钢琴机械结构的调整对钢琴音色的影响

【内容摘要】钢琴是大型的音乐乐器，根据其发音原理归属于弦鸣乐器，比对起小提琴及二胡等弦鸣乐器，钢琴加大了琴弦的质量以及音板面积，使得振能扩大，钢琴独特的击弦式塑造其特有的音色，以毡槌为部件构建的键盘击弦装置可以改变弹性功能，所以能够在一定范围内改变钢琴的音质，钢琴音色的优劣绝大多数取决于琴弦震动时蕴含的泛音数量强度以及音板共鸣效率的声学性能，由此可见钢琴机械结构的调整对钢琴音色具有很强的影响力。本文基于钢琴不同的机械结构对钢琴音色的影响进行一一阐述，通过对这些机械结构及音色影响分析，希望加强人们对钢琴结构以及音响的了解，为钢琴生产和音色研究提供相应参考价值。

【关键词】钢琴机械结构;音色调整;钢琴整体音色

一、钢琴结构中影响音色的主要因素

钢琴发声主要与机械结构与振动发音有关，琴弦是振动发音的音源，在钢琴结构中是核心部件，音板的主要作用是过滤及放大声音，将琴弦振动产生的声音传播开，弦槌则是琴弦振动能量的来源，也就是声音的激发部分，其性能直接关系到弦振动音质的质量，钢琴作为弦鸣乐器也是采用振动发音，但是其结构以及方式更为复杂。所以在钢琴结构中影响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响以外，还有与其紧密相联的弦码也具有影响作用，琴弦和弦码结构、音板及其相关联的共鸣系统材料及结构、弦槌激发部分材料及结构的不同产生了千变万化的钢琴音色，三者共同作用形成了钢琴的特有音色，其中琴弦及弦码对钢琴音色的影响最为明显，以下依次是弦槌、音板。音板、琴弦、击弦槌结构的调整是钢琴音色变化的主要原因，钢琴音质的优劣主要取决于音板、琴弦、击弦槌，音板的研究目前比较多，所以在此就不做充分研究及介绍，主要针对琴弦及击弦槌结构的调整对钢琴音色影响进行研究。

二、琴弦及弦码调整对钢琴音色的影响

(一)琴弦调整对音色的影响。在琴弦及弦码结构中，琴弦的振动与音质有关，而泛音的数量、频率及强度则决定了音色的优劣，音位弦的振动在复合振动过程中，除却全弦振动以外还有分段同时振动，其中全弦振动产生基音，分段振动则产生泛音，音的产生是弦自由振动固有的本质，这些音形成了不同音高的音列，由于音列中泛音与基音组成中存在少数泛音属于不和谐音程，例如第六、八、十等，所以这些泛音是影响音色优良的重要因素，为了确保音色的纯正及悦耳，需要将这些不和谐的泛音去掉。故而加强钢琴高频响应，主要是通过琴弦加长、加粗等等操作，加强钢琴低音区声音时，利用又粗又长的低音弦可以获得较大的冲击力，高音区则是通过又细又薄的琴弦减低次音提高高频响应。

(二)弦码调整对音色的影响。弦码的高度、宽度及硬度改变是琴弦及弦码调整音色的重要操作，弦码的长度设置取决于琴弦的有效长度，琴弦的有效长度决定着钢琴的音高，所以弦码位置设置影响着钢琴的音准，音准的调节就是通过弦码位置调整改变有效弦长;再者弦码的宽度影响着钢琴音色，音位弦码是将琴弦振动传导给音板的媒介，所以其传导作用决定着音色优劣，一般弦码的尺寸都是根据经验值进行调整，弦码宽度增加声音的音量会减小，音位弦码宽度也就是弦码尺寸增大的时候，一部分声波会被弦码过滤掉，所以音板获得的能量相对减少，也就导致音量变小，当弦码宽度较小时，弦码消耗的能量也会随之减小，声音的音量就会增大;弦码高度增加时由于弦码振动更加充分，高次谐波被充分激发，导致各谐波幅度增加，所以会有效增加音量及延续时间，因为弦码不仅具有琴弦支撑及传导声波的作用，还会对音板形成影响，当弦码高度增加时，弦张力就会被分解到垂直方向，音板受到的压力就越大，声波传导就越强可以快速将弦振动能量传播到音板上，再者由于琴弦高度增加，琴弦的曲折角度就会变大，弦码就能够更好地支撑琴弦进行声波传导;弦码的硬度对音质的影响主要是在于其对声波传导作用的改变，不同硬度的弦码材料对音质传导的作用不同，硬度松软的弦码声音音量就会相对减小，高次谐波幅度也会减小，音色浑浊，而硬度越强其声波传导作用越强，其声波传导中损耗的能量会减少，音量增加，高次谐波的幅度也会提升，音色明亮。

三、击弦槌及激发部分结构调整对钢琴音色的影响

钢琴声音是弦槌敲击琴弦产生的，所以击弦槌是钢琴发音的激发机构，对钢琴音色具有重要影响，不同钢琴品牌的弦槌特色不一样，也就决定了音色特点的多样性。击弦槌及激发部分结构调整对钢琴整体音色的影响，主要是取决于弦槌弹性、弦槌质量及弦槌杆长，这三个因素的调整会改变钢琴的音色。弹性基于有没有羊毛毡和加羊毛毡，羊毛毡是现代化钢琴生产中弦槌弹性的重要物质，不加羊毛毡弦槌的弹性减小，加羊毛毡其弹性会增加。不加羊毛毡钢琴音量较小，衰减较快，加羊毛毡其乐音音量明显增加，衰减速度减慢，声音延续时间明显增强。音位、弦槌包上羊毛毡后，弦槌与琴弦的接触面积明显增加，通过一定宽度脉动对琴弦输入能量，能够提高对琴弦的冲量使得琴弦充分振动，各次谐波被充分激发，泛音更加丰富，音量明显增加延续时间也更长;不包上羊毛毡时其能量输入则是尖脉冲，对琴弦的冲击有限，难以充分振动。击弦槌弹性调整需要根据各音区的特色，低音、中音、高音各个分区的弦槌弹性要求不同，低音区是要激发更丰富的泛音，使得音色浑厚，所以要使用弹性较好的弦槌，延长击弦时间;高音区则是要采用弹性相差较大且硬度高的弦槌，缩短击弦时间，使得音色明亮抑制高次谐波;中音区要选择弹性适中的弦槌，通过不同的手法变化控制击弦时间，所以在击弦槌及激发部分结构调整中，需要针对不同的音区音色需求，改变弦槌的弹性，才能够得到富于变化的声音效果。弦槌的质量及长度都是由厂家生产决定的，所以在实际钢琴机械结构调整过程中并没有实际参考意义，这里就不做详细分析。

四、结语

总而言之，要确保钢琴整体音色优良，就要着重加强钢琴琴弦粗细、长短，弦码高度、硬度及宽度以及击弦槌的弹性调整，根据钢琴音色的整体需求，改变琴弦振动的频率以及泛音，通过弦码的高度及硬度的调整声波传导，改变音质及音量，弦槌弹性根据音区需求进行调整改变，综合性进行音质及音色改变，才能够得到富有变化的钢琴音色。

【参考文献】

［1］刘晓楠．钢琴机械机构的性能分析及对音质的影响研究［D］．华南理工大学，2011

［2］赵望．钢琴首次调律机械调整的重要性［J］．大舞台，2009，1:95～96

作者：张阳 单位：长春大学音乐学院