鋼琴機械結構的調整對鋼琴音色的影響

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【內容摘要】鋼琴是大型的音樂樂器，根據其發音原理歸屬于弦鳴樂器，比對起小提琴及二胡等弦鳴樂器，鋼琴加大了琴弦的質量以及音板面積，使得振能擴大，鋼琴獨特的擊弦式塑造其特有的音色，以氈槌為部件構建的鍵盤擊弦裝置可以改變彈性功能，所以能夠在一定范圍內改變鋼琴的音質，鋼琴音色的優劣絕大多數取決于琴弦震動時蘊含的泛音數量強度以及音板共鳴效率的聲學性能，由此可見鋼琴機械結構的調整對鋼琴音色具有很強的影響力。本文基于鋼琴不同的機械結構對鋼琴音色的影響進行一一闡述，通過對這些機械結構及音色影響分析，希望加強人們對鋼琴結構以及音響的了解，為鋼琴生產和音色研究提供相應參考價值。

【關鍵詞】鋼琴機械結構;音色調整;鋼琴整體音色

一、鋼琴結構中影響音色的主要因素

鋼琴發聲主要與機械結構與振動發音有關，琴弦是振動發音的音源，在鋼琴結構中是核心部件，音板的主要作用是過濾及放大聲音，將琴弦振動產生的聲音傳播開，弦槌則是琴弦振動能量的來源，也就是聲音的激發部分，其性能直接關系到弦振動音質的質量，鋼琴作為弦鳴樂器也是采用振動發音，但是其結構以及方式更為復雜。所以在鋼琴結構中影響音色的主要因素是琴弦、音板及弦槌，尤其是除了琴弦本身影響以外，還有與其緊密相聯的弦碼也具有影響作用，琴弦和弦碼結構、音板及其相關聯的共鳴系統材料及結構、弦槌激發部分材料及結構的不同產生了千變萬化的鋼琴音色，三者共同作用形成了鋼琴的特有音色，其中琴弦及弦碼對鋼琴音色的影響最為明顯，以下依次是弦槌、音板。音板、琴弦、擊弦槌結構的調整是鋼琴音色變化的主要原因，鋼琴音質的優劣主要取決于音板、琴弦、擊弦槌，音板的研究目前比較多，所以在此就不做充分研究及介紹，主要針對琴弦及擊弦槌結構的調整對鋼琴音色影響進行研究。

二、琴弦及弦碼調整對鋼琴音色的影響

(一)琴弦調整對音色的影響。在琴弦及弦碼結構中，琴弦的振動與音質有關，而泛音的數量、頻率及強度則決定了音色的優劣，音位弦的振動在復合振動過程中，除卻全弦振動以外還有分段同時振動，其中全弦振動產生基音，分段振動則產生泛音，音的產生是弦自由振動固有的本質，這些音形成了不同音高的音列，由于音列中泛音與基音組成中存在少數泛音屬于不和諧音程，例如第六、八、十等，所以這些泛音是影響音色優良的重要因素，為了確保音色的純正及悅耳，需要將這些不和諧的泛音去掉。故而加強鋼琴高頻響應，主要是通過琴弦加長、加粗等等操作，加強鋼琴低音區聲音時，利用又粗又長的低音弦可以獲得較大的沖擊力，高音區則是通過又細又薄的琴弦減低次音提高高頻響應。

(二)弦碼調整對音色的影響。弦碼的高度、寬度及硬度改變是琴弦及弦碼調整音色的重要操作，弦碼的長度設置取決于琴弦的有效長度，琴弦的有效長度決定著鋼琴的音高，所以弦碼位置設置影響著鋼琴的音準，音準的調節就是通過弦碼位置調整改變有效弦長;再者弦碼的寬度影響著鋼琴音色，音位弦碼是將琴弦振動傳導給音板的媒介，所以其傳導作用決定著音色優劣，一般弦碼的尺寸都是根據經驗值進行調整，弦碼寬度增加聲音的音量會減小，音位弦碼寬度也就是弦碼尺寸增大的時候，一部分聲波會被弦碼過濾掉，所以音板獲得的能量相對減少，也就導致音量變小，當弦碼寬度較小時，弦碼消耗的能量也會隨之減小，聲音的音量就會增大;弦碼高度增加時由于弦碼振動更加充分，高次諧波被充分激發，導致各諧波幅度增加，所以會有效增加音量及延續時間，因為弦碼不僅具有琴弦支撐及傳導聲波的作用，還會對音板形成影響，當弦碼高度增加時，弦張力就會被分解到垂直方向，音板受到的壓力就越大，聲波傳導就越強可以快速將弦振動能量傳播到音板上，再者由于琴弦高度增加，琴弦的曲折角度就會變大，弦碼就能夠更好地支撐琴弦進行聲波傳導;弦碼的硬度對音質的影響主要是在于其對聲波傳導作用的改變，不同硬度的弦碼材料對音質傳導的作用不同，硬度松軟的弦碼聲音音量就會相對減小，高次諧波幅度也會減小，音色渾濁，而硬度越強其聲波傳導作用越強，其聲波傳導中損耗的能量會減少，音量增加，高次諧波的幅度也會提升，音色明亮。

三、擊弦槌及激發部分結構調整對鋼琴音色的影響

鋼琴聲音是弦槌敲擊琴弦產生的，所以擊弦槌是鋼琴發音的激發機構，對鋼琴音色具有重要影響，不同鋼琴品牌的弦槌特色不一樣，也就決定了音色特點的多樣性。擊弦槌及激發部分結構調整對鋼琴整體音色的影響，主要是取決于弦槌彈性、弦槌質量及弦槌桿長，這三個因素的調整會改變鋼琴的音色。彈性基于有沒有羊毛氈和加羊毛氈，羊毛氈是現代化鋼琴生產中弦槌彈性的重要物質，不加羊毛氈弦槌的彈性減小，加羊毛氈其彈性會增加。不加羊毛氈鋼琴音量較小，衰減較快，加羊毛氈其樂音音量明顯增加，衰減速度減慢，聲音延續時間明顯增強。音位、弦槌包上羊毛氈后，弦槌與琴弦的接觸面積明顯增加，通過一定寬度脈動對琴弦輸入能量，能夠提高對琴弦的沖量使得琴弦充分振動，各次諧波被充分激發，泛音更加豐富，音量明顯增加延續時間也更長;不包上羊毛氈時其能量輸入則是尖脈沖，對琴弦的沖擊有限，難以充分振動。擊弦槌彈性調整需要根據各音區的特色，低音、中音、高音各個分區的弦槌彈性要求不同，低音區是要激發更豐富的泛音，使得音色渾厚，所以要使用彈性較好的弦槌，延長擊弦時間;高音區則是要采用彈性相差較大且硬度高的弦槌，縮短擊弦時間，使得音色明亮抑制高次諧波;中音區要選擇彈性適中的弦槌，通過不同的手法變化控制擊弦時間，所以在擊弦槌及激發部分結構調整中，需要針對不同的音區音色需求，改變弦槌的彈性，才能夠得到富于變化的聲音效果。弦槌的質量及長度都是由廠家生產決定的，所以在實際鋼琴機械結構調整過程中并沒有實際參考意義，這里就不做詳細分析。

四、結語

總而言之，要確保鋼琴整體音色優良，就要著重加強鋼琴琴弦粗細、長短，弦碼高度、硬度及寬度以及擊弦槌的彈性調整，根據鋼琴音色的整體需求，改變琴弦振動的頻率以及泛音，通過弦碼的高度及硬度的調整聲波傳導，改變音質及音量，弦槌彈性根據音區需求進行調整改變，綜合性進行音質及音色改變，才能夠得到富有變化的鋼琴音色。

【參考文獻】

［1］劉曉楠．鋼琴機械機構的性能分析及對音質的影響研究［D］．華南理工大學，2011

［2］趙望．鋼琴首次調律機械調整的重要性［J］．大舞臺，2009，1:95～96

作者：張陽 單位：長春大學音樂學院