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鋼琴調(diào)律基礎(chǔ)理論(連載六)

  來源:律動鋼琴網(wǎng)  瀏覽次數(shù):408

第七節(jié) 音質(zhì)調(diào)整
1. 音質(zhì)的決定因素
音質(zhì)包括音色、響度與發(fā)音持久性三大要素。
1-1音 色
    音色,指音的色彩,與振動成分及其相對強(qiáng)度有關(guān)。
    樂音的泛音總體上強(qiáng)度自基音遞減,且呈開放排列。
    諧音列中諧音構(gòu)成的音程二音頻率之間為簡單整數(shù)比,在聽覺上非常純凈。其中,七分段、九分段等振動產(chǎn)生出與基音不相協(xié)和的七度、二度等泛音。
1-2響 度
    響度,也稱音量或聲強(qiáng),指聲音的大小或強(qiáng)弱,與振幅有關(guān)。音質(zhì)性質(zhì)使用響度這一稱謂更強(qiáng)調(diào)其決定于由該音產(chǎn)生的聽覺的量這一特性。因為音質(zhì)感帶有強(qiáng)烈的主觀性質(zhì)。
整音中要注意響度的特性——即使各自的振幅一樣,但頻率低的音聽起來總不如頻率高的音響——避免把低音調(diào)試得過于響。
1-3發(fā)音持久性
    發(fā)音持久性,指聲音延續(xù)的時間。從共鳴盤角度而言,其決定于弦振動的衰減率及音板的機(jī)械阻抗。弦的質(zhì)量越大,張力越大,振動停止得越快,音也消失得越快;音板的機(jī)械阻抗越大,振動停止得越快,音也消失得越快。從弦槌的角度而言,擊弦歷時(弦槌擊弦時與琴弦接觸的時間)從一定程度上決定弦振動的衰減率——擊弦歷時長會壓制住弦的部分振動,加速弦振動的衰減。
2. 調(diào)整音質(zhì)的原理
    實際上,整音就是為了獲取所需泛音成分并使其按一定強(qiáng)度排序的聽覺藝術(shù)工作。從聲學(xué)上來講,音質(zhì)決定于激發(fā)弦使其振動的位置和方式。所以,琴弦及其被擊打位置和方式是我們進(jìn)行整音時所要考慮的核心內(nèi)容。
2-1選擇諧音成分
2-1-1激發(fā)弦使其振動的位置
    激發(fā)弦使其振動的位置,也就是弦槌的擊弦點,它決定了樂音的振動成分。英國物理學(xué)家托馬斯·楊(Thomas Young)在研究用各種方法激發(fā)琴弦振動時發(fā)現(xiàn),一條弦被激發(fā)振動時,波腹處在擊弦點上的泛音被加強(qiáng),波節(jié)處在擊弦點上的泛音則被抑制或消除。根據(jù)楊氏定律,鋼琴在設(shè)計過程中將擊弦點設(shè)定在產(chǎn)生不協(xié)和泛音成分的琴弦1/7、1/9等處。
    當(dāng)然,擊弦點的選擇并不是如此單一。《鋼琴制造》一書介紹說:低音區(qū)和中音區(qū)的擊弦點同樣都在弦長的七分點和九分點位置;第6l弦組以上各弦組的擊弦點均勻地由l/10向1/18甚至1/24變化;硬而尖的高音槌的擊弦點可以縮小到弦長的1/35,這時音色具有較尖銳的鈴聲般的色調(diào)。英國鋼琴設(shè)計家富雷建議,第88弦組(c5)的擊弦點應(yīng)在弦長的十四分點處,第76弦組(c4)在十二分點處,第64弦組(c3)在十分點處,第52弦組(c2)在九分點處,第40弦組(c1)在八分點處(張茂林先生《鋼琴調(diào)律音樂聲學(xué)基礎(chǔ)》)。
    可見,這是琴弦振動非諧性這一特性影響下,楊氏定律理論在實踐中的現(xiàn)實反映。由于鋼琴在制造、組裝、使用過程中不可預(yù)知的種種因素,對擊弦點進(jìn)行再次調(diào)整也是調(diào)律師進(jìn)行整音所經(jīng)常使用的方法之一。
2-1-2雙重共鳴的調(diào)整
    琴弦無效弦長部分也會產(chǎn)生一定的共鳴和上方泛音。對于這些聲音元素,一般在制作時會采用兩種對策。
2-1-2-1消音
    即在有弦軸的一端用呢氈墊在弦的下面。在弦馬和掛弦釘之間,則用一條呢帶編繞在弦上。
2-1-2-2增加共鳴
    在弦馬和掛弦釘處鐵架之間設(shè)置雙重共鳴器(金屬墊枕),使此段琴弦的基音與有效弦長部分的基音形成一個或兩個八度關(guān)系。有的雙重共鳴器可以移動,以便用適當(dāng)?shù)姆椒▉碚{(diào)準(zhǔn)此部分弦的音。
2-2激發(fā)弦使其振動的方式
    激發(fā)弦使其振動的方式,也就是弦槌擊弦時與琴弦的接觸面積與接觸時間。
    弦槌與琴弦的接觸面積大小,決定了其抑制琴弦振動的程度。弦槌與琴弦的接觸時間,即擊弦歷時,若短于弦的振動周期,弦得以充分振動,諧音被充分釋放,音色明亮。若其中的高次諧音過強(qiáng),則會有刺耳的感覺,即通常所說的聲音太炸。若擊弦歷時過長,長于弦的振動周期,那么弦槌將壓制住弦的部分振動,音的響度因此而降低,音色弱而沉悶。適度的擊弦歷時會得到剛?cè)嵯酀?jì)的音色。
2-2-1弦槌與琴弦的接觸面積
    弦槌與琴弦的接觸面積主要取決于弦槌的形狀。弦槌頭部的弧型圓一些,與弦的接觸面積會大一些,對琴弦振動的抑制會大一些;弦槌頭部的弧型尖一些,則反之。
    改變弦槌形狀的手法主要包括熨燙(圖7-2)與打磨(圖7-3)。熨燙是為了使松軟的弦槌毛氈收縮,而被壓縮成較適宜的形狀。熨燙時一般要在弦槌上加墊潮濕的棉布。熨燙時間短,水分浸入弦槌毛氈;熨燙時間長,弦槌毛氈中的水分會蒸發(fā)出來。這些都是影響音質(zhì)的因素。打磨是對弦槌搓磨,改變其形狀以改變其音質(zhì)。
2—2-2弦槌與琴弦的接觸時間
    弦槌與琴弦的接觸時間主要取決于弦槌的彈性。在彈性方面,弦槌毛氈密度大,也就是弦槌硬,在敲擊弦時會把積聚的力一下就傳出來,擊弦歷時就短。如果弦槌毛氈柔軟,情形就相反,這時力的傳送是逐漸增加的。當(dāng)弦槌過分柔軟時,它會粘滯在弦上,擊弦歷時就大為增加。
    改變弦槌軟硬程度的方法主要有兩種。針刺法主要是改變了弦槌毛氈的纖維緊密程度,使其松軟。針刺不同部位則會因松軟抑制了不同的泛音成分,而使得所產(chǎn)生出的樂音更遵循樂音的泛音總體強(qiáng)度自基音遞減的屬性。涂抹處理液則是通過改變弦槌的密度而增加其硬度。
2-3琴弦的調(diào)整
2-3-1張力的調(diào)整
    鋼琴琴弦的張力通常也被理解為琴弦在一定范圍內(nèi)所受的拉力,其范圍在75―150千克之間。鋼琴的每一個音的頻率是一定的,對同一頻率、弦長和直徑的音施加不同的外力,所發(fā)出的音色是不同的;對同一頻率和弦長,而不同直徑的音施加相同的外力,所發(fā)出的音色也是不同的。這說明了張力與音色存在一定的關(guān)系。
通過下列公式可以計算出所有琴弦的張力值:
T0=πf2L2d02ρ0/g (裸弦)
T1 =πf2L2[d02ρ0+πd1ρ1(d0+d1)] /g(單層纏弦)
T2 =πf2L2[d02ρ0+πd1ρ1(d0+d1)+πd2ρ2(d0+2d1+d2)] /g(雙層纏弦)
其中:
T。——裸弦的張力;
T1 ——單層纏弦的張力;
T2 ——雙層纏弦的張力;
π ——圓周率;
g ——重力加速度9.8米/秒2;
f ——琴弦振動的頻率;
L ——有效弦長;
d0 ——裸弦(鋼絲)的直徑;
d1 ——里層纏弦銅絲的直徑;
d2 ——外層銅絲的直徑;
ρ0——鋼絲的密度;
ρ1 ——里層銅絲的密度;
ρ2 ——外層銅絲的密度。
    依據(jù)這些張力值繪制成音色曲線。如果該曲線在其范圍內(nèi)呈現(xiàn)出光滑連接,就表明了該琴音色是出于較佳狀態(tài),如果該曲線在其范圍內(nèi)出現(xiàn)起伏點,就表明該琴音色在起伏點處音色有不均勻現(xiàn)象,需要加以修正調(diào)整。
調(diào)整的方法是,在其范圍內(nèi)更換不同較佳直徑的琴弦,從而改變它的剛性和張力使曲線呈光滑連接狀態(tài),以獲取較佳的音色。
2-3-2張力百分比的調(diào)整
    張力百分比是在計算張力的基礎(chǔ)上計算出來的,它對音色的影響力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過張力對音色的影響。所謂張力百分比即是指使用張力T與極限強(qiáng)度下的拉斷力P 百分比,即T% =T/ P × 100%。
     張力百分比數(shù)值過小時(即小于28%)弦的振動頻率就會呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),因此,在振動時,其能量內(nèi)耗大,振幅衰減快,音量則小,音色自然就會不好。反之,如果張力百分比的數(shù)值過大(即超過70%)琴弦已達(dá)到或者接近彈性極限時,琴弦會產(chǎn)生塑性形變,頻率也會不穩(wěn)定,它將隨著時間的推移而逐漸下降這就是材料力學(xué)中常說的馳豫現(xiàn)象。這時,如果繼續(xù)調(diào)音,就會斷弦。
    一般說來,低音的張力百分比范圍在28%至35%之間,中音區(qū)的張力百分比范圍在45%至60%之間,高音區(qū)的張力百分比范圍在60%至65%之間較為適宜,如果超出這些范圍則須進(jìn)行調(diào)整。
    調(diào)整方法與2-3-1類似,依據(jù)琴弦張力百分比T%的數(shù)值繪制張力百分比曲線,然后觀察曲線是否光滑連接,對連接不光滑的點更換較佳直徑的琴弦。???????? (下接第9頁)? 2-3-3琴弦的替代規(guī)號
    用任何其它弦代替時,其長度和頻率必須保持不變(長度已為鐵架及弦馬釘位置所決定),所以,可以變更的只有直徑和張力而已。因此,對于代用弦的直徑d1和張力T1將有如下比例:
T / d2 = T1 / d12
    所需確定的是,使用代用弦,其張力變化將是怎樣的數(shù)值。
經(jīng)過研究,證明不論在哪一方面脫離弦長度確定的張力而發(fā)生偏差時,要使鋼琴音質(zhì)不發(fā)生本質(zhì)變壞,其極限可能為3%-4%。
例如,某弦直徑規(guī)定為1.0mm(即17 1/2#),張力為79.2kg,當(dāng)采用最接近的一個大號,即18#弦時,(d1=1.025mm),它的張力為:
T1 = T d12 / d2 = 79.2×(1.025)2 /1.0 = 82.6kg
即偏差規(guī)定張力3.8%。
如果采用最接近的一個小號,即17#弦時,(d1=0.975mm)來代替,則張力為:
T1 = T d12 / d2 = 79.2×(0.975)2 /1.0 = 74.2kg
即偏差規(guī)定張力6%。
在這一場合下,較小一號的代用弦所產(chǎn)生的百分比偏差,較之大一號的代用弦大。
裝上較粗的弦時,勢必大為增加它的張力,以致過于剛強(qiáng)而響度降低;裝上較細(xì)的弦時,張力減小而變得松弛,以致過于剛強(qiáng)而響度降低。
要視情況采用代用弦,以求將脫離規(guī)定張力的偏差降到最小范圍之內(nèi)。
4. 一些注意事項
    以上是針對鋼琴音質(zhì)調(diào)整在聲學(xué)原理方面所做的一些簡單探討。在實踐中,整音的完美實現(xiàn)依賴于工作環(huán)境的相對理想化。試想,如果弦槌高低參差不齊,就無法確定擊弦點;如果同弦組的琴弦不在同一平面,就無法為音色狀況提供真實的參照。這些情況都反映出整音前機(jī)械整理的重要性。此外,只有經(jīng)過精細(xì)調(diào)律,鋼琴的泛音狀況充分展現(xiàn)出來,才能為整音提供真實的聽覺參照。
 

 

 


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