現代鋼琴的結構與音質之間的關係

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　 我們現在在市面上看得到的鋼琴多數為「現代鋼琴」。現代鋼琴是經過改良的樂器，它包括六個主體結構：

一、簡介

1.琴弦

　　概述：鋼琴的琴弦分為三組，高音區為每音三弦，中音區為每音兩弦，低音區為一音一弦;

2.鑄鐵骨架

　　概述：骨架是鋼琴的框架部件之一，用來支撐來自琴弦的巨大張力，這個張力可以達到18噸;

3.音板和碼橋

　　概述：主要是音板，碼橋在傳遞過程中充當了使者的角色。兩者的合作，有效傳遞琴弦的振動至音板使得發出的聲音被我們的聽覺器官所感受到;

4.擊弦機

　　概述：所謂的鋼琴的機械部分主要就是這裡。擊弦機包括鍵盤、榔頭和當鍵盤被按下時使榔頭敲向琴弦的機械裝置;

5.木質的琴殼及其它附件

　　概述：這方面主要涉及材料的研究，在此不多說了。

6.踏板

　　概述：右踏板為延音踏板。左踏板為弱音踏板，中央踏板為特殊效果而設計，在三角鋼琴和立式鋼琴上不同。

二、詳解

1.琴弦

　　我們知道鋼琴是體積龐大的樂器。對於樂器琴弦的弦列而言，音高由高音向低音相差8度的距離，琴弦的長度之比是1:2，但是對於現代鋼琴這樣一件樂器，具有七個8度之多的弦列，如此排列琴弦是不現實的。於是我們的立式鋼琴，其弦列改為垂直於地面，雖佔用了較少的空間，但也使得擊弦機變複雜許多。

　　鋼琴聲音的來源是琴弦，琴弦振動產生樂音、和聲以及各種聲音的組合。而我們聽到的聲音，實際上是「增幅裝置」——音板，和琴體的其他部分同琴弦共同作用的結果。音板(主要)，將琴弦振動的能量聚集在一起並使之增大，這才是我們聽到的鋼琴音。

　　對於琴弦這裡有幾個關鍵詞：

張力

　　弦的張力越大，所發出的聲音品質越好、音量越大。

　　為了保持鋼琴發音的穩定性和最大限度增加琴弦的張力，並且使得琴體能夠支撐所有琴弦的張力，鋼琴製造者在設計時，會盡最大可能地使得琴弦的張力統一。

粗細和密度

　　很好理解的是，較粗的弦振動頻率就低，音高也低，反之亦然。因此，我們能夠看到，鋼琴中使用的琴弦也隨音高由高到低，由細漸粗。然後琴弦變粗後，弦體本身也變得僵硬，這造成聲音品質的下降。為了克服這些不足，一些琴弦製造商在琴弦上纏繞了銅絲，既增加了琴弦的密度，又有效降低了音高，同時還沒有降低聲音的品質。

長度

　　弦的長度決定其音高——較長的弦，較低的音，反之亦然。為了保持既有大的音量，又有好的音質，琴弦必然儘可能地長。

材質

　　鋼琴的琴弦一般是由純度很高的碳鋼製成。這種材質的優點是，其延展性很強，並且在鎚子強力反覆敲擊後不會變形。一般為了獲得好音色，琴弦的橫斷面應必須是一個正圓形，琴弦本身還必須保持清潔的表面，使聲音的振動更為準確。現在我們看到的鋼琴低音區琴弦應該都是由銅絲纏繞的了。

2.鑄鐵骨架

　　鑄鐵骨架是鋼琴的中心框架，也是鋼琴的共鳴盤，主要是由鑄鐵製成並且具有極高的耐力。鑄鐵骨架外觀巨大，但在交叉區域卻很薄，這個結構要承載全部琴弦的張力。在一架三角鋼琴中，鑄鐵骨架的重量大於總重量的1/3。儘管骨架不是承載鋼琴的全部重量，但是它需要非常巨大的支撐體。基本支撐部分位於音板下方，加上琴體的內邊緣組合體。這個結構極為堅實，它承載音板和鑄鐵骨架的一切重量和力量。

　　在立式鋼琴上，鑄鐵骨架位於背部，其結構也比較簡單。通常為矩形結構，音板位於其後部，在結構的最後部位，也就是最外緣，通常由2-5個木製立柱作為支撐結構。

3.音板

　　音板是決定鋼琴特有的音質的最重要部件。前面已經提到過音板的作用，這裡再解釋下。打比方說如果你用手撥動鋼琴琴弦，那發出的聲音不僅很小聲還很乾，沒有在彈奏鋼琴時所產生的延音效果。那音板的存在就是為了增加由琴弦振動所產生聲音的振幅，也就是音量。簡單地說，我們可以把音板理解成一個擴音器。

　　典型的音板不是一塊平平的木板，在擱置碼橋的一面中部呈隆起狀，這個結構有兩個用途：首先，它將碼橋托起，用以支撐琴弦，充分地傳導聲音的振動，其次，它可以使音波在整個音板上更為自由地運動。

　　為了保證音板的整體性和不變性，在音板的下方(立式鋼琴在背後)裝有肋木，就是支撐用的木條。這些肋木的功能是使音板既有穹窿狀的中部區域，又使整個音板不變形。同時，這些肋木與音板的紋理成一定的角度，因此它們也擔負著將聲音的振動傳遍整個音板的重任。

4.碼橋

　　碼橋也是鋼琴非常重要的組成部分，負責將琴弦發音產生的振動能量向音板傳送。琴弦繫於骨架的兩端：一端是鐵架銷釘，另一端間接通過弦軸和線軸板。

　　碼橋的位置位於音板的穹窿部位附近，目的是使琴弦能夠將向下的壓力通過碼橋傳向音板。碼橋的精確位置決定著琴弦上的「擊弦機」(榔頭擊弦的位置)是否到位，否則鋼琴的發音就會很混，不幹凈。

　　一架三角鋼琴通常有兩個碼橋，一個是高音區碼橋，另一個則是低音區碼橋。在大型三角鋼琴上，兩個在上部是連接在一起的，這使鋼琴的聲音品質大大提高。

5.弦軸板和弦軸

　　在三角鋼琴上，弦軸板位於骨架的下方，並與骨架連接在一起。弦軸板由一組平直的木板粘接而成。纏繞琴弦一端的弦軸就是以它為基底的。通過旋轉調節弦軸，使得琴弦的張力發生變化，調音中對音高的校正主要就是擰這裡。順時針方向旋轉軸釘，琴弦音高上升，反之亦然。

　　由於鋼琴整個的發音過程是聯動的，在回答這個問題的時候免不了涉及琴弦、音板和骨架之間的關聯。在立式鋼琴中，擊弦機的榔頭擊弦的方向是從前往後打的(面對人)，等於是把琴弦打進骨架。而在三角鋼琴上這個方向是反的，我們可以看到榔頭在弦的下面往上打，等於是把琴弦打離骨架的。因此從這裡可以看出，這兩種鋼琴將琴弦兩端的固定方式也必然是不同的。

6.鍵盤

　　鍵盤屬於木質結構的附件了，但它是直接與人手接觸的部件。我們經常在琴行看到個單個鋼琴琴鍵的結構模型，可以看到只有一個槓桿系統。但是在製造和設計它時，樂器製造必須保證其操作的精確性，所以鍵盤是調起來很麻煩的部件。

　　鋼琴琴鍵位於兩個銷釘上，位於遠端的銷釘起平衡作用，將琴鍵的平衡後檔置於正確的位置;近端的銷釘被稱作球棒銷釘，保證鍵盤不會左右滑動。琴鍵在不被按壓時位於後檔上，當觸動琴弦時，它位於平衡檔上的部位搖動，使得琴鍵後半部分抬起，位於琴鍵上的絞盤螺釘將這個運動傳動到擊弦機上。

　　立式鋼琴的琴鍵與三角鋼琴不同，平衡銷釘的位置也不同，琴鍵因而要短。榔頭制動不是位於琴鍵上方，而是擊弦機機械裝置的組成部分。

　　我們可以測量一下，會發現三角鋼琴的琴鍵長度比立式鋼琴的長。這是為什麼呢?

　　是這樣的，在一架好鋼琴上，當按下琴鍵時制音器抬起。這時在琴鍵末端需要有一個力。然而，鋼琴家不可能在彈奏時是把手指頭放在琴鍵末端的，再說十根手指也不可能一樣長。實際上按鍵的位置越接近平衡銷釘的位置，所用的力就會越大，在琴鍵末端(靠近身體)彈用力就小咯。如果琴鍵的長度縮短，位於琴鍵前端和平衡銷釘之間的距離也會相應地減短，這樣，觸鍵所需的力度就會非常大。所以三角鋼琴的鍵盤就設計地更長一些，這個「難彈」和「不好控制」的問題就解決了。由於球棒銷釘到平衡釘的距離與平衡銷釘到絞盤螺釘的距離之比，三角鋼琴是2:1，立式鋼琴是3:2。從這點看，我們可以看出三角鋼琴有著更好的觸鍵感。

　　接下來說一下整排的鍵盤。

　　一架鋼琴的鍵盤必須是來自同一塊木料，這樣可以保證鍵盤重量的統一性，以及對於鍵盤長度方面的木紋理的合理安排。鋼琴鍵盤一般由硬木製成，早期鋼琴的白色鍵盤用象牙作為外皮，黑色的鍵盤通體用烏木製。儘管象牙是最理想的鍵盤覆蓋材料，它的主要優點是可以吸收彈奏者手上的汗水，但是現在象牙已經不再用於鋼琴，這是世界野生動物保護國際公約所明令禁止的。

7.擊弦機

「擊弦機」是一種機械裝置，這套裝置的作用是將按壓琴鍵的運動傳動到相對應的榔頭，使之敲擊琴弦音。擊弦機是鋼琴的核心和靈魂，鋼琴的發展歷史就是擊弦機「進化」歷史。現在世界通用的擊弦機標準，三角鋼琴普遍採用「雙槓桿原理」，而攀帶和擋托木則是立式鋼琴的特色。

　　鋼琴擊弦機的主要構件包括：鍵盤、榔頭、脫進和制音裝置。

8.踏板

　　大多數鋼琴都有2-3個踏板。右踏板是持續音踏板，它可以在瞬間抬起制音器，使所彈奏的聲音在鍵盤放鬆後仍然可以繼續延續。左踏板是柔音踏板，在立式鋼琴和廉價三角鋼琴上，它的功能是將榔頭移近琴弦來達到降低聲音音量的目的。在高品質的三角鋼琴上，踩下它，整個擊弦機的榔頭向側方移動，這樣，原來中高音區敲擊三弦音的榔頭，這是就只敲擊兩根弦，以此來達到弱音的效果，同時又豐富了音色。

　　在大多數高級三角鋼琴和一些品質優良的立式鋼琴上，這個踏板被稱作保留音踏板。它的功能是，踩下踏板後，只延續在此前彈奏的音，不延續踏板踩著時的任何彈奏音。在中等價位和廉價的三角鋼琴、以及一些立式鋼琴上，中間的踏板是低音保留踏板。這種踏板只將低音部分的制音器抬起，只允許演奏者彈奏一兩個低音保留。在一些立式鋼琴上，中間的踏板是練慣用踏板，它使得位於榔頭和琴弦之間的一條毛氈降低，來消除鋼琴的大音量，被戲稱為防擾鄰裝置。

註：圖文來源網路

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