Тембр трубы во многом определяется обертоновым составом установившегося звука, фиксируемым его спектром. Спектр трубы очень богат, включая (в нижнем регистре) до 25 обертонов. Ниже приводится спектр трубы для звука фа-диез первой октавы:
Характерный тембр трубы определяется также свойственными ей формантами — усилением частичных тонов в определенных частотных зонах. Основная форманта трубы расположена в высокочастотной зоне между 1200 и 1500 гц, что приблизительно соответствует пику звуковой энергии при произнесении гласной «а». Это создает светлый, открытый, блестящий характер звучания трубы. В более высокочастотных областях имеются также форманты около 3500 и 4500 гц, приближающиеся к характеристикам гласной «и»; они также придают звучанию светлый характер.
Шумовые составляющие в звуке трубы (как и других медных духовых, в отличие от деревянных) выражены слабо, что связано с мягкостью губ, выступающих, как будет описано далее, в качестве своеобразного «язычка» при генерировании звука трубы.
В акустике давно известен (хотя музыкантами не всегда принимается во внимание) тот факт, что характерный тембр музыкального инструмента определяется кроме вышеназванных моментов также типичным поведением единичного звука во времени, в особенности атакой звука. Такие микропроцессы, называемые в акустике переходными процессами, в последнее время стали объектом: специального изучения, осуществляемого при помощи соответствующей аппаратуры. К трубе это относится в полной мере, ибо узнаваемость, характерность ее звучания в значительной мере связана с типичными для нее особенностями атаки звука.
Приведем график развития во времени основного тона и нескольких обертонов для звука фа первой октавы (цифры соответствуют порядковым номерам обертонов, изображенных различного рода пунктирными линиями, в отличие от сплошной линии основного тона; по оси ординат — громкость, по оси абсцисс — время в м/сек):
Для трубы характерен «предзвучащий тон», который хорошо выделен на графике пиком, достигающим максимума между 10 и 15 м/сек после начала звучания; он длится всего 4—5 м/сек, но играет весьма значительную роль в формировании звуковых качеств трубы, способствуя остроте и ясности артикуляции. Далее в развитии звука наступает момент, когда звучание основного тона слабее, чем первых двух обертонов; второй обертон выходит на передний план. Лишь к концу переходного процесса, примерно к 80—90 м/сек, основной тон занимает первенствующее положение и наступает стационарная фаза звучания. Таким образом, звуковая энергия во время переходного процесса распределяется преимущественно в высокочастотных областях, что также определяет светлые звук трубы, а в быстрых пассажах придает ему даже несколько «режущий» характер.
Интересно отметить, что на трубе возможно довольно значительное изменение времени переходного процесса, то есть остроты атаки, особенно в нижнем регистре, что создает специфические исполнительские возможности.
Разумеется, каждый конкретный инструмент обладает своими тембровыми особенностями. Тембр звучания в большой степени зависит также от исполнителя. Одним из приемов, оказывающих значительное влияние на тембр, является игра вибрато, о которой будет сказано в одной из следующих глав. Мы не рассматриваем здесь также богатые возможности изменения тембра, связанные с употреблением различных сурдин.
Пространственное положение звука трубы, по-видимому, ранее, чем у других инструментов оркестра, стало использоваться в музыкальной практике. Трубы за сценой, вообще размещение труб в различных точках зала — прием, часто употреблявшийся в оперной музыке и перешедший также в симфоническую. В значительной степени это определяется жанровой характерностью трубы как атрибута охотничьих, военных и иных сцен, но также и ее тембровой характерностью. Последняя служит основой столь же часто употребляемых приемов имитации пространственных отношений и перемещений — разнообразных «перекличек», «эхо» и т. п. Различные приемы игры с сурдинами еще более увеличивают возможности имитации, изменения пространственного положения звука.