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装了音板,就能“秦始皇摸电线”?

 飘韵电音 2023-11-24 发布于广东

      电钢琴发展到今天,对于有尖端核心技术研发能力的厂商,音源等各方面都在持续进步中,不断向市场投放优质的产品,得到了广大消费者甚至专业人士的青睐。无可否认现在的市场形势,是原声钢琴在退,电钢琴在进,国外国内都是这样此消彼长,不过是程度与进度不一而已。对于直接关系到“耳朵收货”质量的外放,从来都是兵家必争之地,都力争用最小的成本做出最好的效果。常规套路呢,无非是堆功放的功率,喇叭的种类,个数,尺寸,还有安装位置等。讲究一些的,还会琴内设置EQ均衡调节,利用“等响度原理”的智能音量补偿,设置琴不同摆放位置(常规,靠墙,中央,桌面......)的输出模式等。

      一直以来,人们似乎对电钢琴喇叭发声,原声钢琴音板发声这个堪称巨大的差异耿耿于怀。有人把它描述为音乐唱片重放和音乐现场这般如隔鸿沟,不知不觉中形成了某种“执念”,也成为人们口中电钢琴始终不能那啥的关键“铁证”。当然,作为乐器界高科技产物的电钢琴不会就此坐以待毙,不知道何时起,也不知道是真有需要还是要刻意制造卖点,出现了把原声钢琴的音板装到电钢琴上的这种玩法,并逐渐在一些品牌的电钢琴上铺展开来。

     咳咳~这里先补习一下物理原理,和原声钢琴的音板一样,电钢琴音板的厚度有讲究,板面也是微曲面(肉眼不大看得出来的),曲面的成型和保持,有赖于和音板木纹方向垂直安装的肋木,既利于声音的迅速传播,也让整张音板产生和保持预张的应力,为发声创造了前置条件。对,就是前置条件,这相当于音响系统的喇叭,如果喇叭不存在,功放再给力也不会听到丝毫声音。

     那是不是光有音板就OK啦?非也,还要有推动电钢琴音板沿着其曲面法线方向振动的动力。没这个,就相当于光有喇叭,而喇叭不和功放物理连接,喇叭收不到电信号,自然也不会振动,就不会听到声音。在带音板的电钢琴这里,这个推动音板振动的源头就是“换能器”(也有人管它叫“加振喇叭”),通常有一到两个甚至更多,一般安装在音板的特定位置,在琴的背面看可以清楚地看到换能器的安装痕迹(有穿透音板的安装螺丝头,每个换能器通常有四颗或两颗),装不紧不行的,会严重影响换能器的振动传输到音板的效率,甚至会产生各种稀奇古怪的杂音。至于另不另外上胶水我不知道,螺丝是笃定一定要有的,其牢固可靠和耐久性无可代替。换能器工作产生振动,就推动音板正反两面产生振动,切割大量的空气分子产生纵波(声波就是纵波)从而发声。没有音板的共振,哪怕这跟琴弦有10米长,蹦得再紧,切割的空气分子数量也会极其有限,自然也不能发出多大的声音,音质就更别想了——就好像光有桅杆的航船,却不升起帆,就“借”不了风(其实是空气)的磅礴力量。

      如果一定要用传统扬声器来类比电钢琴的这个音板加换能器的方案,就是:换能器相当于传统扬声器的铁芯,音板相当于传统扬声器的喇叭纸盘~不知道这样比喻恰不恰当,还望各位高手指点。

      我这里插一句嘴,我记得有一款电钢琴疑似在这里取了巧,直接无视了宇宙物理规律,表现在从电钢琴背面看到了整块的音板,却找不到安装换能器的螺丝头,是一颗都没有。这有两种可能性:1.换能器是胶水粘上去的,2.压根就没有装换能器。我呢,也逮着了一次机会蹲它后面竖起耳朵,却听不到音板确切地发出任何声音。毕竟~好比声音是从里面房间传出来的,还是墙壁直接振动发出了声音,这不难分辨吧,懂的都懂。万一真这么搞的话,我只能说厂家为了卖点而硬造卖点,兼无知无畏,胆大包天。

      现在说说目前的产品现状,电钢琴上安装音板,据说动作最早的是KAWAI,它本身是国际著名的原声钢琴厂商,为电钢琴“顺便”造块音板也不是啥难事儿。大约早在2009年,就推出了装有音板连带换能器的电钢琴CA-111/61,琴另外装有若干个普通扬声器,音板那里的声音起到辅助作用。具体一点说就是对声音起到渲染,补充,增加“木质感”的效果,算是开了业界先河,值得点赞往后KAWAI带音板电钢琴的改良和推出市场等动作一直没有中断,通常安装在CA部分型号,和跨界钢琴NV5/5S上。至于目前这方面的最新成果,据我所知来自国内的新锐跨界钢琴品牌USYNTH(优合),它真的很彻底,不但音板面积相对于友商比较大,而且除了音板加换能器之外不另设任何扬声器,所有声音均来自于音板的全频全音域发声,实在是国货之光。

      原声钢琴的弦振,是通过安装在琴弦弦轴另一头的琴码,直接传递给音板的,也可以说,琴码就相当于带音板电钢琴的换能器,是音板声音的源头,简称声源。立式钢琴和三角钢琴的音板,形状上就差异明显,来看看立式钢琴弦列与音板的全貌:

     我标注了一下,琴码在蓝色线条那里,由于低音琴弦的弦码离音板边缘过近,不利于音板振动,故使用了“浮动(悬浮)低音码桥”  ,实际和音板在橙色线条那里形成物理连接。

      由于振动幅度往两边逐渐递减,传递到左上和右下区域时声音减弱,振动声音品质不高,通常干脆在背后用隔木将声音阻断,形成两个不振动的“静角”。对于中小尺寸的立式钢琴,有时干脆就不设静角,让音板就是个长方形。

      大家可以看到,立式钢琴的音板轮廓被硬修成一个整体类似椭圆的六边形(边缘全部是直线),还有,相对于音板轮廓线居中且两边音板面积大致近似的是中音区弦码,而高音曲弦码两边的音板面积明显“大小超”不同,加之其位置和低音区弦码离得近。所以从这些角度来审视,我个人认为从音色的角度看,立式钢琴中音区尚可,高音区和低音区不容易出“好声音”和互相干扰,各音区层次感欠佳,音色过渡容易有割裂感,整体声音容易混浊......这些,也许就是理论根据之一。

      再来看看三角钢琴弦列与音板的全貌,请注意看看弦码的位置和音板的“势力范围”

      依旧是蓝色线条处为弦码位置,红色横向往上的所有区域就是三角钢琴音板的范围,基本全部是有效振动位置,不存在什么“静角”。

      看,三角钢琴的音板轮廓,有两端是直线,剩下的是一条圆润且连贯的曲线,再有,除了最低音区,低音区到高音区的弦码巧妙地形成了音板的大致几何中心线,其左右两边的可振动面积不会相差太远,还有最关键一点,低音区弦码和高音区弦码隔得老远,振动互不干涉。所以,为啥人们普遍反映三角钢琴的声音低音容易出得来,高音也容易出得来,且层次分明,清澈圆润,音区音色过渡均匀,不和谐的泛音少,是不是这个理儿呢?

      再看加了音板又有换能器的电钢琴,换能器相当于是全频喇叭的铁芯,相对于长方形的音板,它就近似是个“点声源”。原声钢琴呢,无论是立式钢琴也好,三角钢琴也好,两组弦码排列成长长的线状,蜿蜒到音板各处,且在弦码不同的位置,传递给音板的弦振音高与泛音组合是不一样的,相对于音板轮廓是“线声源”~孰优孰劣我这里不做判定,因为我这里没有实验条件,更不能光凭嘴炮定输赢。我可以笃定的是哪怕同一块音板,安了“点声源”换能器,和安了“线声源”换能器(貌似这样的电钢琴音板换能器还没出现),实际声音效果会有区别,但对于其差异程度我目前实在没法说。

      综上所述,带音板电钢琴哪怕安装了不止一个换能器,最终的声音效果上也恐怕不能和原声钢琴音板简单等同。况且,通常不设静角,通常面积“小巧化”的长方形电钢琴音板,能产生声波的复杂丰富程度,理论上,应该不会强于哪怕最小尺寸的三角钢琴。大家试想,一块石头,丢进长方形的游泳池的任何一处,在池壁多次反弹产生的水波花样丰富程度,能强于轮廓线是三角钢琴音板形状的游泳池么?

     再有,不少传统乐器,哪怕是原产地相隔万里的,比如大家熟知的大中小提琴,原声吉他等,为啥不约而同地让其共鸣腔体形状都是近似大圆和小圆组合起来的葫芦形?就算是冬不拉或琵琶等地域特色的民族乐器,不是葫芦形也会是一头大一头小的圆润水滴状,难道这又是巧合乎?又难道乐器匠师不晓得直接做成长方形能省很多工夫么~~想必,这已经是经历了数百上千年的实践考验的老祖宗智慧吧。

       我设想啊,哪天如果带音板的电钢琴,其音板的轮廓线和换能器的排布和样式,能向三角钢琴进一步靠拢的话,也许音效会更上层楼。顺便这里也提出一点,靠墙摆放的立式钢琴,竖立的音板离人耳很近,发出的声音经过墙壁的反弹,叠加起来声音容易“糊脸”~有种脑袋放在烧开的麻辣火锅上方的感觉,声场效果远没有三角钢琴自然悦耳舒适。这还不止,因为音板位置和摆放等原因,立式钢琴和带音板电钢琴的最佳听赏位置,俗称“皇帝位”,通常不在演奏者那里,如何解决呢?我想这也是这类电钢琴下一步科技攻关的目标之一吧。

      反观只用喇叭发声的电钢琴,以目前已很成熟的技术而言,无论用自带的,还是再外加音响系统,理论上和实践上都比较容易实现“以演奏者为中心”的音场包围,有一大堆现成的经验可供借鉴。只要肯下本钱堆东西和折腾一番,轻易可以做到全方位无死角,想让“皇帝位”在哪里都行。尤其对于琴身比较高的电钢琴,会有更加富余的喇叭已经相应共鸣腔体的排布安装空间。

      特别是体现高频细节的声音,从声源到人耳,入耳程度会随着彼此距离的增加会产生指数级别的衰减,用人话说就是~要声源高度不能和演奏者耳朵高度相差过大,彼此距离也不能太远。这方面ROLANDCASIO就比较聪明,在部分高端型号不但堆喇叭,还使用可开合的顶盖,打开后能让口朝上的喇叭的声音,通过光滑的顶盖内表面的反射,定向聚拢投射到人耳位置区域,应用了这个简单的物理学原理来改善听感,而无需把琴身做得巨高,成本不高但很管用。并且,顶盖在关闭,半开,全开的时候,音效随之迥然有别,可以说,其玩法和立式或三角钢琴相仿。

     我们可以认为三角钢琴的音板和振动源排布方式,于声源于声场均接近理想的状态,理论基础和实际应用效果都没有太明显的短板。对于立式钢琴或电钢琴的音板,咱们要理性看待,不能说装了音板的电钢琴就一定是“秦始皇摸电线——赢麻了”,实际上问题远没有这么简单,是不是?对于电钢琴的外放,喇叭方案和音板方案均各有千秋。我们要秉承科学的态度,不要盲目排斥任何一方,也不要轻易跟着人家瞎起哄,更不要陷入“玄学”的怪圈。

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