного мідного духового інструмента з гітарою, як єдиним гармонічним інструментом. Дуже розповсюдженим складом є гітарне тріо з тенор-саксофоном, а записів такого складу з трубою дуже мало. Цікавою тенденцією є вибір додаткового інструмента джазового трубача - флюгельгорна, для гри із гітарою. Прикладами подібних комбінацій є ансамблю Real Feels Джона Реймонда, записи Кенні Віллера з гітаристами Джоном Аберкромбі, Біллом Фрізелом, Джоном Парічеллі, або записи українського басиста Костянтина Іоненка з Дмитром Бондарєвим. Флюгельгорн має значно м'якше звучання, у порівнянні з трубою, і дуже органічно поєднується зі звучанням джазової гітари.

Для аналізу були обрані два коротких фрагменти з проведення мелодії твору. Обидва фрагменти виконуються гітарою і флюгельгорном в унісон, для полегшення аналізу спільних та відмінних тембрових характеристик.

Фрагмент № 1 - перший мотив частини А, має спокійний характер, контрабас та барабани грають свінг «на 2», тобто у широкому пульсі половинними нотами. Гітарна партія твору виглядає наступним чином (необхідно врахувати, що гітара нотується на октаву вище свого фактичного звучання):

Фрагмент № 2 трохи довший і охоплює вихід на частину Б та її перший мотив; зіграна більш енергійно, та акомпанемент переходить на «4», у свінгову пульсацію чвертями.

Обидва фрагменти контрастні по характеру виконання мелодії та акомпанементу й звучать у різних регістрах.

Окремо необхідно зазначити, що гітара Heritage H-555, яка звучить на записі, хоч і пропущена через низку педалей ефектів (Wampler Tumnus, TC Electronic Bass Compressor Spectra Comp, Mosky Blue Delay, Ehx Holy Grail), але має природній та «класичний» звук джазової гітари. Згадані педалі не використовуються як художні ефекти, а лише балансують тембр інструмента.

Для спектрального аналізу була використана програма Isotope RX-7, яка використовується для музичної реставрації, але має зручний спектральний візуалізатор. Він показує спектр у трьох вимірах: часовий (горизонталь), частотний (вертикаль) та амплітудний (яскравість кольору). Всі звукові доріжки об'єднані у чотири окремих групи, відповідних інструменту (в той час, як флюгельгорн і гітара знімались по одному мікрофону, контрабас записаний двома, барабани - чотирма мікрофонами). Фрагменти аналізовані після звукової обробки (компресії, еквалізації) та відповідають гучності кінцевого міксу запису. Таким чином, ми розглядаємо перспективу слухача і орієнтуємося на кінцеве звучання твору, а не на вихідний сигнал із мікрофонів. У додаток, це надає можливість не тільки аналізувати тембральні характеристики окремих інструментів, а й порівнювати їх між собою у контексті цілого збалансованого запису.

Зі спектрограми фрагменту № 1 стає зрозуміло, що всі чотири інструменти суттєво відрізняються своїми тембровими характеристиками. У той час, коли гітара і флюгельгорн займають спільний простір, барабани і контрабас заповнюють частотні діапазони, в яких інші інструменти не представлені. Тарілки та хай-хет рівномірно заповнюють частоти вище 3.5 кГц, а там де вони співпадають із мелодією, звучать достатньо тихо, не перешкоджають і не створюють шуму. В доріжці контрабасу через погану звукоізоляцію яскраво видно барабани, але можна і побачити окремі ноти в діапазоні 100-300 Гц.

Спектрограма фрагменту № 2 відображає довший відрізок і контрабас із барабанами в ньому значно краще прослідковуються.

Найцікавішим феноменом у цьому записі є поєднання в унісоні тембрів гітари та флюгельгорна. Темброва палітра флюгельгорна виглядає рівномірною та упорядкованою, найяскравішими є перші два обертони, вищі ж призвуки мають більш тимчасовий характер і стихають після атаки. Атака флюгельгорна дуже м'яка, навіть у другому енергійному фрагменті - на спектрограмі чітко видно, що обертони кожної ноти з'являються послідовно, не одночасно. Гітара ж у свою чергу має відчутно перкусивну атаку, на графіках видно чіткі вертикальні лінії з короткою тривалістю. Особливістю гітари є тихі другий та третій обертони, яскраві перший та п'ятий, і наявність цілого ряду призвуків у діапазоні 3.5 - 4 кГц, в якому флюгельгорн майже відсутній. Якщо скористатись аналогією з голосними, то форманта флюгельгорна в діапазоні 500-600 Гц відповідає звуку «о», в той час коли гітара з цілою купою призвуків в районі 1,5 кГц умовно відповідає звукам «а» - «е».

Можливою причиною того, що флюгельгорн дуже добре зливається із гітарою є те, що ті 2-3 обертони, які у гітари не виражені, у флюгельгорна яскраві та рівномірні. В свою чергу , гітара компенсує вищі частоти, яких у флюгельгорна майже немає. Через те, що атака в обох інструментів дуже різна, в унісоні вона звучить одночасно чіткою (через перкусивність гітари) і насиченою (через її поступовість і тривалість у флюгельгорна). Доречним було б назвати це принципом тембрової компенсації, який можна розглядати не тільки на рівні регістрів і частотних просторів, але й на рівні спектральних характеристик окремих нот.

Перспективою подібного принципу є формування тембрових «портретів» окремих інструментів, що дає можливість гнучкого свідомого підбору звукової палітри складу ансамблю та комбінацій тембрів усередині ансамблю. Зрозуміло, що кожен інструмент змінює свої звукові властивості в залежності від динаміки, регістру, штрихів, виконавця, окремого інструмента і потребує детального вивчення для повноти розуміння його тембрових характеристик. Але навіть спрощене, поверхневе розуміння цих властивостей відкриває ціле поле для творчого пошуку та експериментів.

Висновки

Аналіз фізичних властивостей звуку інструментів дає суттєвий об'єм інформації не тільки з точки зору акустики, а й інструментування. Зрозумівши причини існування сталих комбінацій інструментів, принципи їх побудови, можливо сформулювати в універсальні правила поєднання тембрів. Подібні правила не тільки можуть призвести до появи нових форматів ансамблю, але і стати відправною точкою до більш глибокого розуміння законів музики в цілому. Використовуючи лише дві базові характеристики тембру, як спектр та ADSR, з'являються безмежні перспективи для дослідження звуку та практичних принципів роботи з ним.

Перспективи дослідження. Принцип тембрової компенсації вимагає подальшого вивчення з іншими комбінаціями інструментів. Відкритим залишається питання невдалих комбінацій та обґрунтування фізичних причин тембрової несумісності, або визначення інших способів художнього поєднання звуків, які не відповідають вищезгаданому принципу.

Список використаних джерел і літератури

1. Burred J.J. Dynamic Spectral Envelope Modeling for Timbre Analysis of Musical Instrument Sounds. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, Vol. 18, no. 3, 2010, P. 63-74.

2. Dunn F. Springer Handbook of Acoustics. Springer New York, 2015. 152 p.

3. Elliott Taffeta M. Acoustic Structure of the Five Perceptual Dimensions of Timbre in Orchestral Instrument Tones. The Journal of the Acoustical Society of America. Vol. 133, no. 1, 2013. P. 389-404.

4. Fischer Manda Instrument Timbre Enhances Perceptual Segregation in Orchestral Music. Music Perception, Vol. 38, no. 5, 2021. P. 73-98.

5. Gary Lindsay. Jazz Arranging Techniques: From Quartet to Big Band. Staff Art Publishing, 2005. 123 p.

6. Makris I., Mullet E. Judging the Pleasantness of Contour-Rhythm-Pitch-Timbre Musical Combinations. The American Journal of Psychology. Vol. 116, no. 4, 2003, P. 581-611.

7. Meyer J. Acoustics and the Performance of Music. Springer NewYork, 2014. 115 p.

8. Whalley I., William A. Sethares: Tuning, Timbre, Spectrum, Scale. Computer Music Journal. Vol. 30, no. 2, MIT Press, 2006.

References

1. Burred, J.J. (2010). Dynamic Spectral Envelope Modeling for Timbre Analysis of Musical Instrument Sounds. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, 18 (3), 63-74 [in English].

2. Dunn, F. (2015). Springer Handbook of Acoustics. Springer New York, 152.

3. Elliott Taffeta, M. (2013). Acoustic Structure of the Five Perceptual Dimensions of Timbre in Orchestral Instrument Tones. The Journal of the Acoustical Society of America, 133 (1), 389-404 [in English].

4. Fischer, M. (2021). Instrument Timbre Enhances Perceptual Segregation in Orchestral Music. Music Perception, 38 (5), 73-98 [in English].

5. Gary Lindsay, (2005). Jazz Arranging Techniques: From Quartet to Big Band. Staff Art Publishing, 123 [in English].

6. Makris I., Mullet E. (2003). Judging the Pleasantness of Contour-Rhythm-Pitch- Timbre Musical Combinations. The American Journal of Psychology, 116 (4), 581611 [in English].

7. Meyer, J. (2014). Acoustics and the Performance of Music. Springer New York, 115 [in English].

8. Whalley, I., William, A. (2006). Sethares: Tuning, Timbre, Spectrum, Scale. Computer Music Journal, 30 (2), MIT Press [in English].

Размещено на Allbest.ru