Es la cualidad sonora más compleja. Gracias a él se pueden determinar las fuentes productoras del sonido aunque ellas coincidan en altura e intensidad. La ciencia aún discute los factores que lo determinan pero hay tres seguros:
● Espectro armónico: un sonido es producido por la suma de varios movimientos vibratorios simultáneos que producen varios sonidos, y es la percepción la que los sintetiza en una unidad. La vibración principal del cuerpo sonoro produce el sonido fundamental (altura percibida), además vibra en mitades, tercios, cuartos, etc. produciendo como armónicos superiores la octava, la quinta, otra octava, la tercera, otra quinta, etc. Lo que va a variar es la intensidad entre la fundamental y sus armónicos según la fuente sonora y será esto crucial para la discriminación del timbre.
● Componentes inarmónicos: son los ruidos llamados transientes que se producen al momento del ataque de los sonidos y a veces durante su transcurso y suelen estar asociados a las diversas mecánicas de los instrumentos. El ruido de los martillos del piano, el de la púa en la guitarra, el de la frotación de los arcos y el del soplo en los de viento son ejemplos.
● Forma del sonido o envolvente dinámica: según las diferentes fuentes sonoras, los sonidos poseen diversos modos de ataque, permanencia y extinción
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