14.楽器による音色の違い

ここまでずっと音程の話をしてきました。
ちなみにピッチ、音程、音の高さ、という言葉の違いは何でしょう。文脈によって意味が微妙に変わることも多いのですが、私の思うに明確な答えはないと思います。実際には、特に断りがなければ、三つとも同じ意味と考えてよいでしょう。

ところで、同じピッチでも楽器によって音のイメージが違うと感じるのはなぜでしょうか？
物理では音の三要素として、音の高さ、音の大きさ、音色の三つが挙げられます。同じ音の高さでも音が違って聞こえるのは、「音色が違うから」というのが一般的な答えです。
「一般的」などと断りを入れるのは、実際の楽器による音の違いは、音量の時間変化とか、ビブラートによるピッチや音色の変化とか、音程と音程の繋がれ方とか、音程に依存した音色の変化とか、様々な要素があるからです。専門的に音を扱おうと思うほど、一言で断言するのは難しくなります。

そのような細かいことはとりあえず置いといて、ここでは「音色の違い」ということについて考えてみましょう。そもそも音色が違うというのは、物理的に何を意味しているのでしょうか。
同じ周波数でも音色が違う、という状態を波形で描いてみましょう。

赤、青、緑のいずれの波形も周期（周波数）は同じですが、波形の形が違います。緑の波形は相当ガタガタして見えますが、よく見ると同じ周期になっているのがわかります。ざっくり言ってしまえば、この形が音色の違いとなって現れます。
音の状況を調べるために、このように波形で視覚化するとある程度分かり易くなります。最近のレコーディングでは、コンピュータ上で波形をそのまま表示ようになっており、音楽家といえども、音を波形で見ることに慣れておいたほうが良いかもしれません。
また、今後の説明でも音の状況を表現するため、音を波形という形で視覚化していきますので、ご了承ください。