Tipy a triky - Spektrum signálu aneb rozklad na prvočinitele

Tipy a triky - Spektrum signálu aneb rozklad na prvočinitele
Tipy a triky - Spektrum signálu aneb rozklad na prvočinitele

Kamarád se nedávno rozčiloval, co to vlastně znamená, ten barevnej obrázek, co mu zvukař ukazoval? A že pořád něco mlel o nějakých harmonických a že se tam překrývají frekvenční složky, a že na to on - to jest kamarád muzikant - kašle, jelikož tohle je jemu jako muzikantovi úplně k ničemu, jelikož on chce hrát, a ne honit na obrazovce nějaký grafy! A hotovo!

 

Takže dnešní tip nemůže být o ničem jiném, než o tom, k čemu že teda to spektrum je.

 

Když slyšíme zobcovou flétnu, lze vnímat, že zní jakoby pisklavě a tence. Když slyšíme piano, jeho zvuk je bohatý, plný, barevný. Stejné je to i s lidskými hlasy. Něčí hlas je tenký až kousavý, jiný - hlavě těch se školeným hlasem - je naopak plný, barevný, zajímavý.

 

Každý zvuk v přírodě je složen z různého množství tzv. základních zvuků. Často platí, že čím víc jich je, tím je zvuk barevnější. Čím jich je méně, tím ho vnímáme jako tenký, nebarevný. Je to podobné jako s barvami, kdy z několika základních barev (např. červená - modrá - zelená) můžeme vytvořit celou paletu dalších.

 

Každý z těchto základních zvuků zní jinak vysoko, leží tedy na jiné frekvenci. A každý z nich je samozřejmě jinak hlasitý. Proto se úplně sama nabízí možnost nakreslit graf, kde na jednu osu (třeba na tu vodorovnou) dáme frekvenci a na druhou sílu signálu (tzv. amplitudu). A to je ten spektrogram.

Je to stejné jako s domečkem z Lega. My vidíme hotový domeček. Teď ho rozdělíme na kostičky a ty roztřídíme podle barev. Pak z nich sestavíme stejnobarevné komínky. A máme tu spektrum, kde podle výšky komínku vidíme, jak moc je zastoupena která barva (složka zvuku) a jak silně (výška komínku). Paráda!

 

Každý nástroj má spektrum jinak stavěné, je jinak barevný. To je v pohodě. Ale pokud se hraje dohromady, pak je žádoucí, aby se nástroje nepřekrývaly (nemaskovaly), aby kytara nebyla schovaná za pianem, aby bubny nebyly úplně překryté basou atd. Jenže dá se to nějak poznat i jinak než uchem? Jasně že ano, a k tomu právě slouží ono spektrum! Už když vezmeme spektra jednotlivých nástrojů, tak by mělo být zřejmé, ve kterém frekvenčním pásmu (frekvence od-do) leží jeho zvuk. No a při vykreslení spektra pro celou kapelu (což nám každé průměrné PC vyplivne za pár sekund) uvidíme, jestli je to někde „přeplněné“, nebo naopak jinde hodně prázdné. Většinou platí, že je príma, pokud je spektrum vyvážené, bez nějakých anomálií. A když to tak není, musí se mistr zvukař zamyslet a navrhnout řešení, co s tím. Nebo by se měla zamyslet kapela nad změnou celkového aranžmá. Tato druhá varianta bývá častější - ono to totiž bývá spíš v lidech než v technice. Ale to už je zase jiná písnička. :-)

 

Ať vám to hraje!

 

PS: Po pravdě řečeno, je to celé trošku složitější. Bylo by třeba definovat, co je to harmonický periodický signál (to by ale bez znalosti infinitezimálního počtu nebylo exaktní), podstatné jsou zde liché a sudé harmonické (což by bylo príma vysvětlovat za pomoci komplexních čísel i Eulerova vztahu), a tak dále a tak dále. Proto prosím světa znalé vševědy, aby to nechali, jak to je, a nekazili radost těm, co po přečtení sloupečku mají pocit, že už je pojem spektrum signálu už konečně nebude strašit ve spaní.

Psáno pro časopis Muzikus