鋼琴不同的觸鍵方式，可否形成不同的音色？
我要問的問題，是「鋼琴家」和「物理學家」一直有爭論的，不知哪位大神可以給我一個解答。
（注1：這裡的「物理學家」，僅指具有一定工科知識，工科思維與工科分析能力的「工科人」，並不是真正的物理學家）
（注2：此問題的前提非常不清晰，以致回答中出現了完全不同的兩種論調）
（注3：問題只提出「不同的觸鍵方式」，而完全沒限定鋼琴發聲過程中，最重要的「擊弦速度」）
（注4：對「鋼琴家」而言，只關心觸鍵方式，根本不關心觸鍵變化後，擊弦速度如何；而對「工科人」而言，討論此問題的前提是，不同觸鍵方式下擊弦速度應當相同）
（注5：僅添加 了這5個 注，未 對問題描述 進行 任 何 其它更改）
鋼琴家們聲稱，用不同的觸鍵方式彈奏琴鍵，會產生不同的音色效果。例如立起手指，用指尖敲擊琴鍵，能產生所謂「明亮清晰」的音色；而伸平手指，用指肚按下琴鍵，會產生朦朧柔美的音色。
但是「物理學家」們則堅稱，不同的觸鍵並不會改變音色。
度量一個聲音的三要素是響度、音高、音色。其中響度是由振幅決定的，音高是基音的頻率決定的，音色是除了基音之外的泛音決定的。
泛音的構成是很複雜的，可以分解為一系列諧振波，但最終還是由這些波的頻率組合在一起決定的。
但無論是音高還是音色，都是由振動物自身物理特性決定的，無法像響度那樣可以人為改變（你用力敲聲音就會變大）。
對於同一架鋼琴的同一個音，該音的物理特性（琴弦、琴鍵等）決定了它的音高和音色，那麼鋼琴家如何用「不同的觸鍵方式」來改變音色？
特別是，演奏鋼琴時，鋼琴家並不是用手直接接觸振動物——琴弦（像彈吉他或古琴一樣），而是通過複雜的槓桿系統推動弦槌擊打琴弦。而且，在弦槌快要擊中琴弦之前一瞬間，弦槌已經脫離琴鍵給它的動力，靠自身慣性擊向琴弦，擊中後再被琴弦彈回，自動複位。也就是說，弦槌最後是被脫手「扔」出去擊中琴弦的。
這樣看來，「不同的觸鍵」如果能產生「不同的音色」，就意味著鋼琴家能用手指控制同一個基音的泛音序列的組合，使之形成各種不同的音色。但這是不可能的，因為鋼琴的發聲原理決定了同一個音的音高都不可能被改變，更不用說音色了。
這個問題在經過了很長時間的爭論後，形成了很多看法，基本分為三類：
一、通過觸鍵方式改變音色這件事並不存在，完全是鋼琴家的主觀臆想，所謂的音色層次效果，實際是鋼琴家通過不同的力度和音符時值的微小改變，使聽者產生的一種錯覺。也就是說鋼琴家實際能改變的只有聲音的強弱和聲音持續的長短，放在整首曲子里一彈，就產生了「五光十色」的效果。也可以說是音符之間怎樣連接與組合，決定了樂曲有怎樣的「色彩」，而單個音符本身並沒有「色彩」，鋼琴家所說的「色彩」和物理上的「音色」也不是一回事。
二、觸鍵方式實際可以改變單個音的音色，但不是靠直接改變琴弦的泛音序列做到的。實際的情況是，鋼琴最終的聲音效果並不是完全由琴弦的振動決定的，還包含了琴槌、琴鍵和其他部位的振動，而這些顯然是和觸鍵方式相關的，所以鋼琴家能夠通過這些微小的改變來實現不同的音色。
三、同一架鋼琴上的同一個音的音色可以改變，但是音色的改變與聲音強弱的改變並不是互相獨立的，而且改變的範圍很有限。這個說法和第一個說法有一定的共同之處，但它的要點是在於指出聲音強弱的改變（彈奏力度的改變）必然引起音色的改變
，如果強弱相同，則音色無法改變。即鋼琴家實際是改變彈奏力度，音色隨著強弱的不同而稍有改變，但是改變極其有限（例如不可能變成另外一種樂器的聲音）。以上是我所了解到的信息，請大神們指點。
不知道來源在哪，但確實好幾年前就見過這種說法。
就這兩種看法來說，其實問題關鍵在於：他們所說的「音色」根本就不是同一個東西。
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平常說各種樂器的音色，或者物理里說的音色，意思很明確：就是聲音的頻譜結構不同，導致聽感不同。如單簧管與雙簧管音色不同。樂器的音色一是由樂器本身的結構和發音原理決定，二是由演奏方式影響。
前者造成不同樂器音色不同，再如管風琴、手風琴可以通過音栓直接改變發音的頻譜。後者對於其他大多數樂器，不同的吹或拉的方式都能對發音產生影響。
但對於鋼琴來說，前者你控制不了，後者也幾乎不存在。
鋼琴的特殊之處在於，它控制發音的方式是最間接的。大多數樂器演奏方法直接與發音部位發生作用，但鋼琴按下鍵盤時，要通過一套機械裝置帶動小鎚子敲弦。如果彈單個音，無論用怎樣的觸鍵或手形，最後決定發音的只有鎚子的速度，其他因素都被濾掉了。而且，在琴鍵還沒下到底、鎚子離弦還有一段距離時，鎚子和鍵盤就脫開聯繫了，所以鍵盤按下之後再施力也是沒用的。（相比之下Clavichord還能造成類似揉弦的效果）
至於有說琴鍵琴槌的振動也有影響的，即使真有也很小，遠不足以解釋鋼琴家說的音色。
如 @Liu Tone 說不同的力度導致頻譜結構不同，但是對於每一個力度或者鎚子速度，發音的頻譜是確定的。不可能彈出一個聲音大小像pp的音，讓它音色像ff。
所以從這個角度來說，鋼琴的音色是幾乎不能改變的。
但鋼琴家和彈鋼琴者所說的音色完全是另一個東西，意思廣泛而模糊，涉及和演奏表達效果相關的許多因素。比如每個音符之間是否有間隔或是稍微連起來的，articulation（這詞怎麼翻譯？），力度和一組音之間的力度變化關係，等。從這個意思來說，特定觸鍵和手形能造成或容易造成特定的效果，這不會有人懷疑。比如手指平坦，觸鍵輕柔並以手腕帶動，造成聲音柔和連貫，音與音之間稍有重疊，力度變化均勻，容易彈出漸強漸弱，適合抒情的曲子；高抬指或斷奏，音與音之間斷開而相對獨立，得到的效果完全不同。這一點 @姚雨言的回答十分專業。
但這些都和「頻譜結構」沒有直接關係，而且彈一個音是聽不出來的，必須放到樂句樂段中。
讓我來用理性的方式來解釋 @姚雨言感性的答案
改變音色的唯一方式就是通過改變聲音的頻譜。高頻越強聽起來越明亮，越弱聽起來越柔和；低頻越強聽起來越渾厚，越弱聽起來越空曠。
長文預警，沒耐心的直接跳到最後那幾段
現今的MIDI技術已經十分發達，已經能逼真地模擬除了吉他外所有樂器的演奏，尤其是以鋼琴音色最為逼真。
那麼我們來看看在一些高端的鋼琴採樣音色里，我們都能控制哪些東西。
以業界常用的斯坦威鋼琴音源為例
控制音色的都有哪些？
這個控制鋼琴音色的軟硬，通過載入不同的採樣，並且控制頻譜來完成，這是鋼琴的構造所決定的，而不是手指能控制的。
當處於最柔軟的音色時，低頻較多，高頻泛音較少。
當處於最硬的音色時，高頻較多，尤其是在第三個泛音，也就是八度上方的純五度處。
這個控制踏板踩下去後琴弦的共振程度，對音色也有影響。
這個控制琴蓋是打開還是合上，對高頻有影響。當琴蓋合上時，高頻會減弱很多。
這個控制力度與音量的關係曲線，這是MIDI特有的功能，在真實樂器上無法完成。
第一條控制在釋放琴鍵的同時踩下踏板會不會觸發其他琴弦的共振，第二條控制半踩踏板，第三條控制在輕輕按下琴鍵的時候是否發出聲音（我們最輕最輕按下琴鍵的時候是發不出聲音的）
voice是MIDI術語，不管它，tuning是調音的律制，也和音色無關。
這些音量控制：
釋放琴鍵的聲音
槌子擊弦的雜音
踩踏板的聲音
升降弱音墊的聲音
泛音的單獨採樣
聲場寬度
轉調
音高微調
標準音頻率
這些都和音色有關，但都不是通過手指能控制的
最右邊兩個控制混響和其他音色疊加，就更無關了
那麼觸鍵改變的是什麼？
一個音符具有下面這幾個參數
音量包絡：
Attack Decay Sustain Release (ADSR)
Attack指的是從產生這一個音符到這個音符最響時需要的時間，對於鋼琴音色而言，這個時間非常短，幾乎為零。
Decay是指音量下降到穩定時需要的時間，對於鋼琴而言，整個音符都處在Decay階段。
Sustain是指一個穩定的音量，一般對於管樂器和弦樂器適用。鋼琴沒有穩定的Sustain階段，因為按下琴鍵之後就沒有更多機械能了，其Sustain狀態下的音量也是在減小的，可以說鋼琴的decay和sustain沒有明顯的區分。
Release是指在音符結束之後仍然發聲的階段，鋼琴在不踩踏板的時候Release非常短，踩踏板的時候Release非常長。
鋼琴的音量包絡大概是這樣的。
那麼針對不同的觸鍵方式，是如何影響所謂的「音色」的呢？
首先不同的力度會產生不同的擊錘動作，所以產生的音量不一樣，也就是A點升到最高的位置不一樣。
輕柔的觸鍵相比於剛硬的觸鍵，改變的是attack的時間，輕柔的觸鍵能夠產生更長時間attack的效果。
因為琴弦振動的機械能全部來自於槌子敲下去的那麼一下，所以鋼琴的decay是改變不了的。
跳音等觸鍵方式改變的是sustain的時間，連奏可以增長sustain的時間，而跳音會減少sustain的時間。
改變release的唯一方法就是使用踏板，但是這不包含在觸鍵當中。
換一個角度來說，你通過觸鍵只能控制槌子擊弦的力度和速度，而不能像吉他等樂器一樣控制擊弦的位置和角度。擊弦的力度改變的是最大音量，速度改變的是attack的時間。往往更大的力度也代表著更快的attack時間。而擊弦的位置和角度能夠更直接地改變弦振動的模式，從而產生不同的泛音列，產生更明顯的音色變化。
那麼為什麼你會感覺不同的力度觸鍵改變了音色呢？
因為擊弦的力度也能夠改變泛音列，下面我先以很小的力度擊弦
泛音音量很小，幾乎看不見，也基本沒有按鍵時產生的低頻噪音
當我以很高的力度擊弦時，產生了許多泛音，並且在低頻去有很明顯的按鍵噪音
頻譜不一樣了，音色當然不一樣了！
弦振動的幅度越大，產生的泛音就越複雜。當弦產生微弱的振動時，只有基音的振動比較明顯，所以產生類似正弦波一樣的柔和聲音。當弦振動強烈時，有足夠的能量觸發更高模式的振動，泛音列更多，所以產生的音比較明亮。
弦振動的前四個模式，更高的泛音列還有更多
@姚雨言 說的那些各種觸鍵方法都是什麼呢？其實產生的音色區別僅僅在於對力度操控的不一樣。
任何一種觸鍵方法，都可以按照物理方法計算你的手指通過槌子傳動給琴弦振動產生了多少機械能。那麼不同的觸鍵方法，產生的機械能不一樣，導致弦振動的模式不一樣，產生了不同的音色。
鋼琴的發聲方式是所有樂器里最簡單可控的。因為不管你怎麼演奏鍵盤，都是槌子在擊弦，而不是你手指本身。鋼琴的音色在觸鍵上表現為只對力度敏感，所謂什麼不同的手型，只是產生了不同的力度值而已。不同的手型，使用力的方向不同。用同樣的力，如果手型比較立起來，垂直按鍵，就會產生最大的機械能。而如果手型比較趴下來，按鍵的時候會產生水平方向上往前推的分力，這部分力被琴身吸收而沒有傳動到槌子上，這樣用同樣的力就會產生更小的力度值，產生的機械能更小，泛音列更少，從而發出更柔和的音色。還有一個可控變數就是按鍵的位置。因為琴鍵是一個槓桿，越靠外越省力，所以同樣的手型按在琴鍵的不同位置也會改變力度值。用同樣的力度在白鍵上彈，產生的聲音一般都比較明亮，因為白鍵的槓桿更長更省力，同樣力量產生的力度值更大。
評論區有人沒看懂啊，不管是用指尖還是指肚子還是拳頭還是屁股彈琴，你給鋼琴的只是一個力度值，傳送給槌子擊弦。為什麼電鋼琴能夠用採樣而不是像電吉他一樣放大的方法演奏逼真的效果，就是因為控制音色的只有力度這麼一個屬性。不管你是怎麼按鍵，用什麼按鍵的，鍵盤上的力度感應器只是接收到一個0~127之間的數值而已。真鋼琴接收到的不是一個電子力度信號，而是一個機械感應的動量。你彈琴是手的動能通過一系列的槓桿最終轉化成機械能的過程。不管你是用什麼手型什麼部位彈的，你給琴鍵的動能是可以用一個數值的表示的，而這個數值是通過觸鍵影響鋼琴音色的唯一變數。
那麼鋼琴家比普通鋼琴演奏者牛逼的地方在哪裡呢？就是對於音色的模仿能力。假設我在鋼琴上按了一下，測出來用了10N的力，那麼這10N的力度就會產生一個對應的音色。但是反過來，如果給你聽一個10N的音色，你卻很難精確地發力彈出這種音色來。鋼琴家更善於控制自己的手指，手腕，胳膊乃至身體，能夠更加精確地控制力度，來產生他們想要的音色效果。這也是為什麼除去技巧上面，在感情處理上鋼琴家彈出來的同樣曲子要好聽很多。
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如果不給觸鍵加入非常嚴格的限定，回答就會有很多歧義，引發的討論也容易偏離主旨。更何況音色這種本來就極其主觀且複雜的概念又是如何定義？有的答案通過自行添加限定得出的結論不能說沒有參考意義，但非常容易引起誤解。就像這樣一個問題：嘴能吃飯嗎？你問任何一個正常人，回答一定是positive，可你一旦放到知乎，讓其看上去更加可疑，肯定各種negative，什麼沒有牙齒不能咀嚼啦，什麼沒有胃液不能消化啦。因為吃本來就不應該是一個孤立的動作，觸鍵也是同理，因為一旦所謂「觸鍵」有所改變，其他的部位也會發生變化，所以你如果要問任何一個鋼琴家這個問題，答案都會是，那當然能，太能了！
感謝 @吳元澤 的分析，我最初的回答確實有一些毛病，經他提醒已做出了修改。他的回答寫得很好，我這裡僅從聲學上的弦振動模型的角度來分析一下作為補充。
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弦槌敲擊的過程應當看作是為琴弦的某一小段區域提供了一速度初始條件，敲擊完成後琴弦做自由振動，邊界條件非剛性。由於弦槌與琴弦間的作用方式相對固定，因此影響音色即泛音組成的因素僅為敲擊提供的初速度，不同敲擊力度對應不同的初速度條件對應不同的音色，但不存在同一力度的單音有不同音色的情況。換言之演奏者無法像演奏如吉他/提琴這種樂器一樣去控制與琴弦接觸的方式來改變音色，但仍然可以通過控制弦槌擊弦的速度對音色進行控制。
有的鋼琴演奏者說：「我確實可以用相同的響度演奏出不同的音色啊，事實勝於雄辯。」
我猜你們演奏並比較的一定是樂曲，而非單音吧？如果你們想進一步論證自己的觀點，不如錄製一系列不同手法演奏的相同單音，盡量保證響度時值相當且音色不同，放到網上來請大家進行盲聽，如果把原始錄音文件放上來找人來做頻譜分析當然更好。 @姚雨言
另外題主能不能編輯一下原始問題？幹嗎非要「物理學家」「鋼琴演奏家」的對立起來？據說這不原本是微博上的爭論么，爭論雙方恐怕什麼家都算不上，更不能代表任意一個群體吧？這不是科學家與鋼琴家的爭論，而是有一些人在故意攪渾水，目的不清楚。
科學家是從聲音理論方面討論，而鋼琴家是從實際操作方面討論，這兩個結果不應該是矛盾的，而事實上這兩個討論的結果應該是一致的。
聲音是空氣中傳播的機械波，所以它應該符合機械波的一切物理性質。
聲音的三要素是指：1. 音量，2. 音高，3. 音色。
這三個的定義和機械波的關係是這樣：
- 音量，由振幅決定，是物體離開平衡位置的最大距離，簡單理解可以認為是波峰到中線的距離，在樂器演奏中的強弱就能改變這點，輕輕彈，則音量小，加重彈，則音量大。
- 音高，由主頻（基頻）的振動頻率決定，也就是機械波里的振動頻率，這個頻率由琴弦本身長短和鬆緊來調整，弦越長，越松，頻率會越低，在鋼琴上這個事情由製造商和調律師來解決，鋼琴家並不參與。
- 音色，由泛音決定，什麼是泛音？琴弦產生的都是駐波，駐波不僅僅有主頻（基頻），還會使琴弦得到2倍、3倍……的頻率，而這些高倍的頻率就是泛音。也就是說當你彈下一個琴鍵的時候，不只是這個音在按照基頻在振動，它的2倍、3倍……頻率也在同時振動。
當這些泛音疊加起來來時，就能形成下面的「泛音列」：
也就是當我彈下第一個C的時候，其實後面的音也都在振動，不過從幅度來講，C音的幅度最大，而後面的音振動幅度較小而已。
什麼叫不同的音色？
先做兩個實驗：
實驗1：鋼琴和小提琴演奏440Hz的標準音a1，用分貝儀測試音量到相同的強度，我們能很容易區分出來是哪個樂器演奏的。
在這個實驗條件下，音量和音高都是一樣的，那為什麼我們能分辨出不同音色呢？是因為鋼琴與小提琴的泛音不一樣，也就是它們除了a1這個音在作為主頻（基頻）振動，它們的2倍、3倍……頻率振動的幅度明顯不一樣，所以我們能分辨出來。
實驗2：兩台鋼琴演奏440Hz的標準音a1，用分貝儀測試音量到相同的強度，聽覺敏銳的人能感覺到聲音有細微的差別。
在這個實驗條件下，琴弦的振動方式相同，而鋼琴由於自身客觀原因不同，能有微小泛音變化，主要因素是由於琴弦、音板、琴槌的差異引起，同實驗1對比，說明相同結構的發聲裝置音色的差異比不同結構發生裝置的音色差異小。
所以不同的泛音，決定不同的音色。
回到鋼琴演奏來，對於單音彈奏來說，是否有音色變化？
單音彈奏是有力度的區分，這很好理解，當用力大的時候，聲音大，琴槌毛氈在擊弦時會壓得比較緊，所以聲音會偏「亮」；而用力小的時候，聲音小，琴槌毛氈在擊弦時會比較松，所以聲音會偏「柔」。
所以這個時候科學家和鋼琴家爭論的是什麼？
科學家認為輕重的差別決定了音量，鋼琴家認為輕重的差別決定了音色，實際上兩個說法都是正確的，根本討論的就是聲音中兩個不同的要素！這能算爭論嗎？
而用不同的觸鍵方式能改變這一點嗎？比如用指尖觸鍵和指肚觸鍵，好的鋼琴家不會這麼講，而是給你講用手指彈奏和用手臂重量下鍵的區別，從本質上來講最後還是輕重的區別。
快速的音符跑動用指尖觸鍵顯然更好，因為很靈活，而柔美的伴奏則用指肚觸鍵顯然更好，因為這樣最省力。鋼琴家彈琴都是用「巧」勁，他們不會浪費自己的力氣，而是用最合理、省力的辦法達到自己想要的音色。
那對於多音的彈奏呢？
對於彈奏八度：
鋼琴家可以對兩個音做出不同的輕重，有三種情況：
- 兩個音一樣重，聲音聽起來比較「直白」，「自然」；
- 高音重，低音輕，聲音聽起來比較「亮」，「金屬般光澤」；
- 低音重，高音輕，聲音聽起來比較「悶」，「柔」。
為什麼會產生這樣的現象？
因為在泛音里，高頻的泛音越強，聲音則越「亮」；高頻的泛音越弱，聲音則越「悶」。
這根本就是一個科學事實！
那我們在彈奏八度的時候，結合手指、手腕、手臂等不同部位做出來的差異，實際上就造就了這樣的音色變化。
3音和弦彈奏，則組合更複雜，好的鋼琴家可以做出千變萬化。
比如在彈奏和弦的時候，可以突出任何一個音，在突出C的時候，得到的和弦會更穩定、踏實；在突出E的時候，會顯得更溫暖；在突出G的時候，會更嘹亮。
最終的操作就是由鋼琴家不同觸鍵方式來決定的。
對於學琴的朋友來說，我們平時在彈奏主調音樂時要注意什麼呢？
右手主旋律彈強一點，左手伴奏彈弱一點，這就是好的音色。
大多數初學者做不到這一點，所以彈出來並不好聽，但是經過一段時間的訓練，是能夠做到的。
科學家請了解一下鋼琴家的彈奏方式，而鋼琴家請用科學的思維思考一下，兩方之間並沒有完全相對的爭論，而擺在大家面前的事實，本身就是客觀的。
另外，如果一個鋼琴老師連音色問題都無法給學生講清楚的，根本不配當鋼琴老師！
我認為其實只是跟擊錘的速度有直接關係。
考慮最簡單的情況，即鋼琴是一個線性時不變系統，擊錘擊弦相當於給系統一個輸入信號，系統對這個信號的響應就是我們聽到的音色。這個是最簡單的假設，忽略了很多細節，包括最重要的心理聲學的影響，但我認為已經可以解釋最基本的問題。
現在假設擊錘受到力F，但考慮兩種情況：
1. 作用時間0.1秒
2. 作用時間0.01秒
顯然這兩種情況下，雖然力的大小是一定的，但因為作用時間的不同，第二種情況下輸入信號的變化率會比第一種情況大，表現在時域上是一個更短促的衝擊信號。那麼在頻域定性的分析，一個時域信號振幅的變化率越大，頻域里出現的不同頻率分量會必然會越多。考慮兩種極限情況，即當輸入信號為直流信號，即變化率為0，那麼頻域只會在f=0處有一根譜線，而如果輸入信號是一個狄拉克函數，即當且僅當t=0時有一個無窮大的信號，振幅變化率為無窮大，那麼在頻域的表現則是所有頻率上均有分量。
回到鋼琴上來講，則是介於上述兩者中間的情況。簡單的可以認為擊錘擊弦速度越快，輸入信號的振幅變化率越大，則帶來的高頻成分越多，反之則是高頻成分越少。而頻率與音色的關係則是直接的，這也與我們的日常經驗相符合。
但如果針對提問者最初的問題，即觸鍵的不同手法是否與音色有直接的關係，則仍然缺少了一個環節，即還需要證明不同的觸鍵手法與擊錘擊鍵速度有明確的因果關係。這個不知道有沒有人特意去研究過，即演奏姿勢手法，所謂的Gesture與觸鍵力度（速度）的關係。如果證明是有因果關係的，那麼
演奏手法-》觸鍵力度（速度）-》擊錘擊弦速度-》輸入信號時域特徵-》輸入信號頻域特徵-》音色
這個邏輯鏈才能成立。
各位說了那麼多，卻沒有人去查文獻，令我有點失望啊。由於時間原因，我先寫一部分，過幾天爭取補全，不過也要看大家對本人答案的興趣了。
觸鍵對鋼琴的音色有沒有影響？要回答這個問題，先要明確幾個定義和條件：
觸鍵：一提這個詞，很多人就會想到指尖、指肚啊之類的。但我們這裡追求的是這些動作的本質，即這些動作最終都是通過影響鍵盤-琴槌的加速過程來實現最終的聲音的。所以，觸鍵可以定義為擊鍵時鍵盤向下運動的過程。
音色：
因為我們要研究的問題的就是物理定義上的音色是否受觸鍵影響，所以我們嚴格按物理的定義來，即聲波的波形。當然，一般人們在討論鋼琴音色時，對音色的定義要遠遠大於這個物理含義，比如，音與音之間的連接（所謂手指踏板）給人帶來的不同「音色」的感覺。
排除干擾：
這裡不討論任何踏板的效果。
一點事實的澄清：
討論這個問題，必須對鋼琴的結構有一定的了解。假設鋼琴的結構使得琴槌與琴弦接觸時，手指仍然能對琴弦直接施加作用，那麼鋼琴的音色顯然可以通過觸鍵來改變。但很可惜，這是個幻覺：
http://www.musicresourcesusa.com/keyboard_resources/archives/tmb/anaction.gif
看到了嗎？琴槌在擊弦時已經脫離與鍵盤部分的連接了！這說明什麼？用我們中學的物理知識判斷一下，這說明影響琴槌擊弦的唯一變數就是琴槌接觸琴弦時的速度，再推導一下，就是琴槌離開鍵盤部分時的初始速度。所以，結論是不是很明顯了？不管你怎麼觸鍵，是用雨傘尖還是用棉花棒，只要琴槌離開鍵盤部分時的速度相同，最終產生的聲音都應該是相同的！
呵呵，且慢！我要給觸鍵論者一根稻草了。
我剛才講了，觸鍵的過程就是琴槌加速的過程。如果理想狀態下，琴槌是一個剛體，那麼不用說，只要離開鍵盤部分的速度一定了，不管前面的加速過程如何，產生的聲音都應該是一樣的。但是，真實的世界往往比簡單的物理模型複雜得多。真實的情況是，加速、觸鍵的不同，會改變琴槌的振動！而這個振動的特性，即使琴槌脫離了鍵盤部分，也會殘留下之前的影響。
A Askenfelt E Jansson: From touch to string vibration: The motions of the key and the hammer
Depending on the touch, the motion of the hammer can be quite different, even when the dynamic level is kept constant. The examples in Fig. 11 show the hammer velocity and acceleration for three different types of touch as measured at the hammer head. Indeed, the motion of the hammer before string contact is different in the three examples, despite the fact that the final velocities were approximately the same. At the moment it may suffice to note that the hammer motion seems to involve two components of oscillation, which are excited differently depending on the touch. One is a slow "backwash" motion at about 50 Hz and the other is a "ripple" type motion at about 400 Hz. While the slow motion is more prominent in the gentle types of touch, the "ripple" motion seems to be a characteristic of the vigorous, impulse-like types of touch.
Fig. 11. Influence of different types of touch on the hammer motion (acceleration and velocity) mezzo forte, B3. The pianist described the types as: "middle finger only" (top), "heavy arm with relaxed finger" (middle), "heavy arm with strained finger" (bottom).
所以，事情到了這裡，是不是有些撲朔迷離了呢？這也是大部分學者爭議的地方，即琴槌的振動會不會影響音色？
到了這一步，簡單的物理知識+推理已經不能解決問題了。自然，有各種研究者們提出了各種假設和觀點，但我不想多提。因為，說一千道一萬，鋼琴是給人聽。就算你論證出琴槌的振動、觸鍵的不同，會帶來聲波波形的改變，但如果這種改變不能被人耳識別出來，又有什麼意義呢？因此，最終的結論還要看——
盲聽測試：（先挖坑到此吧）
鋼琴演奏者的觸鍵方式，控制和影響著榔頭的擊弦速度，一切聲音的變化取決於演奏者觸鍵方式制導的粘呢榔頭擊弦速度的變化。實際上，在鋼琴上獲得無限豐富的聲音變化，其原理並不像想像的那麼神秘，也不如估計的那麼複雜，恰恰非常簡單，非常單一。接下來的問題是，如何運用這一簡單的原理研究出具有普遍意義的，可操作的聲音技巧動作規律。也就是說，尋求造成鍵盤推進速度和榔頭擊弦速度發生微妙變化的指觸變化形式。我想，這或許可以被稱做觸鍵的應用技巧，即聲音技巧。什麼是指觸的變化形式，即所謂的觸鍵方式? 簡單地說，觸鍵方式就是觸鍵的用力形式。觸鍵的用力形式包括兩個方面:用力方式和傳力方式。用力方式主要體現於形成不同的觸鍵速度，這是決定擊弦速度的關鍵因素;傳力方式則主要體現於觸鍵手指或手部的支撐形式。觸鍵手指的支撐形式同樣是決定擊弦速度的關鍵因素。現在，讓我們再從聲音技巧動作的具體手段上進一步論述。
一、看傳力方式。可以這麼說，沒有手指的支撐傳力，就沒有鋼琴彈奏可言。事實上，支撐方式的改變，非常直接地影響到音質、音色音量。換句話說，僅僅改變彈奏的手的支撐強度就可以改變聲音。從技術手段上講，彈奏的手的支撐主要體現於3個方面:觸鍵手指指尖的軟硬度、手指各關節的牢固程度，以及手腕以何種方式發揮富有彈性的支撐調節作用。
將上述原理應用於彈奏，可以列出下列可操作、並可用於改變支撐方式的一些主要技術手段:A.改變指尖的堅度—從相對放鬆的指尖到相對牢固的指尖，每一種變化層次作為觸鍵技巧熟練運用，都可以改變鍵盤動作速度和擊弦速度，對聲音的變化產生影響;B.改變手指觸鍵面—從指尖較直立的形式到指面較平坦的形式，每一變化層次又可以形成指尖堅度的改變，從而引起聲音的變化;C.改變手指第一關節或第三關節的牢度—從第一、第三關節較柔順到較堅挺可以改變手指傳力的支撐強度，也是尋求聲音變化的有效手段;D.改變手腕的支撐調節—手腕像一支彈簧， 其功用是支撐調節，彈簧的軟硬度能在不同程度上既發揮支撐作用，又發揮調節作用，從而改變手的支撐傳力狀態，直接影響聲音的變化。
二、看用力方式。用力方式是影響觸鍵速度的最直接因素，也就是最直接操作鍵盤動作速度的技術手段。作為觸鍵技巧，注重講究觸鍵速度的變化具有十分重要的意義。
我們列出下列要素，可用作改變觸鍵速度的技術手段:A.調節運用手的不同部位，從手指、整隻手到肘部、大臂乃至身體，運用不同的重力條件來改變下鍵速度;B.通過訓練有素的手指肌肉力的運用，以及與重力運用的恰當配合，可以自由地控制和改變下鍵速度，創造出豐富的聲音變化;C.利用手指離鍵的不同高度觸鍵，提供改變下鍵速度的條件來改變聲音效果;D.變化手指離鍵速度，對聲音的延續及共鳴發生影響，也會帶來聲音效果的變化;E.改變觸鍵的用力方向，如:垂直縱向、水平橫向、斜向、或往裡推、往外拉等等，帶方向性的用力方式上的細緻變化都能夠微妙地改變下鍵速度，是創造豐富的聲音變化的極其重要的一個技巧手段。從用力方式到傳力方式，將前面分別列出的每一項技術手段應用於觸鍵，或將每一項中，不同層次的變化形式應用於觸鍵，或將用力方式中若干項組合，或將傳力方式中若干項組合，或將用力方式與傳力方式中的一項或若干項組合……，從數字組合形式的角度上看，已經足以形成一個無窮大的數。因此，可以認為這其中的組合形式是無限的。那麼，毫無疑問，用這些技術手段為原色將調配出無限豐富的聲音色彩來。掌握和熟練運用這些原理和技術手段，需要由低級到高級，一個個階段，一個個課題，一首首曲子，從聲音的要求出發，從音樂表現的要求出發去尋求，經過反覆琢磨和練習才能逐步實現。這是一個相對漫長的過程，但是如果有理性作指導，使我們能帶著自覺的目標去實踐，較之盲目狀態，一定更有意義和更有效得多。
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先佔個坑，有機會實錄不同擊弦力度不同加速度頻譜上會有什麼不同
請教了一個學鋼琴的妹子
姑且認為音色指的是人感知上聽到的音色，畢竟鋼琴彈出來是讓人欣賞的。
「首先同響度下人耳的頻率感知是不一樣的。Wikipedia 聽覺：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%90%AC%E8%A7%89 我猜測因為人耳在不同響度下對聲音的頻率感知曲線是不一樣的，而且存在聽閾曲線，從而導致人感知上覺得同一聲音不同響度上音色不一樣。(喂！人的感覺向來很玄的！整得跟玄學HIFI就不好了！)」
類似於迪斯科舞廳的音響低音下潛並不深，大概在60Hz左右，但因為音量足夠強勁讓人從感知上低音下潛很深然後整個人很hi然後酒後亂性……(我在胡說什麼啊？)
以上僅僅是個人猜測，歡迎討論，歡迎指正。我先去研究一下，有機會會更新的。
順便吐槽一下知乎的app，答題的時候能不能禁用右劃返回啊，手殘一滑碼了很久的答案一下了就全沒了〒_〒逼我編輯好了粘貼過來嗎〒_〒
會
別說鋼琴了，你就算拿塊鐵皮敲敲，敲法不一樣還能發出不同的音色呢。這屬於生活常識好不。
鋼琴觸鍵到琴弦振動只是間接，有一定的損耗，但實際上和敲鐵皮的道理還是一樣的。
作為一個從小學習鋼琴的工科宅，我大概能理解這兩種不同的視角。物理學家熱衷於假設理想情況並得出對現實自洽的解釋，鋼琴家更在乎整體的、感性的認識。
0. 題主一定要先想清楚，你所相信的論據中包含了多少定義和假設，否則論題本身就會自相矛盾：
0.a 「音色=琴音的頻譜特徵」是一個定義，它包含了「單個琴音」的定義；
0.b 「弦槌擊打琴弦只靠慣性，不受敲擊控制」是一個假設；
0.c 看法一中「音色=整首曲子的感覺」是一個定義，注意到這和0.a相互矛盾；
0.d 看法二中的「音色包括琴鍵等的振動」也是一個定義；
0.e 看法三中「音色單指琴弦振動的頻譜特徵，不包括琴鍵琴槌」也是一個定義，這和0.d相互矛盾。
1. 就不同的定義來討論：
1.1 a 如果「音色=整首曲子的感覺」（0.c），問題是「不同敲擊是否會改變琴曲的感覺？」，我認為答案顯而易見，聽聽就知道了。這裡感謝 @姚雨言 的回答。
1.1 b 如果」音色=單個琴音的感覺「， @野合菌 從信號處理的角度分析道，即使是相同物理音色的琴音，由於振幅等因素的不同，被感知到的音色也是不同的。鋼琴家能控制音量，所以能影響被感知到的音色。
1.2 如果「音色=單個琴音的頻譜特徵」（0.a）「包括琴鍵等的振動」（0.d），問題是「不同敲擊是否會改變單個琴音的感覺？」那麼大力敲擊顯然能產生敲擊木質琴鍵的聲音，從而改變琴音的頻譜特徵。
1.3 如果「音色=單個琴音的頻譜特徵」（0.a）「不包括琴鍵等的振動」（0.e），問題是「不同敲擊是否會改變單個琴音的感覺？」答案也是肯定的，比如跳音和長音的區別。考慮到敲擊琴鍵產生聲音後，放開琴鍵時琴聲很快就能被毛氈止住。假設有兩次完全相同的敲擊，並假設相應的琴弦振動完全一致，那麼在琴聲消亡之前，根據放開琴鍵的時機不同琴音的持續時間也會不同。因為琴音是逐漸衰減的，不是周期信號，所以相同的信號依據截斷時間的不同它的頻譜必然不同。
1.4 如果「音色=單個琴音的頻譜特徵」（0.a）「不包括琴鍵等的振動」（0.e） 「自然衰減」，答案也是鋼琴家能夠通過控制力度來改變音色。 @千古留名 分析道，擊弦的力度能影響弦的振幅，從而改變泛音列，從而影響音色。
綜上所述，感性經驗和理論分析都支持「鋼琴家不同的觸鍵能夠影響琴的音色」。
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題主所言的假設「弦槌擊打琴弦只靠慣性，不受敲擊控制」在這裡才有意義。但是即便如此也不能證明不同觸鍵不能改變泛音列，參考1.4。
2. 於是問題才會演變為「鋼琴家是不是只能通過改變力度來影響音色」（基於1.3的定義）
2.1 類似觀點的人有 @千古留名@吳元澤@Liu Tone 。假設「弦槌的最後一段運動脫離琴鍵」，那麼擊鍵影響的只有弦槌的初速度，從而影響琴弦的振幅，從而影響音色。由於相同的弦槌初速度對應相同的力度，所以擊鍵只能影響弦槌的力度從而影響音色。
2.2 @阿魯卡多 引用了Askenfelt的實驗結果，其中有一句「However, we have recently observed that the motion of the freely flying hammer can be somewhat different for slightly different types of touch」。如果結果可靠，那麼即使「弦槌的最後一段運動脫離琴鍵」，也仍能夠受到擊鍵的影響，而且是力度以外的因素。至於這個因素是否能影響音色還不可知。（感謝 @Liu Tone 指出的問題）
2.3 個人看法：我認為鋼琴家唯一能夠控制的與其說力度，更準確說應該是琴鍵隨時間的位移變化和保持時間。保持時間能產生跳音和長音的區別，位移變化則能影響弦槌擊弦初速度甚至更多速度上的細微變化，前慢後快和前快後慢等等或許都能造成非常細微的差別，不能單單用勻速運動上的「力度」概念來一概而之。由 Royal Swedish Academy of Music 製作的 Five lecture on the Acoustics of the piano講座其中有一章叫做 From touch to string vibration: The motions of the key and the hammer，是音樂聲學大拿 Anders Askenfelt 三篇關於鋼琴發聲理論研究系列論文的濃縮。
首先，我不得不借用他的一個觀點：In contrast to performers on other string instruments, like the violinist or the guitar player, the pianist could be said to only have an indirect control of the string excitation. Using the computer biased terminology of today, it is tempting to call the action an "interface" between the pianist and the string. This interface is an interconnecting device, which at the input end (the keys) is particularly adapted to the soft and sensitive fingers of the pianist, while the output end is equipped with hard felt hammers, capable of exciting even the thickest of the tense piano strings vigorously. The function of this "interface" in playing is by no means simple.
在這個講座中的 The pianist and the touch 章節，Askenfelt 給出的描述是這樣的：
Nothing definite can be said yet about the pianist"s ability to influence the tone quality by controlling the motion of the hammer. It is true that the entire history of the hammer motion during acceleration can be very different depending on the way the key is depressed (cf. Fig. 11). But this observation does not automatically imply that the interaction between hammer and string is influenced in some way. As mentioned, the hammer is flying freely the final distance before string contact. However, we have recently observed that the motion of the freely flying hammer can be somewhat different for slightly different types of touch (see Fig. 14). This is due to the "ripple" resonance, which is seen to influence the hammer motion during the last milliseconds before string contact, i.e. after "let-off." In this way, it is possible that a hammer resonance could serve as a "memory" of the history of the hammer motion. This would allow the pianist to have at least an indirect influence on the very final part of the hammer motion, even after mechanical contact between key and hammer has ceased.
當然，Askenfelt 最終給出的結論也是非常謹慎的：
However, we still have to be very careful in the interpretation of these results. Although the observations suggest that the hammer can make a rubbing motion against the string during contact, it has not yet been shown that such a motion takes place. Even if it does, it remains to be shown that a motion of this kind could influence the string excitation and hence the tone quality.
In summarizing the present results, we cannot rule out the possibility that the pianist"s touch may have an influence on the character of the piano tone. As regards the initial "thump" it seems rather clear that it contributes to the character of the note, while an actual influence on the tone character via the hammer motion has not been verified yet.
最後，有一件事是確定的 —— 路人和經過訓練的演奏者在觸鍵上是肯定有區別的：
Assessment of dynamic finger forces in pianists: Effects of training and expertise
——
為了不傳遞失真，不進行翻譯和過度解讀。
你們自己看著辦。
2015 年 2 月 20 日更新：
詳細討論請參考 鋼琴不同的觸鍵方式，可否形成不同的音色？ - 孫望舒的回答 的評論區。
觸鍵不能改變音色，原因是這樣:鋼琴機械原理是這樣，鍵子壓下的過程，首先鍵子帶動擊弦機的聯動器，榔頭開始運動，接著抬起制音器，此時，琴弦可以自由震動，接下來到了一個關鍵的過程:let-off，let-off是榔頭的鼓輪和頂桿脫離的過程，在此過程之後，榔頭與其他機械部分不再有關係，靠慣性飛向琴弦，打擊產生聲音。
於是，我做了這樣一個實驗:
不好意思，圖反了，也就是在榔頭let-off過程後有個感測器採集榔頭的速度，通過串口發給上位機，也就是這樣:
這樣，榔頭脫離時的速度就可以在上位機上顯示出來。
為了討論音色是否一致，還特意找了四個朋友一起，均為鋼表專業，一個人分別用不同的手法彈一個音5次，其他三個人評判音色，於是乎有些一些音色偏硬或者偏悶的說法，據演奏者說，她用的是同樣的力度，只是不同的觸鍵，事實是怎樣呢？然而數據是不會說謊的，我們看數據:
數據中，其實榔頭的速度都改變了的。這是導致音色變化的關鍵所在。
於是我們又對另一個人進行了練習，要他無論用何種觸鍵都要保證他彈出的音色一致，於是我們又得出了一組數據:
有此，我個人有理由相信，鋼琴音色只與榔頭速度有關，而榔頭速度只與下鍵速度有關。
不嚴謹實驗，僅供參考一，音樂上的音色和物理意義上的音色概念有別。
二，鋼琴再複雜，也是個非常簡單的槓桿敲擊原理。
三，聽音樂是個複雜的過程。本質原因是人的耳朵辨析能力和捕獲音源能力是有個體差異的。
綜上，那些拿觸鍵方法說事的筒子們，你們耳朵里印象派的朦朧，只不過是德彪西一通春夢後的牧神午後而已！從音色的本質上來說，肖邦和拉赫馬尼諾夫也不是火電和水電那個梗，他們都是用手指觸鍵，但確實彈出了不同的音樂。
資深茶人說電磁爐沒有木柴火燒的水泡茶香！
～～～～～～～～～～～～～～～～～
是個文化藝術圈子沒有點兒噱頭怎麼混？
可以，但是有限。
認為不能的人都忽略了系統的複雜性。
聲音本身只是機械振動的信號，能感受到音色全是psychoacoustics的功勞，不準確的說，就是大腦對機械信號進行運算，然後在情感上反饋。
從彈琴演奏到感知到音色，粗分一共經歷了3個過：信號的產生、傳輸和處理。
產生、傳輸和處理信號這三個過程要考慮到以下兩個問題：- 精確度（precision）：例如我能區別1和2，但是區別不了1.1和1.2。
- 準確度（accuracy）：例如我發出個信號1 2 3 4 5，你收到全是1.1、2.1、3.1、4.1
在此之外，在終端處理運算的演算法對變數的操作，也是非常複雜的。
舉個簡單的例子，這樣一個波，假如綠線是處理系統的精確度，低amplitude區域的信號就廢掉了。
但是，如果這個波總體amplitude擴大，那麼低amplitude的信號也會被處理到。
這是在feature space的例子，當然，把這個例子放在頻率空間，也是一樣的。
而從聲音的產生到反饋成音色，信號要被若干條形態各不相同綠線操作，有用的信號減少，無用的噪音增加。
可能對音色產生影響的因素有：
1. 弦震動時產生非線性的幾何改變
2. 聲音從琴弦到人耳傳遞過程中的衰減、濾波、與環境噪音疊加
3. 聲音在耳中的衰減、濾波
4. 響度到到頻率空間的演算法、精確度
5. 從聲音信號到神經信號的衰減、濾波
6. 神經信號到感情的處理演算法
7. 感情之間的反饋
……
這就是用力按鍵和輕輕按鍵為什麼可以產生音色區別。
這種音色的區別，如果用簡單的數學模型思考，的確是不存在的。不過很顯然，現實不可能是簡單的數學模型。
個人覺得是有影響的，但是這個影響是有前提的，如果只是在一個單獨的音或者這單獨的和弦下來比較的話，是很難聽出不同的。但是如果是完整的一個語句或者完整的一個段落，不同的觸鍵方法對音色的影響肯定是有的，我個人認為對於音色的影響來源於觸鍵的一瞬間，手指敲擊琴鍵帶動擊弦器敲擊琴弦，這個時候的力度或者說是下鍵的速度是完全可以影響音色的。 特別是連續的有控制的情況下的下鍵速度也就是力度是能表達出不同的音色的。
謝邀
那些某某學家也許不會彈琴 所以才會有如此鄙薄的想法 在鋼琴演奏中，鋼琴演奏者結構與發力都是可以改變的，就好像同一個網球選手在比賽中使用同一器具擊打出不同的效果。
本著嚴肅求實的態度，我用學生做實驗呈現給大家，同一個學生在改變結構與發力，情況下使用同一鋼琴 演奏同一曲目的異同 建議大家使用電腦耳機播放。
肖邦 練習曲 10/5 俗稱黑鍵練習曲
原始狀態
無-高清觀看-騰訊視頻
1，加強右手生理結構
機能右手-高清觀看
2，加強左手生理結構
機能左手-高清觀看
3，改成德奧式觸鍵 發力
向李斯特致敬-高清觀看
4，改成手指揮動 發力
中央式-高清觀看
5，改成按揉式發力 重力+
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6，改成按揉式發力 重力-
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張樂老師孩子 第一遍無狀態
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張樂老師孩子 大獅子按·剛 第四遍
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2014年8月21日 3八度小技巧
我相信提出質疑的一些某某學家，肯定也是出於實踐的經驗主義才能得出「不同觸鍵不能改變音色」這一結論，其原因也許在於其自身演奏能力的低下。出於人道主義精神，我願意有償花時間為他們補習。
如果你是和我持相同意見的彈鋼琴的朋友，請一起不讓這些民科觀點荼毒科學與藝術完美結合的鋼琴演奏，謝謝。
首先，物理學家所指的音色英文對應的應該是Timbre，用於區分聲音的音色，比如同樣是中央C，小提琴拉的「音色」和中提琴拉出來的就不一樣，因此儘管音高一樣，但是我們依舊能夠區分樂器。而鋼琴的音色對應的是觸鍵方式。觸鍵這個確實有點玄乎，但確實存在。舉個自認為合適的例子：如果要用同樣的力度去打一個東西，用寸拳打出來的效果和一般一拳掄過去的效果肯定是不一樣的，儘管他們用的力度是一樣的。鋼琴的觸鍵也是一樣的道理，可以通過改變觸鍵方式發出飽滿立體的聲音，也可以發出平散的聲音，而且可以是同樣的響度。所以我不認同別人說 「鋼琴的音色無法改變因此同意物理學家的說法」 等等，因為我自己能夠做到在同樣的響度改變音色（練了16年琴，同樣非專業）。
之前有幸讓一位專業的鋼琴家朋友指點我一二，當時在琴行租了一個小房間，裡面有個頗有年數的珠江練習琴，當時他指點的曲子里有一個雙手的八度4個音，朋友說這兒要響點，於是我使了勁兒彈，結果他說這樣彈不妥，於是親自示範了一下。示範的時候也沒看出有使什麼力氣，也是憑感覺輕點一下琴鍵，但出來的聲音極其飽滿，那種共鳴感直接完爆我使勁兒按出來的，相比之下我彈出來的聲音又散又雜，還沒他響！當場就被震驚到了，還反覆試了幾次依舊如此，後來直到慢慢自己練習開始有感覺了才理解。回想起來這還只是在最平常的珠江練習琴上面彈一個音就能做處理做到如此的差別，很難想像如果換成演奏級的三角鋼琴會差多少。
所以，我認為鋼琴的音色確實存在。如果非要從物理的角度來說，我的猜測是可能不僅僅和敲擊速度有關，還可能和音錘的加速度、被賦予的動能或者勢能有關吧。
對於這個問題我覺得，有一點一直都被忽略。所謂聽到的聲音除了空氣傳播的聲音還有通過身體傳導的聲音，不同介質對不同頻率的聲波損耗不同，人最終感受到的聲音（的頻譜）就不同，所謂音色不同。指尖觸鍵比指肚觸鍵時，聲音更多的通過骨頭傳播，物理上高頻應該損耗更低（待驗證，不過經驗上是這樣)，導致整體聲音更明亮。
此外我覺得不同觸鍵方式不影響琴弦震動、琴身震動。一般立式鋼琴的琴錘開始自由擺動時手指還未觸及鍵底，此前手指對鍵盤的壓力遠小於觸底後，不應該對物理音色有明顯影響。三角琴不清楚。
這種區別我是可以感覺到的，不過印象中都是在用踏板並且不是一開始就有這種區別，而是在音持續一段時間後明顯有區別。而且這種區別和琴好壞，環境安靜程度，以及人的聽覺下限都有關，而且我覺得這三個因素一般來說都要考慮。總體上這種說法符合目前對這種現象的描述，比如不易察覺，指尖觸鍵更明亮等等。
我在聽唱片和錄音室沒有發現這個現象。是的，這時看不到觸鍵，不過至少在錄音時，聽覺上的區別沒有其他改變鋼琴音樂音色的方式大，所以我一直覺得這種區別只有演奏者可以區分，只對演奏者自己有意義，實際錄音基本區分不了
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