鋼琴發出天籟之音的祕密 – 鋼琴響板 |D&D鋼琴知識專題

響板(Soundboard)是鋼琴聲音的核心部件,負責將琴弦的振動轉化為可聽見的聲波。本文將從響板的材質、製作工藝、響板的功能和評價標準等方面深入探討這一重要部件。

當鋼琴鍵被擊打後,琴槌會敲擊琴弦,弦的振動通過琴橋傳到響板。響板的作用是將弦的振動轉換成可聽見的聲音波。雖然我們常說響板是放大器,但理論上來說,響板是能量轉換器。

一、響板的材質

響板通常使用雲杉木(Spruce),因其具有出色的彈性和強度,適合振動和共鳴。雲杉木能夠有效吸收高頻,傳遞低頻,使鋼琴聲音圓潤而豐滿。雖然也有其他木材如紅松和鐵杉被使用,但雲杉木依然是最理想的選擇。

早在100多年前,雲杉木就已是製作響板的首選材質。

在1916年出版的「A Treatise on the Art of Pianoforte Construction(鋼琴製造工藝論)」,有提到關於鋼琴響板材質的相關實驗。其中一段提到:「(譯)大多數木材和金屬都可以作為共鳴器使用,效果各異。其中,鐵、銅和鋁曾被嘗試過,但僅限於實驗性質;最後的結果似乎並未能持續偏離使用雲杉等針葉樹木的常規做法。」

二、實心響板與層壓響板

響板依照製作工法及材質差異,有以下兩種:

1. 實心響板 :實心響板是由整塊木材製作,這種傳統方法因其自然共鳴特性被高端鋼琴所青睞,例如:史坦威鋼琴。然而,實心響板的生產成本高,且製作過程可能造成的耗損資源浪費,較不適合大規模生產。

2. 層壓響板 :層壓響板由多層木材膠合而成,這種工藝環保、結構穩定,能持續供應。現代技術使得層壓響板的音質逐漸提高,儘管如此,高端鋼琴或是鋼琴愛好者仍偏向使用實心響板。

在1940年的一篇文章中,Steinway的執行長兼工程師Paul Bilhuber提到:

針對鋼琴響板的實驗,Steinway對「可能作為鋼琴響板的材料」和「鋼琴可能變化的結構」進行了全面研究,實驗內容包含使用了「各式木材品種」,以及其他各種材料,如:金屬、羊皮紙和膠合板….等等。

最終發現,不論單獨使用還是混合使用…..這些材料都沒有對鋼琴的音色品質做出任何重要的改善,包含 – 膠合板(層壓響板)。

1940 年,並不存在「森林資源有限」的問題。追求更好的鋼琴音色就是他們的目標。

但今天隨著現代技術進步,「層壓響板」的音色是否能與「實心響板」不相上下?在鋼琴設計理論中能想到的答案是 – 會阻礙音色傳遞的層數越少越好。

YAMAHA 則提出非常有趣的觀點:雲杉木不僅能產生優美的音色,還能抑制不必要的頻率:

「如果只是大聲地放大鋼琴槌敲擊琴弦時產生的聲音,金屬板會更有效果。那為什麼響板是用木頭做的呢?答案是,金屬會以相同的方式放大低頻和高頻的聲音;木材則是僅放大低頻聲音,遇到較高的頻率,它會有效地將它們阻斷 – 換句話說,響板必須是一塊同時具有『傳遞振動』及『停止振動的板。 」

三、響板的製作工藝

響板製作的過程極為精細,涉及選材、切割、膠合、固定和調整等多個步驟。以下是響板製作的一般流程:

1. 選材 :選擇具有良好彈性和聲音傳導特性的木材。雲杉木需經過數年的自然乾燥以達到最佳的聲學效果;現今,大量生產鋼琴品牌廠商則會使用機械快速烘乾雲杉木。

2. 切割 :將木材切割成特定尺寸。

3. 膠合 :將多塊木板膠合成一體,確保膠合處無縫且均勻,以避免聲音傳遞過程中的損耗。

4. 固定 :將膠合好的響板固定在鋼琴的框架上,確保其穩定性和響應性。

5. 調整 :對響板進行微調,以達最佳聲學性能及聲音傳導效果。

四、響板的功能

響板的主要功能是將琴弦的振動轉化為聲波,這一過程涉及以下幾個方面:

1. 振動傳遞 當琴槌擊打琴弦時,弦的振動通過琴橋傳遞到響板。

2. 能量轉換 響板將弦的振動能量轉換為聲波能量,擴大聲音的傳播範圍。3. 聲音放大 響板將微弱的弦振動放大為強勁而清晰的聲音,使其充滿整個空間。

3. 聲音放大 響板將微弱的弦振動放大為強勁而清晰的聲音,使其充滿整個空間。

五、響板的評價標準

評價響板質量的標準主要包括以下四個方面:

1. 持續性 響板應該能夠使聲音持續而漸弱,這是高品質響板的重要特徵。

2. 音色 響板需產生均勻且悅耳豐富的音色,不應有任何突兀或不協調的聲音。

3. 盲點 優質的響板應該確保整個響板的音質均勻,避免特定區域音調不佳。

4. 不必要的振動 響板應避免出現不需要的共鳴和振動,以確保聲音的純淨清晰。

六、響板在現代鋼琴中的應用

隨著技術進步,現代鋼琴對響板的要求也越來越高。高端鋼琴製造商,仍然堅持使用最優質的實心響板,並通過不斷改良製作工藝升級響板的聲學性能。而對大量生產的鋼琴製造商,層壓響板因其成本效益和環保優勢,逐漸被廣泛應用。

結論

響板作為鋼琴核心部件,其材質、製作工藝和性能對鋼琴的整體音質具有決定性影響。無論是傳統的實心響板還是現代的層壓響板,目標都是提供鋼琴最好的音色表現。未來,隨著技術進步,期待響板的製作工藝和音質表現有更大的提升。

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