Trình tự của âm thanh (The timeline of sound)

Như vậy đến giờ, mọi thảo luận đã tập trung vào hầu hết những gì có thể gọi là một tầm nhìn vi mô về âm thanh và thính giác. Một chu kỳ của một sóng đơn giản hay phức tạp trong âm phổ xảy ra nhanh hơn 0,05 giây (1/20 của một giây), một khoảng thời gian quá nhỏ, trong nhiều trường hợp, đối với một người nghe để nhận thức được một âm thanh (ngoại trừ có lẽ để tự hỏi “Cái gì vậy?”). Hiểu theo phương diện nào đó, điều này là hành động ngăn chặn quan niệm về âm thanh. Chúng ta sẽ cố gắng đưa tầm nhìn vi mô này vào một viễn cảnh có phần lớn hơn.

Đã được giải thích trước đây, chất lượng âm sắc của một âm thanh xác định bằng âm phổ của tần số nó chứa là một yếu tố quan trọng trong việc cho phép thính giác phân biệt giữa âm thanh này với âm thanh khác. Âm thanh nào về bản chất cũng không kém quan trọng, tuy nhiên lại là cách thức mà các dạng sóng thay đổi (hay không) trong suốt thời gian hoạt động của một âm thanh. Tầm quan trọng của những thay đổi như vậy trong việc ghi nhận các âm thanh được dễ dàng thể hiện qua các kinh nghiệm khó khăn của chúng ta để cố gắng nhận ra các âm thanh khác nhau, khi nghe lại băng, đĩa.

Trước tiên, hãy xem xét các dạng sóng tương đối đơn giản liên quan tới âm nhạc. Cách rõ ràng nhất, trong đó hầu hết âm thanh âm nhạc thay đổi là do cường độ tổng thể của nó. Điều này thể hiện bằng đồ thị thích hợp nói về sự phát triển của âm thanh. Hình 3.6 cho thấy sự phát triển đặc trưng của âm thanh tạo ra bởi một số nhạc cụ.

Hình 3.6. Sự phát triển tổng thể tiêu biểu của một số lọai âm thanh.

Đây là loại đồ thị thể hiện một cách đơn giản sự năng động tổng thể của âm thanh, từ khoảng 1/20 của một giây đến có thể là vài giây. Ở đây, sóng tự nó bị bỏ qua, thay vì hình dung đơn giản là các đường gần mức tổng thể có thể đo hay nghe thấy.

Ngoài sự phát triển tổng thể của loại này, âm thanh khác biến thiên theo tần số cũng như vậy (xem hình 3.7). Thông thường, một âm thanh nhạc cụ liên quan đến hàm lượng của âm thanh tần số cao hơn là mức tăng và hàm lượng ít tần số cao như giảm mức độ của nó.

Về cơ bản, sự tiến triển có thể được chia thành ba phương diện: tấn công, duy trì và phân hóa (attack, sustain, decay). Tấn công (attack) dùng để chỉ thời gian cần cho một cường độ âm thanh đạt cao điểm ban đầu của nó. Duy trì (sustain) mô tả việc duy trì một mức độ tương đối ổn định, trong khi phân hóa (decay) mô tả cách thức mà âm thanh giảm dần cường độ. Vấn đề này thường có trong sự thay đổi các kết hợp khác nhau. Thí dụ, attack nhanh và decay ban đầu có thể được theo sau bởi một sustain và sau đó decay hơn nữa, v.v. (Trên các bảng điều khiển của nhạc cụ điện tử, đôi khi các từ ngữ sustain và decay được dùng để nói về các chức năng hơi khác với mô tả ở đây).

Các biểu đồ phát triển âm thanh sẽ có hữu ích khi thể hiện sự năng động tổng thể của âm thanh, dù sao đó là giới hạn trong đó tất cả các tần số liên quan thường không thay đổi cường độ theo cùng một cách. Sự thay đổi này có thể được gọi là động lực nội bộ (internal dynamic) trong sự phát triển . Hình 3.7 cho thấy một đồ thị, được gọi là phân tích âm phổ (spectral analysis), một nốt nhạc chơi trên piano có cần đạp chân sustain. Phân tích âm phổ giới thiệu một số dạng thức trong loại đồ thị biểu diễn cường độ của mỗi tần số hiện diện trong một âm thanh được chỉ định bởi sự mơ hồ (darkness) của đường tiêu biểu cho nó. Các bội âm cao hơn những âm thanh của piano có thể thấy rõ để phân hóa (decay) nhanh hơn so với các bội âm cơ bản và thấp hơn. Đây là loại mô hình có sự hiện diện tương đối của các tần số cao bị làm giảm bớt so với làm giảm cường độ chung, đúng với hầu hết các nhạc cụ acoustic.

Hình 3.7. Đơn giản hóa phân tích âm phổ của một nốt nhạc trên một piano hay guitar.

Chú ý rằng các họa âm (harmonic) cao decay nhanh hơn họa âm thấp hơn. Sự hiện diện của những họa âm cao là một trong những dấu hiệu thính giác sử dụng như là một chỉ số của cả hai : cường độ lẫn độ gần gũi với nguồn. Đây là một trong những lý do chúng ta có thể nén (compress) một âm thanh âm nhạc để giảm các biến thể năng động (dynamic) rộng và vẫn cho phép một nhạc cụ hay voice đến âm thanh năng động, miễn là cường độ tương đối của những họa âm là còn nguyên vẹn, không bị ảnh hưởng. (Nén (compress) sẽ được giới thiệu trong chương 8). Hiểu biết về tầm quan trọng của sức mạnh tương đối của các họa âm bắt đầu gợi ý cho chúng ta rằng nâng volume của một voice hay nhạc cụ không phải là cách duy nhất để tăng cường độ rõ ràng.

Cho dù trong một số trường hợp, gần như trái ngược (opposite) có thể lại là sự thật. Hai thí dụ dễ thấy là những âm thanh ở một đàn sitar và của mộtcái chiêng. Trong cả hai thí dụ, cường độ tối đa của tần số cao hơn bị trì hoãn (delay) cho đến sau khi sự lựa chọn ban đầu hay hành động ấn tượng. Đó làđặc điểm để giải thích cho các tính chất lập dị của chính âm thanh. Tương tự như đánh lừa các mối quan hệ giữa sự hiện diện tần số cao và cường độchung thường được thực hiện với nhạc cụ điện tử tổng hợp (synthesize), và là một trong những yếu tố để giải thích nó thường không tự nhiên hay là đặc trưng cho âm thanh điện tử.

Âm thanh phát âm (vocal) thường phức tạp hơn nhiều so với âm thanh nhạc cụ, bao gồm khá nhiều khởi đầu, dừng lại và lướt các cao độ và sự cộng hưởng đi lên lẫn đi xuống, để trở thành cơ sở cho ngôn ngữ nói và cho lời nhạc của ca khúc.

Khả năng của một hệ thống pro-sound là thu nhận âm thanh, nhân bản và phân phối cho khán giả một phổ tần số cần thiết có trong những âm thanh nó đã đảm nhận, trong nhiều trường hợp có thể là quan trọng không chỉ cho chất lượng âm (tonal), mà còn cho chất lượng năng động. Thí dụ, những âm thanh va chạm (attack) của một dùi trống chạm với mặt trống có liên quan đến một giải tần số rất khác so với những rung động của chính mặt trống. Nếu, cho một thí dụ rất cơ bản, các tần số liên quan đến những âm thanh liên hệ với hệ thống đang thiếu âm thanh output, sự gõ mạnh trong toàn bộ âm thanh của bộ trống có thể thường bị như vậy.

Hình 3.8. Trình tự của âm thanh (The timeline of sound)