Головна Звук та Музика Спектральна музика — обертони та тембр

🎼 Спектральна музика — обертони та тембр

Складайте з гармонічного ряду: додавайте парціали на кратних частотах, задавайте амплітуди та загасання — форма хвилі і спектрограма оновлюються в реальному часі.

Звук та Музика2DЛегкий60 FPS
spectral-music ↗ Відкрити окремо
DRAG · SCROLL · CLICK — керуйте прямо у вікні симуляції.

Про цю симуляцію

Цей симулятор створює музичні тони за принципом адитивного синтезу: він підсумовує до 12 синусоїдальних парціалів, кожен на цілому кратному k від основної частоти f₀ (55–880 Гц), кожен зі своєю амплітудою та експоненційною швидкістю загасання. Web Audio API генерує кожен парціал за допомогою пари OscillatorNode і GainNode, тоді як AnalyserNode виконує FFT у реальному часі, живлячи водоспадну спектрограму під осцилоскопом.

🔬 Що це показує

Осцилоскоп малює сумарну форму хвилі y(t) = ΣAₖ·sin(2π·k·f₀·t+φₖ)·e^(−dₖ·t) у реальному часі, а водоспадна спектрограма під ним відображає частоту відносно часу, де яскравість позначає амплітуду — точно показуючи, які гармоніки виживають у міру загасання.

🎮 Як користуватися

Перетягуйте повзунок f₀ (55–880 Гц), щоб змінювати висоту тону, налаштуйте Загальну гучність (0–100%) і Масштаб осцилоскопа (0.5×–4×), потім підлаштуйте кожен з 12 рядків гармонік власними повзунками Амплітуда (0–1) і Загасання (0–8), вмикайте чи вимикайте парціали або одразу переходьте до пресетів Синус, Пилка, Прямокутник, Піаніно, Кларнет чи Дзвін.

💡 Чи знали ви?

Композитор Жан-Клод Ріссе у 1960-х використав адитивний синтез, щоб показати, що обертони справжнього піаніно трохи вищі за ідеальні цілі кратні — ця «інгармонічність» і робить звучання піаніно піаніно, а не ідеалізованим гармонічним тоном.

Поширені запитання

Що таке адитивний синтез?

Це метод створення складного звуку шляхом додавання простих синусоїдальних хвиль (парціалів) різних частот, амплітуд і швидкостей загасання, замість фільтрації чи семплування заздалегідь записаного тону.

Що насправді контролюють повзунки Амплітуда і Загасання для кожної гармоніки?

Амплітуда задає початкову амплітуду цього парціала, Aₖ, від 0 до 1. Загасання задає dₖ в експоненційній обвідній e^(−dₖ·t): вищі значення змушують гучність цього парціала згасати швидше після початку ноти, тоді як нуль зберігає сталий тон.

Чому переміщення повзунка f₀ змінює всі гармоніки одразу?

Частота кожного парціала визначена як k·f₀, тож масштабування основної частоти масштабує всі 12 парціалів на той самий коефіцієнт. Їхні частотні співвідношення — а отже й тембр — залишаються незмінними, але весь тон зсувається вище чи нижче за висотою.

Як працюють пресети Пилка та Прямокутник?

Пилка задає амплітуду кожної гармоніки як 1/k. Прямокутник робить те саме, але залишає лише непарні гармоніки (k = 1, 3, 5…) і вимикає парні. Обидва є класичними підручниковими прикладами адитивного синтезу, що створює конкретну форму хвилі.

Звідки водоспадна спектрограма зчитує дані?

Вона зчитує байтові дані частоти з AnalyserNode Web Audio, який виконує швидке перетворення Фур'є (FFT) на аудіовиході наживо приблизно кожні 50 мілісекунд, перетворюючи сигнал у часовій області на прокручуваний вигляд частота-час.

Схожі симуляції