I musikk er tonehøyde en av de essensielle egenskapene til en lyd eller tone , de andre er varighet , intensitet , klang og uttrykk .
I vestlig musikk blir tonehøyde referert til som navnet på et notat på en skala eller skala . Den relative tonehøyden til en note i skalaen kalles en grad . Den teorien skrive opp omfang notater akutt , og omvendt, ned graven . Vi skriver tegnene som tilsvarer instrumentene som ikke har en presis tonehøyde, selv om de kan høres høyt eller lavt, som trommene, på en hvilken som helst horisontal linje, det viktigste er plassering i tide, bemerket fra venstre til høyre.
Oppfatningen av høyder er et av feltene for etterforskning av psykoakustikk . Den musikalske tradisjonen og studiene av eksperimentell psykologi konvergerer for å analysere denne oppfatningen i to forskjellige komponenter, som kommer fra to forskjellige fysiologiske systemer . Oppfatningen av spektral høyde plasserer lyden som høres ganske grovt på en skala mellom bass og diskant. Oppfatningen av tonehøyde gjør det mulig å skille mellom to like harmoniske lyder , uavhengig av deres rikdom i bass og diskant.
Avhengig av tolkningsferdigheter og underlagt læring, oppfattes høydenes oppfatning som en kognitiv funksjon .
Følelsen av høyde deles veldig godt. Nesten alle kan kjenne igjen og synge en melodi hvis melodiske disposisjon verken er for subtil eller for robust. De legene behandler manglende evne til å gjøre som en funksjonshemming , de kaller amusie . Imidlertid er kresne tonehøyder og identifiserende notater en kognitiv evne . Musikere dyrker det ved å trene for å identifisere en tone fra lyd, i en øvelse som kalles musikalsk diktat .
De utvikler også sin evne til å skille mellom lyder som er riktige , det vil si de hvis tonehøyde er akkurat det som kreves av skalaen der musikken spilles. Denne evnen er spesielt viktig for musikere som praktiserer et instrument som fiolin , som kan avgi lyd i et kontinuerlig område. Begrepet korrekthet er imidlertid avhengig av skikker og kultur, og kan neppe være gyldig med mindre konteksten er godt bestemt.
Toneforskjellen mellom to toner kalles et intervall . Hvis de sendes ut samtidig, snakker man om harmonisk intervall; hvis de sendes ut suksessivt, snakker vi om et melodisk intervall.
Nullintervallet kalles unison ; vi snakker om enstemmig når to instrumenter eller to stemmer samtidig sender ut en tone av samme tonehøyde.
Den oktav er et intervall på spesiell status i alle musikalske kulturer. I vestlig musikalsk notasjon blir navnene på tonene gjentatt hver oktav, og i tilfelle tvetydighet må vi spesifisere hvilken oktav vi refererer til. Det prinsipp av identiteten av oktaver indikerer at to noter atskilt av en oktav er tilsvarende, og i praksis tilsvarer en unisont.
Den nøyaktige identifikasjonen av intervallene mellom tonene, som kalles relativ tonehøyde , er mer vanlig enn identifiseringen av selve frekvensene, som kalles absolutt tonehøyde . Denne sistnevnte evnen krever sannsynligvis en medfødt fysiologisk disposisjon, og absolutt trening startet i tidlig alder.
Omfanget av tonene er basert på oktaven . Oktaven er en halvering av lengden på det vibrerende elementet som gir lyd, enten det er en streng eller et rør . Den akustiske lærer at denne halveringen tilsvarer en multiplikasjon av grunnfrekvensen med to.
For eksempel for et orgelrør :
Høydeskalaen er i aritmetisk progresjon , når frekvensen og parametrene som styrer den er i geometrisk progresjon , noe som gjør den til en logaritmisk skala .
Intervallet til en oktav er delt inn i seks toner eller tolv halvtoner . I moderne systemer er alle herdede halvtoner like, og tilsvarer en multiplikasjon av frekvensen til tonen med samme verdi. For mer detaljerte analyser kan notasjonen av musikkteori erstattes av savarts eller cent .
Vestlig musikk er basert på en teori om tonalitet , som favoriserer visse toneforhold. Merknavn gjentas hver oktav. I en oktav tilsvarer syv nivåer av de tolv halvtoneskalaen et notat som har et navn. De andre stammer fra det ved en endring .
½ton | Merk | Frekvens | rapportere |
---|---|---|---|
0 | gjøre | 261,6 Hz | 1 |
1 | do♯ / d ♭ | 277,2 Hz | ≈ 1.06 |
2 | re | 293,7 Hz | ≈ 1,12 (≈ 9/8) |
3 | d / mi ♭ | 311,1 Hz | ≈ 1.19 |
4 | midt | 329,6 Hz | ≈ 1,26 (≈ 5/4) |
5 | fa | 349,2 Hz | ≈ 1,33 (≈ 4/3) |
6 | fa♯ / sol ♭ | 370,0 Hz | ≈ 1,41 |
7 | bakke | 392,0 Hz | ≈ 1,5 (≈ 3/2) |
8 | sol♯ / la ♭ | 415,3 Hz | ≈ 1,59 |
9 | de | 440 Hz | ≈ 1,68 |
10 | la♯ / si ♭ | 466,2 Hz | ≈ 1,78 |
11 | hvis | 493,9 Hz | ≈ 1,89 |
12 | gjøre | 523,2 Hz | 2 (oktav) |
Hvis musikerne tenker intervallene på en lineær måte, etter notasjonen av musikkteorien, relaterer teoretikerne til musikken tonene til vibrasjonsfrekvenser. For å gå fra den musikalske skalaen til frekvensen, er det tilstrekkelig å kjenne frekvensen til en tone. De andre trekkes ut ved beregning.
Den internasjonale konferansen av London i 1953 gir som referanse, generelt akseptert, den tre på 440 hertz.
I den tempererte skalaen kan vi beregne frekvensen til notatene med følgende formel:
der oktav og halvtone er heltall , tilsvarer notatet, fra do ( semitone = 0) til si ( halvtone = 11).
Tabellen motsatt gir frekvensene til tonene i oktaven til referansen A (oktav 3). Du må multiplisere frekvensene med 2 for en oktav over, og dele dem med 2 for en oktav nedenfor. Høyre kolonne angir det relative avviket i halvtoner, tilsvarende det musikalske intervallet.
Imidlertid gjelder disse beregningene bare tonene til vestlig musikk , i sin moderne versjon. De gjelder bare den like temperamentskalaen og skiller ikke diatoniske og kromatiske halvtoner (se også " Komma ").
Den relative tonehøyde for en musikalsk tone er intervallet mellom den og en tone som anses å være basen. Ved å endre rotnoten bevares intervaller og melodier. Når samlet musikerne slipper å tune som gir dem den de kan spille basert på den estimerte.
I tonalmusikk angir vi graden okkupert av noten av de syv på musikalsk skala. Den første graden er tonic og betegner tonaliteten. Grader defineres i form av nominell tonehøyde , uavhengig av oktav (eller register ) der de kan bli funnet.
Når musikere utfører en musikalsk transponering , endrer de bevisst rotnoten (tonic), mens de beholder alle intervallene (det som kalles melodisk omriss ).
I tonemusikk kan referansehøyde som tillater å sette pris på en relativ tonehøyde være:
Høyden tilsvarer en følelse , det vil si et psykoakustisk fenomen knyttet til en fysisk årsak. I sammenheng med psykoakustiske studier, som ikke bare gjelder oppfatningen av musikalske lyder, kan denne oppfatningen kalles tonehøyde .
Den lyd er en vibrasjon av luft. Når denne vibrasjonen er periodisk , det vil si at den gjentar seg identisk med seg selv i løpet av en syklus med alltid like varighet som kalles periode, er denne perioden, eller den omvendte størrelsen, frekvensen , en. Karakter desto viktigere siden matematiker Joseph Fourier viste i begynnelsen av XIX E århundre at enhver periodisk funksjon, som numerisk representerer et fenomen, kan analyseres i en sum av sinusoider , hvis frekvenser er multipler av frekvensen av fenomenet periodisk. Vi kaller ren lyd for en lyd som består av en enkelt frekvens, og derfor beskrevet av en sinusfunksjon . Vi visste allerede at vibrasjonene til strengene og luftkolonnene som er grunnlaget for musikkinstrumenter inkluderer harmoniske vibrasjoner ; Fourier viser at hvilken som helst lyd kan spaltes til en sum av rene toner .
Denne beregningen er imidlertid gyldig for lyder som strekker seg til uendelig, både i fortiden og i fremtiden. Men en musikalsk tone har en varighet. Ytterligere analyse viser at jo kortere vurderte periode, desto mindre presis blir frekvensbestemmelsen. Produktet av varigheten og usikkerheten i frekvensen er en konstant, i et gitt system. Når varigheten avtar, øker usikkerheten.
Du må ha denne usikkerheten i bakhodet når du tenker på musikk. Musikk består av skiftende lyder. Selv det mest jevnlydende instrumentet, som orgelet , har angrepstid og indre vibrasjoner, bare hvis det spilles og høres i etterklangsrommet . Derfor, så vel som i praksis, er bestemmelsen av en høyde en intellektuell operasjon av abstraksjon, og ikke et mål.
Musikere av vestlig kultur har i århundrer lagt lyd på høyden av en privilegert betydning. Denne viktigheten gjenspeiles i undervisningen i musikk og i å lage instrumenter. De ønsket også ofte å forholde seg filosofisk til naturfag og matematikk. Når man studerer spørsmålet om tonehøydeoppfattelse, er det derfor nødvendig å undersøke arven til den musikalske tradisjonen, som i sine prinsipper tar opp meninger som kan spores tilbake til antikken og spesielt til Pythagoras .
Intuitivt konsept for musikere som trener for å avgrense sin oppfatning fra begynnelsen av læringen, og lærer i løpet av noen få linjer en doktrine som er relatert til frekvenser. Det er ikke lett å definere tonehøyde nøye.
Stigningen til en ren lyd , svarer til dens frekvens av vibrasjon, som blir målt i hertz (antall av periodiske svingninger per sekund). Mer vibrasjon, jo raskere blir lyden sagt akutt eller høyere ; mer vibrasjonen er treg, lyden sies å være alvorlig eller lav .
Hvis en ren lyd er en sinusformet vibrasjon , med en enkelt frekvens, er lydene av musikalske notater komplekse lyder, som kan brytes ned i vibrasjoner ved flere frekvenser. Når disse frekvensene fordeles i henhold til en harmonisk fordelingsregel , er grunnfrekvensen i det hørbare området og konvolutten deres sammenfaller, en lyd høres med en enkelt tonehøyde, tilsvarende den grunnleggende frekvensen, selv om den ikke er den sterkeste, og at lyden bare presenterer sine multipler.
En lyd som består av multipler av samme frekvens oppfattes som lik den frekvensen, selv om den ikke er tilstede i denne blandingen. Dette paradokset kalles “oppfatning av det fraværende fundamentale” .
For eksempel :
Blant musikkinstrumenter har fagotten egenskapen til å avgi lave lyder, mens lydkraften finnes nesten utelukkende i harmonene . Orgelbyggere bruker denne oppfatningen til å lage lave toner med kortere rørpar.
Den Mel-skala , foreslått i 1937, viser at hvis vi ber lyttere til å lokalisere de suksessive rene toner, på jakt etter en basisk lyd, til ringen ved et intervall på en oktav forskjellig frekvens funnet øker vesentlig med frekvensen.
Denne økningen kombineres med mekaniske faktorer for inharmonisitet i pianoets inharmoniske innstilling .
Forskjellen i frekvens mellom rene toner som knapt kan skilles, varierer også etter frekvens og intensitet. Det er minimalt i 1500 Hz-regionen (oktav 6). I alt kan mennesker skille omtrent 1800 frekvenser fra rene toner. Denne forestillingen tilsvarer evnen til å skille mellom to lyder av nær frekvens. Det betyr ikke at fag er i stand til å plassere frekvens på en skala.
Pitch anerkjennelse er mest nøyaktig for lyder som varer lenger enn et halvt sekund for mennesker . Under disse forholdene er det i størrelsesorden 1 savart (eller 5 til 10 cent ) for de beste diskriminerte frekvensene, rundt 1500 Hz . For kortere lyder øker differensieringsterskelen. En veldig kort lyd har ingen definert tonehøyde; vi snakker om "å smelle ".
Den opplevde høyden er svakt avhengig av intensiteten. Stanley Stevens har vist at en lyd ser ut til å avta når volumet økes for frekvenser under 2000 Hz . For frekvenser over 3000 Hz øker en intensitetsøkning den oppfattede tonehøyde. Heldigvis gjelder dette fenomenet bare rene toner, og påvirker derfor ikke musikkinstrumenter .
For lyder som ikke har en hørbar grunnfrekvens, og som derfor ikke kan assosieres med en musikalsk tone, som for eksempel cymbaler , er det musikkregister , hvorav de mest elementære er lavregisteret og høytregisteret ; mellom de to snakker vi om et mediumregister .
Oppfatningen av registeret er uavhengig av eksistensen av en rotnote. Vi kan ikke tildele en trommel, men vi skiller en lav tromme fra en høy tromme.
På den annen side identifiserer lytterne seg som forskjellige to stabile harmoniske lyder, av samme grunnleggende, men av forskjellige lydspekter . Det sies at av de høye harmoniske som er kraftigere den har en klang mer strålende , mens de to lydene tilsvarer det samme notatet.
Psykoakustiske studier ser ut til å bekrefte at dette er to distinkte auditive oppfatninger, kalt tonehøyde eller rå tonehøyde , for spektral tonehøyde og kroma , eller grunnleggende eller nominell tonehøyde for evnen til å skille mellom toner (noen ganger med en feiloktav).
Separasjonen av tonehøyde-variasjonen (ved forskyvning av det grunnleggende) og spektralhøyden (ved modifisering av spektralhylsen) i en prosess med lydsyntese gjør det mulig å skape paradoksale variasjoner av tonehøyder som genererer uventede effekter., Som den av den Shepard Range .
Oppløsningen til spektralhøyden vil være omtrent en stor tredjedel, det vil si et forhold i størrelsesorden 1 til 1,25. Krom, som bare eksisterer for tydelig periodiske lyder, tillater en oppløsning som når 1/300 av en oktav og dermed identifikasjon av tonene, men den mister gradvis presisjonen fra 2000 Hz ( C 6) og gir ingen indikasjon over 4500 Hz . Den høyeste tonen på pianoet er C 7, rundt 4200 Hz , med tanke på inharmonisiteten .
Det ville være veldig behagelig for sinnet hvis disse opplevelsene var uavhengige. Dette er ikke helt tilfelle. Diana Deutsch fikk fagpersoner til å lytte til Shepard-lyder , en blanding av alle hørbare oktaver med en musikalsk frekvens, atskilt med nøyaktig tre toner, eller en halv oktav. Fagene angav tydeligvis at noen notater var høyere. Hvis følelsene av spektral tonehøyde og grunnleggende tonehøyde var uavhengige, kunne lytterne ikke ha valgt mellom tre stigende toner og tre fallende toner. Det viste seg dessuten at Shepard-lyden som ble utpekt som den høyeste tonehøyde, varierer fra person til person, og er funnet å være korrelert med dialekten som de deltakende snakker. En orkester tutti , med mange instrumenter å spille noten på ulike oktaver, har spektrale likheter til en Shepard lyd. Erfaringen viser at prinsippet om perceptuell ekvivalens av en transponering ikke er universelt, og at fag generelt har en eller annen form for perfekt tonehøyde.
Når vi først ser på høydepersepsjon som en kognitiv evne, kommer forholdene til persepsjon, som gir subjektet informasjon om hva han skal oppfatte, inn i bildet. Lytting styres av intensjon. Dette er en tilbakevendende kritikk laget av perceptuelle eksperimenter utført i laboratoriet: de kondisjonerer sensasjon.
Hyppigheten av musikalske lyder vi hører, i motsetning til de i laboratoriet, svinger. Holdet til fiolinbuen, pusten i blåseinstrumenter påvirker uregelmessig frekvensen. Imidlertid tilordner vi enkelt en tonehøyde, riktig eller galt, til disse lydene. Variasjoner av frekvenser som fysikk forteller oss å være i samme proporsjon, på et pianoopptak, virker uutholdelige for oss. Anerkjennelsen av en høyde avhenger derfor delvis av den forutgående identifikasjonen av kilden.
Musikklyder spilles i rekkefølge. Erfaringen viser at musikere ikke vurderer tonehøyde bare med samme frekvens i henhold til foregående intervall. Hvis det var en rent fysiologisk prosess, burde den alltid svare til den samme fysiske vibrasjonen; men det skiller seg spesielt ut fra om melodien følger en stigende eller synkende bevegelse
Til slutt har den musikalske skalaen en effekt av tiltrekning. I musikalsk sammenheng er vurderingen av tonehøyder mer presis rundt dens grader.
Et alternativ til eksperimenter i eksperimentell psykologi med spesiallagede lyder består i å måle, bruke datamaskiner , tonehøyde statistisk tilstede i en musikalsk forestilling som anses å være representativ eller eksemplarisk, og involvere instrumenter som kan variere akkorden, som fioler og menneskestemmen. Denne målingen viser en variasjon av tuninggaffelen korrelert med tolkningen.
På den annen side inkluderer klangkvaliteten til et musikkinstrument, og det til den menneskelige stemmen, vibrato, som er en merkbar periodisk variasjon i tonehøyde. I fysikk tilsvarer denne vibrasjonen kombinasjonen av to frekvenser, på hver side av den produserte noten, hvis forskjell er lik vibrasjonsfrekvensen. Når denne vibrasjonen bare er forbigående i musikalsk ytelse, påvirker den ikke oppfatningen av sannhet, som er en oppfatning av tonehøyde, men den av klang.
Oppfatningen av høyde, styrt av det lytteren vet om situasjonen, oppsummert i uttrykket "auditory scene", er ikke begrenset til resultatene som oppnås ved laboratorieeksperimenter.
Med unntak av dekorativ musikk , hvis formål er å maskere ubehagelige lyder, mens du forblir så lite iøynefallende som mulig, innebærer det å høre på musikk, som tale, aktiv og rettet oppmerksomhet mot det som revisor identifiserer som relevant. Hvis ordet økonomisk bruker en liten del av kapasiteten til persepsjon og diskriminering av lydene, spiller musikken med hele disse kapasitetene. Anerkjennelsen av en modulering av plasser er i alle kulturer et karakteristisk tegn på å lytte til musikk. I vestlig kultur er lyttere, til og med ikke-musikere, gjennomsyret av et system for organisering av tonehøyder delt inn i noter, hvis rekkefølge ser ut eller ikke er velformet, på samme måte som for en ikke-grammatisk høyttaler, en uttalelse kan eller ikke vises godt utformet.