论钢琴音色.doc
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1、论钢琴音色论钢琴音色一、音色钢琴的音色即所发声音之色彩。钢琴的音源来自琴弦,听觉感知的声音来自音板,使用同一的琴弦会产生不同的音色。同一方法制成的音板因其含水率的不同,则产生的音色也不同。同一琴弦、同一音板、同一含水率,由于弦槌硬度的不同,弦槌形状的不同,击弦力度、速度的不同,会有不同的音色。同一架琴在不同湿度环境下弹奏,音色略有不同,有时会有很大的不同如此说来钢琴的音色是一项难以把握的综合因素,究其根本,音色的成因是“琴弦振动时在发出基音的同时,所产生的泛音的数量和强度的不同”。音色形成的原理是如此简单,而造成“泛音数量和强度的不同”的原因却复杂到甚至无法把握的程度,这在乐器制造行业是司空见
2、惯的常事,乃至生产出一把(台)好琴简直是一种“运气”。琴弦受弦槌激发而振动,这一振动是复杂振动,琴弦所发之音是复合音,其复合音的构成与琴弦的长度、张力、钢度频率等一系列因素有关,同时音色的构成与音板弦码等诸多因素有关。1、音板对音色的影响钢琴之声源虽然来自琴弦,但若去掉音板,则我们听到的仅仅是极微弱的钢丝振动之声,绝然不是钢琴的声音。钢琴所以发出钢琴的特殊声音,其根本原因来自音板的结构及构成这一结构的材料和工艺方法。例如二胡与板胡、京胡音色各不相同是因其共振体的材料不同。世上没有两把音色完全相同的小提琴,是因世上没有两块完全相同的木板,在手工制作的前提下更不可能有完全相同的工艺。因此可以说钢琴
3、声音的好坏音板是决定因素,决定音板好坏的是音板的材质和加工全过程的工艺方法。音板从选材、干燥到加工成型,应在技术人员控制下,其工艺方法亦是设计人员意图的体现。因此音板一但成型而制成钢琴,调律师若不拆开改造,则无法改变其音色之构成的基础。音板是一块89毫米的薄木板,其面积根据琴的型号大小而定。中型立式琴音板面积通常在15平方米左右。这么大的一块薄木板必然有多块木板拼成,在批量生产中不可能使所有的木板的弹性、密度、纹理完全一致。这些不尽相同的材料组成的音板、声波的传播速度,在不同方面有所不同。顺纹理传播的速度远大于横向传播,在其另一面布置有较大质量的弦码,这就使音板的材料结构更加复杂。据钢琴制造一
4、书介绍:在乐器工业研究所,一些著名的钢琴厂都对音板进行过研究。任何测定音板振动状态的规律性和确定音板品质标准的企图都遭到了失败。即使以精选的木材制成的小型音板,在实验室也不可能取得相同的振动状态,更令人不解的是在声音大致相同的乐器,音板振动的规律却不尽相同,反之在声音差别较大的乐器中,音板的振动却存在相同之处。(注:HA见前苏联捷亚柯诺所著钢琴制造第45页)这说明音板振动的复杂性。但是与音板木材纹理方向垂直布置的肋木不仅改善了音板的强度,还使弦在任何一点被激发都会迅速传播到整块音板,这不仅取得了音量更取得了钢琴特有的音色。同时我们也注意到,较大质量的弦码和较松软的肋木,在传播声波时,也因产生内
5、摩擦而损失一部分从琴弦所获得的振动能量,当然那要比声波在音板的横向传播时的损失要小得多。由于弦码、肋木乃至音板振动的复杂性致使世上没有一台音色绝对相同的钢琴。音板的固定安装也是很重要的,安装不牢靠的音板,音板振动时不但会大量消耗振动能量,同时也会使音色很难听。音板的“大薄片”的特殊形状,在加工前即使已经干燥到了含水率6以下,但在加工中,几个小时即可使含水率上升到10,若空气湿度很大的话,含水率会更高。此时进行油漆涂饰,将水分封闭在音板内部,音色必发闷;若是实板音板的话,在使用中还会开裂,但在不出杂音的情况下声音反而会得到改善。这是因为一则开裂后的音板内部水分得到散失,而达到了干燥的目的。再则,
6、由于整块音板由不同木材拼在一起的异向应力,因开裂得到缓解而使音色更趋清澈。通常乐器的音板均呈凸起的弧型,如古琴、古筝、提琴等,钢琴的音板看起来是平板,实则也呈弧型,不过弧型较小不易觉察。它是为抵抗弦码压力而设置。琴弦为取得稳定的支撑,要求弦码上平面要高于弦水平面,以使琴弦振动时,不会脱离弦码而影响声音的传播和额外消耗能量。弦对音板的压力取决于弦的张力及弦码高出弦面的角度。弦码对音板形成的压力,会使音板塌陷音质变坏。造成音板塌陷的原因主要是弦码配置不当或音板肋木干燥不够形成。2、弦码对音色的影响弦码的功能是将琴弦振动之能量传导给音板,似与音色无关但实则关系很大。弦码将琴弦能量传给音板时,必然存在
7、内磨杂使能量损耗,此现象亦可理解为“过滤”,即弦码将琴弦哪一部分声音的能量“过滤”掉了?留下哪一部分能量?试想我们把弦码设计的像砖头那么宽大,那就没有什么能量传给音板了,我们也就不可能听到音板的声音。反之把弦码设计成小提琴弦码一样小,不仅弦码不能支持弦码压力、传导给音板的能量减少:音板也不能承受弦码的压力,钢琴的声音就可以想象了,经钢琴技师300年的实践、试验弦码的截面积约在30立方厘米左右(约宽3235,高3038cm),弦码宽些,支撑面大些,音的持久性好些:弦码缩小些,内摩擦减小些,音量可能会大些,衰减快些。设计师正是在实践中运用弦码的“过滤”取得尽量好的声音。弦码配置的高低有严格的要求。
8、视音板澎起的程度有所不同,大体在24毫米之间,过高、过低都对音色有很大影响。3、肋木对音色的影响肋木是为提高音板的弹性和硬度而设计的。同时它能迅速将声波传给整块音板,音板与弦码的木材纹理,是由低、中音至高音成对角线布置。肋木的纹理走向则与音板、弦码垂直布置,使木材的纹理形成横竖交叉的网状,使得声音在弦码的任何一点激发,均能迅速传遍整块音板。肋木的开料方式为径切,以提高音板弹性和加强音板的硬度。肋木低面的弧度使其与音板粘接后使音板一面澎起一定的弧度。肋木的两头削成渐薄形状,这是为了使音板更易振动。肋木在音板的背面(与弦码对应)起到拱形木梁的作用,由它支撑弦码的压力。肋木两端头处应力下降所以将其削
9、成鸭嘴形,为避免肋木两端翘起而降低音板弹性。在肋木与音板粘合的工艺中,绝大多数设计者将肋木两端穿人到音板边柜及静角横梁下面(开口处)。弦码的两端头多数都布置在肋木上,以便加强音板的弹性,否则音质将受到一定的影响。肋木与音板胶接的牢固程度,对钢琴音色有很大影响,肋木胶接前含水率过高,与音板胶接后水分散失会使音板弧度减小,音色变坏。通常低音区肋木布置的较疏松,使低频声音易于传播,反之高音区布置的间距较小,以利于增强音频传播的能力。肋木是音板系统的重要组成部分,肋木选材、横截面尺寸、低面的弧度在音板的分布,与音板胶接牢靠程度都对音色有很大影响。4、钢琴音色的统一音乐会用大型三角琴是钢琴制造工艺中最难
10、把握的、也是要求最高、难度最大的。但由于它有较大的平面可以布置,所以通常低音较好,中低音过度也较平衡。但小型琴虽然总体工艺简单,制造较易,但低音区及中低音区的音色以及音色的平均则难度较大。这是因为琴弦短而粗,至使泛音较少,泛音强度更少,中低区音质的深厚就无从谈起。琴弦加长、相对较细,泛音就丰富悦耳深厚,但由于琴体小,加长琴弦后中低音弦码必处于音板两边不同的边缘区域致使音色不统一,虽然经过缠弦的处理来加大中音的张力,但在立式琴中仍不能弥补其不足。5、杂音钢琴之杂音是指在弦的振动中受到其它振动或非弦的振动而出现的不和谐的声音现象。杂音有两方面,一为共振杂音,另为共鸣杂音。共振杂音多数发生在琴内杂物
11、或松动的零件,在某个频率产生共振而影响琴弦的振动。对有经验的调律师找到杂音的“音源”不是什么难事,但对于一个新手,难度比想象的要大得多。共鸣杂音多数发生在琴的周围环境中。由于某一可振动之物体,如杯中的钢勺、宝杯中的硬币、杯盖等与琴弦的某一振动频率相等时引起共鸣。这种杂音只要注意细心查找就不难排除。此外,还有弦枕加工不良,弦码不平,驳钉松动,打弦点不准等,都会出现杂音而影响琴的音色。二、弦槌前几节讲到各种因素对音色的影响,实则影响音色的因素还远不止这些。在一般情况下钢琴的音色在设计加工中已大体定型,调律师所能做的主要是对弦槌进行的有限的调整,而弦槌的重量、硬度、形状对钢琴的音色有很大的影响,也正
12、是这个原因使调律师可能在一定限度内使一架钢琴的音色改变。调整弦槌的方法并不难掌握,难的是要求调律师要有一双音乐家的耳朵,对钢琴的音色能做出同音乐家的要求相一致或很接近的判断。这并非是一件易事,因为音乐家对音色的好恶是不一致的,有时差异很大,可能对同一架琴做出完全相反的评价,这就要求调律师既要尊重音乐家的意愿,但也要有自己的判断,因为就总体而言对较好的声音多数人总是有共识的。另外,调律师对钢琴音色的构成,影响音色的各因素应有透彻的理解,这样才能在最后调整阶段,有效地弥补前期工序造成的不足。这一工作的重要性正在于此。若调律师仅限于扎扎弦槌,显然不能起到应有的作用。调理音质的基本要求是,使钢琴在全音
13、域内音色均匀,音量连惯,使全音域内音色不出现个别过于明亮,或过于沉闷的音色,使全音域音量均衡,不出现过强、过弱现象。调音师在实践中往往积累了不少实践经验,以至往往形成自己的风格,所调出的琴音色也往往体现他本人对音色的好恶和判断标准。在那些专事生产高级钢琴的工厂里,往往由于这些技师的风格,而形成了某种品牌的钢琴的风格。有人说,“钢琴的良好音质25在于弦槌”。在钢琴制造的实践中,无法用一个量化的数值来证明哪一部分是重要的,重要程度是多少。但弦槌对钢琴音色确实是极为重要的。没有好的弦槌,可以使“前功尽弃”,反之,一副好的弦槌可以使钢琴的音色大大改善的事实是常见的。可以说钢琴上好的共振系统,最后总靠弦
14、槌来实现的。要调整好弦槌就要对弦槌有所了解。1、弦槌的结构弦槌是由专用毡、芯毡、槌楦、槌钉、槌柄组成。弦槌在钢琴的早期是用鹿皮包裹木楦来制作的。现代钢琴的弦槌是制毡厂专门为钢琴制成的特殊呢毡。呢毡的厚度、硬度(密度)各厂均有严格的标准,但这些标准并非理论计算取得,而是钢琴技师多年经验积累的结果。现代钢琴的弦槌虽有差别,装在琴上音色差异也很大,但这多数是由毛毡的质量和加工弦槌的工艺方法所决定的,绝非有不同的理论依据。 2、弦槌击弦的基本特征弦槌击弦的运动需要有一定质量和速度。击弦后以其速度离开琴弦,使琴弦自由运动。弦槌击弦时将弦槌的运动能量传给琴弦,使琴弦振动。弦槌的质量越大,击弦速度越快,弦所
15、获得的能量越大,反之亦然。与此有关的还有弦槌的弹性。在特定的条件下(适当的质量和弹性),弦槌击弦的力度越大,弦的振幅越大,音量(响度)越大,通常在弦被充分激发时,其谐音也较丰富。3、弦槌击弦历时弦槌击弦历时是指弦槌击弦时与弦接触的时间。弦槌与琴弦接触的时间长短是音色不同的本质。弦槌质量大,硬度大时,击弦历时就短,弦就会被充分的激发,弦在充分振动时,谐音得以充分释放,高次谐振明显,使音色听起来“刺耳”,反之弦槌硬度小(软)弦槌击弦历时就长,而使琴弦不能被充分激发,高次谐音被抑制,甚至基音音量也相应减少。因此适当的弦槌质量,适度的弹性加上适当的硬度是保证适当的击弦历时的重要条件。击弦历时长于弦的振
16、动周期,弦的振动就会被抑制而不能充分振动,谐音即部分或大部分被抑制,音色既弱而沉闷。击弦历时短于弦的振动周期,弦即得以充分振动,谐音被充分释放,音色明亮,其中的高次谐音则会有刺耳的感觉,即通常所说的“声音太炸”。适度的击弦历时,会得到刚柔相济的音色。适度的击弦历时来自于适度的弦槌质量和硬度,调理音质工作的目的尽在于此。4、弦槌的质量弦槌质量越大,弦所能获得的能量越大,弦的振动越充分。 弦槌的质量与键盘的运动有着密不可分的关系。弦槌的击弦运动,是键杆运动带动击弦机系统的一系列杠杆运动来实现的。弦槌质量的加大,则键盘系统必加强才能适应其运动的需求,键盘运动的阻力也将相应增加,击弦历时也将相应加长,
17、使音色变坏,槌柄的变形也将加大,从而带来一系列问题。如此看来弦槌质量小些,似应会取得满意的音色。当弦槌质量过小时,弦受激发的力度将受到影响,弦所获得的能量也相应减少,尤其是低音区较长、较粗的琴弦,没有一定质量的弦槌将无法激发使其振动。由此我们知道了弦槌的质量应该有一个适量的值。一个对应各个琴键(弦组)不同的值。我们还知道,钢琴的各个键都对应有一个弦组,这些弦组构成了弦列。在弦列中,各组弦的长度、频率都不同,这就要求我们找出各个弦槌的质量与击弦历时之间的关系。当击弦历时接近弦的振动周期时,弦槌的质量就不能再加大。在低音区琴弦较长,弦的振动周期较长,弦槌的质量就相应大些。弦的振动周期越短,频率较高
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