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Klangfarbe
Die Klangfarbe (auch das Timbre) ist in der Musik einer der Parameter des einzelnen Tons. Sie wird bestimmt durch dessen Klangspektrum, also das spezifische …
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Grundprinzip der Klangfarbe
Klangfarbe, auch Timbre genannt, ist in der Musik ein Parameter des einzelnen Tons. Sie beschreibt, warum Töne mit gleicher wahrgenommener Tonhöhe und ähnlicher Lautstärke unterschiedlich klingen können. Bestimmt wird sie durch das Klangspektrum, also das spezifische Gemisch aus dem Grundton oder 1. Partialton, den Obertönen und möglichen Rauschanteilen. Zusätzlich ist wichtig, wie sich dieses Spektrum im Verlauf der Zeit verändert. Auch die Lautstärke und weitere Parameter beeinflussen die Klangfarbe.
Die Klangfarbe hängt damit nicht nur davon ab, welche Frequenzen in einem Ton vorkommen, sondern auch davon, wann und wie stark diese Frequenzanteile hörbar sind. Deshalb tragen sowohl die Tonzusammensetzung als auch der zeitliche Verlauf wesentlich zum charakteristischen Klang eines Instruments oder einer Stimme bei.
Ton- und Klangzusammensetzung
Die Zusammensetzung annähernd periodischer Schwingungen kann mit der Kurzzeit-Fourier-Transformation (STFT) untersucht werden. Je nach Einstellung des STFT-Analysators lassen sich entweder die Teiltöne besonders genau bestimmen oder die Dauer einzelner Klangbestandteile untersuchen. Teiltöne und die Hüllkurve, auch Formanten genannt, prägen bei vielen Musikinstrumenten die charakteristische Ton- beziehungsweise Klangfarbe. Daher klingen verschiedene Instrumente auch dann verschieden, wenn sie dieselbe Tonhöhe des wahrgenommenen Grundtons hervorbringen.
Bei mechanischen Musikinstrumenten und bei der menschlichen Stimme treten neben dem Grundton immer auch Obertöne auf. Eine reine Sinusschwingung mit der Frequenz des Grundtons kann nur elektronisch erzeugt werden, etwa mit einem Synthesizer. Bei der Klangbeurteilung muss außerdem die jeweilige Resonanz eines Klangs berücksichtigt werden.
Musikalisch verwendete Klänge können sehr unterschiedlich zusammengesetzt sein:
- Glockenklänge lassen sich nur schwer durch einfache Tonverhältnisse beschreiben. Starke Inharmonizität, also eine deutliche Abweichung von einfachen harmonischen Verhältnissen, führt im Allgemeinen zu einem eher metallischen Klang.
- Trommeltöne bestehen aus einem Gemisch von Tönen und Rauschsignalen.
- Auch schmalbandiges Rauschen kann als musikalische Klangfarbe verwendet werden, beispielsweise beim Windheulen.
- Bei vielen musikalischen Klängen prägen Rauschanteile die Klangfarbe, etwa Anblasgeräusche bei Blasinstrumenten und Orgelpfeifen.
Einschwingverhalten und Formanten
Besonders entscheidend für die Klangfarbe ist das Einschwingverhalten. Damit ist der zeitliche Verlauf des Spektrums und der Lautstärke in den ersten Sekundenbruchteilen eines Tons gemeint. Werden diese ersten Zehntelsekunden ausgeblendet, können manche Instrumente nur noch schwer identifiziert werden. Der Beginn eines Tons liefert somit wichtige Informationen über seine Klangquelle.
Formanten sind charakteristische Minima und Maxima im Obertonspektrum einer akustischen Schwingung. Für den Klangcharakter eines Musikinstruments sind sie wesentlich. Ihre Lage ist unabhängig von der gespielten Tonhöhe und hängt im Wesentlichen von der Bauform des Instruments ab.
Auch Sprachlaute werden durch Formanten bestimmt. Die jeweils spezifische Lage der Formanten ermöglicht die akustische Unterscheidung der Vokale a, e, i, o und u. Die Formanten gehören daher sowohl zur Beschreibung von Instrumentalklängen als auch zur Erklärung, wie verschiedene Vokale wahrgenommen und messbar unterschieden werden können.
Spieltechnik und Hören
Nicht nur die Beschaffenheit des Tonerzeugers, zum Beispiel eines Instruments oder einer Singstimme, bestimmt die Klangfarbe. Ebenso wichtig ist die Art der Anregung, also die Stimulierung beziehungsweise Spieltechnik. Durch unterschiedliche Arten, einen Ton hervorzubringen, kann sich sein Klang verändern.
Diese Tatsache ist besonders im Jazz und in anderen zeitgenössischen Musikstilen wie der Popmusik bedeutsam. Dort kann ein bestimmter Musiker häufig allein am charakteristischen „Ton“ erkannt werden. Der persönliche Klang entsteht dabei aus dem Tonerzeuger und der jeweiligen Art seiner Anregung.
Beim Hören ermöglichen die vorhandenen Frequenzanteile und deren zeitliches Verhalten, Töne nach Gehör zu unterscheiden. Wir können dadurch Töne verschiedener Instrumente auseinanderhalten. Ebenso können wir unterscheiden, wenn auf demselben Instrument Töne auf unterschiedliche Weise hervorgebracht werden.
Klangfarbendynamik
Dynamische Änderungen der Tonerzeugung führen zu Klangfarbenänderungen, also zu spektralen Änderungen. Beispiele dafür sind ein verstärktes Anblasen oder verschiedene Arten des Streichens. Ein Musikinstrument klingt deshalb im Piano anders als im Forte; dabei verändern sich auch die Formanten.
Diese Veränderung der Klangfarbe wird als Klangfarbendynamik bezeichnet. Ein wichtiger Teilbereich ist die Spektraldynamik. Sie ergänzt die Betrachtung der Amplitudenrelationen, also der Lautstärkeverhältnisse der einzelnen Klanganteile, um deren dynamische spektrale Veränderung.
Wird die Lautstärke mithilfe von Kompressoren stark erhöht, bleibt die Klangfarbendynamik erhalten und bleibt hörbar. Eine starke Lautstärkeanhebung beseitigt somit nicht automatisch die zeitlichen und spektralen Klangfarbenveränderungen.
