从构造的角度谈钢琴的音色
钢琴在制造上是一种科学性和音乐性浑然交融的乐器。对于音色的要求,经常成为辨别钢琴优劣的重要条件之一。许多名牌钢琴,往往体现出设计、制作者的意图,在音色上各自呈现鲜明的特质。
钢琴的音色即所发声音之色彩。对于音色的爱好,常会因人而异,有人喜欢高音强而尖锐,有人赏识柔和的声音。 下面从钢琴的构造角度分析一下与钢琴音色有关的问题: 一、琴弦对音色的影响: 当我们按动钢琴的某一键时,相对应的弦槌则敲击琴弦引起琴弦的振动,振动经过弦码,再传到有着相当大面积鼓起的音板上,使音板表里两面的空气都产生疏密的波,从而产生为我们的感官所意识到的音。琴弦的振动绝非只是单纯的全弦的振动,它还伴着许多分段振动,全段的振动产生基音,分段振动产生谐音。一架钢琴音色的优劣,取决于所发出的音中所含谐音的多少及其相对强度。 所谓谐音是指频率为基音整数倍的音。谐音完全没有,或者只伴随有极低的二、三个谐音的音,虽然听起来柔和,但显得无力而迟钝。相反,低的谐音缺乏,或者只是伴随高的谐音,音色就会显得漂浮。然而,它却给人华丽的感觉。倘若奇数谐音过强的话,就会形成空虚,带鼻音的音色。 琴弦的刚度大就容易发出高的谐音。这与现在许多音乐家希望钢琴能发出“如歌的音色”是不相适应的,为了适应现代钢琴既要发音强烈有力,又要能承受住强大的张力。就得采用钢质的琴弦。琴弦因受潮生锈或常年经受强大的张力以及经常振动,刚性会越来越大,弹性就要逐渐减退。这样,低频振动就要减弱,只剩下较高的谐音,琴弦因此会增加金属性的音色。另外,弦的长度、粗细、截面的均匀度等都关联于音色。弦的张力越大,高次谐音越突出,要想得到柔和的音色,张力过大就会成为不利因素。一般来说,琴弦张力不能设计过大,且每根琴弦张力过渡要均匀,这不仅关系到音律的稳定和持久,而且对防止音色不统一也是必要的。 二、弦槌对音色的影响 有人说:“钢琴的良好音质25%在于弦槌。”在钢琴制造的过程中,无法用一个量化的数值来证明那一部分是重要的,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。可以说,钢琴上的共振系统,最后总靠弦槌来实现,要调整好弦槌,就要对弦槌有所了解。 弦槌槌头是用毛毡紧裹在木楦上制成的,它有着非常好的弹性。我们知道,用坚硬的东西击弦时,发音尖锐、不柔和、不稳定。相反,用柔软的东西击弦,虽然音色柔和、稳定,但缺少活力。所以,槌头毛毡必须软硬适中。 槌头的质量和形状,对于补足琴弦在质地和张力上的缺点有很大的作用,钢琴槌头通常都是做成卵形。但也有人喜欢采用前端尖的菱形槌头。比如:波兰钢琴家帕德列夫斯基,就用过装有菱形槌头的钢琴。把菱形槌头和卵形槌头相比较,前者音色更为华丽,缺点是磨损快。 槌头的击弦位置,对于钢琴的音色有着很大的影响。通常都把击弦点选在弦长的1/8处,这是根据实践经验而定的。这种做法只限于中音以下的琴弦,较高的音不适用,从中音往高音它逐渐成为小的分数,到最高音一般采用1/14到1/16。 在慢慢按下琴键时,可以清楚地看到弦槌的击弦运动:它是在靠近弦而尚未触到弦的时候就返回来了,这被称为“断联”。弹奏钢琴时,弦槌是靠惯性击弦,而且是当即返回的。断联的位置倘若靠近弦,则槌头击弦时触弦的时间和面积都要长,所以高的谐音会消失;相反,断联位置离弦远,槌头在碰上弦后马上弹回来,就容易产生高的谐音。因此,让钢琴低音部的断联位置稍稍靠近弦,能发出深沉、柔和的音色;而在高音部强调音色丰富不如让它华丽更好些,因此,断联的位置可稍远,以使其能产生更多的高次谐音。 弦槌的击弦方式和击弦历时的长短是决定钢琴音色的重要因素。槌头击弦时与弦接触的时间等于或长于弦的振动周期的时候(这在高音区就更明显),就会使弦的部分振动受到压制,声音里所含的谐音数量就会急剧减少。有这样的说法:优质钢琴的击弦历时,在高音部应是0.3毫秒,在低音部为3毫秒。为了有助于各音区弦槌击弦运动的正确完成,钢琴设计师应当考虑到弦槌柄的质量和弱性问题。如低音部的槌柄可选用比较坚实的木料制作;在最高音部的一个八度乃至一个半八度内,槌柄则可使用软质的木料制作。 三、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,决然不是钢琴的声音。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,是因为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,应在技术人员的监督下,其工艺方法也是设计人员意图的体现。因此,音板一旦成型而制成钢琴,则无法改变其音色之构成的基础。音板是一块8—9毫米的薄木板,其面积根据琴的型号的大小而定。中型立式琴音板面积通常在1.5平方米左右,这么大的一块薄木板必然由多块木板拼成,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的质量的弦码,这就使音板的材料结构更加复杂。 弦码和音板虽不能直接支配琴弦振动所产生的谐音,但音板各部位的厚度、隆起状态、周边框架的固定程度,肋木的粗细、数量、安装位置、两端的削薄形状,弦码质地的软硬、形状、高度、衔接部位(中高音弦码)的连接方式等等,理所当然地都关联于音色。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界上没有一架音色完全相同的钢琴。 应该清楚,钢琴音色形成的复杂性有时甚至超乎想象。比如说:有人曾提到钢琴音色的研究甚至要关联到铁骨架的共振问题,概略地说,铁骨架的密度和硬度越高,会使钢琴的高次谐音越容易突出,铁骨架能使高次谐音增幅。因此,在铁骨架的设计上,既要求它不能成为钢琴的过分负载,又必须做到不能侵害音板的机能,实际上,铁骨架的制作,在做到能支撑住弦列的强大拉力的前提下,从有利于音色的方面来讲它还是越轻越好。 影响钢琴音色的具体原因还有: (1) 琴弦生锈,刚性变大 (2) 琴弦张力不均 (3) 槌头毛毡软硬不匀 (4) 槌头磨损变形 (5) 击弦点不适当 (6) 槌头击弦的角度不当 (7) 击弦机失调(即使尚未达到在触感上产生故障的程度,也会影响到音色) (8) 音板下沉、开裂,弦码脱胶、破损。 另外,其他杂音的混入也不容忽视。举一例子:槌头和槌柄之间脱胶而松动的时候,其击弦效果就决不仅是混进一些杂音,它会严重影响到钢琴的音色。这一弊病,不是“有心人”难以发现。 综上所述,我们可以说,钢琴音色的优劣,实际上是由钢琴本身的质量和演奏者的技巧这两方面共同决定的。控制钢琴音色的技巧是靠勤学苦练而得,但也要熟悉和掌握钢琴结构上各种发音特性。 参考文献 【日】中谷孝男著.《钢琴的历史与技术》. 【美】怀特著.《钢琴调律与有关技术》. 【日】福岛琢郎著.《钢琴的构造.调律.修理》.