Při tvorbě zřídkakdy přemýšlíme o harmonických složkách, ale podobně jako my existujeme jen proto, že existují naše buňky, i hudba, jak ji známe a milujeme, existuje jen díky harmonickým složkám. Pochopení harmonických složek může být pro hudebníka, producenta, mixéra nebo masteringového inženýra nesmírně přínosné. Dnes se tedy budeme zabývat zákoutími těchto mikrozvukových prvků a tím, jak můžete tyto znalosti využít, abyste se stali lepšími tvůrci hudby.

Základy harmonických frekvencí

Harmonické jsou zvukové vlny s frekvencemi, které jsou celočíselnými násobky základní frekvence signálu. Můžete si je také představit jako poměr frekvencí takového signálu.

Abychom pochopili, jak to funguje, podívejme se na základní sinusový průběh.

Sinusovka je nejzákladnějším zvukovým vlněním, protože má zvukovou energii pouze na jedné frekvenci. Pokud bychom například přehrávali sinusovku na frekvenci C3 a vy byste se na notu dívali přes frekvenční spektrální analyzátor, viděli byste pohyb soustředěný pouze na frekvenci C3.

Pokud bychom však vzali stejnou základní frekvenci C3 a místo ní použili čtvercovou vlnu, viděli bychom i frekvenční obsah nad základní frekvencí. Frekvence nad nimi, které by byly tím měkčí a měkčí, čím by byly vyšší, by se nazývaly harmonické frekvence.

To jsou věci, které způsobují, že čtvercová vlna zní jako čtvercová vlna. I mimo čtvercové vlny má každý známý zvuk (samozřejmě kromě sinusových vln) do určité míry harmonické frekvence, i když některé jsou mnohem složitější než jiné.

Důležité je vědět, jak jsou tyto harmonické frekvence uspořádány ve vztahu k základní frekvenci.

Uspořádání harmonických frekvencí

Řekněme, že máme základní čtvercovou vlnu na A4, což je 440 Hz.

Druhá harmonická v harmonické řadě nad ní by byla o oktávu výše na úrovni A5 neboli 880 Hz. Třetí harmonická by byla třikrát vyšší než základní frekvence, tedy E6 neboli 1320 Hz, a čtvrtá harmonická by byla čtyřikrát vyšší než základní frekvence, tedy A6 neboli 1760 Hz.

Takto by to pokračovalo dál a dál, dokud by pro nás frekvence přestaly být slyšitelné.

Tyto harmonické frekvence se objevují v každém nástroji a hudebníci je často označují jako overtony, což je zaměnitelný výraz pro harmonické frekvence.

Řekněme, že akustický kytarista drnká na spodní strunu E. Nejenže bychom slyšeli tuto vibrující strunu na její nejnižší frekvenci nebo základní výšce, ale slyšeli bychom také zlomky harmonických overtonů nad ní, které by byly tím měkčí a měkčí, čím výš by šly.

Lichá vs. sudá harmonická

V harmonické řadě máme harmonické, které se dělí na liché a sudé.

Liché harmonické jsou liché násobky základní frekvence (3, 5, 7, 9 atd.). Ty mají tendenci znít jasněji a vzrušeněji než teplejší a hladší sudé harmonické, které jsou sudými násobky základní frekvence (2,4, 6, 8 atd.).

Jak si brzy ukážeme, různé nástroje mají odlišné harmonické profily, které jim propůjčují jedinečné zvukové charakteristiky.

Přirozené vs. umělé harmonické

Celočíselné násobky fundamentu, o kterých jsme právě hovořili výše, v přírodě existují. Ve skutečnosti jde o přirozenou matematickou rovnici, která zní f(n) = n x f, kde "f" je základní frekvence a "n" jsou harmonické frekvence.

Mluvili jsme o tom, jak fungují při drnkání na kytarové struny, ale co jiné přírodní nástroje?

Totéž platí i pro klávesnice. Když například klavírista hraje základní frekvenci, struny a rezonance nástroje vydávají sympatické vibrace, které vytvářejí harmonické. Naproti tomu hráč na trubku bude pomocí svého nátrubku ovládat harmonické řady nad základní frekvencí.

Způsob, jakým jsou tyto harmonické frekvence uspořádány, může mít zásadní vliv na celkovou barvu nástroje. Jsou jedním z důvodů, proč trubka zní tak odlišně od tuby nebo proč nízký mužský hlas zní tak odlišně od vysokého ženského hlasu.

Harmonické však můžeme vytvářet také elektronicky nebo uměle manipulací s průběhy.

Na většině syntezátorů najdete generátory tvaru vlny, které vám dávají možnost nastavit počet a typ harmonických nad sinusoidou. Zde je několik hlavních tvarů vln, které najdete na téměř každém syntezátoru:

• Sinusové vlny - Jak jsme již řekli, sinusové vlny vytvářejí nejčistší a nejjasnější zvuk, protože nad nimi nejsou žádné harmonické. Lidé si sinusovku nejčastěji spojují s čistým tónem. Tento zvuk se v přírodě nevyskytuje.
• Čtvercová vlna - Čtvercové vlny, které jsou známé svými jasnými, harmonicky bohatými tóny, se skládají ze základní frekvence a lichých harmonických. Tyto vlny jsou velmi oblíbené v elektronické hudbě. Skvělým příkladem čtvercových vln v akci jsou arpeggiující syntezátory na začátku úvodního tématu seriálu Stranger Things.
• Pilovitá vlna - Pilovité vlny nabízejí ještě větší harmonické bohatství než jejich protějšky se čtvercovou vlnou, protože využívají liché a sudé harmonické. Mají jasnou a bzučivou barvu, díky čemuž jsou vynikající pro sólové skladby. Svod ve skladbě "Strobe" od Deadmau5 je skvělým příkladem pilovité vlny v EDM.
• Trojúhelníková vlna - Trojúhelníkové vlny jsou o něco mírnější než čtvercové a pilovité vlny, a přestože používají pouze liché harmonické, znějí jinak díky jedinečnému rozložení amplitudy. Jsem velkým fanouškem trojúhelníkových vln v chillwave hudbě, protože mají jemný, nostalgický zvuk. Podívejte se na syntezátory ve skladbě "Feel It All Around" od skupiny Washed Out.

Proč používáme harmonické v hudební produkci, mixování a masteringu

Bez harmonických složek by naše hudba postrádala tónovou komplexnost. Z tohoto důvodu producenti a inženýři často používají harmonické tóny, aby dodali hudbě hloubku. Nejenže nám umožňují odlišit nástroje od sebe v mixech, ale mohou také fungovat tak, že nám poskytnou výraznější zvukovou energii a trojrozměrný poslechový zážitek.

Bez světla není tma.

Stejnou myšlenku můžeme použít i v hudbě k vytvoření kontrastu. Například můžeme použít nástroj s jasnějšími a vzrušenějšími harmonickými tóny, abychom vytvořili kontrast k nástroji s teplejšími a temnějšími harmonickými tóny. Otázkou však je, jak své znalosti o harmonických uplatníme v praxi?

Použití harmonické řady pro zpestření hudby

Pokud jste strávili dost času čtením o mixování a produkci hudby na internetu, pravděpodobně jste slyšeli o saturaci.

Nasycení je v podstatě řízené harmonické zkreslení. Producenti a inženýři často používají nástroje, jako jsou magnetofony, lampové zesilovače nebo zkreslovací pluginy, aby svým skladbám dodali více harmonického charakteru.

Řekněme, že jsem měl například čistou basovou kytaru DI, která však v kontextu rockové skladby zněla poněkud neživě a nudně. Možná bych se rozhodl ji prohnat zkreslujícím pluginem, abych jí pomohl vyniknout v mixu uprostřed stěny úderných bicích a zkreslených kytar.

Ve většině případů to dělám paralelně tak, že vytvořím kopii basové kytary, vysoko propustím tuto kopii na frekvenci přibližně 150-200 Hz, abych zachoval čistotu spodních tónů, zkreslím tuto kopii pomocí pluginu pro saturaci a prolnu ji s původním basovým zvukem.

Totéž platí i pro model 808. Pokud by v mixu zněl trochu nevýrazně, použil bych plugin pro saturaci, který by dodal komplexnost vyšším harmonickým, a pomohl tak celkově vyniknout 808.

Jedná se o jiný proces než u ekvalizéru, který umožňuje pouze snižovat a zesilovat již existující harmonické složky, místo aby vytvářel nové harmonické složky. Podívejme se na některé z nejoblíbenějších nástrojů, které používáme k manipulaci s harmonickými v našich mixech.

Oblíbené nástroje pro manipulaci s harmonickými

EQ

Ekvalizér je jedním z nejzákladnějších nástrojů pro mixování, protože umožňuje upravovat frekvenční vyvážení zvukového signálu nebo skupiny zvukových signálů. Pomocí ekvalizéru můžete například upravit zvuk vokálu tak, aby zněl temněji, jasněji, tepleji nebo přítomněji, a to vše zesílením nebo zeslabením určitých pásem frekvenčního spektra, čímž změníte amplitudu přítomných harmonických.

V popové hudbě se můžete rozhodnout pro zesílení vyšších harmonických ve vokálu pomocí high shelf a potlačení nižších harmonických pomocí low cut.

Jak jsem již zmínil, harmonické složky dodávají hudbě, kterou vytváříme, hloubku. Pokud se však v mixu překrývá příliš mnoho harmonických ve stejné části frekvenčního spektra z různých nástrojů, ztrácíme jasnost. Ekvalizér je jedním z nejlepších nástrojů pro vyrovnání frekvenčních vztahů mezi více signály, aby naše mixy byly jasnější.

Komprese

O kompresorech často nepřemýšlíme jako o harmonických nástrojích, protože slouží především ke kontrole dynamického rozsahu. Komprese však může mít obrovský vliv na základní frekvenci signálu a jeho harmonické složky.

Pokud například použijete kompresi na trvalý signál basové kytary, účinně zvýrazníte tišší harmonické v měkčích pasážích, kde by jinak byly ve stavu rozkladu.

Nasycení

Saturace je zdaleka nejběžnějším způsobem, jak inženýři manipulují s harmonickým obsahem v mixech, protože pomocí saturace lze do signálu přidat harmonické.

Pomocí pluginu pro saturaci pásky můžete například přidat zvukovému signálu barvu a teplo a dodat mu harmonicky bohaté podtóny, které jsou často spojovány se "zvukem analogu". Na druhou stranu byste mohli kytaru prohnat pedálem fuzz, který by do ní vnesl smršť lichých a sudých harmonických v kombinaci s waveform clipperem a dodal jí jasnější, řezavější zvuk.

5 způsobů využití harmonických v mixech

Podívejme se na to, co nyní víme o harmonických, a podívejme se na některé způsoby, jak můžete využít jejich sílu ve svých mixech.

1. Přidání analogového tepla do digitálních mixů

Tento první příklad je docela obecný, i když může být velmi užitečný, když se zabýváme sterilně znějícími mixy, které potřebují trochu více charakteru.

Kdykoli si vzpomenu na slova "vřelost" a "harmonické zkreslení", vybaví se mi páskové nebo lampové nasycení.

Vřele doporučuji pořídit si nějaký slušný páskový nebo lampový saturační plug-in, abyste do svých mixů přidali jemné harmonické zkreslení a dodali jim analogovější zvuk. Pásková saturace je o něco jemnější než lampová saturace a je ideální pro přidání pocitu vřelosti jednotlivým stopám, jako jsou vokály nebo syntezátory, nebo pro slepení skupin stop, jako jsou bicí nebo celé mixy.

Lampová saturace se obvykle používá, pokud chcete dosáhnout tvrdšího saturovaného zvuku, který je ideální pro kytary nebo vokály, protože dokáže přidat větší "tloušťku" středního pásma.

Moje oblíbené pluginy pro saturaci pásky:

• Vlny J37
• Virtuální páskový stroj Slate
• UAD Ampex ATR-102

Moje oblíbené pluginy pro saturaci lamp:

• PSP VintageWarmer 2
• UAD Thermionic Culture Vulture
• Softube Tube-Tech CL 1B

2. Zpřítomnění vokálů

Správným stylem sytosti můžete pomoci vokálům vyniknout v mixech.

I když byste jistě mohli vokál prohnat základním zkreslujícím pluginem, jako je například SansAmp PSA-1 v Pro Tools, a tím to ukončit, většinou budete chtít získat zvuk harmonického zkreslení, aniž by byl zkreslený. Zde může být užitečné prolínání zvuku zkresleného vokálu paralelně s čistým vokálem.

Jedním z mých nejoblíbenějších pluginů je Soundtoys Decapitator. Často ho používám k tomu, abych pomocí velkého knoflíku Drive vytočil poměrně silné zkreslení vokální stopy, pomocí knoflíku Tone, filtrů a stylů sytosti podél spodní části upravil celkovou barvu sytosti a pak ji pomocí knoflíku Mix vytočil zpět, dokud nezískám dokonalou rovnováhu mezi čistotou a sytostí vokální stopy.

Na druhou stranu, pokud vám jde o velmi jasný vokál, použijte plugin pro saturaci, který se zaměřuje na vyšší harmonické, místo abyste zesilovali vysokou polohu ekvalizéru.

Jedním z mých oblíbených pluginů je Aphex Vintage Exciter od Waves.

PRO TIP: Doporučuji vložit de-esser před použitím pluginu sytosti, jako je tento, aby plugin sytosti mohl poskytnout vyvážený, přítomný tón bez zvýraznění sykavek.

3. Správa přechodného materiálu

Jednou za čas se mi stane, že pracuji se zvukovými signály, které mají příliš mnoho přechodových detailů. Ačkoli hlavním viníkem bývají často bicí, může to být cokoli od akustické kytary, která zní příliš drnčivě, až po klavír s příliš velkým atakem na přední straně.

Zatímco kompresí nebo tvarováním přechodových jevů můžete obvykle otupit přechodový materiál, saturace může nabídnout úžasnou rovnováhu mezi zachováním a změkčením přechodových jevů, která může být v mixu velmi příjemná.

Řekněme, že máte snare buben, který zní v mixu příliš průrazně. Na signál můžete použít jemnou saturaci (v tomto případě často používám páskovou saturaci) a zvýšit úroveň snare vstupující do pluginu, aby se změkčil přechodový materiál.

Důvodem, proč to funguje, je to, že saturace představuje jedinečný typ komprese. Často se jedná o formu měkkého oříznutí, kdy je zvukový signál vstupující do saturátoru jemně omezen, čímž se oříznou špičky vlnového tvaru signálu a získá se charakteristika podobná kompresi.

4. Odstranění drsnosti

Saturace je jedním z nejlepších nástrojů, jak odstranit hrubost signálu, aniž by se zhoršila jeho celková prezentace.

Řekněme například, že jste nahrávali bicí ve špatně ošetřené místnosti nebo s levnými stropními mikrofony. V obou případech můžete mít činely, které znějí opravdu ostře. I nejmenší množství sytosti může pomoci odstranit drsnost činelů tím, že srazí jejich horní konec a zároveň zachová jejich ostrou čistotu.

Totéž platí pro vokály, snapy, elektrické kytary nebo jakýkoli jiný prvek v mixu, který nezní příjemně pro ucho.

5. Slepení směsi

Pomocí harmonických můžete celý mix slepit dohromady, aby zněl celistvěji. Často se jedná o velmi jemný přístup, protože nechcete přidat zkreslení nebo zbavit mix údernosti přílišným otupením přechodových jevů.

Často používám páskovou saturaci na sběrnici mixu a mírně ji vybírám, abych vyrovnal celkovou drsnost mixu a dodal mu přirozené, hudební zabarvení. Trocha může být velmi účinná. Doporučuji použít páskovou saturaci na sběrnici mixu a poslechnout si, jak skladba reaguje v nejhlasitějším místě skladby, abyste se ujistili, že nevnášíte zkreslení.

Využití přírodního světa

Harmonické složky existovaly v přírodě dávno předtím, než jsme zkonstruovali přístroje a technologie k jejich ovládání a manipulaci s nimi. Jsou jedním z důvodů, proč hudba tak silně rezonuje s lidmi.

Přestože jsou univerzální, způsoby, jakými používáme harmonické tóny v hudbě, se samozřejmě v průběhu času a v různých kulturách značně měnily, a to je jeden z důvodů, proč máme tak neuvěřitelnou hudební rozmanitost.

Doufám, že vám tento článek alespoň trochu přiblížil harmonické složky, protože hledání způsobů, jak je využít ve své hudbě, může být nesmírně přínosné, zvláště když si uvědomíte, že používáte nástroj, který existuje od počátku věků.