Klankanalyse uitgebreid

Klankanalyse van de viool

De toon die we horen bestaat uit de grondtoon en diverse boventonen. Samen bepalen ze de klankkleur.

Een paar begrippen vooraf:

  • De sterkte van een toon, hoe hard de toon klinkt, wordt Luidheid genoemd. De bijbehorende eenheid is decibel, afgekort tot dB. Een toon van 89 dB klinkt dus harder, luider dan een toon van 85 dB. Deze schaal loopt niet recht-evenredig. Praktisch gesproken klinken twee violen van allebei 85 Hz, samen als 88 Hz.
  • De toonhoogte wordt uitgedrukt in Hertz, afgekort tot Hz. Dit werkt wel recht-evenredig. 880 Hz klinkt 2x zo hoog als 440 Hz (een octaaf hoger).
  • De klankkleur van een instrument wordt bepaald door de sterkte verhouding van de grondtoon en de verschillende boventonen.

In een meetrapport onderzoeken we de klank van een viool aan de hand van een aantal vragen:

  1. Hoe sterk is de grondtoon op een bepaalde snaar in verhouding tot de boventonen? Een sterke grondtoon geeft een volle, warme klank.
  2. Hoe sterk worden de verschillende boventonen weergegeven? Veel klank in het gebied van het menselijk gehoor (1000- 3000Hz) geeft een volle toon. Weinig geluid tussen 1000 en 3000 Hz en veel hoge tonen, geeft een schril geluid.
  3. Hoe groot is het bereik van de viool (in de hoge tonen)?
  4. Klinkt de viool ongeveer even sterk over alle vier snaren?

Aan de hand van vele metingen blijkt dat een goed klinkende viool de volgende eigenschappen heeft:

  • De grondtoon is luider dan de boventonen.
  • De sterkte –of luidheid- van de boventonen neemt regelmatig af.
  • De viool produceert ook geluid in het gebied boven de 10.000 Hz.
  • Over alle 4 snaren is een ongeveer even sterke klank (gelijke luidheid).

Werkwijze

Met behulp van de computer en een speciaal computerprogramma, worden opnamen gemaakt. Vervolgens wordt het geluid per toon geanalyseerd. Daarbij ontstaat een grafiek die de Luidheid van de toon in dB weergeeft als functie van de frequentie in Hz.

Hoe de grafieken te lezen

Langs de verticale as staat de Luidheid in decibel (dB). Hoe hoger de grafiek, hoe luider de toon. Langs de horizontale as staat de frequentie. Hoe groter de frequentie in Hertz (Hz), hoe hoger de toon klinkt. In dit voorbeeld wordt een C4 Instructie_figuur_2_grafieklezen_mei_13(262 Hz) gespeeld op de g-snaar van een viool. In de grafiek is de hoogste piek de grondtoon. Rechts daarvan zien we een aantal boventonen, waarvan de 1e en 2e boventoon met een zwarte pijl worden aangewezen. De boventonen nemen geleidelijk in luidheid (geluidssterkte) af. De zwarte lijn die hier is ingetekend verbindt zoveel mogelijk de pieken. Als de piek onder de zwarte lijn blijft, is die boventoon wat zwakker. Steekt de piek boven de lijn, dan is die piek in verhouding wat sterker (luider). Het gedeelte links van de grondtoon is niet van belang voor de viool. Dat zijn de bijgeluiden van de computer.

Goed klinkend is niet altijd hetzelfde als mooi klinkend. De een houdt b.v. meer van een sonoor klinkende Guarneri del Gesù. De ander verkiest een meer heldere Stradivarius klank.

Klinken alle snaren even hard?

Je kunt met behulp van een decibelmeter (of app) de luidheid in decibels (dB) van de vier snaren gemeten. Ook kun je die luidheid meten door ze af te lezen uit de audiogrammen.

In de onderstaande voorbeeldtabel is een viool gemeten over de vier verschillende losse snaren.

Luidheid in dB                                                           Voorbeeld
Viool en bouwjaar G-snaar D-snaar A-snaar E-snaar
Kessels 1904 91 dB 93 dB 93 dB 89 dB

Het verschil is hier groot. 93 decibel wordt ongeveer twee keer zo luid ervaren door het menselijk oor als 89 dB. Zoals boven al vermeld: verdubbeling van de sterkte geeft een stijging van 3 dB.

Tot zover de achtergronden van de klankanalyse.