جرس

في الموسيقى، يُعرف جرس الصوت (يُلفظ /ˈtæmbər, ˈtɪm- , ˈtæ̃-/)، أو لون النغمة أو جودتها ( من علم النفس الصوتي ) ، بأنه الصوت المُدرَك للنغمة الموسيقية أو الصوت أو النغمة . يميز جرس الصوت الأصوات وفقًا لمصدرها ، مثل أصوات الجوقات والآلات الموسيقية. كما يمكّن المستمعين من التمييز بين الآلات في الفئة نفسها (مثل آلة الأوبوا وآلة الكلارينيت ، وكلاهما من آلات النفخ الخشبية ).

ببساطة، يُشير مصطلح "الرنين" إلى ما يُميز صوت آلة موسيقية أو صوت بشري عن غيره، حتى عند عزف أو غناء النوتة نفسها. على سبيل المثال، يكمن الفرق في الصوت بين غيتار وبيانو يعزفان النوتة نفسها بنفس مستوى الصوت. قد يبدو صوت الآلتين متناغمًا تمامًا عند عزف النوتة نفسها، ومع ذلك، حتى مع عزفهما بنفس مستوى الصوت، يظل لكل آلة صوتها المميز بنبرتها الفريدة. يُميز الموسيقيون بين الآلات بناءً على تنوع رنينها، حتى تلك التي تعزف النوتات بنفس درجة الصوت ومستوى الشدة.

تشمل الخصائص الفيزيائية التي تحكم جودة الصوت طيف التردد والغلاف .

يستطيع الموسيقيون تغيير نبرة الصوت بتعديل تقنيات الغناء أو العزف. على سبيل المثال، يمكن لعازف الكمان استخدام أساليب مختلفة للعزف بالقوس أو استخدام أجزاء مختلفة من الوتر. فمثلاً، ينتج عن العزف على الوتر من جهة الوتر (sul tasto) نبرة صوت خفيفة ورقيقة، بينما ينتج عن العزف من جهة الجسر (sul ponticello) نبرة صوت حادة وقوية. أما في الغيتار الكهربائي والبيانو الكهربائي، فيمكن للعازفين تغيير نبرة الصوت باستخدام وحدات المؤثرات ومعادلات الصوت الرسومية .

جودة النغمة ولون النغمة مرادفان لمصطلح جرس الصوت ، وكذلك " النسيج المنسوب إلى آلة موسيقية واحدة". مع ذلك، يمكن أن يشير مصطلح النسيج أيضًا إلى الترتيب أو التكوين، مثل خطوط لحنية متعددة ومتداخلة مقابل لحن سهل الغناء مصحوب بأوتار ثانوية . استخدم هيرمان فون هيلمهولتز المصطلح الألماني Klangfarbe ( لون النغمة )، واقترح جون تيندال ترجمة إنجليزية له، clangtint ، لكن كلا المصطلحين لم يحظيا بموافقة ألكسندر إليس ، الذي شكك أيضًا في صحة مصطلحي السجل واللون لمعانيهما الإنجليزية السابقة. ^{[ 1 ]} يمكن وصف صوت الآلة الموسيقية، الذي يتحدد بتكوينه الترددي، بكلمات مثل ساطع ، داكن ، دافئ ، حاد ، وغيرها. هناك أيضًا ألوان للضوضاء ، مثل الوردي والأبيض . في التمثيلات المرئية للصوت، يتوافق جرس الصوت مع شكل الصورة، ^{[ 2 ]} بينما يتوافق مستوى الصوت مع السطوع. يتوافق تردد الصوت مع الإزاحة y في مخطط الطيف.

يُعرّف مصطلح "الرنين" في تعريف الجمعية الصوتية الأمريكية (ASA) رقم 12.09 بأنه "خاصية الإحساس السمعي التي تُمكّن المستمع من الحكم على أن صوتين غير متطابقين، مُقدّمين بطريقة متشابهة ولهما نفس الشدة والحدة ، مختلفان"، مضيفًا: "يعتمد الرنين بشكل أساسي على طيف التردد ، على الرغم من أنه يعتمد أيضًا على ضغط الصوت والخصائص الزمنية للصوت". ^{[ 3 ]}

قام العديد من المعلقين بتحليل جرس الصوت إلى سمات مكونة. على سبيل المثال، وصف شوتين "السمات المراوغة لجرس الصوت" بأنها "تحدد بخمسة معايير صوتية رئيسية على الأقل"، والتي وجد روبرت إريكسون أنها تشمل الكثير من الموسيقى المعاصرة: ^{[ 4 ]}

• يتراوح بين الطابع النغمي والطابع الشبيه بالضوضاء
• الغلاف الطيفي
• الغلاف الزمني من حيث الصعود والمدة والانحلال (ADSR، والتي تعني "الهجوم، الانحلال، الاستدامة، الإطلاق").
• تغييرات في كل من الغلاف الطيفي (انزلاق الفورمانت) والتردد الأساسي ( التنغيم الدقيق )
• البادئة ، أو بداية الصوت، تختلف تمامًا عن الاهتزاز المستمر الناتج عنها

ومن الأمثلة على الصوت النغمي الصوت الموسيقي الذي له درجة صوت محددة، مثل الضغط على مفتاح في البيانو؛ ومن الأصوات ذات الطابع الشبيه بالضوضاء الضوضاء البيضاء .

قدم إريكسون جدولاً للتجارب الذاتية والظواهر الفيزيائية ذات الصلة بناءً على السمات: ^{[ 5 ]}

شخصي	موضوعي
الطابع النغمي، وعادة ما يكون ذو درجة صوتية	الصوت الدوري
صاخب، مع أو بدون بعض الخصائص الصوتية، بما في ذلك صوت الحفيف	الضوضاء، بما في ذلك النبضات العشوائية التي تتميز بفترة الخشخشة (متوسط ​​الفترة الزمنية بين النبضات).
تلوين	الغلاف الطيفي
البداية/النهاية	زمن الصعود والهبوط الفيزيائي
انزلاق التلوين أو انزلاق الفورمانت	تغير الغلاف الطيفي
التنغيم الدقيق	تغيير طفيف (زيادة أو نقصان واحد) في التردد
اهتزاز	تعديل التردد
اهتزاز	تعديل السعة
هجوم	بادئة
الصوت النهائي	لاحقة

انظر أيضًا إلى الأدلة النفسية الصوتية ، أدناه.

التوافقيات

يُوصَف ثراء الصوت أو النوتة التي تُصدرها آلة موسيقية أحيانًا بمجموع عدد من الترددات المتميزة . يُسمى التردد الأدنى بالتردد الأساسي ، وتُستخدم درجة الصوت الناتجة عنه لتسمية النوتة، ولكن التردد الأساسي ليس دائمًا التردد السائد. التردد السائد هو التردد الأكثر سماعًا، وهو دائمًا من مضاعفات التردد الأساسي. على سبيل المثال، التردد السائد للناي المستعرض هو ضعف التردد الأساسي. تُسمى الترددات المهمة الأخرى بالنغمات التوافقية للتردد الأساسي، والتي قد تشمل التوافقيات والنغمات الجزئية . التوافقيات هي مضاعفات عددية صحيحة للتردد الأساسي، مثل 2، 3، 4، إلخ. النغمات الجزئية هي نغمات توافقية أخرى. توجد أيضًا في بعض الأحيان توافقيات فرعية عند أقسام عددية صحيحة من التردد الأساسي. تُصدر معظم الآلات أصواتًا توافقية، ولكن العديد منها يُصدر نغمات جزئية ونغمات غير توافقية ، مثل الصنجات وغيرها من الآلات ذات النغمات غير المحددة .

عند عزف النوتة الأساسية في الأوركسترا أو الفرقة الموسيقية ، يكون الصوت مزيجًا من ترددات 440  هرتز، و880  هرتز، و1320  هرتز، و1760  هرتز، وهكذا. تُصدر كل آلة في الأوركسترا أو الفرقة الموسيقية مزيجًا مختلفًا من هذه الترددات، بالإضافة إلى التوافقيات والنغمات الفوقية. تتداخل الموجات الصوتية ذات الترددات المختلفة وتتحد، ويُعد توازن هذه السعات عاملًا رئيسيًا في الصوت المميز لكل آلة.

كتب ويليام سيثاريس أن التناغم الطبيعي والسلم الموسيقي الغربي ذي التوزيع المتساوي يرتبطان بالأطياف التوافقية أو نغمات العديد من الآلات الغربية بطريقة مماثلة لارتباط النغمة غير التوافقية لآلة الرانات التايلاندية (وهي آلة تشبه الزيلوفون) بسلم البيلوغ ذي التوزيع المتساوي تقريبًا المكون من سبع نغمات والذي تُضبط عليه. وبالمثل، فإن الأطياف غير التوافقية لآلات الميتالوفون البالية ، عند دمجها مع آلات توافقية مثل الرباب الوترية أو الصوت البشري، ترتبط بسلم السليندرو ذي التوزيع المتساوي تقريبًا المكون من خمس نغمات والذي يوجد عادةً في موسيقى الجاملان الإندونيسية . ^{[ 6 ]}

ظرف

يتأثر طابع الصوت بشكل كبير بالجوانب التالية لغلافه الصوتي : زمن الهجوم وخصائصه، والتلاشي، والاستدامة، والتحرير ( غلاف ADSR )، والترددات العابرة . لذا، تُعد هذه جميعها عناصر تحكم شائعة في أجهزة المزج الاحترافية . على سبيل المثال، إذا أزلنا زمن الهجوم من صوت البيانو أو البوق، يصبح من الصعب تحديد الصوت بدقة، لأن صوت المطرقة وهي تضرب الأوتار أو أول نفخة من شفتي العازف على فوهة البوق من السمات المميزة لهذه الآلات. الغلاف الصوتي هو بنية السعة الكلية للصوت.

لعب الطابع الصوتي للآلات دورًا متزايدًا في ممارسة التوزيع الموسيقي خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر. وقدّم كلٌّ من بيرليوز ^{[ 7 ]} وفاغنر ^{[ 8 ]} إسهاماتٍ بارزةً في تطويره خلال القرن التاسع عشر. فعلى سبيل المثال، تتميز مقطوعة "لحن النوم" لفاغنر من الفصل الثالث من أوبرا " فالكيري " بسلمٍ موسيقيٍّ تنازليٍّ يمرُّ عبر طيفٍ واسعٍ من الألوان الصوتية للأوركسترا. يبدأ اللحن بآلات النفخ الخشبية (الفلوت، ثم الأوبوا)، ثم الصوت الجماعي للآلات الوترية مع الكمان الذي يحمل اللحن، وأخيرًا آلات النفخ النحاسية (الهورن الفرنسي).

يُنسب إلى ديبوسي ، الذي ألّف خلال العقود الأخيرة من القرن التاسع عشر والعقود الأولى من القرن العشرين، الفضل في الارتقاء بدور جرس الصوت: "إلى حدٍّ ملحوظ، ترفع موسيقى ديبوسي جرس الصوت إلى مكانة هيكلية غير مسبوقة؛ ففي مقطوعة " بريلود إلى ما بعد ظهر يوم فاون " ، يؤدي لون الفلوت والقيثارة وظيفة مرجعية". ^{[ 9 ]} ويُجسّد نهج مالر في التوزيع الموسيقي الدور المتزايد لألوان الصوت المتباينة في موسيقى أوائل القرن العشرين. ويصف نورمان ديل مار المقطع التالي من حركة السكيرزو في سيمفونيته السادسة ، على النحو التالي:

"وصلة من سبعة أشرطة للثلاثي تتكون من امتداد متناقص تدريجيًا للنغمة A المتكررة ... على الرغم من أنها ترتفع الآن في سلسلة من الأوكتافات المتراكمة التي تقفز أيضًا مع إضافة النغمة C إلى النغمة A. ^{[ 10 ]} ثم تتلاشى الأوكتافات المنخفضة وتبقى النغمة C فقط لتتلاءم مع عبارة الأوبوا الأولى من الثلاثي."

خلال هذه المقاطع، يمرر مالر النوتات المتكررة عبر مجموعة واسعة من الألوان الآلية، المختلطة والمنفردة: بدءًا من آلات النفخ النحاسية والوتريات البيزيكاتو، مرورًا بالبوق والكلارينيت والفلوت والبيكولو، وأخيرًا الأوبوا:

(انظر أيضًا كلانجفاربينميلودي .)

في موسيقى الروك، من أواخر الستينيات وحتى الألفية الجديدة، يُعدّ رنين الأصوات المحددة عنصراً هاماً في الأغنية. فعلى سبيل المثال، في موسيقى الهيفي ميتال ، يُشكّل التأثير الصوتي للوتر القويّ المُضخّم والمشوّه بشدة، والذي يُعزف على الغيتار الكهربائي عبر مضخمات صوت عالية وصفوف من مكبرات الصوت، جزءاً أساسياً من الهوية الموسيقية لهذا النوع.

في كثير من الأحيان، يستطيع المستمعون تمييز الآلة الموسيقية، حتى مع اختلاف النغمات ومستويات الصوت، وفي بيئات مختلفة، ومع عازفين مختلفين. في حالة الكلارينيت ، يُظهر التحليل الصوتي أشكالًا موجية غير منتظمة بما يكفي لتوحي بوجود ثلاث آلات موسيقية بدلًا من آلة واحدة. ويشير ديفيد لوس إلى أن هذا يعني أن

"لا بد من وجود انتظام قوي في شكل الموجة الصوتية للأجهزة المذكورة أعلاه، وهو أمر ثابت بالنسبة للمتغيرات المذكورة أعلاه". ^{[ 11 ]}

ومع ذلك، يجادل روبرت إريكسون بأن هناك القليل من الانتظامات وأنها لا تفسر "...قدراتنا على التعرف والتحديد". ويقترح استعارة مفهوم الثبات الذاتي من دراسات الرؤية والإدراك البصري . ^{[ 12 ]}

سعت التجارب النفسية الصوتية، التي بدأت في ستينيات القرن الماضي، إلى توضيح طبيعة جرس الصوت. تتضمن إحدى الطرق تشغيل أزواج من الأصوات للمستمعين، ثم استخدام خوارزمية قياس متعددة الأبعاد لتجميع أحكامهم بشأن الاختلاف في فضاء جرس الصوت. وتُعدّ أبرز نتائج هذه التجارب أن سطوع الصوت ، أو توزيع الطاقة الطيفية، ^{[ 13 ]} وقوة الصوت ، أو معدله وتزامنه، ^{[ 14 ]} وزمن صعوده، ^{[ 15 ]} عوامل مهمة.

ينشأ مفهوم التحفيز الثلاثي من عالم الألوان، ويصف كيفية مزج ثلاثة ألوان أساسية معًا لإنتاج لون معين. وبالمثل، يقيس التحفيز الثلاثي الموسيقي مزيج التوافقيات في صوت معين، مُجمّعة في ثلاثة أقسام. وهو في الأساس اقتراح لتقليص عدد هائل من التوافقيات الصوتية، التي قد تصل إلى العشرات أو المئات في بعض الحالات، إلى ثلاث قيم فقط. يقيس التحفيز الثلاثي الأول الوزن النسبي للتوافقي الأول؛ ويقيس التحفيز الثلاثي الثاني الوزن النسبي للتوافقيات الثانية والثالثة والرابعة مجتمعة؛ ويقيس التحفيز الثلاثي الثالث الوزن النسبي لجميع التوافقيات المتبقية: ^{[ 16 ] [ 17 ]}

${\displaystyle T_{1}={\frac {a_{1}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{2}={\frac {a_{2}+a_{3}+a_{4}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}},\quad T_{3}={\frac {\sum _{h=5}^{H}{a_{h}}}{\sum _{h=1}^{H}a_{h}}}.}$

ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى المزيد من الأدلة والدراسات والتطبيقات فيما يتعلق بهذا النوع من التمثيل، من أجل التحقق من صحته.

يُستخدم مصطلح "السطوع" أيضاً في مناقشات نغمات الصوت، في تشبيه تقريبي للسطوع البصري . يعتبر باحثو النغمات أن السطوع أحد أقوى الفروق الإدراكية بين الأصوات ^{[ 14 ]} ويصيغونه صوتياً كمؤشر على كمية المحتوى عالي التردد في الصوت، باستخدام مقياس مثل المركز الطيفي .

• الفورمانت

• جمعية المعايير الأمريكية (1960). المصطلحات الصوتية القياسية الأمريكية . نيويورك: جمعية المعايير الأمريكية.
• ديكسون وارد، دبليو. (1965). " علم النفس السمعي ". في قياس السمع: المبادئ والممارسات ، تحرير آرام غلوريغ، 55. بالتيمور: شركة ويليامز وويلكنز. أعيد طبعه، هنتنغتون، نيويورك: شركة آر إي كريغر للنشر، 1977. ISBN 0-88275-604-4.
• ديكسون وارد، دبليو. (1970) "الإدراك الموسيقي". في أسس نظرية السمع الحديثة ، المجلد 1، تحرير جيري في. توبياس. نيويورك: أكاديميك برس. ISBN 0-12-691901-1.
• إريكسون، روبرت (1975). بنية الصوت في الموسيقى . بيركلي ولوس أنجلوس: مطبعة جامعة كاليفورنيا. ISBN 0-520-02376-5.
• مكآدامز، ستيفن، وألبرت بريغمان (1979). "سماع التدفقات الموسيقية". مجلة الموسيقى الحاسوبية 3، العدد 4 (ديسمبر): 26-43، 60.
• شوتن، جي إف (1968). “تصور الجرس”. في تقارير المؤتمر الدولي السادس للصوتيات، طوكيو، GP-6-2 ، 6 مجلدات، حرره ي. كوهاسي، 35-44، 90. طوكيو: ماروزين؛ أمستردام: إلسفير.

• جون غراي، 1975. استكشاف النبرة الموسيقية (أطروحة دكتوراه)