Акустические характеристики оркестров

Виды оркестров, состав, рассадка, акустические характеристики симфонического оркестра в сравнении с другими видами.

С позиций слушателей «оркестр представляет собой единый пространственно распределенный звуковой источник с таким составом и численностью инструментов, который обеспечивает музыкальный баланс звучания во всех точках зала, включающий баланс по громкости, по тембру и по различимости (четкости)».

Частотный диапазон симфонического оркестра занимает область от низшей частоты самого низкочастотного инструмента до высшей наиболее высокочастотного.

Динамический диапазон: для обеспечения баланса по громкости в современном симфоническом оркестре группа струнных составляет около 70% от всего количества инструментов (доля скрипок - 35%, альтов ~ 15%, виолончелей и контрабасов по 10%), группа деревянных духовых инструментов ~ 12%, группа медных - 10% и ударных ~ 5%. Струнные инструменты имеют небольшой динамический диапазон (в среднем 30-35 дБ), деревянные и медные духовые в среднем 35-45 дБ, ударные до 80 дБ.

Полный динамический диапазон для большого симфонического оркестра при указанном выше соотношении количества инструментов достигает 75-80 дБ. Для разных типов оркестров динамические диапазоны существенно различаются от 40 до 70 дБ.

Акустическая мощность современного оркестра составляет в среднем примерно 1 Вт, на пиках она может достигать значения 20 Вт и даже 70 Вт. Максимальные уровни мощности находятся в частотных областях 250 Гц — 2 кГц. Между разными типами инструментов имеются большие различия в излучаемой акустической мощности: например, контрабас — 0,16 Вт, кларнет — 0,05 Вт, труба — 0,3 Вт, рояль — 0,44 Вт, тромбон — 6,4 Вт, тарелки — 9,5 Вт, большой барабан — 25 Вт и т. д.

Для слушателей в зале средний уровень обычно составляет 70-90 дБ SPL. В то же время внутри оркестра уровни звукового давления могут быть значительно выше: в одном метре от медных инструментов уровень может достигать 130 дБ, внутри струнной группы до 90-100 дБ (для сравнения: внутри хоровых ансамблей уровень достигает значения 80-100 дБ, на кафедре органиста до 100 дБ и т. д.). В современных джаз- и рок-ансамблях звуковое давление на сцене может быть на уровне болевых порогов (до 140 дБ).

Переходные процессы: процессы атаки и спада звука сильно отличаются у каждой группы инструментов в зависимости от их конструктивных особенностей и системы звукоизвлечения. Для струнных щипковых и ударных инструментов (гитара, арфа, рояль и др.) характерно короткое время атаки (10-50 мс), почти полное отсутствие стационарной части и длительное время затухания колебаний; при использовании демпферов, например, в рояле оно может быть существенно уменьшено (рис. 4.5.8 а, б). У струнных смычковых (скрипка, альт, виолончель и др.) время атаки также короткое (50 мс), но значительно более длительная стационарная часть звучания (рис. 4.5.8 в). Органные трубы имеют длительное время атаки (до 100-300 мс), длительный стационарный участок и достаточно длительный спад (до 5-6 с). Все духовые инструменты имеют очень короткое время атаки (10-30 мс) и очень короткий спад; наконец, для ударных инструментов (е, ж) характерны короткая атака (3-10 мс), длинный спад (например, у колокола до 50 с) и почти полное отсутствие стационарной части; у голосового аппарата характер переходных процессов аналогичен духовым инструментам.

Тембр: обеспечение баланса звучания оркестра по тембру и четкости (различимости) зависит от искусства дирижера и музыкантов, музыкального содержания произведения, выбора количества инструментов и их размещения на сцене, а также, как было отмечено выше, в значительной степени определяется акустикой залов и сцены. Вопросам влияния акустических характеристик залов и сцены на тембральные свойства звучания оркестра посвящено большое количество публикаций.

Симфонический оркестр обладает огромными тембральными и динамическими возможностями и по праву считается вершиной музыкально-исполнительского искусства.