Raramente passamos tempo a pensar em harmónicos quando estamos a produzir, embora, tal como nós só existimos porque as nossas células existem, a música que conhecemos e adoramos só existe devido aos harmónicos. Compreender os harmónicos pode ser extremamente benéfico para um músico, produtor, engenheiro de mistura ou de masterização. Por isso, hoje, vamos explorar os meandros destes micro elementos sonoros e como pode usar este conhecimento para ser um melhor criador de música.

Noções básicas sobre frequências harmónicas

Os harmónicos são ondas sonoras com frequências que são múltiplos inteiros da frequência fundamental de um sinal. Também se pode pensar nelas como o rácio de frequência de um sinal desse tipo.

Para compreender como isto funciona, vejamos uma onda sinusoidal básica.

A onda sinusoidal é a onda sonora mais fundamental que temos, pois só tem energia sonora numa única frequência. Por exemplo, se estivéssemos a tocar uma onda sinusoidal em C3 e estivéssemos a olhar para a nota através de um analisador de espetro de frequências, só veríamos o movimento concentrado em C3.

No entanto, se pegássemos na mesma frequência fundamental de C3 e utilizássemos uma onda quadrada, veríamos também um conteúdo de frequência acima da frequência fundamental. As frequências acima, que se tornariam cada vez mais suaves à medida que subissem, seriam chamadas frequências harmónicas.

São estas as características que fazem com que uma onda quadrada soe como uma onda quadrada. Mesmo para além das ondas quadradas, todos os sons conhecidos pelo homem (exceto as ondas sinusoidais, claro) têm frequências harmónicas até certo ponto, embora algumas sejam muito mais complexas do que outras.

O importante aqui é saber como estas frequências harmónicas estão dispostas em relação à frequência fundamental.

Disposição das frequências harmónicas

Digamos que temos uma onda quadrada básica em A4, que é 440 Hz.

A segunda harmónica da série de harmónicas acima desta seria uma oitava acima, em A5 ou 880 Hz. O terceiro harmónico seria três vezes a frequência fundamental, que seria E6 ou 1320 Hz, e o quarto harmónico seria quatro vezes a frequência fundamental em A6 ou 1760 Hz.

Isto continuava e continuava e continuava até as frequências deixarem de ser audíveis para nós.

Todos os sons de todos os instrumentos produzem estes harmónicos, e é frequente ouvir os músicos referirem-se a eles como sobretons, que é um termo intercambiável para frequências harmónicas.

Assim, por exemplo, digamos que temos um guitarrista acústico que toca a corda Mi grave. Não só ouviríamos essa corda a vibrar na sua frequência mais baixa ou tom fundamental, como também ouviríamos as fracções de harmónicos acima dela, cada vez mais suaves à medida que fossem subindo.

Harmónicos pares vs. ímpares

Na série harmónica, temos harmónicos que são classificados como pares ou ímpares.

Os harmónicos ímpares são múltiplos ímpares da frequência fundamental (3, 5, 7, 9, etc.). Estes tendem a soar mais brilhantes e mais excitados do que os harmónicos pares mais quentes e suaves, que são múltiplos pares da frequência fundamental (2,4, 6, 8, etc.).

Como veremos em breve, diferentes instrumentos têm perfis harmónicos distintos, o que lhes confere características sonoras únicas.

Harmónicos naturais vs. artificiais

Os múltiplos inteiros da fundamental de que acabámos de falar existem na natureza. De facto, é uma equação matemática natural que diz f(n) = n x f, onde 'f' é a frequência fundamental e 'n' são as frequências harmónicas.

Falámos sobre como funcionam quando uma corda de guitarra é dedilhada, mas o que acontece com outros instrumentos naturais?

O mesmo acontece com os teclados. Quando um pianista, por exemplo, toca uma frequência fundamental, as cordas e a ressonância do instrumento produzem vibrações simpáticas, que criam harmónicos. Um trompetista, por outro lado, usaria a sua embocadura para controlar a série harmónica acima da frequência fundamental.

A forma como estas frequências harmónicas estão dispostas pode ter um grande impacto no timbre geral de um instrumento. São uma das razões pelas quais um trompete soa tão diferente de uma tuba, ou porque uma voz humana masculina grave soa tão diferente de uma voz feminina aguda.

No entanto, também podemos gerar harmónicos eletronicamente ou artificialmente através da manipulação de formas de onda.

Na maioria dos sintetizadores, encontrará geradores de formas de onda, dando-lhe a opção de ajustar o número e tipo de harmónicos acima de uma onda sinusoidal. Aqui estão algumas das principais formas de onda que encontrará em praticamente qualquer sintetizador:

• Onda sinusoidal - Como dissemos anteriormente, as ondas sinusoidais produzem o som mais limpo e claro, uma vez que não têm quaisquer harmónicos acima delas. As pessoas associam mais frequentemente a onda sinusoidal com o tom puro. Este som não existe na natureza.
• Onda quadrada - As ondas quadradas, conhecidas pelos seus timbres brilhantes e ricos em harmónicos, são compostas por uma frequência fundamental e harmónicos ímpares. Estas ondas são muito populares na música eletrónica. Os sintetizadores arpejantes no início do tema de introdução do Stranger Things é um ótimo exemplo de ondas quadradas em ação.
• Onda dente de serra - As ondas dente de serra oferecem ainda mais riqueza harmónica do que as suas contrapartes de onda quadrada, utilizando harmónicos pares e ímpares. Elas têm um timbre brilhante e vibrante, o que as torna excelentes para leads. O lead em "Strobe" de Deadmau5 é um ótimo exemplo de uma onda dente-de-serra em EDM.
• Onda triangular - As ondas triangulares são um pouco mais suaves do que as ondas quadradas e dente-de-serra e, embora usem apenas harmónicos ímpares, soam diferentes devido à sua distribuição de amplitude única. Eu sou um grande fã de ondas triangulares na música chillwave, pois elas têm um som suave e nostálgico. Veja os sintetizadores em "Feel It All Around" do Washed Out.

Porque é que usamos harmónicas na produção musical, mistura e masterização

Sem harmónicas, a nossa música careceria de complexidade tonal. Por esse motivo, os produtores e engenheiros utilizam frequentemente os harmónicos para dar profundidade à sua música. Não só nos permitem distinguir os instrumentos uns dos outros nas misturas, como também podem funcionar para nos dar uma energia aural mais expressiva e uma experiência de audição tridimensional.

Sem luz, não há escuridão.

Podemos usar essa mesma ideia na música para criar contraste. Por exemplo, pode utilizar-se um instrumento com harmónicos mais brilhantes e excitados para criar contraste com um instrumento com harmónicos mais quentes e escuros. A questão, no entanto, é como pôr em prática os nossos conhecimentos sobre harmónicos?

Utilizar a série harmónica para tornar a sua música mais interessante

Se já passou algum tempo a ler sobre mistura e produção musical online, provavelmente já ouviu falar de saturação.

A saturação é essencialmente uma distorção harmónica controlada. Os produtores e engenheiros utilizam frequentemente ferramentas como máquinas de fita, amplificadores valvulados ou plugins de distorção para adicionar mais carácter harmónico às suas faixas.

Por exemplo, digamos que eu tinha um baixo DI limpo, mas que soava um pouco sem vida e aborrecido no contexto de uma faixa de rock. Posso optar por passá-lo por um plugin de distorção para o ajudar a destacar-se na mistura no meio de uma parede de baterias fortes e guitarras distorcidas.

Na maioria dos casos, faço isto em paralelo, criando uma cópia do baixo, passando a cópia para cerca de 150-200 Hz para manter os graves limpos, distorcendo essa cópia com um plugin de saturação e misturando-a com o som original do baixo.

O mesmo se aplica a um 808. Se soasse um pouco sem brilho numa mistura, eu usaria um plugin de saturação para adicionar complexidade aos harmónicos mais altos, ajudando o 808 a destacar-se.

Este é um processo diferente do EQ, que apenas permite cortar e aumentar os harmónicos que já existem em vez de criar novos harmónicos. Vamos dar uma vista de olhos a algumas das ferramentas mais populares que usamos para manipular os harmónicos nas nossas misturas.

Ferramentas populares para manipular harmónicas

EQ

O EQ é uma das ferramentas de mistura mais fundamentais que tem no seu arsenal, uma vez que lhe permite manipular o equilíbrio de frequência de um sinal de áudio ou grupo de sinais de áudio. Com o EQ, pode fazer com que um vocal, por exemplo, soe mais escuro, mais brilhante, mais quente ou mais presente, tudo através do aumento ou atenuação de bandas específicas no espetro de frequência para alterar a amplitude dos harmónicos presentes.

Na música pop, pode optar por aumentar os harmónicos mais altos de um vocal com um high shelf e atenuar os harmónicos mais baixos com um low cut.

Como mencionei anteriormente, os harmónicos são o que dá profundidade à música que fazemos. No entanto, quando demasiados harmónicos na mesma porção do espetro de frequência se sobrepõem a partir de diferentes instrumentos numa mistura, perdemos a clareza. O equalizador é uma das melhores ferramentas para equilibrar as relações de frequência entre vários sinais para tornar as nossas misturas mais claras.

Compressão

Não pensamos muitas vezes nos compressores como ferramentas harmónicas, uma vez que existem principalmente para controlar a gama dinâmica. No entanto, a compressão pode ter um enorme impacto na frequência fundamental de um sinal e nos seus harmónicos.

Por exemplo, se utilizar a compressão num sinal de guitarra baixo sustentado, realça eficazmente os harmónicos mais silenciosos em passagens mais suaves onde, de outra forma, estariam num estado de decadência.

Saturação

A saturação é, de longe, a forma mais comum de os engenheiros manipularem o conteúdo harmónico nas misturas, uma vez que a saturação pode ser utilizada para adicionar harmónicos a um sinal.

Por exemplo, pode utilizar um plugin de saturação de fita para adicionar cor e calor a um sinal de áudio e dar-lhe os tons harmónicos ricos frequentemente associados ao "som analógico". Por outro lado, pode passar uma guitarra por um pedal de fuzz, que introduziria um punhado de harmónicos pares e ímpares emparelhados com um clipper de forma de onda para lhe dar um som mais brilhante e cortante.

5 maneiras de usar os harmónicos nas suas misturas

Vamos pegar no que sabemos agora sobre os harmónicos e ver algumas formas de utilizar o seu poder nas suas misturas.

1. Adicionar calor analógico a misturas digitais

Este primeiro exemplo é bastante geral, embora possa ser extremamente útil quando estamos a lidar com misturas de som estéril que precisam de um pouco mais de carácter.

Sempre que penso nas palavras "calor" e "distorção harmónica", penso em saturação de fita ou de tubo.

Recomendo vivamente que ponha as mãos em alguns plugins de saturação de fita ou de tubo decentes para adicionar uma distorção harmónica subtil às suas misturas e dar-lhes um som mais analógico. A saturação de fita é um pouco mais subtil do que a saturação de tubo, perfeita para adicionar uma sensação de calor a faixas individuais, como vocais ou sintetizadores, ou cola a grupos de faixas, como bateria ou misturas completas.

A saturação de tubo é tipicamente utilizada se pretender um som de saturação mais forte, perfeito para guitarras ou vozes, uma vez que pode adicionar mais "espessura" à gama média.

Os meus plugins de saturação de fita favoritos:

• Ondas J37
• Máquina de fita virtual Slate
• UAD Ampex ATR-102

Os meus plugins de saturação de válvulas favoritos:

• PSP VintageWarmer 2
• Abutre de cultura termiónica UAD
• Softube Tube-Tech CL 1B

2. Tornar os vocais mais presentes

Com o estilo correto de saturação, pode ajudar as vozes a destacarem-se nas misturas.

Embora possa certamente passar uma voz através de um plugin de distorção básico, como o SansAmp PSA-1 no Pro Tools, e dar por terminado o processo, na maior parte das vezes, vai querer obter o som da distorção harmónica sem que esta seja distorcida. É aqui que misturar o som do vocal distorcido em paralelo com o vocal limpo pode ser útil.

Um dos meus plugins favoritos para fazer isso é o Soundtoys Decapitator. Utilizo-o frequentemente para introduzir uma distorção relativamente forte na minha faixa vocal utilizando o grande botão Drive, utilizo o botão tone, os filtros e os estilos de saturação ao longo da parte inferior para ajustar o timbre geral da saturação e, em seguida, recuo-o utilizando o botão mix até obter o equilíbrio perfeito entre clareza e saturação na minha faixa vocal.

Por outro lado, se o que pretende é um vocal super brilhante, use um plugin de saturação que se concentre nos harmónicos mais altos em vez de aumentar uma prateleira alta num EQ.

Um dos meus plugins favoritos para isso é o Aphex Vintage Exciter da Waves.

DICA PRO: Recomendo a inserção de um de-esser antes de utilizar um plugin de saturação como este, para que o plugin de saturação possa dar um tom equilibrado e presente sem acentuar a sibilância.

3. Gestão de material transitório

De vez em quando, dou por mim a trabalhar com sinais de áudio que têm demasiados detalhes transitórios. Embora a bateria seja frequentemente a principal culpada, pode ser qualquer coisa, desde uma guitarra acústica que soa demasiado forte a um piano com demasiado ataque na parte frontal.

Embora normalmente se possa atenuar o material transitório com compressão ou modelação de transientes, a saturação pode oferecer um equilíbrio maravilhoso entre a preservação de transientes e a suavização que pode ser muito agradável numa mistura.

Digamos que tem uma caixa que soa demasiado forte na sua mistura. Pode aplicar uma quantidade subtil de saturação ao seu sinal (a saturação de fita é muitas vezes a minha escolha neste caso), aumentando o nível da caixa que vai para o plugin para suavizar o material transitório.

A razão pela qual isso funciona é que a saturação introduz um tipo único de compressão. Muitas vezes envolve uma forma de recorte suave, em que o sinal de áudio que vai para o saturador é suavemente limitado, recortando os picos da forma de onda do sinal e proporcionando características semelhantes à compressão.

4. Remover a aspereza

A saturação é uma das melhores ferramentas para remover a aspereza de um sinal sem comprometer a sua presença geral.

Por exemplo, digamos que gravou a bateria numa sala mal tratada ou com microfones baratos. Em ambos os casos, pode acabar com pratos que soam muito duros. Mesmo a mais pequena quantidade de saturação pode ajudar a remover a aspereza dos seus pratos, rolando a extremidade superior enquanto mantém a sua clareza crocante.

O mesmo se aplica a vozes, caixas, guitarras eléctricas ou qualquer outro elemento da sua mistura que não seja agradável ao ouvido.

5. Colar uma mistura

Por último, pode utilizar harmónicos para unir toda a sua mistura e torná-la mais coesa. Muitas vezes, esta é uma abordagem muito subtil, uma vez que não se pretende adicionar distorção ou retirar a força da sua mistura ao atenuar demasiado os transientes.

Utilizo frequentemente a saturação de fita no bus de mistura, ligando-a ligeiramente para arredondar a aspereza geral da mistura e dar à minha mistura uma sensação de coloração natural e musical. Um pouco de saturação pode ser muito útil aqui. Recomendo que aplique a saturação de fita ao seu bus de mistura e ouça como a sua faixa reage no ponto mais alto da música para se certificar de que não está a introduzir distorção.

Tirar partido do mundo natural

Os harmónicos já existiam na natureza muito antes de termos concebido instrumentos e tecnologia para os controlar e manipular. São uma das razões pelas quais a música ressoa tão visceralmente com os seres humanos.

É claro que, apesar de serem universais, as formas como utilizamos os harmónicos na música mudaram drasticamente ao longo do tempo e entre diferentes culturas, e essa é uma das razões pelas quais temos uma diversidade musical tão incrível.

Espero que este artigo tenha desmistificado os harmónicos pelo menos um pouco para si, pois encontrar formas de os usar na sua música pode ser extremamente gratificante, especialmente quando considera o facto de estar a usar uma ferramenta que existe desde o início dos tempos.