Timbre
of
klankkleur
is het onderscheidende vermogen van
tonen
van dezelfde toonhoogte in een
klank
. Verschillende
muziekinstrumenten
en
stemmen
produceren tonen van verschillende klankkleur. Hierdoor is het, met enige oefening, mogelijk het verschil te horen tussen een
saxofoon
en een
trompet
in een
jazz
band, of tussen een
fluit
en een
viool
in een
orkest
. De aanwezigheid van een of meer
formanten
(resonanties op bepaalde frequenties) draagt in de meeste gevallen hieraan bij. Met nog meer oefening is het verschil tussen bijvoorbeeld verschillende violen te horen. Een
Stradivarius
klinkt anders dan een nieuw gebouwde viool, maar ook een Stradivarius kan verschillend klinken als deze door verschillende
violisten
bespeeld wordt. Het timbre van een instrument verandert ook met het verloop van de tijd. Ook verschillende stemmen van mensen onderscheiden zich in klank van elkaar. Zo is er een verschil tussen een
coloratuursopraan
en een gewone
sopraan
, al zingen ze dezelfde aria. Ook spreekstemmen hebben een timbre.
Hoewel de term klankkleur wordt gebruikt als synoniem voor timbre, worden
kleuren
uit het optische
spectrum
gewoonlijk niet verbonden aan bepaalde klanken. Vaker wordt het geluid van een instrument beschreven als warm of scherp of andere termen, waarbij het verband met aanraking groter is dan met zicht. Mensen met
synesthesie
zien echter wel soms kleuren wanneer ze speciale klanken horen.
De
natuurkundige
eigenschappen van geluid met betrekking tot timbre worden beschreven door
spectrum
en de
omhullende
(Engels:
envelope
).
Elke
toon
van een muziekinstrument is opgebouwd uit een aantal afzonderlijke
frequenties
. De laagste frequentie wordt
grondtoon
genoemd en de toonhoogte van deze frequentie bepaalt hoe hoog het menselijk gehoor de toon daadwerkelijk ervaart.
Het timbre van een klank wordt bepaald door de grondtoon en de relatieve sterkte van de aanwezige
harmonischen
en/of delen (ook wel
boventonen
genoemd). De meeste westerse muziekinstrumenten produceren harmonische klanken. De frequentie van deze boventonen zijn
veelvouden
van de frequentie van de grondtoon (× 2, × 3, × 4 enz.). Veel instrumenten produceren echter niet alleen harmonischen, maar vooral ook boventonen die niet een geheel aantal keer de grondtoon zijn; dit worden de
delen
genoemd.
De klankkleur wordt mede bepaald doordat bepaalde harmonischen versterkt worden door o.a. resonantie. Deze versterkingen komen veelvuldig voor en worden
formanten
genoemd.
Als een orkest stemt (gebruikelijk op een A), bestaat het geluid uit een combinatie van 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz en verder. De balans van de sterkte van elke frequentie en de
formanten
bij een lang aangehouden toon geeft elk instrument het eigen karakteristieke geluid.
Bij een luid gespeelde toon op een instrument zijn de harmonischen ten opzichte van de grondtoon luider dan bij een zacht gespeelde toon. Het menselijk gehoor ervaart dit als respectievelijk schelle en doffe klanken. Bovendien sterven bij instrumenten met een bepaalde uitklinktijd, hoge harmonischen sneller weg dan lage.
Het timbre van een klank wordt ook sterk bepaald door de
omhullende
, het geluidssterkteverloop van een toon van ontstaan tot wegsterven. In elektronische klankvorming worden meestal de volgende fasen onderscheiden: Aanzet, verval, aanhouden, loslaten (Engels:
envelope
=
attack
,
decay
,
sustain
,
release
, ADSR) en overgangen. Als bijvoorbeeld uit van het geluid van een piano of trompet de aanzet (elektronisch) wordt verwijderd, wordt het instrument nauwelijks herkend, omdat het geluid van de hamer tegen de snaren, of het aanzetten van de lippen op de trompet, karakteristiek zijn voor deze instrumenten.
De grondtoon hoeft niet altijd noodzakelijk de sterkste component in de totaalklank te zijn. Deze kan ook worden gesuggereerd door de harmonischen: een
A
(440 Hz) is duidelijk te onderscheiden van de A een
octaaf
lager (220 Hz) door de aanwezigheid van de 3e harmonische (660 Hz) van A (220 Hz), ook al zouden de grondtonen (respectievelijk 440 Hz en 220 Hz) afwezig zijn. Dit effect treedt op bij kleine
luidsprekers
, die het laagste spectrum van de muziek niet kunnen weergeven, maar waarvan de weergegeven muziek toch vrijwel geheel herkenbaar blijft.
Timbre wordt naast frequentie en omhullende gezien als een fundamentele eigenschap van muziek.