Dijimos que el espectro de una onda sonora es la distribución de su energía en función de la frecuencia. La evolución del espectro en el tiempo se relaciona con un atributo perceptivo del sonido que se denomina habitualmente timbre. Es una de las características más significativas de un sonido en cuanto a su identidad, ya que nos permite discriminar entre una fuente sonora y otra (distinguir que un sonido proviene de un piano o una guitarra cuando producen sonidos de igual frecuencia y amplitud).
Los sonidos evolucionan en el tiempo y su distribución de energía o espectro
puede cambiar en las diferentes etapas del mismo. Evaluemos lo que ocurre
cuando se toca una nota con un piano. El ataque es la etapa en el que crece
la intensidad hasta el pico de amplitud y la distribución de la energía tiene, por
un lado, el golpe del martillo sobre la cuerda, que tiene un espectro aperiódico
(como sucede generalmente en los sonidos de percusión); y, por el otro, la parte
armónica, que es propia de la oscilación de la cuerda. En la extinción del sonido,
vemos que la parte inarmónica desaparece, la energía se concentra en la parte
armónica y a medida que pasa el tiempo, esta decae primero en los armónicos
superiores, perdiendo brillo, hasta que el sonido se extingue.
Para poder visualizar el timbre de un sonido necesitamos representar la evolución
de la distribución de energía en el tiempo. Una manera de realizarlo es con
una sucesión de espectrogramas, obteniendo una suerte de película.
El sonograma es otra forma de representación gráfica de la misma información y
las tres dimensiones a visualizar (frecuencia, amplitud y tiempo) se representan
de la siguiente manera: