立式鋼琴制作工藝的創(chuàng)新研究

[摘 要]從第一架古鋼琴出現(xiàn)到現(xiàn)在，鋼琴的發(fā)展已歷時300多年，經(jīng)歷代制琴大師的不斷改進，鋼琴的構(gòu)造日趨完善，音色也更加完美，已成為現(xiàn)代樂器中音域最為廣泛、表現(xiàn)力最為豐富的鍵盤樂器?，F(xiàn)代鋼琴的結(jié)構(gòu)和外形已經(jīng)非常穩(wěn)定，從外形上分為兩種：立式鋼琴和臥式鋼琴。立式鋼琴最早出現(xiàn)于18世紀(jì)初，它占地面積更小，內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)相比于臥式鋼琴也簡易不少，易于批量生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本。立式鋼琴也是現(xiàn)在初學(xué)者以及普通鋼琴愛好者的首選，適合在小面積的家庭使用。因為制作工藝的不同，立式鋼琴在實際演奏和使用中和臥式鋼琴還是有不小的差異的。本文從實際演奏效果以及內(nèi)部構(gòu)造工藝的角度來研究立式鋼琴和臥式鋼琴性能上的差異，提出具體問題的解決辦法以及未來發(fā)展的可行性建議，為立式鋼琴性能的提高略盡綿薄之力。

[關(guān)鍵詞] 立式鋼琴;制作工藝;工藝創(chuàng)新

[中圖分類號]J624[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-2233（2020）10-0150-03

[基金項目]2017年度揚州大學(xué)研究生實踐創(chuàng)新項目（XSJCX17_049）。

[作者簡介]曹"彬（1983—"），男，揚州大學(xué)音樂學(xué)院碩士研究生。（揚州"225000）

一、立式鋼琴的產(chǎn)生

1709年，第一架鋼琴在意大利誕生，巴托羅米歐·克里斯托福里（Bartolommeo Cristofori）在意大利制造出第一架帶有強弱效果的羽管鍵琴（gravicembalo col piano e forte）[1]，擊弦的槌頭是用皮質(zhì)材料做成，代替了羽管鍵琴的支柱和羽管，相比古鋼琴和羽管鍵琴聲音效果要稍稍強烈一些，但聲音效果和古鋼琴和羽管鍵琴仍然非常相似。直到后來的早期鋼琴制造者高特弗列德·西爾伯曼（Gottofried Silbermann）和約翰·朱姆貝（Johann Zumpe）擴展和修改了克里斯托福里的概念，設(shè)置更加結(jié)實和更大的弦和共鳴板后，鋼琴的聲音開始變得洪亮且明亮。此時的鋼琴的外形就是我們現(xiàn)在所看到的臥式鋼琴，俗稱“三角鋼琴”。1745年，希爾伯曼設(shè)計并制造了第一臺立式鋼琴，不過這種立式鋼琴并非我們現(xiàn)在看到的立式鋼琴，而且很高，最高達到了2.24米左右，琴箱體類似塔形，在當(dāng)時也被稱為塔形鋼琴。這種鋼琴極大地減少了琴體所占的面積。1769年，贊帕在英國倫敦制造出四方形的四角鋼琴，與塔形鋼琴相比，它的占用面積更小，制造工藝更加簡單，為后來的立式鋼琴奠定了基礎(chǔ)。

二、立式鋼琴與臥式鋼琴的不同

立式鋼琴的占地面積遠遠小于臥式鋼琴，立式鋼琴的擊弦機、音板、鋼板采用了立式設(shè)計，琴弦采用了交叉琴弦的設(shè)計。這種設(shè)計降低了制作工藝的難度以及生產(chǎn)周期，更適合面積較小的家庭使用。制作成本相較于臥式鋼琴也降低了不少。立式鋼琴的擊弦機是直立的，琴槌位于琴弦的前方;臥式鋼琴的擊弦機則是平放的，琴槌位于琴弦的下方。兩者的工作原理類似，運動方式和擊弦方式、方向則大相徑庭。臥式鋼琴靠頂桿推動琴槌擊弦，靠重力回落歸位;立式鋼琴則靠頂桿推動琴槌向前方擊弦，靠慣性回位。

立式鋼琴的踏板功能和工作原理和臥式鋼琴也不盡相同。鋼琴踏板的結(jié)構(gòu)分為右踏板、中踏板、左踏板，在鋼琴演奏實踐過程中，踏板技法是高水平演奏的基礎(chǔ)與前提，因此踏板成為不容忽視的重要部分。鋼琴踏板的使用使得音樂作品的音量、音色更有層次，特色更為鮮明。踏板作為鋼琴極具個性的組成部分，使用不同踏板技法可讓音樂作品更趨豐富，因此踏板技法的應(yīng)用對鋼琴演奏具有十分重要的意義。立式鋼琴一般有三個踏板（極少數(shù)立式鋼琴上會裝載有第四個踏板，在中間位置，作用和臥式鋼琴上的中踏板即選擇性延音踏板相同）。這三個踏板分別是延音踏板、柔音踏板、靜音踏板。延音踏板踩下之后，止音器全部打開，延長彈奏的相應(yīng)的音，使所有具備共振條件的琴弦都參與共鳴和共振。

靜音踏板比較特殊，只在立式鋼琴上出現(xiàn)，通過靜音踏板使一層羊毛氈擋在弦的前面，弦槌有了阻隔，只能發(fā)出朦朧的柔音，音量大減。這并不是真正意義上的靜音和柔音，更多的是為了不打擾到鄰居或者隔壁房間的人所設(shè)置的，也稱為練習(xí)踏板。

最左邊的踏板是柔音踏板，這個柔音踏板的工作原理和臥式鋼琴上的柔音踏板大相徑庭。踩下柔音踏板時，弦槌向前移動，縮短了擊弦的距離，從而達到弱化聲音、柔化聲音的目的。缺點也很明顯，踩下踏板時，琴鍵會下沉3mm左右，琴鍵的觸感會顯得空洞而沒有阻力，對手感有不小的影響。

臥式鋼琴的右踏板延音踏板工作原理和立式鋼琴的延音踏板一致，不過需要注意的是，在一些靈敏度很高的好的臥式鋼琴上，止音器只設(shè)定到第68鍵左右，高音區(qū)琴弦短聲音衰減快，所以不設(shè)置止音器，高音區(qū)的音不踩踏板就可以獲得共振延音效果。而且相較于立式鋼琴，臥式鋼琴的踏板下沉距離更小一些，在踩下延音踏板的止音器開始工作的時候會有一個明顯的層次感，操控性能更加出色，容易把控。

臥式鋼琴中間的踏板是保留音踏板，也叫選擇性延音踏板，這點和立式鋼琴的中踏板功能完全不同。這個踏板的工作原理是保留踩下踏板之前的音，踩下踏板之后的音都不做保留和延長，這個裝置使音的保留和延長更具有目的性和選擇性，能夠更好地表達某些作品的聲音效果和意境。

臥式鋼琴的柔音踏板比立式鋼琴的柔音踏板有著更為顯著的效果，它保留了之前的工作原理，移動整個鍵盤和擊弦器，只敲打中高音區(qū)的兩根弦，低音區(qū)的一根或者兩根（根據(jù)鋼琴不同而有所區(qū)別），這種情況下音量變小，同等力度下的單弦泛音數(shù)量不變。

立式鋼琴和臥式鋼琴的工作方式不盡相同，在音量大小、琴體共鳴程度及音色效果上有很大的差別。立式鋼琴可以看成是臥式鋼琴的一個簡化通用版本，縮小了內(nèi)部空間，縮短了音板和琴弦的長度，減弱了箱體共鳴效果，工藝制作流程相對簡單，制作成本相較臥式鋼琴更小，但是更為簡潔便利和易于搬運，標(biāo)準(zhǔn)音樂廳演奏用琴一般不會采用立式鋼琴，在適用場景和經(jīng)濟成本上相差甚遠。

三、制作工藝所導(dǎo)致立式鋼琴的不足

一般立式鋼琴的高度在118～128cm，除了個別特殊型號有112～114cm的高度，適用于更小的空間。也有更偏向演奏效果達到131cm及以上的大型號立式鋼琴。但臥式鋼琴最小尺寸的也有150cm的長度，相比之下，立式鋼琴體積小，相對應(yīng)的音板要比臥式鋼琴短了不少，長度沒有臥式鋼琴長，琴弦也比臥式鋼琴短。立式鋼琴的音板和鋼板受力小，振幅沒有臥式鋼琴大。振幅的大小直接影響到琴體整體的共鳴和音色效果。所以立式鋼琴在音量及聲音的厚度上存在不足。

立式鋼琴的音板造型、面積以及音板肋木的構(gòu)造有區(qū)別。立式鋼琴的音板是長方形，臥式鋼琴則是類似帶弧形的三角狀音板。音板是鋼琴中最為重要的部件，聲音通過音板得到不同程度增幅，從而獲得各種音色效果。臥式鋼琴的造型更適合做出不同厚度音板，使不同位置的音色過渡更加鮮明，臥式鋼琴的音板呈微拱形，聲音更加飽滿。立式鋼琴因為自身空間的關(guān)系，音板的形狀和大小都受到了限制，不易做成不等厚度的結(jié)構(gòu)，所以聲音的過渡沒有臥式鋼琴有層次感。音板的材料也是一個很重要的因素，在現(xiàn)代因為工藝的變革，很多立式鋼琴的音板沒有使用傳統(tǒng)的木頭作為材料，使用了復(fù)合板材。復(fù)合板材的使用反映了制作工藝的進步，但是，復(fù)合板材作為音板材料使用會使鋼琴的音量變小，音質(zhì)變差，從聲音的角度來說不及完全以木材作為音板材料的音板。

立式鋼琴的左踏板是靠縮短了擊鍵距離來達到弱化以及弱奏的效果，臥式鋼琴是靠減少擊弦數(shù)量來達成的，不縮短擊鍵距離。所以立式鋼琴左踏板的擊鍵手感會變得很不一樣，只能做到弱，但是做不到柔。音色變化的效果遠遠不及臥式鋼琴。立式鋼琴的中踏板也起不到選擇性延音的作用，表現(xiàn)力和演奏效果不及臥式鋼琴。

立式鋼琴的擊弦機大部分依靠慣性回彈，臥式鋼琴擊弦機則是依靠自然重力回落。立式鋼琴的琴槌琴鍵回彈次數(shù)遠遠沒有臥式鋼琴多和快。在立式鋼琴上彈奏快速輪指的時候可以明顯感到這一點，丟音現(xiàn)象很嚴(yán)重。

臥式鋼琴琴鍵按下之后，中間會有一個比較強烈的二段式的感覺，更加具有操控性，琴鍵具有一定的托進感，立式鋼琴幾乎沒有琴鍵托進感。

琴弦粗細不一樣。立式鋼琴因為音量不大，所以采用細一些的琴弦來提高振幅，振幅高了，聲音會變得亮一些，同樣也會變脆，振幅越大，聲音越會被拉扁。

因為內(nèi)部空間的限制，立式鋼琴在振幅、共鳴度以及音色效果上表現(xiàn)不夠，踏板功能不完整，低音區(qū)泛音不足，聲音厚度不夠。

四、改進辦法及未來展望

（一）改進辦法

優(yōu)質(zhì)的鋼琴會選用大量的實木木材，實木在硬度、韌性和密度上的確是上佳之選，站在經(jīng)濟成本的角度以及現(xiàn)代加工工藝的發(fā)展，大量的立式鋼琴采用了復(fù)合板材作為主體，復(fù)合板材相對傳統(tǒng)木質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于價格更低，缺點在于韌性、張力不足，振幅不夠，對聲音的表現(xiàn)有影響。結(jié)合現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)，為了彌補立式鋼琴的先天不足，可先從音板的材料入手，時下較為流行的碳纖維材料具有很強的可塑性，可一體成型。設(shè)計好音板模型，適當(dāng)增加立式鋼琴的寬度，把立式鋼琴的音板形狀做成微拱形，根據(jù)換音區(qū)的位置調(diào)整厚度，不再是原來的統(tǒng)一厚度，從而增加音色的對比，適當(dāng)增寬的厚度也能加大立式鋼琴的腔體共鳴效果。雖然立式鋼琴可以通過增加高度的辦法來增強音量以及共鳴效果，但是高度的增加意味著音板和琴弦的長度也會增加。琴弦、音板和鋼板長度的增加會加大成本預(yù)算。家庭用立式鋼琴的初衷就要節(jié)省空間以及控制經(jīng)濟成本。增加寬度則不會導(dǎo)致音板和鋼板的長度和規(guī)格發(fā)生變化。碳纖維材質(zhì)雖然可塑性很強，也易于一體成型，而且很難變形開裂，堅固耐用。但是相對于傳統(tǒng)材質(zhì)，韌性不足，韌性決定了振幅的大小，振幅大小又決定了聲音共鳴效果的大小。在此情況下，可采用加裝電子振動配件對碳纖維音板進行加振和減振處理，把電子振動器和電子力度回饋系統(tǒng)和右踏板杠桿進行聯(lián)動，那么就可以根據(jù)右邊腳踏踩下的力度和速度來決定加振幅度。[2]這樣的振幅不會固定死，可以靈活調(diào)整，使聲音的增幅效果變得更有層次感，從而彌補材料因為韌性而導(dǎo)致的振幅不足的情況。

眾所周知，擊弦機的位置是固定的，所以琴槌擊打琴弦的位置是固定不變的。但是根據(jù)實際測試，琴槌敲打琴弦的不同位置能夠得到不同的音色質(zhì)感。

在這個位置如果聲音比較柔和的話，想要獲得更亮的音色，可以通過抬高擊弦位置來實現(xiàn)。這個實驗說明在相同的條件下，擊弦位置的改變可以起到改變音色的效果，那么，可以對于立式鋼琴的擊弦機進行改造，對琴槌的頂桿加裝可以升高的墊子，改變琴槌的位置高低。墊子的觸發(fā)可以和琴鍵下鍵的力度相關(guān)，通過電子力度回饋器的設(shè)置，隨著下鍵力度的增大，琴槌的位置也隨之跟著抬起不同的高度。這樣可以獲得不同位置的音色效果，讓聲音更加具有層次感。

針對立式鋼琴左踏板縮短擊弦距離造成的手感上的差異，可以通過移動這個擊弦機來作為改進的方向，立式擊弦機在下方加裝杠桿和頂桿，整體推動擊弦機向右側(cè)移動，達到和臥式鋼琴一樣的柔音、弱奏效果，不必縮短擊弦距離，影響演奏手感，表現(xiàn)效果更好。選擇性延音踏板在某些品牌的立式鋼琴上已有加裝，和臥式鋼琴中踏板效果一致。踏板數(shù)量從三個變成四個，不過普及率不高。

制音器的位置不同，會對琴弦振動時產(chǎn)生的泛音效果有影響，根據(jù)測試，制音器的位置往下推移，可以有效地增加泛音的效果，對泛音有一定的增幅作用。針對立式鋼琴上低音區(qū)部分泛音不足，比較干澀的情況，制作出可以改變制音器位置的裝置或者為低音區(qū)單獨設(shè)計一組制音器可以達到這樣的效果。這種單獨控制的結(jié)構(gòu)類似以前鋼琴上高低音區(qū)單獨分開作用的手動音栓和腳部鍵盤。不過獨立的設(shè)計也就意味著踏板數(shù)目的增加，這會增加演奏時的難度。

琴鍵下鍵的時候會有一個二段式的托進感，這一點在臥式鋼琴上比較常見，這種二段式的托進感對演奏者擊鍵力度的控制有很大的幫助。但是這個托進感在很多立式鋼琴上很弱或者幾乎沒有。琴鍵一觸到底，不利于力度和速度的控制。擊鍵時的托進感主要是靠頂桿和橫桿上的一個凸輪來實現(xiàn)的。因為立式鋼琴內(nèi)部空間有限，如何在立式鋼琴上實現(xiàn)這個功能還有待進一步的研究和驗證。

綜上所述，立式鋼琴可以從材料、電子設(shè)備輔助、擊弦機位置的改動、音板的結(jié)構(gòu)這幾個方面進行工藝改良和創(chuàng)新。其目的在于增加音響效果，增大音量，彌補立式鋼琴聲音厚度、層次，達到和臥式鋼琴相媲美的效果。

（二）未來展望

筆者認(rèn)為，新式材料和電子智能配件及芯片的加入是未來發(fā)展的趨勢，電子設(shè)備的發(fā)展，減少了聲音效果的不確定性，增加了穩(wěn)定度，彌補材料本身先天上的不足，拉近新型材料和傳統(tǒng)木制材料的差距，降低生產(chǎn)成本。立式鋼琴設(shè)計的初衷就是方便和經(jīng)濟兩者兼?zhèn)洌P式鋼琴的效果雖然出眾，但價格和占地面積決定了它并不是每一個家庭都能隨意添置使用的。在有限的條件下，傳統(tǒng)木質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造使得立式鋼琴先天不足，電子輔助裝置可以起到一個填充和加強效果的作用，使演奏性能得以提高。演奏者能夠更加直接地調(diào)用所有的音色效果。立式鋼琴在整體大小不變的情況下，彌補先天不足，電子設(shè)備的加入是一個很好的選擇和方向。

結(jié)"語

通過對立式鋼琴內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究和調(diào)查，以及實際演奏中所遇到的問題，提出了問題的改進方式和解決方向，旨在在有限的空間內(nèi)讓立式鋼琴的性能得到一定程度的提高，縮小立式鋼琴和臥式鋼琴的差距，提升立式鋼琴在演奏時對聲音的操控性，讓內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加靈敏，力度和速度的傳動更加直接，可以使只能使用立式鋼琴的演奏者和愛好者能夠享受到更好的聲音，體會到演奏的樂趣。

注釋：

[1]約瑟夫·班諾維茨.鋼琴踏板法指導(dǎo)[M].朱雅芬譯.上海：上海音樂出版社，2010：6.

[2]劉"娟.鋼琴實木音板與復(fù)合音板的比較分析[J].黃河之聲，2019（07）：50—51，87.

（責(zé)任編輯：崔曉光）