Warum können Trommeln keine Melodie erzeugen?

Instrumente erzeugen nicht nur jeweils eine Frequenz. Wenn Sie eine einzelne Note auf einem Melodieinstrument (wie Klavier, Blasinstrumenten, Streichinstrumenten usw.) spielen, erzeugen Sie gleichzeitig viele verschiedene Frequenzen – ein ganzes Spektrum wird erzeugt. Aber dieses Spektrum ist nicht zufällig. Sie folgt ziemlich genau der harmonischen Reihe , die als die "idealen" Werte angesehen werden kann, die unser Ohr am meisten ansprechen. Wenn eine einzelne Note gespielt wird, werden die höheren, oft schwächeren Frequenzen, die erzeugt werden, als Obertöne bezeichnet. (Um mehr darüber zu erfahren, lesen Sie meine Antwort hier .) Wenn die Obertöne mit der harmonischen Reihe übereinstimmen, klingt es harmonisch und wir haben das Gefühl, eine einzelne Note / Tonhöhe zu hören. Hier ist ein Beispiel für eine von einer Flöte erzeugte Wellenform:

^{http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Music/imgmus/fluw3.gif}

Aber wenn Sie eine Trommel anschlagen, weicht das Spektrum der Frequenzen ziemlich von der harmonischen Reihe ab. Ja, es gibt oft eine einzelne lauteste Frequenz, aber die Obertöne stimmen nicht mit dem überein, was wir von einem Einzelton-/Melodieninstrument erwarten. Infolgedessen haben unsere Ohren nicht das gleiche Gefühl, eine einzelne, definierte Tonhöhe zu hören. Es klingt eher nach einem stumpfen Zusammenstoß als nach einem definierten Ton. Aus diesem Grund wäre es viel schwieriger, eine Melodie auf einer Trommel zu erkennen als auf einer Geige. Dies wird als Inharmonizität bezeichnet . Ein einziger Schlag auf die Pauke erzeugt ein Spektrogramm wie dieses:

^{https://i2.wp.com/wtt.pauken.org/wp-content/uploads/2011/06/Kolberg-Timpano-Spectrum.jpg?zoom=2&resize=389%2C301}

Laut Hyperphysik wären die Obertöne der Pauke theoretisch diese Vielfachen der niedrigsten/Grundfrequenz: 1, 1,35, 1,67, 1,99, 2,30, 2,61. Dies weicht ziemlich von der ideal klingenden harmonischen Reihe ab, wo die Obertöne ganzzahlige Vielfache der tiefsten/grundlegenden Frequenz sind.

Dies könnte die Frage aufwerfen: Warum sind die Obertöne einer Trommel nicht harmonisch? Welche physikalische Eigenschaft eines Instruments verursacht diese Inharmonizität? (Harmonische = ganzzahliges Vielfaches der tiefsten/grundlegenden Frequenz.) Es läuft darauf hinaus: Eine schwingende kreisförmige Membran hat eine zusätzliche Dimension, innerhalb derer sie im Vergleich zu einer 1D-Saite oder einer 1D-Luftsäule schwingen kann. Diese zusätzliche Dimension verursacht sowohl symmetrische als auch asymmetrische Schwingungen. Bei Pauken erzeugen die symmetrischen Schwingungen alle unharmonische Frequenzen, die keine ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz sind. Und nur 5-6 der asymmetrischen Schwingungsmoden sind harmonisch. Diese werden die "bevorzugten Modi" genannt, und sie sind weit und selten im Vergleich zu den Obertönen eines Melodieinstruments.

Aber darüber hinaus gibt es noch einen weiteren logistischen Grund, warum sich Schlagzeuge nicht so gut für eine Melodie eignen wie Melodieinstrumente. Trommeln werden vor einer Aufführung gestimmt und viele können nicht wirklich vor Ort neu gestimmt werden. Es gibt jedoch Jazz-Schlagzeuger, die eine Technik namens "melodisches Trommeln" verwenden. Einer der bekanntesten ist Ari Hoeing. Hier ist ein Video von seinem YouTube-Kanal, in dem er You Are My Sunshine spielt . Sie werden sehen, wie er auf die Trommeln drückt, um die Spannung zu erhöhen und eine höhere Tonhöhe zu erzeugen. Es ist definitiv erkennbar, aber vielleicht im Vergleich zum Saxophon ist es etwas schwieriger, die Noten zu unterscheiden, die das Schlagzeug spielt.

Die Trommeln KÖNNEN Melodien spielen, aber die Anzahl der Tonhöhen und Noten, die Ihnen zur Verfügung stehen, ist durch die Anzahl der Trommeln begrenzt, die Sie haben (ohne kreative Anwendungen des "Biegens" des Trommelfells, um höhere Tonhöhen zu erzeugen).

Terry Bozzio ist ein Beispiel für einen Schlagzeuger, der ein massives Schlagzeug verwendet, um komplexere Melodien auf den Trommeln spielen zu können. In einem Video, in dem sein Kit aufgebaut wird, erwähnt er, dass sein Kit halb chromatisch und halb diatonisch ist.

Es muss ein Albtraum sein, dieses Biest in Einklang zu halten!

Niemand hat Pans - auch bekannt als Steel Drums - erwähnt. Sie werden sicherlich verwendet, um Melodien zu spielen. Das Hauptproblem besteht darin, dass Melodien normalerweise lange und kurze Noten enthalten und Schlagzeuge im Allgemeinen nur kurze Töne produzieren können, sodass Wirbel gespielt werden müssen, um längere Noten zu „halten“.

Für diejenigen, die nicht das Vergnügen hatten, werden 40-Gallonen-Stahlölfässer in zwei Hälften oder weniger geschnitten und in Brand gesetzt. An einem Punkt, an dem sie wirklich heiß sind, wird die Oberseite eingeschlagen, um eine Schüsselform zu erhalten. Dann der clevere Teil. Bei einer Sopranpfanne ist die Decke in vielleicht zwanzig kleine Kreise unterteilt, von denen jeder eine Note darstellt – normalerweise diatonisch, oft in D-Dur. Andere, die dazu bestimmt sind, Tenor zu sein, haben drei oder vier größere Kreise.

Diese Kreise werden dann erhitzt und zu separaten Gerichten verarbeitet. Die Reihenfolge ist wichtig, und sie werden dann geschlagen, bis sie richtig gestimmt sind und ein paar Oktaven machen. mit Stöcken gespielt, deren Enden mit Gummibändern umwickelt sind.

Wahrscheinlich das ultimative billige - wenn nicht kostenlose - Instrument, ursprünglich aus Westindien. Eine Band kann sehr beeindruckend klingen – Sinfonien wurden aufgeführt, und ihr Sound ist typisch für die Westindischen Inseln.

Im Gegensatz zur Frage ist die Pauke ein Schlagzeug, das Melodien spielen kann (obwohl sie fast immer nur Begleitparts erhalten). Tatsächlich werden sie auf Tonhöhen gestimmt (eine Tonhöhe pro Trommel), bevor ein Stück beginnt.

Die Herausforderung besteht darin, dass die Tonhöhe der Trommeln nicht einfach geändert werden kann. Sie könnten Berlioz' Requiem ( Grande messe des morts ) folgen und acht Paukenpaare von zehn Leuten spielen lassen und einen melodischen Inhalt haben, aber ein Spieler könnte sich wahrscheinlich nicht schnell genug zwischen den Trommeln bewegen, um eine Melodie in einem vernünftigen Tempo zu spielen.

Die wissenschaftliche Theorie dahinter wird in dem Artikel "The Physics of Kettledrums" in der Ausgabe von Scientific American vom November 1982 behandelt .

Die Schwingung einer Saite (z. B. einer Geigensaite) oder einer Luftsäule (z. B. einer Orgelpfeife) hat Moden, die Sinuswellen sind. Da die Nullstellen einer Sinuswelle im Verhältnis 1:2:3:4... auftreten, hat der von einer Geige oder einer Orgel erzeugte Klang Obertöne in jenen Verhältnissen, die das menschliche Ohr als einen bestimmten Ton/Tonhöhe wahrnimmt.

Im Gegensatz dazu hat die Schwingung eines kreisförmigen Trommelfells Moden, die Bessel-Funktionen sind. Die drei kleinsten Nullstellen der beschränkten (dh 1. Art) Bessel-Funktionen sind 2,4048, 3,8317, 5,1356 ( Quelle ), die ungefähr im Verhältnis 2:3:4 stehen. Dieses Verhältnis ist für ein menschliches Ohr nicht genau genug, um einen Ton zu hören, weshalb die meisten Trommeln wie Tom-Toms für uns atonal klingen. In einer Pauke wird die Form des "Kessels" die Obertöne jedoch auf ein genaueres Verhältnis von 2: 3: 4 feinabstimmen, und das menschliche Ohr kann dies als einen bestimmten Ton hören - nur ohne Grundton.

Original

Eine Trommel erzeugt einen Ton mit einer bestimmten Tonhöhe, ähnlich wie eine Saite, die mit einem Schlägel geschlagen wird.

Die Antwort auf Ihre Frage lautet, dass die obige Annahme für viele Arten von Trommeln meistens völlig falsch ist.

Der wesentlichste Teil des Sounds einer Snaredrum ist das Rauschen (deshalb verwenden Maschinen, die Schlagzeugklänge elektronisch synthetisieren, meist nur das Rauschen als Grundlage für Snares oder Hi-Hats), also nicht eine bestimmte Tonhöhe, sondern das Ganze Spektrum über mehrere Oktaven, das mit sanftem Rauschen gefüllt ist. Grundsätzlich gibt es zwei elementare Arten von Klängen, reine Töne und Rauschen (eine dritte wären Transienten, aber das ist hier nicht relevant). Reine Töne sind sinusförmige Wellen, sie haben zu jedem Zeitpunkt nur eine Frequenz, obwohl sie mit der Zeit steigen und fallen können, und wahrnehmbar können mehrere getrennte reine Töne als Obertöne miteinander verbunden sein, wie bei den meisten Musikinstrumenten, die Noten erzeugen.

Rauschen hingegen besteht überhaupt nicht aus reinen Tönen, viele Menschen sind darüber verwirrt, weil die Fourier-Analyse besagt, dass jeder Ton aus einer Summe von Sinuswellen besteht, die diskrete Fourier-Analyse interpretiert einen Ton jedoch als wiederholt in einer Schleife. Wenn Sie einen Klang nicht als Schleife mit fester Dauer interpretieren, dann ist sein Spektrum kontinuierlich und besteht nicht aus einer Summe diskreter Wellen.

Mit anderen Worten, so etwas wie ein kurzer Geräuschausbruch wie der Schlag einer kleinen Trommel sollte am besten als gefüllter Bereich in der Zeit-Frequenz-Ebene betrachtet werden, was bedeutet, dass es nichts Passendes zu einer hervorstechenden Note gibt. Anstatt bei einer bestimmten Tonhöhe (und ihren Obertönen) eine scharfe Spitze zu haben, ist das Rauschen überall ziemlich glatt, sodass überhaupt keine "bestimmte Tonhöhe" entsteht.

Im Fall von Bassdrums ist der Klang meistens ein reiner Ton (mit optional einigen Obertönen und möglicherweise etwas Rauschen, das entweder vom ersten Schlag oder vom Nachhall kommt), es gibt eine "bestimmte Tonhöhe", die jedoch schnell über den Bereich von abfällt eine oder zwei Oktaven, also würden Sie normalerweise nicht davon ausgehen, dass sie eine identifizierbare Tonhöhe haben. Pauken erzeugen hauptsächlich Geräusche, haben jedoch eine scharfe Lautstärkespitze mit einer bestimmten flachen Tonhöhe, sodass ihnen Noten zugeordnet sind. Ein Problem mit Ihrer Frage ist also, dass Sie nicht wirklich angegeben haben, an welche Art von Schlagzeug Sie denken.

Aus Gründen der Pedanterie können Snare-Drums einige eher flache reine Tonkomponenten haben (wie sich die Antwort von jdjazz konzentrierte), die jedoch für den Snare-Drum-Sound nicht wesentlich sind (daher stören sich viele Synthesizer nicht), und da es eine Menge davon gibt a Bisschen überall erzeugen sie nichts, was man als Note erkennen könnte, deshalb kümmert sich auch niemand darum, dass sie zur Tonalität der gespielten Musik passen. Und schließlich können Sie natürlich jedes Sample um eine beliebige Anzahl von Halbtönen transponieren, wie es einige elektronische Keyboards erlauben, aber Sie werden Schwierigkeiten haben, eine brauchbare Melodie zu erzeugen, wenn Sie die oben beschriebenen Arten von ungeeigneten Klängen verwenden.

Bei einer Trommel wie einer kleinen Trommel gibt es eine bestimmte Tonhöhe, wenn die Snare nicht aktiviert ist. Aber das ist das Problem: Es ist ein A - Platz. Sie könnten eine Ein-Noten-Melodie haben, aber das war's. Es dauert eine Weile, die Tonhöhe einer kleinen Trommel zu ändern.

Wenn die Snare aktiviert ist, gibt es so viele Noten auf einmal (Obertöne), dass eine Tonhöhe nicht leicht erkannt werden kann.

Ja, Steeldrums. Ich weiß nicht, warum Sie diese kaum noch sehen/hören – sie waren in den 60ern ziemlich beliebt, IIRC.

Ich denke, dass Schlagzeug und Percussion der Melodie einen Drive/ein Feeling verleihen. Es zwingt uns, uns an bestimmte Noten zu klammern. Wenn Sie jedoch beim Schlagzeugspielen über Melodien sprechen möchten, verwendet Aric Improta geniale Sample-Pads, um einige fiese Grooves zu erzeugen: