Osaääneistö

Äänet on perinteisesti jaettu säveliksija hälyiksi (lisäksi voidaan erottaa omaksi ryhmäkseen esim. kohina).Hälyllä ei ole selvästi havaittavaa säveltasoa. Monet perkussiiviset soittimet, esim. symbaalit, triangeli, kalvorummut ym. tuottavat hälyjä, ja kieli tarjoaa ehtymättömän joukon kuvailevia sanoja erilaisille hälyäänille (läjähdys, loiskaus, pirinä, narina jne.). Laulettaessa tekstiä monet konsonantit muodostavat hälyjä (s, h, t, p) kun taas vokaaleissa voidaan aistia sävelkorkeuksia.

Kaikki mahdolliset äänet koostuvat siniaallon muotoisista värähtelyistä eli osaääneksistä. Niin häly, kohina kuin soittimin tuotetut säveletkin koostuvat siis monista eri taajuuksista, jotka korva kuitenkin tajuaa kokonaisuutena. Pelkästään yhtä taajuutta (f) voidaan synnyttää vain teknisin apuvälinein. Akustisella soittimella tai laulaen tuotettu ääni koostuu perustaajuuden (joka sekin on siis osaäänes) lisäksi ylä-ääneksistä, joista suurin osa on perustaajuuden kokonaislukukerrannaisia (2f, 3f,4f, jne.). Näistä kerrannaisista syntyy harmoninen osaääneistö. Muita nimityksiä ovat mm. "yläsävelsarja" ja luonnonsävelsarja. Nuottiesimerkissä on kuvattu harmonisen osaääneistön (engl. harmonic series) ensimmäiset 16 jäsentä. Teoriassa osaääneistö jatkuu loputtomiin aina pienenevin intervallein.

Muutamia huomioita Osaääneistöstä

Ensimmäinen osaäänes on aistittu sävelkorkeus. Kun soittimesta tuotetaan suuri C, korvan huomio keskittyy vain tähän alimpaan osaäänekseen, muut aistitaan niin paljon hiljaisempina, että havainto muista osaääneksistä voi syntyä vain harjaantumisen kautta.

Toinen osaäänes on puhtaan oktaavin korkeampi kuin 1. osaäänes ja sen sävelkorkeus on hertsiarvona kaksinkertainen ensimmäiseen nähden. Toinen osaäänes voidaan yhtä aikaa erottaa sointivärissä esim. huilussa, jossa samalla otteella ns. ylipuhalluksen avulla soitetaan sekä ensimmäisen että toisen oktaavialan säveliä (esim. d1 ja d2).

Kolmas osaäänes on vain puhtaan kvintin päässä edellisestä, vaikka sävelten välinen erotus hertseinä pysyy samana. Kaikkien peräkkäisten osaäänesten sävelkorkeusero onkin hertsein mitattuna yhtä suuri. Korva siis aistii korkeuseroja logaritmisesti: 100Hz ja 200 Hz aistitaan olevan yhtä kaukana toisistaan kuin esim. 1 000 Hz ja 2 000 Hz, molemmissa ero on oktaavi.

Osaäänekset 4., 5. ja 6. muodostavat ns. luonnonpuhtaan duurikolmisoinnunsävelkorkeudet. Duurikolmisoinnun yleisyyttä on perusteltu toisinaan tällä "fysikaalisella" ilmiöllä.

7. osaäänes on tasavireisyyteen verrattuna huomattavan matala, 8. osaäänes on kaksi oktaavia aistittua sävelkorkeutta ylempänä.

Osaäänessarjaa sävelkorkeuksiltaan vastaava luonnonsävelsarja pystytään tuottamaan monilla akustisilla soittimilla: kielisoittimilla käytetään nimitystä flageoletit, puhaltimien yhteydessä puhutaantaas ylipuhalluksesta(samalla otteella tuotetaan luonnosävelsarjaan kuuluvia säveliä). Luonnonsävelsarja koostuu kuitenkin sävelistä, ei pelkistä ääneksistä.

Klarinettisoittimet ja muutkin puhaltimet, joissa on ns. lieriömäinen poraus, synnyttävät ylipuhalluksessa oktaavin ja kvintin. Jos poraus on kartiomainen tai puhaltimen molemmat päät avoimia (esim. huilu, oboe, saksofoni, vaskisoittimet), ylipuhallettaessa syntyy oktaavi ja sen jälkeen kaikki muutkin luonnonsävelet.

Klarinetille luonteenomainen sointiväri johtuu siitä, että parilliset osaäänekset (4., 6., 8 jne.) ovat hyvin heikkoja. Varhaisissa syntetisaattoreissa ja sähköuruissa klarinettia muistuttava sointiväri luotiin synteettisesti pelkästään parittomien osaäänesten avulla.

Osaäänekset, joiden järjestysnumero on luvun 2 jokin potenssi (4, 8, 16, 32, jne.) ovat perusääneksen oktaavikerrannaisia. Kaikki "kvintit" ovat3 · 2ⁿ (3., 6., 12. jne.) ja "duuriterssit" muotoa5 · 2ⁿ(5., 10., 20., jne).

Osaäänessarja voi olla myös epäharmoninen;silloin saatetaan käyttää termiä partiaalit (engl. partials). Epäharmonisten osaäänesten väliset lukusuhteet ovat muitakuin kokonaislukuja. Käytännössä akustisistakin soittimista mitatut osaäänesten taajuudet poikkeavat, jonkin verran teoreettisesta kokonaislukusarjasta. Ero tuo sointiväriin elävyyttä ja "karheutta".

Osaääneistön itseharjoittelua

Voit harjoitella erilaisten sointivärien muodostamista alla olevalla "appletilla". Valitse ensin joku sävelnimi, esim. "H". Nosta sen jälkeen liukusäätimiä alkaen ensimmäisestä, näin kuulet osaäänessarjan kunkin ääneksen erikseen. Samalla näet miten äänen graafinen kuvaaja muuttuu siniaaltomuodosta yhä monimutkaisemmaksi.

Kun vaihdat sävelnimeä kuulohavainto muuttuu sointiväriksi ja yksittäisten äänesten erottaminen on milteipä mahdotonta. Taajuutta ja äänen voimakkuutta voit muuttaa alimpien liukusäätimien avulla.