56. Response TOPICS -2- Wolf tone

 [ 09/06/2020 ]      Labels: 61..Sound color-2,  63.Wolf tone

 
Many oscilloscope screenshots hint us a regularity in their resonance spectrum according to the tone name such as C,D,E,F,G,A,, only when they played by pizzicato. Each tone's spectrum shape seems very resembling beyond octaves or cello instruments.
The first two screenshots are typical E(166Hz, second semitone on D string) spectrum of pizzicato and short arco attack. They are all consisted of 6mS(E,166Hz) fundamental vibration and seem as if they are totally twisted or rolling.
The last two screenshots are very unique: E(almost 166Hz, 9th semitone on E string) wolf tone in pizzicato and arco long tone. The amplitude of wave regularly/irregularly dies away and recovers again.
Wolf tones probably relate to the simple/inflexible resonance of top-plate of cello.

オシロスコープで多くのCelloの音波形を見ていると、pizzicatoの波形は オクターブや楽器の違いとあまり関係なく C-D-E-F-G--等の音名ごとで極めてよく似ていることに気づく。例えば、E(166Hz, D線上第2半音)の典型的な波形は、最初の写真のようである。(上:ピチカート、下:短いアルコ・アタック)、6mSの基本周期で規則的に振動しながらねじれている(あるいはローリングしている)かのように見える。
下の写真は、その特殊なケースであるのウルフトーン(G線上の第9番半音付近で観察)をとらえたユニークな写真である。(上:ピチカートの中のウルフトーン、下:アルコの伸ばし音の中のウルフトーン)。途中一端振幅がゼロになっては復活している。
おそらくウルフトーンは表板のシンプルな振動と関連があり、厳格に左右対称に作られた楽器で起こりやすいのだろう。いづれもオシロスコープの水平格子幅は50mS。

63. Memo for wolf tones

[ 06/17/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
Data(1) to (4) show some exact extincting moment of wolf tones. Especially the intensity of wave looks almost die down briefly at data(1) to (3). Whereas spiral-like continuation was seen in data(4).

At this observation, wolf-tones occurred around at 6.0ms period(i.e. E tone). Many usual E cases, the waveforms show a pure form like a sine curve. If a new E note is bowed by a cello player, (and if the pitch is slightly shifted, and the sound is bulldozed), probably the top plate of cello has to be given up the current vibration(/frequency) and then succeeded to another newborn vibrations. It is like an unanimous society without opposing opinions. There should be no triggers to change the pace in their current inertial vibrations.

In data(1) and (2), at just the receding moment, we can find some new seeds for a new pitch.
The old tone(A) and the new tone(C) look slightly different in frequency.
The receding period(B) seems to be prolonged because it has to contain a transition time. As a result, player might also hear a grace note from D#, D, C# or thereabouts with sudden crescendo, it will be so annoying.

On the other hand, data(4) might suggest some hints to mitigate the wolf tone. Some bowing skills or wolf eliminators will help to avoid to make up a flawless E sine curve. Data(4) rather has a minor shift from original E frequency at the wolf point.

ウルフトーン(音が消滅する瞬間)をオシロスコープで見ると、ほぼ消滅した後に復活しているdata①～③と、消滅途中ですでに新たな再生が起きている場合(data④)がある。
観察したチェロの場合、ちょうどE音(周期=6.0ms)付近で表板が全体共振し、サイン曲線のようなシンプルな振動をしていることがわかる。もし奏者がこの周波数とわずかに異なったピッチで演奏すると、楽器は許容することができず、自らのピッチの振動を消滅させた後に後継の新ピッチの振動をスタートさせることになる。つまり、路線を修正可能なトリガーを持たない全会一致社会では、自らを消滅させることでしか新たな社会を生み出せない。これがフルフトーンの実像のようだ。
DATA①②では消滅する直前にあらたなピッチの種が生成されているのが観察される。この時旧音(A)と新音(C)でわずかに周波数が変化しているように見える。
この切り替わりの数周期(B)のみを見ると切り替わりの影響のため一時的に平均周期が長くなっていると見ることができる。奏者にとっては、ちょうど C#,D,D#などからの(しかもppまたは無音からの)気味悪い装飾音がかかったように感じるかもしれない。
観察データの中には、data④のように完全に音量が消滅する前に新たなE音が生み出される場合もある。演奏テクニックやウルフキラーなどにより何がしかのトリガーを利用しながら、(少しずらした位相を生成しつつ)ウルフを軽減できる可能性があることを示している。この④の場合、ピッチ変化は比較的に少ない。

63. Wolf tone and D to G tones

[ 06/06/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
Let's try to glance at the waveforms of D to G sound on G string(of cello) that played by down-bowing.
In accordance with shifting from D to G note, the period time shortens as 7 millisecond to 5, and waveforms also changes, and the number of vibration in the period also changes. However at around 166Hz(period=6ms, E note), waveform takes a simple sine-curve-like form, sometimes accompanied with wolves.

In many usual cases, top-plate's vibration(/fundamental vibration) shifts by giving way the role to another secondary vibration. But E vibration (..in this case/instrument..) cannot allow any other sub-fundamental nor any diversity chances. The old(/anachronistic) pitch seems to be died and hand over to the other newborn pitches(/vibration timing). 
Some people may say it should be understood as 'interference and beat issue'. As long as we observe the oscilloscope data, the truth seems a little bit different from 'interference'. This phenomenon must be depending on the cello(/top-plate)'s structure and materials. We will focus on a 'sound disappearing moment' of the wolf tone later.

A steel pipe endpin(10mmD, 30 cmL under tail-pin) was adopted during this measurement, the endpin well resonated at D or D# and F or F# note.

CelloのG線上の D→G音の波形を並べた。この順で周期(基音-基音の時間)が約7ミリ秒→5ミリ秒と短くなる。
この1周期の間に多くの場合複数の振動(2次的な各音)を含んでいるが、その振動波形パターンも変化していく。
周期-6ms、166Hz(E音)付近で、複雑な波形はサイン曲線のようなシンプルな振動に代わり、同時にウルフトーンを発生させる。
E音(付近)以外では波形がシフト・変身しながら連続して音を生成できるのに対して、E音(付近)ではシフトすることができず、一旦自らを消滅させた後新たなトーンとして再出発している姿がみえてくる。この不連続がフルフトーンの正体のようだ。
干渉とうなりの話とは少し違っていそうだ。次回の投稿では、このウルフ部分をさらに拡大してみてみよう。

一方、この測定では、10mm径の30cm長さのスチールパイプエンドピンを使用して、ダウンボーイングで行ったが、特定の音(D-D#、f-F#)に対してエンドピンが共振する現象が見られた。

63. Wolf tone samples

[ 05/29/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
We have already watched many A, D, G and C tone waveforms on an oscilloscope. Almost of these waveforms consist of a main fundamental and some other secondary(same tone) vibrations. Can any single/pure sine-curve-like vibration does exist on our cello?
In conclusion, such a pure curve seems only seen around E notes(166Hz, period =6ms), however this distinctive behavior relates to a wolf tone. Wolf tones seem to be related simply with the vibrations of top plate, not with the endpin nor the floor.
Let's take a glimpse of D, D#, E, F, F#, G waveform on G-string later.

CelloのA,D,G,C音の波形を見てきたが、ほとんどの場合、基音のほかに2次的な振動を含んでいた。
単一な振動波形のみで形成される音はあるのだろうか。チェロのウルフトーンを見てみよう。
結論的にいえば、主にE音(166Hz、周期6ミリ秒)付近でのみ単一・純粋なサインカーブに似た振動波形が見られるようであり、これは同時にウルフトーンと関連があるようだ。またこの現象はエンドピンや床などの影響によるものでなく、純粋に表板の振動と関係がありそうだ。
G線上の D, D#, E, F, F#, G音(arco)を詳しく見てみよう。

63.Wolf tone (slow-motion video)

Wolf tones are created on the cello mainly at E tone or at F tone.
Let's compare the E tone on the D string (first position) and on the G string (fourth position) by a 32-times slower video. (E = 166 Hz, up-bowing)

All other tones seemed to be a complex waveform. Each component waveform, some come from a reflection inside the cello body, others can be newly created by friction between bow and string, merges together and is then replaced by new-born waveforms. It is really natural and ever-changing.

Meanwhile, the E tone, like a sine wave, is special. It seems like an obstinate unified waveform that does not allow any other elements.
When the input from a player goes beyond the limit, a new exact opposite phase waveform will be created in no time, then waveforms suddenly disappear or are nullified.
It is like a symptom of 'arrhythmia' (:abnormal rhythm or disappearance of pulse).
 
チェロのE(またはF)音はサインカーブのような１ビート波形です。その波形に取り込めないインプットが行われると逆位相の波形を生成して、突然消える。ウルフトーンは「不整脈」に似ている。

[ 9/18/2016 ]      Labels:  63.Wolf tone