Tecnologia de l'àudio i la música

¿Cómo se caracteriza?

Altura

• la sensación de altura se vincula tradicionalmente a la frecuencia o periodo de la fundamental

• Es lo que caracteriza un sonido como “grave” (frecuencias bajas) o “agudo” (frecuencias altas)

NB. Grave-agudo son conceptos relativos

• La altura es una magnitud psicoacústica relacionada con la frecuencia (que es una magnitud física)

  • Sintetizar y mostrar una onda sinusoidal en SForge

  • Hacer sonar y grabar una copa de cristal, e ir añadiéndole líquido

  • Hacer sonar y grabar una regla de plástico sujeta a la mesa

  • Sintetizar y mostrar ruido blanco en SForge

• Conceptos de sonido puro, complejo, sonido de altura constante o variable, intensidad constante o variable

• Sonidos sin altura definida, ruido….( fritura, torrente…)

Compara la representación gráfica del sonido de un oboe con el de una fritura:

Las notas

La mayoría de sonidos no tienen una altura definida: Percusiones, la mayoría de los sonidos naturales (impactos, viento, mar, truenos, explosiones, animales…)

• Comparar estos animales: leopardo, gibones, grillos

Además, otros que pudieran tenerla, en muchos casos “no se preocupan por ello…” (voz hablada)

• Comentar estos sonidos: black&decker, foto, gargaras, lata

Y sin embargo, las alturas definidas y “encasilladas” son fundamentales en la historia de la música occidental (tanto, que para muchos son incluso sinónimo de música!). A estas alturas definidas y cuantizadas se les llama notas

• Instrumentos con alturas cuantizadas vs. alturas “libres”…

• Glissandos (electrónico 2 oct), vibratos (x,++)…

Las Escalas y la Octava

• A la colección de alturas ordenadas creciente o decrecientemente y que guardan entre sí una determinada relación, se la llama escala

• A lo largo de la historia, diferentes culturas han construido diversas escalas, partiendo de criterios científicos más bien empíricos, otras veces prácticos, …

• Un fenómeno muy importante relacionado con la apreciación de las alturas, es el de la octava. Si escuchamos dos sonidos cuyas frecuencias guardan una relación de 2:1 (por ejemplo 400 Hz y 200 Hz), nos sonarán cercanos. El motivo es que entre los dos dista exactamente una octava. Dado que cada vez que se dobla la frecuencia se sube una octava, un sonido de 880 Hz estará dos octavas por encima de uno de 220 Hz. Esta idea de octava se repite en casi todas las culturas, a lo largo de la historia. Por ello, la definición de escalas en épocas o culturas diferentes, a menudo se basa en formas diferentes de subdividir la octava.

Escalas (Pitagórica y temperada)

• La

Timbre

espectro o proporción de intensidades de los armónicos.

Hemos visto que no todos los sonidos tienen una altura definida, lo tienen aquellos que guardan una cierta periodicidad. Pero que es lo que hace que dos sonidos con la misma altura (y por consiguiente con la misma periodicidad) pueden sonar tan diferentes?, Qué es lo que distingue un DO de flauta de uno de violín o de saxo?... ès EL TIMBRE

• Si observamos la representación temporal de un sonido, el timbre se relaciona con la forma de sus ciclos

• Intuitivamente, existe una relación entre la complejidad sonora del timbre y la complejidad visual del ciclo

Ej. saxo, flauta, oboè y violín

Ondas Sinusoidales y Armónicos

• El sonido más simple es la onda sinusoidal

• El teorema de Fourier (s.XIX) demuestra que cualquier onda periódica se puede entender como una suma de ondas sinusoidales de frecuencias diferentes, pero múltiplos de una frecuencia fundamental. Estas ondas, de frecuencia múltiplo de la fundamental, se denominan armónicos o parciales

• Así pues, cualquier sonido estacionario se puede definir a partir de las amplitudes de sus armónicos, mientras que la frecuencia fundamental (de la que todo los restantes son multiplos) define precisamente la altura de la nota

• Pero los sonidos naturales no son nunca totalmente estacionarios, su forma varía en el tiempo. La amplitud de sus respectivos armónicos varía también. Esta variación de los armónicos en el tiempo, se denomina el espectro de un sonido.

• Ej.: Onda sinusoidal de frequencia constante:

• Espectro de una onda sinusoidal: Dado que por definición esta onda no tiene armónicos, su espectro se verá como una línea horizontal

• Si la frecuencia de la onda variara, su espectro sería una línea con una determinada curva…

Glissando de onda sinusoidal (2 octavas: 110-1660 Hz)

Si un sonido es perfectamente estacionario, su espectro no variará tampoco en el tiempo. Puede representarse mediante una “rebanada” (un instante del espectro).

Espectro de un sonido variable:

La intensidad

Al estudiar el espectro, aparece implicitamente el concepto de intensidad, ya que lo que indica un espectrograma es la intensidad de cada uno de los diferentes armónicos o parciales.

Tal como se aprecia en el gráfico, la intensidad se mide en dB (decibelios):

Amplitud e intensidad

• Cuando un sonido se propaga, la presión del aire varía de forma periódica

• Hasta ahora hemos estudiado la frecuencia de esta variación; la intensidad está relacionada con la amplitud de la variación

• La amplitud es la diferencia entre la presión máxima (o mínima) que se produce, y la presión cuando no hay sonido

• La intensidad es proporcional al cuadrado de la amplitud

• El rango de intensidades sonoras que el oído humano es capaz de percibir es inmenso, de varios millones de ordenes de magnitud

• El sonido más intenso que somos capaces de escuchar puede ser varios millones de veces más intenso que el más tenue que podemos discernir.

• Por ello, la intensidad se mide en una escala logarítmica, donde Io corresponde al umbral de audición (o intensidad del mínimo sonido audible)

Li es el nivel de intensidad, y se mide en decibelios (dB)

Ejemplos de niveles de intensidad:

Intensidad: Ideas Intuitivas

• Cuando sumamos dos sonidos iguales, la intensidad aumenta en 3 dB. 10 log (2I/I) = 10 log 2 = 3 dB

• Cuando duplicamos la distancia a la fuente, la intensidad disminuye aprox. en 6 dB. Es decir si a 10 m oímos un saxo con una intensidad de 70 dB, a 20 m lo oiremos con 63 dB.

• La intensidad es una medida física, pero nuestro para nuestro oído, la sensación de intensidad, varía en función de la frecuencia (es decir, 2 sonidos igual de intensos, tal vez no nos lo parezcan, dependiendo de la frecuencia) = Sonoridad

Sonoridad: percepción de la intensidad en función de la frecuencia

Grabación analógica del sonido