Введение

Научная нотация тона (SPN), также известная как американская стандартная нотация тона (ASPN) и международная нотация тона (IPN), — это способ обозначения высоты звука путем сочетания названия ноты (с диезом или бемолем, если необходимо) и номера, указывающего октаву. Хотя научная нотация тона изначально разрабатывалась как дополнение к научной высоте звука (см. ниже), эти понятия не являются синонимами. Научная высота звука — это стандарт высоты, определяющий конкретные частоты для определенных нот (см. ниже). Научная нотация тона касается лишь способа записи названий нот, то есть их обозначения в печатном и письменном виде, и не подразумевает указания конкретных частот. Таким образом, использование научной нотации тона для обозначения октав не зависит от используемого стандарта высоты звука.

Использование

Научная нотация высоты звука часто используется для определения диапазона инструмента. Она обеспечивает однозначный способ идентификации ноты в текстовом виде, а не по частоте, и при этом позволяет избежать конвенций транспонирования, применяемых при записи музыки для таких инструментов, как кларнет и гитара. Она также легко переводится в нотную запись при необходимости. При описании музыкальных тонов, номинально энгармонические обозначения могут приводить к аномалиям, когда, например, в пифагорейской интонации нота До имеет более низкую частоту, чем нота Си; однако такие парадоксы обычно не возникают в научном контексте. Научная нотация высоты звука позволяет избежать возможной путаницы между различными производными нотации Гельмгольца, использующими схожие символы для обозначения разных нот. Например, "C" в оригинальной нотации Гельмгольца обозначает ноту До на две октавы ниже средней До, в то время как "C" в нотации ABC обозначает саму среднюю До. При использовании научной нотации высоты звука средняя До всегда обозначается как C, и C никогда не обозначает другую ноту, кроме средней До. Эта система нотации также избавляет от необходимости визуально различать четыре и пять штрихов, а также от типографских проблем, связанных с созданием приемлемых индексов или их заменителей. Гораздо проще быстро визуально отличить C от c, чем, например, c′′′′ от c′′′′′, а использование простых целых чисел (например, C7 и C8) делает индексы совершенно ненужными. Хотя нотация высоты звука предназначена для описания звуков, воспринимаемых как высота тона, она также может использоваться для указания частоты нетональных явлений. Ноты ниже Ми или выше Ми находятся за пределами диапазона слышимости большинства людей, хотя ноты, лишь немного выходящие за пределы диапазона слышимости в нижнем регистре, все еще могут косвенно восприниматься как высота тона из-за обертонов, попадающих в диапазон слышимости. В качестве примера совершенно неслышимых частот, когда рентгеновская обсерватория Чандра наблюдала волны фронтов давления, распространяющиеся от черной дыры, их одно колебание каждые 10 миллионов лет было описано НАСА как соответствующее ноте Си на пятьдесят семь октав ниже средней До (B или 3,235 фГц).

Подобные системы

Существуют соглашения о нотации октавы, которые кажутся похожими на научную нотацию высоты звука, но основаны на альтернативной октавной системе, отличающейся от научной нотации, как правило, на одну октаву. Например, среднее до ("C4" в ISPN) в некоторых программах MIDI отображается как "C5" (MIDI-нота 60). Эта конвенция, вероятно, связана с аналогичной конвенцией в сэмплерных трекерах, где C5 является базовой высотой, на которой воспроизводится сэмпл (8287,12 Гц в MOD), что заставляет музыканта рассматривать сэмплы с другой высотой как инструменты, требующие транспонирования при использовании в композициях. В качестве альтернативы, компании Yamaha и программное обеспечение MaxMSP определяют среднее до как C3. GarageBand от Apple также определяет среднее до (261,6256 Гц) как C3. При последовательном использовании научной нотации высоты звука, сообщение MIDI NoteOn присваивает MIDI-ноту 0 ноте C−1 (на пять октав ниже C4 или среднего до; самая низкая нота на двух крупнейших органах в мире; примерно на октаву ниже порога человеческого слуха: однако, её обертоны слышны), MIDI-ноту 21 ноте A0 (самая нижняя клавиша на 88-клавишном пианино), MIDI-ноту 60 ноте C4 (среднее до), MIDI-ноту 69 ноте A4 (A440), MIDI-ноту 108 ноте C8 (самая верхняя клавиша на 88-клавишном пианино) и MIDI-ноту 127 ноте G9 (за пределами диапазона фортепиано; на октаву выше самой высокой ноты на некоторых клавиатурных глокеншпилях; некоторые ноты выше самой высокой ноты на трубных органах). Это создает линейное пространство высоты звука, в котором октава охватывает 12 полутонов, где каждый полутон – это расстояние между соседними клавишами фортепианной клавиатуры. Расстояние в этом пространстве соответствует музыкальному интервалу в равнотемперированной гамме: 2 полутона – это целый тон, а 1 полутон – полутон. Равнотемперированный полутон также можно разделить на 100 центов. Каждый цент равен 1/100 полутона или 1/1200 октавы. Эта мера высоты звука позволяет выражать микротоны, отсутствующие на стандартных фортепианных клавиатурах.

Французская и бельгийская система обозначения

Французско-бельгийская система определяет ноту C, расположенную на две линейки ниже басового ключа, как до1, а среднюю C – как до3. Как и в научной нотации высоты звука, индекс до распространяется на все ноты выше него до следующей ноты до. Однако ни одна октава не имеет индекса ноль, октава непосредственно ниже первой получает индекс −1. Следовательно, если C4 в научной нотации высоты звука соответствует до3 во французско-бельгийской системе, то C1 в научной нотации высоты звука соответствует до−1.