¿Por qué puedo distinguir una flauta de una trompeta?

Hay algunas cosas diferentes que suceden aquí:

1. El espectro de un instrumento musical es bastante complejo, con contribuciones de muchas frecuencias diferentes, y deben equilibrarse con bastante precisión para que suene bien. Es poco probable que te encuentres con la combinación correcta de armónicos mientras juegas con un sintetizador como ese applet. Pero si, por ejemplo, está mirando una tabla de la intensidad relativa de diferentes picos para un instrumento en particular, entonces sabrá dónde configurar los controles deslizantes y de esa manera puede acercarse lo suficiente para ser reconocible. Es más fácil con ciertos instrumentos (flautas y guitarras) que con otros (metales bajos), debido a la relativa complejidad de los espectros.
2. Incluso si logra obtener las intensidades relativas de los armónicos exactamente correctas, hay más en el espectro que eso; en otras palabras, las frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia de la nota que se toca no son las únicas que importan. . Un instrumento real es un sistema complejo con muchos modos resonantes diferentes que pueden excitarse en proporciones variables, y no todos ellos son armónicos. Para obtener algo que suene mejor que un sintetizador MIDI barato, debe duplicar todos esos modos. (Hacer esto puede ser muy intensivo desde el punto de vista computacional, por lo que los sintetizadores MIDI baratos no suenan reales: solo reproducen los 6-10 picos más grandes en el espacio de frecuencia)
3. De hecho, ni siquiera es tan simple como hablar de un instrumento: también debe tener en cuenta el músico, el entorno acústico (reverberación, etc.) e incluso la nota que se toca. El mismo instrumento puede tener un espectro ligeramente diferente cuando toca una nota alta en lugar de una nota baja, por ejemplo, debido a los modos no armónicos. Nos acostumbramos a escuchar esas diferencias en una interpretación musical. Entonces, cuando intentas sintetizar una nota sin hacer ajustes basados ​​en la frecuencia absoluta, tiende a sonar mecánica.
4. Y, por supuesto, están las cosas que mencionaron las otras respuestas sobre los ajustes sutiles en amplitud y frecuencia que hacen los músicos, intencionalmente o no, mientras tocan. Estos también son efectos a los que nos acostumbramos a escuchar en interpretaciones musicales reales, y notamos la diferencia cuando faltan.

Para los instrumentos físicos reales, no es cierto que los armónicos sean múltiplos enteros de la fundamental. Cerca, por lo general, pero hay ligeras desviaciones. Además, ningún músico toca una nota perfectamente uniforme. Hay pequeñas variaciones aleatorias en el tono y el volumen, y tienen diferentes características en diferentes instrumentos.

La principal diferencia son las modulaciones lentas de amplitud y frecuencia de los instrumentos naturales, que doblan ligeramente la nota. El instrumento electrónico puede producir estos efectos, por supuesto, pero no son cosas naturales para encontrar en el espacio de Fourier. Para producir una nota que se desvanezca gradualmente, o que cambie un poco de frecuencia, necesita opciones especiales de amplitudes para frecuencias muy bajas en comparación con el tono fundamental, y no las encontrará buscando a ciegas en el espacio armónico.

Puede usar una grabación del instrumento natural para encontrar una secuencia armónica característica razonable, y esto reproducirá un facsímil reconocible del instrumento de la serie de Fourier, pero sonará rígido y metálico sin agregar modulaciones de amplitud y frecuencia.

Una cosa que no se ha señalado todavía (creo) es que el espectro de frecuencia de un instrumento cambia con el tiempo. Así que no solo importan los matices, sino que también cambian con el tiempo.

Algunos sintetizadores pueden sintetizar sonidos dado un espectro de frecuencia y, combinados con otros efectos que cambian el sonido sintetizado de alguna manera (como un filtro de paso bajo que cambia el corte con el tiempo), esto puede producir un sonido que se parece bastante al instrumento. Sin embargo, hay tantas variables con un instrumento real que es imposible modelarlas todas y, por lo tanto, el sonido sintetizado sonará ligeramente diferente.