Základný tón (angl. fundamental tone, u didgeridoo - drone sound, drone tone,
fundamental drone) je nosný tón zvuku (zväčša hlasu, hudobného nástroja), teda tón, ktorý je subjektívne vnímaný ako hlavný. Táto základná frekvencia je zároveň najnižšia frekvencia zvuku generovaného hudobným nástrojom, pričom ostatné prítomné frekvencie sú jej násobkami. Táto charakteristika platí pre väčšinu prirodzených zdrojov zvuku. Frekvencie prítomné vo zvuku, ktoré sú násobkami základnej frekvencie, sa nazývajú alikvotné tóny (angl. overtone ). Ak je tento násobok celočíselný, ide o harmonický tón . Prvý harmonický tón je zhodný so základným tónom, druhý harmonický (alebo prvý alikvotný) tón má dvojnásobnú frekvenciu, tretí harmonický (druhý alikvotný) tón má trojnásobnú frekvenciu atď. Ak násobok nie je celočíselný, ide o tzv. čiastkový tón. Vyššie harmonické tóny (2, 3, …) vznikajú v prostredí alebo pri prenose elektrických signálov často samovoľne a ľudské ucho je na ne zvyknuté, dokonca s nimi počíta. Na základe ich prítomnosti a frekvencie, ucho dedukuje aj frekvenciu základného tónu, aj keď tento ani nemusí byť vo zvuku prítomný. Vtedy sa hovorí o chýbajúcom základnom tóne, čiže amplitúda základného tónu je nulová - vnem nazývajúci sa rezíduum.
Akustický systém každého hudobného nástroja tvoria tri základné funkčné časti:
Generátor (Excitátor) - Oscilátor - Rezonátor.
Hudobné nástroje aerofonické – vzduchozvučné predstavujú trojmo spriahnutý akustický systém, pretože medzi budičom (generátorom), vibrátorom (oscilátorom) a rezonátorom (zároveň i modulátorom) sa pri budení periodického kmitania vytvára vzťah vzájomnej podmienenosti.
Oscilátorom u didgeridoo je membramofonný dvojitý jazýčok
- pery hráča a ich kmity, resp. ich tlmenie, sa mení
prirodzene so svalovým napätím, výšku tónu u týchto
dychových nástrojov však určuje dĺžka vzduchového stĺpca,
ktorá v závislosti na pomeroch na perách kmitá v príslušných
režimoch
- pri hre na dychové nástroje vo všeobecnosti sa prejavuje
vo vlastnostiach tónu tiež vplyv celého dychového traktu
hudobníka, pretože na chovanie oscilátora - jazýčka
majú vplyv nielen vlastnosti rezonátora, ale aj
Generátora, ktorým je v tomto prípade prúd vzduchu
- tvorený dychovým traktom hráča
- šírka úst má vplyv na kmitočet základného tónu aj
na jeho farbu, zmenšovaním sa vzdialenosti pier sa zosilňuje
intenzita vyšších harmonických zložiek a naopak pri
zväčšovaní šírky úst sa tvorí základný tón lahšie, vrchné
harmonické sa menej presadzujú, výška tónu pri rastúcej
šírke úst mierne klesá Rezonátorom v princípe chápania akustiky hudobného
nástroja u didgeridoo je vzduchový stĺpec premenného
prierezu (napr. u PVC trubky samozrejme konštantného
prierezu) na jednom konci uzatvorený, alebo je rezonátorom
chápaná vzdušná dutina didgeridoo
- v celom chovaní akustického systému nástroja dochádza
k vzájomnému ovplyvňovaniu oscilátora rezonátorom a
naopak
- chovanie vzduchového stĺpca v nástroji vo veľkej miere
popisujú rezonančné charakteristiky, resp. priebeh vstupnej
akustickej impedancie
-
rezonátor umožňuje vyžiariť kmitavú energiu oscilátora do okolného prostredia s minimálnymi stratami
Ozvučník (možnosť chápať ako tvarovo výrazné
ukončenie didgeridoo) je vhodný na dosiahnutie dostatočného
vyžarenia akustického výkonu, ktorý úzko súvisí s veľkosťou
vyžarovanej plochy a v neposlednej rade má tvar ozvučníka
podstatný vplyv na frekvenčnú polohu rezonančných módov
resp. na ladenie prirodzených tónov nástroja, pretože pripojením
ozvučníka, aj relatívne krátkeho, k valcovej trubici
znamená nielen predĺženie akustickej dĺžky a zníženie
frekvencie rezonančných módov, ale aj zmenu neharmonického
rozloženia týchto módov
- aby nedošlo k nedorozumeniu, praktickí výrobcovia
didgeridoo používajú pojem rezonátor ako určitú súčasť tohto dychového
hudobného nástroja,
najmä koncovú časť didgeridoo, ktorá má za úlohu dotvoriť výsledný
zvuk a dostatočne hlasno vyžiariť do prostredia... dalo
by sa povedať, že ide o pojem, ktorý zahŕňa v sebe funkciu
rezonátora a ozvučníka, chápaných v akustike ako samostatne definované
pojmy, podielajúce sa na tvorbe výsledného tónu hudobného nástroja
- u kuželových vzdušných stĺpcov (didgeridoo s dutinou
kónusového tvaru) sa rozruch šíri v približne guľových
vlnoplochách na rozdiel od valcových stĺpcov s približne
rovinnými vlnoplochami s rovnakou rýchlosťou tlakového
rozruchu, preto sa takisto mení rozloženie uzlov a kmitní,
pohybové uzly sú nesymetricky posunuté k uzavretému
ústiu, čiže k perám hráča
- zmena prierezu zvukovodu ma tiež za následok zmenu rýchlosti šírenia zvuku (presnejšie fázovej rýchlosti zvuku), a preto sa kuželový vzdušný stĺpec správa ako na oboch koncoch otvorený (teoreticky vo frekvenčnom spektre zvuku vyniká každá harmonická)
- frekvencie vlastných kmitov kuželovitého stĺpca môžu
tak získavať hodnoty párnych aj nepárnych násobkov,
okrem základného tónu sa tam tvoria aj všetky vyššie
harmonické tóny
- u hyperbolických, exponenciálnych a dalších tvarov
vzdušných stĺpcov sú pomery vzniku stojatého vlnenia
ešte zložitejšie, v podstate však možno vhodným tvarom
stĺpca ovplyvňovať rozloženie jeho rezonančných maxim
aj celý priebeh rezonančnej charakteristiky
- s rastúcou rýchlosťou pohybu častíc vzduchu resp.
so stúpajúcou frekvenciou módov rastie odpor vnútorného
prostredia a akustická dĺžka vzdušného stĺpca sa skracuje,
tým dochádza k posuvu rezonančných módov na vyššie frekvencie,
než ktoré by odpovedali celistvým násobkom frekvencie
základného módu, vzniká neharmonicita
- zmena, keď sa základný tón presúva na vyšší rezonančný
mód, sa nazýva prefukovaním resp. ide o prefuk
nástroja, kvalitné didgeridoo sa vyznačuje dobre hrateľnými
viacerými prefukmi nástroja
- základný tón u didgeridoo vzniká pomocou stojatého
vlnenia v trubici, vznik stojatého vlnenia
vo zvukovode dychového nástroja je zásadne spojený s
odrazom vlny od ukončenia trubice tónovým otvorom alebo
ústím ozvučníku, okrem tohoto odrazu sa podielajú aj
ďalšie odrazy na vnútornom profile zvukovodu, ktoré
znamenajú stratu energie, ktorú musí hráč nahradiť a
ktorá má negatívny vplyv na rezonančné vlastnosti zvukovodu
a tým aj vplyv na uľahčenie ozvania sa tónu
- na vôbec "ozvanie sa tónu", aj pri didgeridoo, má vplyv pomer vlnovej dĺžky (či už pri základnom tóne, alebo prefukoch) k priemeru resp. prierezu trubice: ak je tento pomer veľký, tak sa podstatná časť energie odráža späť a slúži k udržaniu stojatého vlnenia a nástroj produkuje tón | ak je tento pomer malý, potom podstatná časť energie vystupuje z trubice von a k vzniku tónu nedochádza
- vzduchové stĺpce však nekmitajú iba v smere prevažujúceho
dĺžkového rozmeru trubice nástroja, pretože zmeny akustického
tlaku sú všesmerové, vyskytujú sa v dychových nástrojoch
vedľa pozdĺžnych orientovaných kmitov tiež pomerne intenzívne
kmity priečne, ktoré ovplyňujú ako ozvanie sa
tónu tak aj farbu tónu nástroja a pri didgeridoo pravdepodobne
aj spätný tlak
- na vlastnosti tónu (frekvencia a farba tónu) majú
vplyv prirodzene okrem geometrie vzdušného stĺpca taktiež
vlastnosti stien, ktoré vzdušný stĺpec vymedzujú, steny
z mäkkého materiálu alebo steny vlhké znižujú frekvenciu
základného tónu, preto taktiež voľba materiálu a jeho
technologické spracovanie hrá z kvalitatívneho hľadiska
veľkú úlohu
- každý prefukovaný základný tón má svoju rezonančnú
frekvenciu, potom dľžka kmitajúceho vzduchového sĺpca
sa dá čisto teoreticky vypočítať a v konečnom výpočte
sú zohľadňované tzv. korekcie, u dreveného didgeridoo,
ktoré má nepravidelný tvar vnútorného povrchu je to
komplikovanejšie, ideálna je v tomto prípade PVC trubka
s konštatným priemerom, kedy ide o prípad trubice na
jednom konci uzatvorenej a uzatvorenie tvoria ústa hráča
- pri reálnom priemere zvukovodu je však funkčná akustická
dĺžka kmitajúceho stĺpca dlhšia o tzv. dĺžkovú korekciu
(korekcia na ústa a korekcia na otvor; u fujary ako píšťaly s otvorenými oboma koncami sa používa pri orientačnom výpočte dĺžky nástroja základného ladeného tónu korekcia na hranu a koncová korekcia)
než je mechanická dĺžka zvukovodu (reálna dĺžka vyrobeného
didgeridoo), vysunutie pohybových kmitní či tlakových
uzlov von zo vzduchovodu súvisí s postupným, nie náhlym
vyrovnaním hustoty častíc vzduchu vnútri zvukovodu,
resp. s vyžarovaním zvuku ústia nástroja
- ladenie skutočného kusa dreveného didgeridoo na konkrétny tón v praktickom technologickom prevedení je náročná úloha, a intonácia zvuku tejto jednoduchej trubice je proces priam neuskutočniteľný (vytvoriť farbu zvuku didgeridoo podľa určeného a špeciálne požadovaného frekvenčného spektra, a tým napr. kvalitatívne napodobiť zvuk tradičného aborigénskeho rytmu z eucalyptové nástroja)
Didgeridoo je z akustického hľadiska trubica s jedným koncom uzatvoreným, uzatvorenie jedného konca tvoria ústa hráča. Vzdušný stĺpec v didgeridoo valcového tvaru teoreticky kmitá nasledovne (odrazy rovinnej vlny):
- skutočný výrobca didgeridoo
zohľadňuje okrem fyzikálnych zákonov aj to čaro
počúvať jednoduché frekvencie, lahodiace nášmu srdcu,
takže skutočná dĺžka nástroja resp. vnútro dutiny
vŕtaného didgeridoo, môže byť upravované na docielenie
žiadaného zvuku citlivým počúvaním
- teoreticky aj teplota prostredia (ako aj vlhkosť vzduchu, obsah CO2 vo vzduchu) ovplyvňuje výsledok,
pretože o každy 1°C vzduchu vzrastá rýchlosť zvuku
vo vzduchu o 0,6 m/s
- priemer vyvŕtaneho otvoru, tvar dutiny, kvalita
materiálu a jeho opracovanie má svoj priamy podiel na výslednom zafarbení
čiže kvalite zvuku didgeridoo
- naplno sa nám nádherný zvuk nástroja prejaví po
jeho dôkladnom rozohraní, načíme sa na nástroj hrať
ako aj ho citlivo počúvať, dôležitý je pritom dôkladný
a sebaistý nátisk hráča
- práve pri výrobe didgeridoo
sa stretneme s celkovým chápaním kmitania vzdušného
stĺpca, pretože sa môžme pohrávať s pomerom dĺžka
nástroja a priemer otvoru, pritom výška tónu sa
nám mení nie jednoznačne, niektoré rozmerové zmeny
sa nám môžu a nemusia prejaviť významne (len o pár
nepočuteľných centov) na zmene tónu, závisí od daného
kusa i majstra, určitú úlohu zohráva dĺžkový rozmer
daného priemeru otvoru v určitej časti didgeridoo...
tak isto dlhé didgeridoo, ale s postupným kónusovým
vŕtaním s veľkým zvonom na konci hrá tónovo vyššie
ako didgeridoo s valcovitým vŕtaním bez výrazného
zvonového ukončenia
- akustický princíp tvorby zvuku v didgeridoo je
jeden z veľmi komplexných rozsiahlých štúdii, pretože
na výslednom zafarbení zvuku nástroja sa podieľa
viacero činiteľov so svojimi vstupujúcimi vlasnosťami,
ako sú hlasivky a celý vokálny trakt + pery + vzduchový
stĺpec v trubici + materiál didgeridoo + vlhkosť a teplota prostredia + zručnosť výrobcu a technológia výroby + schopnosti hráča
- v prenose hudobného signálu tvoria hráč s hudobným nástrojom organický celok s radou špecifických väzieb a vlastností
- pri počúvaní didgeridoo ako hudobnénho nástroja hrá svoju úlohu aj "priestorová akustika", hráč hľadá vhodný pľac pre zvukovú prezentáciu istého osadenstva v danej miestnosti či vo vonkajšom priestore; pofesne skúmame dozvuk a echo, odrazivosť-pohltivosť stien, smerovosť vyžarovaného zvukového pola, alebo aj tzv. vlastné módy uzatvoreného priestoru
- "Nakoniec je možnosť pripustiť, že v skutočnosti funguje všetko inak, pretože veľa faktorov záleží práve
od relativity ľudského psychosomatického vnímania."
Existujú dychové
hudobné nástroje podobné svojim tvarom didgeridoo,
pracujúce na podobnom princípe s tým, že pri hre sa
prevažne uplatňuje trubkový efekt, prefukovanie do vyšších
harmonických.
Odporúčaná literatúra:
1) Čulík, M. 2006. Didgeridoo – hudobný nástroj jednoducho tvorivý. In 72. Akustický seminář, Sezimovo Ústí : Zborník , Sezimovo Ústí 2006 , p. 21 – 26. ISBN 80-01-03489-5
2) Čulík, M. 2007. Didgeridoo – jednoduchý dychový hudobný nástroj s množstvom otázok. In The 12th International Acoustic Conference : Zborník referátov z XII. Medzinárodného akustického seminára. Kočovce : Vydavateľstvo STU Bratislava, 2007, p. 5 – 8. ISBN 978-80-227-2679-5
3) Leng, L. Slovenské ľudové hudobné nástroje. 1. vyd. Bratislava : Vydavateľstvo Slovenskej akadémie vied, 1967. 301 s.
4) Syrový, V. 2003. Hudební akustika. Akustická knihovna Zvukového studia AMU , 1. vydání, Praha. ISBN 80-7331-901-2
5) The University New South Wales - Music Acoustics 2011. What makes a good didgeridoo? Dostupné na internete: http://www.phys.unsw.edu.au/jw/GoodDidj.html