ریتم و ترادیسی (۱۵)

۲.۲- طیف نگاره ها

طیفْ به درون یک صدا نظر می افکند و چگونگی توانایی آن را برای تجزیه به (یا ساخته شدن از) مجموعه ای از موج های سینوسی نشان می دهد. برای مثال، سیم های گیتارْ انعطاف پذیر و سبک وزن بوده، و در جای خود در هر دو انتها تحت کشش زیادی محکم نگه داشته شده اند. در اثر زخمه زنی، سیم به صورتی بسیار پیچیده تر و جالب تر از نوسان های موج ساده ی سینوسیِ حاصل از یک کوکه ی دوشاخه یا یک کوک کننده ی الکترونیکی مرتعش می شوند. شکل ۱۹، ۳/۴ ثانیه ی اولِ سیم G دست باز از گیتار آکوستیک مارتین را نشان می دهد. مشاهده کنید که شکل موج در ابتدا بسیار پیچیده است و به سرعت بالا و پایین می پَرَد.

با گذشت زمان، نوسان ها میرا شده و دَوَران ها ساده تر می شوند. اگرچه ممکن است به نظر رسد که تقریباً هر چیزی می تواند اتفاق افتد، سیم به علتِ محدودیت های فیزیکی اش تنها می تواند در فرکانس-های خاصی آزادانه ارتعاش کند.

برای نوسان های پایدار، یک نیم دورِ کاملِ موج باید دقیقاً درون طول سیم قرار گیرد؛ در غیر این صورت، سیم درحالیکه به محکمی به خرکِ (یا شیطانکِ) گیتار متصل شده است بالا و پایین خواهد شد. این کشمکشْ [همچون مسابقه ی طناب کِشی] سیم را به ناچار از پای در می آورد، زیرا خرک و شیطانک به مراتب سنگین تر از سیم هستند. بنابراین، تمامی نوسان ها به جز نوسان هایِ در فرکانس هایِ خاصْ به سرعت تضعیف می شوند. به همین علت است که طیفْ مقادیر حداکثری بزرگی را در مؤلفه ی اصلی و در هارمونیک های صحیح نشان می دهد: این ها فرکانس هایی هستند که درون طول سیم «قرار می گیرند».

طیفی مانند شکل ۱۹ معمولاً در یک رایانه با استفاده از تبدیل فوریه ی گسسته (DFT) و خویشاوند عددی ساده شده اش، تبدیل فوریه ی سریع (FFT) محاسبه می شود.

شکل ۱۹- شکل موج یک زخمه ی گیتار و طیف اش. شکل بالا ۳/۴ ثانیه ی اولِ (۳۲.۰۰۰ نمونه) زخمه ی یک سیم G را از یک گیتار آکوستیک نشان می دهد. طیف مؤلفه ی اصلی را در فرکانس ۱۹۶ هرتز و نغمه های فرعیِ با فواصل مساوی را در ۳۸۴، ۵۸۹، ۷۸۷، و غیره نشان می دهد. این مؤلفه ها هارمونیک های صدا نامیده می شوند؛ آن ها در نزدیکیِ مضارب ساده ی صحیح از مؤلفه ی اصلی اتفاق می افتند زیرا

بیش از بیست هارمونیک به وضوح قابل تشخیص است.

نمودارهای طیفی هنگام مطالعه ی ترکیب صداهای مجرّد (مانند یک زخمه ی گیتار) و به صورت کلی تر صداهای نامتغیر با زمان مفید است. اما معمولاً برای صداهای پیچیده ی در حالِ تحوّل مانند تفسیری از مِیپِل لیف رَگ مفید نیست.

در این مورد، استفاده از توالی ای از تصاویر مختصر طیفی به نام طیف نگاره، که نشان دهنده ی چگونگی تغییر طیف در طول زمان هستند متداول است. شکل ۲۰ شکل موج و طیف نگاره ی شروعِ مِیپِل لیف رَگ را نشان می دهد.