音の三要素ってなあに？

「今日の技術」で何か分からないことやご意見・ご要望・ご感想があればどどっとお寄せください！
コメントはとても励みになりまし、筆者のさらなる深い理解や説明力へのフィードバックにもなります！
何より、あなたが分からないことは他の人も分からない可能性が高いので、コメントで補足できるようになります✨

音の三要素とは―

• 音の大きさ

• 音の高さ

• 音色

音の三要素は物理的な音の特徴ではなく、心理的なもの
それぞれどんな物理的指標と対応するかというと―

• 音の大きさ → 振幅

• 音の高さ → 基本周波数

• 音色 → 周波数特性

音の大きさ

基本的には振幅によって決まるが、純音より複合音の方が大きく聞こえるように波形にも左右される
また聴覚の感度が最も高いのが3000Hz～4000Hzのため、この付近の周波数を持つ音は大きく知覚されやすい

音の高さ

普通は基本周波数によって決まるが、整数倍音が十分に含まれる周期的複合音の場合は基本音が含まれていなくても音の高さを感じることができる
このときの音の高さをバーチャルピッチと呼ぶ
つまり周波数特性だけでなく波形も音の高さに関係していることが分かる

非周期的複合音の場合は最も大きさが目立っている音の高さを知覚しようとするが、どの音も目立っていないと、特に全ての音が同じ振幅の白色雑音だと音の高さをつかめない

音色

音の大きさと高さ以外の特徴は全て音色に含まれる
音色は周波数特性、つまりどんな周波数のサイン波がどんな割合で含まれているかによって音色が決まる

例えば―

• 部分音が少ない楽器

  • フルートのようにおとなしい音色 (a)

• 部分音が多い楽器

  • バイオリンのように明るい音色 (b)

• 奇数の倍音が目立つ楽器

  • クラリネットのようにうつろな音色 (c)

• 非整数倍音が目立つ楽器

  • グロッケンシュピールのように金属的な音色 (d)

音の時間変化も音色の特徴の一つ
持続音はどの周波数の音も時間経過によって減衰しないが、減衰音の場合周波数が高いほどすぐに減衰して最後は基本音だけが残る

楽器音を作り出す音響合成にはこれら音の特性を熟知することが大切