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钢琴各个部件的作用及对音质的影响

资讯头条 | 乐度网 2015年12月21日
[摘要] 在大多数高级三角钢琴和一些品质优良的立式钢琴上,这个踏板被称作保留音踏板。它的功能是,踩下踏板后,只延续在此前弹奏的音,不延续踏板踩着时的任何弹奏音。

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我们现在在市面上看得到的钢琴多数为“现代钢琴”。现代钢琴是经过改良的乐器,它包括六个主体结构:

 

1.琴弦。 

概述:钢琴的琴弦分为三组,高音区为每音三弦,中音区为每音两弦,低音区为一音一弦。

 

2.铸铁骨架。 

概述:骨架是钢琴的框架部件之一,用来支撑来自琴弦的巨大张力,这个张力可以达到18吨。

 

3.音板和码桥。 

概述:主要是音板,码桥在传递过程中充当了使者的角色。两者的合作,有效传递琴弦的振动至音板使得发出的声音被我们的听觉器官所感受到。 

 

4.击弦机。 

概述:所谓的钢琴的机械部分主要就是这里。击弦机包括键盘、榔头和当键盘被按下时使榔头敲向琴弦的机械装置。

 

5.木质的琴壳及其它附件。 

概述:这方面主要涉及材料的研究,在此不多说了。 

 

6.踏板。 

概述:右踏板为延音踏板。左踏板为弱音踏板,中央踏板为特殊效果而设计,在三角钢琴和立式钢琴上不同。 

 

二、详解 

 

1.琴弦

我们知道钢琴是体积庞大的乐器。对于乐器琴弦的弦列而言,音高由高音向低音相差8度的距离,琴弦的长度之比是1:2,但是对于现代钢琴这样一件乐器,具有七个8度之多的弦列,如此排列琴弦是不现实的。于是我们的立式钢琴,其弦列改为垂直于地面,虽占用了较少的空间,但也使得击弦机变复杂许多。 

 

钢琴声音的来源是琴弦,琴弦振动产生乐音、和声以及各种声音的组合。而我们听到的声音,实际上是“增幅装置”——音板,和琴体的其他部分同琴弦共同作用的结果。音板(主要),将琴弦振动的能量聚集在一起并使之增大,这才是我们听到的钢琴音。 

 

对于琴弦这里有几个关键词: 

①张力 

弦的张力越大,所发出的声音品质越好、音量越大。 

 

为了保持钢琴发音的稳定性和最大限度增加琴弦的张力,并且使得琴体能够支撑所有琴弦的张力,钢琴制造者在设计时,会尽最大可能地使得琴弦的张力统一。 

 

②粗细和密度 

很好理解的是,较粗的弦振动频率就低,音高也低,反之亦然。因此,我们能够看到,钢琴中使用的琴弦也随音高由高到低,由细渐粗。然后琴弦变粗后,弦体本身也变得僵硬,这造成声音品质的下降。为了克服这些不足,一些琴弦制造商在琴弦上缠绕了铜丝,既增加了琴弦的密度,又有效降低了音高,同时还没有降低声音的品质。 

 

③长度 

弦的长度决定其音高——较长的弦,较低的音,反之亦然。为了保持既有大的音量,又有好的音质,琴弦必然尽可能地长。 

 

④材质 

钢琴的琴弦一般是由纯度很高的碳钢制成。这种材质的优点是,其延展性很强,并且在锤子强力反复敲击后不会变形。一般为了获得好音色,琴弦的横断面应必须是一个正圆形,琴弦本身还必须保持清洁的表面,使声音的振动更为准确。现在我们看到的钢琴低音区琴弦应该都是由铜丝缠绕的了。 

 

2.铸铁骨架 

铸铁骨架是钢琴的中心框架,也是钢琴的共鸣盘,主要是由铸铁制成并且具有极高的耐力。铸铁骨架外观巨大,但在交叉区域却很薄,这个结构要承载全部琴弦的张力。在一架三角钢琴中,铸铁骨架的重量大于总重量的1/3。尽管骨架不是承载钢琴的全部重量,但是它需要非常巨大的支撑体。基本支撑部分位于音板下方,加上琴体的内边缘组合体。这个结构极为坚实,它承载音板和铸铁骨架的一切重量和力量。 

 

在立式钢琴上,铸铁骨架位于背部,其结构也比较简单。通常为矩形结构,音板位于其后部,在结构的最后部位,也就是最外缘,通常由2-5个木制立柱作为支撑结构。 

 

3.音板

音板是决定钢琴特有的音质的最重要部件。前面已经提到过音板的作用,这里再解释下。打比方说如果你用手拨动钢琴琴弦,那发出的声音不仅很小声还很干,没有在弹奏钢琴时所产生的延音效果。那音板的存在就是为了增加由琴弦振动所产生声音的振幅,也就是音量。简单地说,我们可以把音板理解成一个扩音器。 

 

典型的音板不是一块平平的木板,在搁置码桥的一面中部呈隆起状,这个结构有两个用途:首先,它将码桥托起,用以支撑琴弦,充分地传导声音的振动,其次,它可以使音波在整个音板上更为自由地运动。 

 

为了保证音板的整体性和不变性,在音板的下方(立式钢琴在背后)装有肋木,就是支撑用的木条。这些肋木的功能是使音板既有穹窿状的中部区域,又使整个音板不变形。同时,这些肋木与音板的纹理成一定的角度,因此它们也担负着将声音的振动传遍整个音板的重任。 

 

4.码桥

码桥也是钢琴非常重要的组成部分,负责将琴弦发音产生的振动能量向音板传送。琴弦系于骨架的两端:一端是铁架销钉,另一端间接通过弦轴和线轴板。 

 

码桥的位置位于音板的穹窿部位附近,目的是使琴弦能够将向下的压力通过码桥传向音板。码桥的精确位置决定着琴弦上的“击弦机”(榔头击弦的位置)是否到位,否则钢琴的发音就会很混,不干净。 

 

一架三角钢琴通常有两个码桥,一个是高音区码桥,另一个则是低音区码桥。在大型三角钢琴上,两个在上部是连接在一起的,这使钢琴的声音品质大大提高。 

 

5.弦轴板和弦轴 

在三角钢琴上,弦轴板位于骨架的下方,并与骨架连接在一起。弦轴板由一组平直的木板粘接而成。缠绕琴弦一端的弦轴就是以它为基底的。通过旋转调节弦轴,使得琴弦的张力发生变化,调音中对音高的校正主要就是拧这里。顺时针方向旋转轴钉,琴弦音高上升,反之亦然。 

 

由于钢琴整个的发音过程是联动的,在回答这个问题的时候免不了涉及琴弦、音板和骨架之间的关联。在立式钢琴中,击弦机的榔头击弦的方向是从前往后打的(面对人),等于是把琴弦打进骨架。而在三角钢琴上这个方向是反的,我们可以看到榔头在弦的下面往上打,等于是把琴弦打离骨架的。因此从这里可以看出,这两种钢琴将琴弦两端的固定方式也必然是不同的。

 

6.键盘

键盘属于木质结构的附件了,但它是直接与人手接触的部件。我们经常在琴行看到个单个钢琴琴键的结构模型,可以看到只有一个杠杆系统。但是在制造和设计它时,乐器制造必须保证其操作的精确性,所以键盘是调起来很麻烦的部件。 

 

钢琴琴键位于两个销钉上,位于远端的销钉起平衡作用,将琴键的平衡后档置于正确的位置;近端的销钉被称作球棒销钉,保证键盘不会左右滑动。琴键在不被按压时位于后档上,当触动琴弦时,它位于平衡档上的部位摇动,使得琴键后半部分抬起,位于琴键上的绞盘螺钉将这个运动传动到击弦机上。 

 

立式钢琴的琴键与三角钢琴不同,平衡销钉的位置也不同,琴键因而要短。榔头制动不是位于琴键上方,而是击弦机机械装置的组成部分。 

 

我们可以测量一下,会发现三角钢琴的琴键长度比立式钢琴的长。这是为什么捏? 

 

是这样的,在一架好钢琴上,当按下琴键时制音器抬起。这时在琴键末端需要有一个力。然而,钢琴家不可能在弹奏时是把手指头放在琴键末端的,再说十根手指也不可能一样长。实际上按键的位置越接近平衡销钉的位置,所用的力就会越大,在琴键末端(靠近身体)弹用力就小咯。如果琴键的长度缩短,位于琴键前端和平衡销钉之间的距离也会相应地减短,这样,触键所需的力度就会非常大。所以三角钢琴的键盘就设计地更长一些,这个“难弹”和“不好控制”的问题就解决了。由于球棒销钉到平衡钉的距离与平衡销钉到绞盘螺钉的距离之比,三角钢琴是2:1,立式钢琴是3:2。从这点看,我们可以看出三角钢琴有着更好的触键感。

 

接下来说一下整排的键盘。 

 

一架钢琴的键盘必须是来自同一块木料,这样可以保证键盘重量的统一性,以及对于键盘长度方面的木纹理的合理安排。钢琴键盘一般由硬木制成,早期钢琴的白色键盘用象牙作为外皮,黑色的键盘通体用乌木制。尽管象牙是最理想的键盘覆盖材料,它的主要优点是可以吸收弹奏者手上的汗水,但是现在象牙已经不再用于钢琴,这是世界野生动物保护国际公约所明令禁止的。

 

7.击弦机

“击弦机”是一种机械装置,这套装置的作用是将按压琴键的运动传动到相对应的榔头,使之敲击琴弦音。击弦机是钢琴的核心和灵魂,钢琴的发展历史就是击弦机“进化”历史。现在世界通用的击弦机标准,三角钢琴普遍采用“双杠杆原理”,而攀带和挡托木则是立式钢琴的特色。

 

钢琴击弦机的主要构件包括:键盘、榔头、脱进和制音装置。 

 

8.踏板

大多数钢琴都有2-3个踏板。右踏板是持续音踏板,它可以在瞬间抬起制音器,使所弹奏的声音在键盘放松后仍然可以继续延续。左踏板是柔音踏板,在立式钢琴和廉价三角钢琴上,它的功能是将榔头移近琴弦来达到降低声音音量的目的。在高品质的三角钢琴上,踩下它,整个击弦机的榔头向侧方移动,这样,原来中高音区敲击三弦音的榔头,这是就只敲击两根弦,以此来达到弱音的效果,同时又丰富了音色。 

 

在大多数高级三角钢琴和一些品质优良的立式钢琴上,这个踏板被称作保留音踏板。它的功能是,踩下踏板后,只延续在此前弹奏的音,不延续踏板踩着时的任何弹奏音。在中等价位和廉价的三角钢琴、以及一些立式钢琴上,中间的踏板时低音保留踏板。这种踏板只将低音部分的制音器抬起,只允许演奏者弹奏一两个低音保留。在一些立式钢琴上,中间的踏板是练习用踏板,它使得位于榔头和琴弦之间的一条毛毡降低,来消除钢琴的大音量,被戏称为防扰邻装置。


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