הקלטת תזמורות ומקהלות בהופעות חיות
  www.arielrecordings.022.co.il
אריאל הקלטות
יום ה', כה’ באב תשע”ז
    דף הבית  |  הרשמה לרשימת תפוצה  |  יצירת קשר  
בכתבה זו אביא קצת מהתיאוריה של הסאונד
08:36 (18/05/17) Ariel Arielly

שער ראשון - מהו קול? כמו אוויר, עד שלא חסר, לא חשים בקיומו. כך גם קול. "אנחנו שומעים". משהו שכה רגילים אליו, שלא תמיד נותנים את הדעת מהו בכלל. במסגרת סדרת הכתבות "הטכניות" שאני מתכנן לשים בדף הפייסבוק, באופן טבעי, אנסה ללכת בסדר לוגי מסויים וכמובן, באופן טבעי, אתחיל במהות המושג "קול". לשם כך, אסביר כמה מושגים כלליים הקשורים בהבנת התופעה הנקראת קול. פרק ראשון – לחץ האוויר כדור הארץ מוקף שכבת אוויר (שעובייה כמאה ק"מ), הנקראת אטמוספירה. לאוויר, כמו כל חומר, יש מסה הנמשכת ע"י כח המשיכה של כדור הארץ (ראה "התפוח של ניטון") כך, שעל כל ס"מ מרובע של פני כדור הארץ פועל כח של 1 ק"ג. כוח הפועל על יחידת שטח נקרא "לחץ". מאחר וע"פ כדור הארץ קיים לחץ של 1 ק"ג לכל ס"מ מרובע, לחץ זה נקרא "אטמוספירה". ישנו חוק בפיסיקה האומר כי: "הלחץ בגאזים פועל לכל הכיוונים בצורה שווה". מכך נובע כי לחץ האוויר ע"פ כדור הארץ, פועל על כל חפץ בעוצמה של אטמוספירה אחת. לחץ האוויר אינו קבוע והוא תלוי ומשתנה על פי תנאי מזג האוויר וגם לפי הגובה (ככל שעולים בגובה, לחץ האוויר יורד). אך, מהו בעצם, "הלחץ"? כידוע, כל חומר מורכב מחלקיקים זעירים הנקראים "מולקולות". המולקולה היא החלקיק הקטן ביותר השומר על תכונותין הפיזיות והכימיות של החומר. (גם המולקולות ניתנות לחלוקה לחלקיקים קטנים יותר, אשר כל אחד מהם הוא החלקיק הקטן ביותר השומר על תכונותיו המיוחדות של החומר הבסיסי ממנו מורכבת המולקולה. – מולקולה יכולה להיות מורכבת מחומר בסיסי יחיד או הרכב של כמה חומרים בסיסיים. החלקיק הזעיר ביותר השומר על תכונותיו של חומר הבסיס, וכאלו ישנם 92 טבעיים וכמה מלאכותיים, נקרא "אטום"). לחץ האוויר הוא הביטוי של הכוח הפועל על "מעטפת" החלל בו נמצא האוויר עקב מהירות תנועתן של המולקולות (ה"אנרגיה הקינטית" - אפשר לומר שהיא, ה"טמפרטורה" של האוויר) בתוך החלל בו מצוי הגז. ובמספרים – לחץ האוויר האופייני (וכאמור, אינו קבוע) ע"פ כדור הארץ הוא 1 אטמוספירה [1atm]- (בשפה יום יומית), 1 באר [1bar] - (בשפת המטאורולוגים) או 100000 פסקל [10^5 Pa]. פרק שני – תופעה קולית צליל שאנו שומעים באזנינו היא, בעצם, "תופעה קולית". מהי, אם כן, תופעה קולית? כאמור, לחץ האווי הממוצע השורר ע"פ כדור הארץ הוא אטמוספירה אחת (או באר אחד השווה ל- 1000 אלפיות באר – מיליבאר). אנ אומר "לחץ ממוצע" משום שהלחץ אינו קבוע. בכל רגע נתון, לחץ האוויר משתנה. השינויים יכולים להיות איטיים או מהירים, קטנים או גדולים, כאלו שחוזרים על עצמם לאורך זמן או בלתי סדירים. אם מתקיימים שלושה תנאים בו זמנית: קצב שינוי הלחץ גדול מעשרים פעם בשניה וקטן מעשרים אלף שינויים בשניה, וגם שינויי הלחץ גדול מפלוס/מינוס אלפית מיליבאר וגם הוא שינוי מחזורי – בהתקיים שלושה תנאים אלו: אנו שומעים צליל (או קול). ניתן לתאר את התופעה הקולית כ"שינוי מחזורי בלחץ האוויר המתקיים מספר ידוע של פעמים בשנייה – תדירות, בגודל מסויים – אמפליטודה ובמחזוריות מסויימת –צורת הגל". שלושה פרמטרים אלו הם הצליל שאנו שומעים. פרק שלישי – התפשטות התופעה הקולית נעשה ניסוי קטן: ניקח זיקוק המשמש כאפקט על במה. נעמיד שלושה אנשים המצויידים במד-עצר (שעון סטופר), במרחקים של 50 מטר, 100 מטר ומאה וחמישים מטר מהזיקוק. נבקש מכל אחד מהמשתתפים בניסוי להפעיל את מד-העצר ברגע שיראה את הזיקוק ניצת ושיעצור את מד-העצר כאשר ישמע את קול הפיצוץ של הזיקוק. ועכשיו נפעיל את הזיקוק. בהנחה שזמן התגובה של שלושת המשתתפים מיידי, כל שלושת המשתתפים יפעילו את מדי העצר מיד עם הפעלת הזיקוק (אנו יודעים כי מהירות האו מאד גבוהה ולכן שלושת המשתתפים "יראו" את הפעלת הזיקוק למעשה, באותו הזמן). כל אחד מהם יעצור את מד-העצר עם השמע קול הפיצוץ. נקרא לשלושה ונבחן את תוצאות המדידה. ואלו התוצאות: במרחק חמישים מטר, השעון הראה זמן של 15 מאיות השניה. במרחק 100 מטרים, השעון הראה 30 מאיות השניה ובמרחק 150 מטר – 45 מאיות השניה. חישוב קל יתן לנו כי מהירות התקדמות הקול באוויר היא כ-300 מטר בשניה. כמובן, שהניסוי לא נעשה בתנאים אידאליים ובודאי לא באמצעים מדוייקים הנדרשים לביצוע ניסוי מדעי, אך יש בו לתת מושג על מהירות התפשטות התופעה הקולית באוויר. ניסויים מדוייקים הראו כי מהירות ההתפשטות תלויה בטמפרטורת האוויר והיא גדלה ככל שהטמפרטורה גדלה. ניסויים העלו כי בהעדר גורמים מפריעים (מיסוך), התופעה הקולית מתפשטת בצורה כדורית מרחבית מסביב לגורם שיצר אותה. כלומר, כדור שמרכזו מקור התופעה הקולית והרדיוס שלו הולך וגדל עם הזמן. פרק רביעי – "גל קול" המושג "גל קול" זהו האופן שבו מתפשטת תופעה קולית באוויר. יש לציין כי גל הקול אינו דומה למה שאנחנו מכירים מהגלים בבריכה. בעוד שאדוות המיים בבריכה היא "עליה וירידה" של פני המיים - שינוי בניצב לכיוון ההתפשטות, גל קול הוא מצב שכיוון תנועת המולקולות היא "קדימה ואחורה" ביחס לכיוון ההתפשטות - גל אורך. כאמור, תופעה קולית היא, בין השאר, שינוי בלחץ האוויר באופן מחזורי סביב לחץ האוויר הממוצע של האוויר האופף אותנו. אם ניקח מד לחץ אויר ונמדוד את לחץ האוויר בנקודה מסויימת, נוכל לראות כי לחץ האוויר באותה נקודה עולה לערך מקסימאלי מסוים אחר כך מתחיל לרדת, עד הגיעו ללחץ האטמוספירי הממוצא וממשיך לרדת מתחת ללחץ הממוצה עד לערך מינימאלי מסויים ומתחיל לעלות חזרה עד שיגיע למידת הלחץ הממוצע וימשיך לעלות וחוזר חלילה. התיאור הגראפי של השתנות הלחץ באותה נקודה, אם נצייר אותו ע"ג מערכת צירים XY, כאשר ציר ה- X הוא ציר הזמן וציר ה- Y הוא מידת הלחץ הרגעי, נקבל צורה סינוסואידלית הנראית כמו גל. וזה, אולי, המקור לבלבול. אולם, אנו נשתמש בביטוי "אורך גל" (למרות שאין גל) כדי לתאר את סה"כ הלחצים במרחב סביב המקור שיצר את הקול . נגדיר עכשיו את מושג התדירות: תדירות היא מספר המחזורים השלמים של שינוי לחץ האוויר ביחידת זמן. "מחזור" הוא "סיבוב" שלם של שינוי הלחץ. ניקח את "נקודת ההתחלה (לדוגמא) מהלחץ המקסימאלי של לחץ האוויר. מרגע זה, הלחץ ילך ויקטן עד שיגיע למידת הלחץ הממוצע. ימשיך לרדת עד שיגיע לערכו המינימאלי. יתחיל לעלות ותוך כדי עברו את הלחץ הממוצע, ימשיך לעלות עד הגיעו ללחץ המכסימאלי. בכך הושלם מחזור שינוי לחץ שלם. אם נספור את מספר המחזורים של שינוי הלחץ ביחידת זמן – למשל שנייה, נקבל את ה"תדירות". יחידת התדירות היא "מחזורים לשניה" (cps - cycles per second) או ביחידה מקובלת יותר – "הרץ" (Hz). אם במשך שנייה אחת יהיו 152 מחזורים, התדירות תהיה 152Hz. כפי שאמרנו, התופעה הקולית מתפשטת באויר במהירות של כ-300 מטר בשנייה. ז"א, שאם נסתכל על רגע מסויים שבו מידת לחץ האוויר הייתה מכסימאלית, כעבור זמן בותה הנקודה כבר יהיה לחץ נמוך יותר, בעוד בנקודת הלחץ המכסימאלי התקדמה במרחב ועכשיו היא כבר נמצאת במקום אחר. כעבור עוד זמן נקודת הלחץ המקסימאלי כבר תתרחק עוד יותר והלחץ בנקודה הקודמת יהיה קטן יותר ובנקודה הראשונה עוד יותר קטן. התופעה הקולית מתפשטת במרחב ובנקודה מסויימת (לדוגמא באותה הנקודה הראשונה שדיברנו עליה) כעבור זמן של מחזור שלם, יגיע עוד פעם לחץ מכסימאלי. באותו הזמן בדיוק, הלחץ המכסימאלי שהיה קודם בנקודה הראשונה נמצא במרחק מסויים מאותה נקודה ראשונה. המרחק בו יימצא הלחץ המכסימאלי מהנקודה הראשונה שבה הוא נמצא קודם, נקרא "אורך הגל". ככל שהתדירות יותר גבוהה, המרחק בין שתי נקודות הלחץ המכסימאלי יהיה קטן יותר (מהירות ההתפשטות קבועה, אבל יותר מהר תגיע נקודת לחץ מכסימאלי לנקודה הראשונה). מזה נובע כי קיים קשר בין התדירות לאורך הגל. אורך הגל שווה למהירות ההתפשטות חלקי התדירות פרק חמישי – הצליל המוסיקאלי עד כה, דיברנו על תופעה קולית, כעל צליל ללא משמעות מסויימת. מה שמענין אותנו הוא "מהו צליל מוסיקאלי"? צליל מוסיקאלי הוא צליל שניתן להגדיר אותו באמצעות ארבעה פרמטרים קבועים, שמיד נסביר אותם. כל צליל מוסיקאלי חייב להיות מוגדר באמצעות אותם ארבעה פרמטרים. הפרמטר הראשון המגדיר את הצליל המוסיקאלי היא התדירות: גובה הצליל. יש צלילים גבוהים (דקים) ויש צלילים נמוכים (עבים). ככל שהתדירות של הצליל גבוהה יותר (יותר הרצים) הצליל יהיה גבוה יותר וככל שהתדירות נמוכה – הצליל יהיה נמוך יותר. התוים הכתובים ע"ג החמשות, מגדירים את גובה הצליל ובכך את התדירות שלו. לכל תו הכתוב בחמשה ישנה תדירות מתאימה. התו המתאר את הטון "לה" (A) אמצעי, תדירותו 440Hz. הטון לה באוקטבה הבאה יהיה בתדירות של 880 הרץ. ה-לה באוקטבה נמוכה יותר יהיה בתדירות של 220 הרץ. כאן הגדרנו מושג חדש: "אוקטבה". אוקטבה היא מכפלה שלימה (מספר שלם ללא שבר) של צליל מסויים. למשל, אם לצליל מסויים תדירות של 132 הרץ, הצליל באוקטבה מעליו יהיה 264 הרץ. אנו יודעים כי הסולם המוסיקאלי מכיל שנים-עשר טונים, לכן באוקטבה אחת ישנם שנים-עשר טונים. אוקטבה שלימה היא מכפלה שלימה של התדירות הראשונה של הסולם, האוקטבה הבאה תהיה כבר ארבע פעמים התדירות של הטון הראשון והאוקטבה השלישית תהיה כבר שמונה פעמים התדירות של הטון הראשון. מתוך כך, אנחנו מבינים כי הקשר המתמאטי בתוך סולם הצלילים הוא קשר מכפלתי. כלומר, כל טון בסולם גבוה מקודמו "פי" משהו ולא "ועוד" משהו (טור גאומטרי ולא טור חשבוני). מאחר ובסולם הטונים ישנם שנים עשר מרווחים ומאחר והמרווח בין הטון הראשון לטון באוקטבה גבוה ממנו הוא שתיים, מזה ניתן להסיק כי המרווח בין שני טונים בסולם הוא שורש 12 של 2 (1.059464). כלומר, התדירות של הטון "סי במול" תהיה 440 כפול 1.059464 = 466.2 הרץ. התדירות של הטון "סי" תהיה 466.2 כפול 1.059464 = 493.884 הרץ וכו'. וזהו, למעשה, הפרמטר הראשון. הפרמטר השני הוא "צבע הצליל". אם נקשיב, בעינים עצומות, לכינור המנגן טון מסויים (תו ע"ג החמשה) ונאזין מיד אחרי כן לחצוצרה המנגנת את אותו התו בדיוק ואחר כך נאזין לחליל צד המנגן את אותו התו, נוכל לזהות בודאות מושלמת איזה כלי מנגן בכל פעם וזאת מבלי לפקוח את העיניים. הכיצד? התשובה נעוצה בעובדה כי בנוסף לגובה הצליל, נוסף אליו משהו הנותן לו את "הצבע" האפייני לכל כלי נגינה. הצבע, או הגוון המיוחד הנוסף לצליל הוא אוסף של צלילים בתדירויות מסויימות ובעוצמות מסויימות. צלילים נוספים אלו נקראים "הרמוניות עיליות" (אוברטונים). ובכן, מהן אותן "הרמוניות עיליות" כל צליל המופק בכלי מוסיקאלי, מלווה בסדרה של צלילים (טונים) אשר תדירויותיהם הם מכפלות שלימות של הטון המנוגן. אם למשל, הטון המנוגן בתדר 330 הרץ, (נקרא ההרמוניה הראשונה) תדירות ההרמוניה השניה תהיה 660 הרץ, ההרמוניה השלישית תהיה 990 הרץ, הרביעית תהיה 1320 הרץ וכן הלאה. לכל כלי נגינה, כתוצאה מהמבנה של הכלי ומאופן הפקת הצליל בכלי, תתווספנה הרמוניות עיליות, כאשר לכל הרמוניה ישנה גם עוצמה מסויימת ביחס להרמוניה הראשונה. ישנם כלים שההרמוניות הזוגיות שלהם (2, 4, 6 וכו') דומיננטיות יותר וישנם כלים שההרמוניות האי זוגיות שלהם דומיננטיות יותר. בסה"כ, "אוסף" ההרמוניות המצטרפות לטון היסודי הוא זה שנותן לצליל את "הצבע" המיוחד שלו. בדרך כלל, לכל משפחת כלי נגינה (כלי מיתר קשת, כלי נשיפה מתכת, כלי מיתר פריטה וכו') ישנו "מבנה אופייני" של אוסף ההרמוניות המצטרפות לטון היסודי וזה מה שעושה את הצלילים של אותה הקבוצה דומים אחד לשני. פרמטר נוסף המקנה לצליל את אופיו היא העוצמה. ככל שהצליל חזק יותר, יש לו "אמפליטודה" גבוהה יותר. והפרמטר האחרון המאפיין צליל מוסיקאלי היא ה"מעטפת". המעטפת היא תיאור של השתנות עוצמת הצליל לאורך הזמן. המעטפת היא קו דמיוני "העוטף" את הצלית ומתאר (ע"ג ציר ה-(Y לאורך הזמן (ציר X) את עוצמת הצליל בכל רגע נתון. ניקח לדוגמא פסנתר. לפני שהוקש מקש כלשהו, עוצמת הצליל הייתה אפס. עם ההקשה על המקש, מתחיל להיווצר הצליל. מכיוון שמדובר ב"מכה" על המיתר, הצליל נבנה מאפס עוצמת צליל למכסימום העוצמה שלו, במהירות גבוהה מאוד. הקו המתאר את השתנות העוצמה יהיה קו תלול מאד (הזוית בינו לבין ציר ה- X תהיה זוית גדולה וקרובה לתשעים מעלות). קו זה נקרא "תקיפה" (Attack). והוא מציין את האופן שבו מתחיל להיוצצר הצליל עד הרגע בו האמפליטודה שלו מכסימאלית. הזוית הנוצרת בין קו זה לציר ה- X נקראת "שיעור התקיפה". בדרך כלל ניתן לומר כי כלי הקשה הם בעלי שיעור תקיפה גבוה. נחזור לפסנתר. לאחר שהפטיש היכה על המיתר הפטיש "השתחרר" – כלומר "עזב את המיתר" מגמר הרגע שהפטיש נגע במיתר, למשך פרק זמן קצר, עוצמת הצליל ירדה במקצת עד שהתייצבה. מקטע זה של הצליל נקרא "דעיכה" (Decay). והוא מתאר את השתנות עוצמת הצליל מיד לאחר היווצרו. לאחר שעוצמת הצליל התייצבה, עוצמתו של הצליל מתחילה לרדת עם הזמן בקצב איטי (בפסנתר זמן זה תלוי בפדל, שאם הוא נלחץ, הזמן יהיה ארוך יותר). לאחר זמן מה עוצמתו של הצליל תלך ותרד במהירות גבוהה. קטע הזמן שבו הצליל נשאר בעוצמה קבועה (או נחלשת באיטיות) נקרא "שארות" (Sustain). זהו קטע שבכלי נשיפה למשל, יכול להימשך זמן ארוך מאד – תלוי בתכולת הריאות של הנגן). מקטע הזמן שבו עוצמת הצליל נחלשת במהירות (או, למעשה, הצליל מסתיים) נקרא "שיחרור" (Release). לפעמים, ישנם כלי נגינה, שבהם קשה להבחין הבדל בין שני מקטעים סמוכים. למשל, במצילתיים שלושת החלקים שאחרי התקיפה – דעיכה, שארות ושחרור, מחוברים ואי אפשר להבדיל ביניהם. ושוב. לכל כלי נגינה, לפי האופן שבו נוצר הצליל, ישנה מעטפת אופיינית. כמובן, שהנגן יכול להשתמש בטכניקות נגינה המאפשרות לו לשנות כל אחד מחלקי המעטפת. ולסיכות: לצליל מוזיקאלי ישנם ארבעה פרמטרים הקובעים את אופיו: א. התדירות ב. הגוון (צבע) ג. העוצמה ו- ד. המעטפת. כאשר אנחנו רוצים לייצר צליל באופן סינטטי (למשל בסינטיסייזר) אנחנו צריכים לבחור את הפונקציות המתמטיות המתארות את ארבעת הפרמטרים שמניתי, להגדיר את הטון (התו המנוגן) ואת העוצמה ובכך ניתן לסנטז צלילים באופן מלאכותי.

 
 
חדשות






יצירת קשר


Powered by 022.co.ilכניסה למשתמש רשום | הצטרף לרשימת תפוצה | תנאי שימוש | הקם אתר חינם | | RSS