Обозначение научного тона - Scientific pitch notation

Десять Cs в научной записи звука

Нотация научного тона ( SPN ), также известная как нотация американского стандартного тона ( ASPN ) и международная нотация тона ( IPN ), представляет собой метод определения музыкального тона путем объединения названия музыкальной ноты (со случайным, если необходимо) и числа, идентифицирующего высоту тона. октава .

Хотя научная нотация звука изначально была разработана как дополнение к научной презентации (см. Ниже), эти два понятия не являются синонимами. Научная высота звука - это стандарт высоты звука - система, которая определяет конкретные частоты определенных звуков (см. Ниже). Научная нотация высоты тона касается только того, как записываются названия высоты тона, то есть как они обозначаются в печатном и письменном тексте, и не определяет по сути фактические частоты. Таким образом, использование научного обозначения высоты тона для различения октав не зависит от используемого стандарта высоты тона.

Номенклатура

В нотации используются традиционные названия тембров (от A до G), за которыми следуют числа, показывающие , частью какой октавы они являются.

Для стандартного равномерного тона A440 система начинается с частоты 16,35160 Гц , которой присвоено значение C 0 .

Октава 0 в научной записи высоты тона традиционно называется суб-контоктавой , а тон, обозначенный C 0 в SPN, записывается как « или « или CCC в традиционных системах, таких как запись Гельмгольца . Октава 0 SPN отмечает нижний предел того, что люди могут фактически воспринимать, при этом средний человек может слышать частоты не ниже 20 Гц в качестве высоты тона.

Число октавы увеличивается на 1 при восхождении от B к C. Таким образом, A 0 относится к первому A над C 0, а средний C ( однострочная октава C или просто c ' ) обозначается как C 4 в SPN. . Например, C 4 - это одна нота над B 3 , а A 5 - одна нота над G 5 .

Номер октавы привязан к буквенному знаку, используемому для описания высоты звука, с разделением между нотными буквами «B» и «C», таким образом:

  • 3 " и всех его возможных вариантах (B двойная квартира, B , B, B , В двойной диез) правильно будет обозначен как находящиеся в октаве "3".
  • 4 " и все его возможных вариантов (C двойная квартира, C , C, C , C двойной диез) будет должным образом обозначен как находящийся в октаве "4".
  • В равных темпераментах "C
    4
    "имеет ту же частоту, что и" B 3 ".

Использовать

Обозначение научного тона часто используется для определения диапазона инструмента. Он предоставляет однозначные средства идентификации ноты с точки зрения текстовой нотации, а не частоты, в то же время избегая соглашений о транспонировании , которые используются при написании музыки для таких инструментов, как кларнет и гитара . При необходимости он также легко переводится в штатную нотацию. При описании музыкальной высоты тона номинально энгармоничное написание может вызывать аномалии, например, при описании характерных мотивов C
4
частота ниже, чем у B 3 ; но такие парадоксы обычно не возникают в научном контексте.

Нотация научного звука позволяет избежать путаницы между различными производными нотации Гельмгольца, которые используют одинаковые символы для обозначения разных нот. Например, «c» в исходной нотации Гельмгольца относится к C ниже среднего C, тогда как «C» в нотации ABC относится к самому середине C. В научной нотации основного тона средняя C всегда C 4 , а C 4 никогда не бывает нотами, кроме средней C. Эта система обозначений также позволяет избежать «суетливости», связанной с необходимостью визуально различать четыре и пять простых чисел, а также связанных с этим типографических проблем. в создании приемлемых индексов или их заменителей. C 7 намного легче визуально отличить от C 8 , чем, например, c ′ ′ ′ ′ от c ′ ′ ′ ′ ′ , а использование простых целых чисел (например, C7 и C8) делает индексы совершенно ненужными.

Хотя обозначение высоты тона предназначено для описания звуков, воспринимаемых на слух, как высота тона, ее также можно использовать для определения частоты явлений, не связанных с высотой тона. Примечания ниже E 0 или выше E
10
находятся за пределами диапазона слышимости большинства людей , хотя ноты, слегка выходящие за пределы диапазона слышимости на нижних частотах, все же могут косвенно восприниматься как высота звука из-за того, что их обертоны попадают в диапазон слышимости. В качестве примера действительно неслышимых частот, когда Чандр наблюдаемой волны фронтов давления , распространяющихся от черной дыры, их одно колебание каждых 10 миллионов лет было описано НАСА , как соответствующий B пятьдесят семь октав ниже средний C (B
−53
или 3,235  кГц ).

Подобные системы

Существуют соглашения о нотации высоты тона и октавы, которые кажутся похожими на научную нотацию высоты тона, но основаны на альтернативном соглашении октавы, которое отличается от научного обозначения высоты тона, обычно на одну октаву. Например, средний C («C 4 » в ISPN) появляется в некоторых программах MIDI как «C 5 » (MIDI-нота 60). Это соглашение, вероятно, связано с аналогичным соглашением в трекерах на основе сэмплов, где C 5 - это базовая высота звука, на которой воспроизводится сэмпл (8287,12 Гц в MOD ), вынуждая музыканта рассматривать сэмплы с любой другой высотой тона как транспонирующие инструменты при их использовании. в песнях. С другой стороны, и Yamaha, и программное обеспечение MaxMSP определяют средний C как C 3 . Apple , «ы GarageBand также определяет среднюю С (261,6256 Гц) как C 3 .

Последовательно используя научную нотацию высоты звука, сообщение MIDI NoteOn назначает ноту MIDI от 0 до C -1 (пять октав ниже C 4 или средней C; самая низкая нота в двух крупнейших органах мира; примерно на одну октаву ниже порога человеческого слуха: ее обертоны. тем не менее, слышны), ноты MIDI с 21 по A 0 (нижняя клавиша 88-клавишного фортепиано), ноты MIDI с 60 по C 4 (средний C), ноты MIDI с 69 по A 4 (A440), ноты MIDI со 108 по C 8 (верхняя клавиша 88-клавишного фортепиано) и MIDI-ноты 127 - G 9 (за пределами фортепиано; на одну октаву выше самой высокой ноты на некоторых клавишных глокеншпилях; некоторые ноты выше высоких органных труб).

Это создает линейное пространство высоты тона, в котором октава охватывает 12 полутонов , где каждый полутон - это расстояние между соседними клавишами фортепианной клавиатуры. Расстояние в этом пространстве соответствует музыкальной высоте звука в равномерно темперированной шкале, где 2 полутона составляют целый шаг, а 1 полутон - полутон. Полутон с равным темпом также может быть разделен на 100 центов. Каждый цент равен 1100 полутона или 11200 октавы. Эта мера высоты звука позволяет выражать микротоны, которых нет на стандартной клавиатуре фортепиано.

Срединный темперамент

Обозначение иногда используется в контексте среднего темперамента и не всегда предполагает равный темперамент или стандартный концерт A 4 с частотой 440  Гц ; это особенно верно в отношении более ранней музыки.

В стандарте, предложенном Американскому акустическому обществу, явно указана логарифмическая шкала для частоты, исключающая определенный темперамент, а базовая частота, которую он использует, дает A 4 частоту точно 440 Гц. Однако, имея дело с более ранней музыкой, в которой не использовался одинаковый темперамент, понятно, что легче просто ссылаться на ноты по их ближайшему современному эквиваленту, чем указывать разницу, используя каждый раз центы.

Таблица частот нот

Клавиатура фортепиано
88-клавишное фортепиано с пронумерованными октавами и выделенными средними буквами C (голубой) и A440 (желтый).

В таблице ниже приведены обозначения высот, основанные на частотах стандартных клавиш фортепиано : стандартная концертная высота и двенадцатитоновая равная темперация . Когда фортепиано настроено только на интонацию , C 4 относится к той же клавише на клавиатуре, но с немного другой частотой. Клавиши, которые не отображаются ни на одном пианино (средне-серый) или только на 108-клавишном пианино (светло-серый), подсвечиваются.

Основная частота в герцах (номер MIDI-ноты)
Октава
Примечание
−1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C 8,175799 (0) 16,35160 (12) 32,70320 (24) 65,40639 (36) 130,8128 (48) 261,6256 (60) 523,2511 (72) 1046,502 (84) 2093.005 (96) 4186.009 (108) 8372.018 (120) 16744,04    
C / D 8.661957 (1) 17,32391 (13) 34,64783 (25) 69,29566 (37) 138,5913 (49) 277.1826 (61) 554.3653 (73) 1108,731 (85) 2217.461 (97) 4434,922 (109) 8869 844 (121) 17739,69    
D 9.177024 (2) 18.35405 (14) 36,70810 (26) 73,41619 (38) 146,8324 (50) 293,6648 (62) 587,3295 (74) 1174.659 (86) 2349,318 (98) 4698 636 (110) 9397,273 (122) 18794,55    
E / D 9.722718 (3) 19,44544 (15) 38,89087 (27) 77,78175 (39) 155,5635 (51) 311,1270 (63) 622,2540 (75) 1244,508 (87) 2489.016 (99) 4978,032 (111) 9956.063 (123) 19912,13    
E 10.30086 (4) 20.60172 (16) 41.20344 (28) 82,40689 (40) 164,8138 (52) 329,6276 (64) 659,2551 (76) 1318 510 (88) 2637.020 (100) 5274.041 (112) 10548,08 (124) 21096,16    
F 10,91338 (5) 21,82676 (17) 43,65353 (29) 87.30706 (41) 174,6141 (53) 349,2282 (65) 698,4565 (77) 1396.913 (89) 2793 826 (101) 5587.652 (113) 11175,30 (125) 22350,61    
F / G 11,56233 (6) 23,12465 (18) 46,24930 (30) 92,49861 (42) 184,9972 (54) 369,9944 (66) 739.9888 (78) 1479.978 (90) 2959.955 (102) 5919.911 (114) 11839,82 (126) 23679,64    
грамм 12,24986 (7) 24,49971 (19) 48,99943 (31) 97,99886 (43) 195,9977 (55) 391,9954 (67) 783.9909 (79) 1567,982 (91) 3135.963 (103) 6271,927 (115) 12543,85 (127) 25087,71    
A / G 12.97827 (8) 25,95654 (20) 51.91309 (32) 103,8262 (44) 207,6523 (56) 415.3047 (68) 830,6094 (80) 1661.219 (92) 3322,438 (104) 6644,875 (116) 13289,75     26579,50    
А 13,75000 (9) 27 500 000 (21) 55,00000 (33) 110,0000 (45) 220,0000 (57) 440,0000 (69) 880,0000 (81) 1760 000 (93) 3520 000 (105) 7040 000 (117) 14080,00     28160,00    
B / A 14,56762 (10) 29.13524 (22) 58.27047 (34) 116,5409 (46) 233.0819 (58) 466,1638 (70) 932,3275 (82) 1864.655 (94) 3729,310 (106) 7458,620 (118) 14917,24     29834,48    
B 15,43385 (11) 30,86771 (23) 61,73541 (35) 123.4708 (47) 246,9417 (59) 493,8833 (71) 987.7666 (83) 1975. 533 (95) 3951.066 (107) 7902,133 (119) 15804,27     31608,53    

Математически, учитывая количество полутонов n выше среднего C, основная частота в герцах равна (см. Корень двенадцатой степени из двух ). Учитывая номер MIDI NoteOn m , частота ноты обычно равна Гц при стандартной настройке.

Научная высота звука против научной записи звука

Научная высота звука (qv) - это стандарт абсолютного звука , впервые предложенный в 1713 году французским физиком Жозефом Совером . Было определено , так что все Cs являются целыми числами степеней 2 при средней С (C 4 ) при 256  герц . Как уже отмечалось, это не зависит от описанной здесь научной записи звука и не является ее частью . Чтобы избежать путаницы в названиях, научный тон иногда также называют «настройкой Верди» или «философским шагом».

Текущий международный стандарт высоты звука, использующий A 4 как 440  Гц , был неофициально принят музыкальной индустрией еще в 1926 году, а A440 стал официальным международным стандартом высоты звука в 1955 году. SPN обычно используется для обозначения высоты звука в этой системе. A 4 может быть настроен на другие частоты в соответствии с другими стандартами настройки, и октавные обозначения SPN все еще применяются (ISO 16).

С изменением высоты звука концерта и повсеместным принятием A440 в качестве музыкального стандарта новые научные частотные таблицы были опубликованы Акустическим обществом Америки в 1939 году и приняты Международной организацией по стандартизации в 1955 году. C 0 , который составлял ровно 16 Гц. согласно научному стандарту высоты тона теперь составляет 16,352 Гц согласно действующей международной системе стандартов.

Сноски

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Международное обозначение высоты тона
  2. ^ фон Гельмгольц, Герман (1912) [1870]. Die Lehre фон ден Tonempfindungen ALS physiologische Grundlage für умереть Théorie дер Musik [ на ощущениях тона как физиологическая основа для теории музыки ]. Перевод Эллиса, AJ (4-е изд.) - через Интернет-архив .
  3. ^ "Звуковые волны черной дыры" (пресс-релиз). НАСА. Звуковые волны на 57 октав ниже середины С грохочут от сверхмассивной черной дыры в скоплении Персей.
  4. ^ Герэн, Роберт (2002). MIDI Power! . ISBN 1-929685-66-1.
  5. ^ a b Янг, Роберт В. (1939). «Терминология для логарифмических единиц частоты». Журнал Акустического общества Америки . 11 (1): 134–000. Bibcode : 1939ASAJ ... 11..134Y . DOI : 10.1121 / 1.1916017 .
  6. ^ ISO 16: 1975 Акустика - Стандартная частота настройки (Стандартный музыкальный тон) . Международная Организация Стандартизации. 1975 г.

внешние ссылки

  • Английская конвенция об именах октав - Dolmetsch Music Theory Online
  • Notefreqs - Полная таблица частот и соотношений нот для миди, фортепиано, гитары, баса и скрипки. Включает размеры ладов (в сантиметрах и дюймах) для строительных инструментов.