對立式鋼琴延音踏板聲學(xué)功能的客觀評價（下）

楊帆

C3音與之前C1、C2兩音相似。①在采用釋放或踩下延音踏板等不同演奏方式時，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為20s，踩下踏板音長為34s，差值仍為14s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。如左右兩個音中的第2諧音均在-8dB左右，第4諧音均在-22dB左右等。③在釋放踏板演奏時，各諧音均在總體衰減的趨勢中產(chǎn)生了規(guī)律性的振幅起伏。但在踩下踏板后，各諧音不同程度地出現(xiàn)了大周期振幅變化范圍內(nèi)的振幅規(guī)律小波動。④在踩下延音踏板后，第5諧音的持續(xù)振動時間由20s變?yōu)?4.8s，在時間縮短的同時，振動的規(guī)律性得到了強化。⑤振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C4音的比較分析：①不同演奏方式下，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為25s，踩下踏板音長為33.5s，差值為8.5s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。③踩下延音踏板后，第4、5諧音的持續(xù)振動時間分別由12.6s、11.3s縮短為11s、9.7s。④振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C5音比較分析：①不同演奏方式下，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為17.2s，踩下踏板音長為31s，差值為13.8s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。③按振動持續(xù)時間排序，兩音均為第1、第2、第3、第5、第4諧音。④在踩下延音踏板后，第4、5諧音的持續(xù)振動時間分別由12.6s、11.3s縮短為11s、9.7s。⑤振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C6兩音與前幾音相比，諧音曲線較為簡單。①按振動持續(xù)時間排序，兩音均為第1、第2、第3、第4、第5諧音。②兩音振動時間差為3s。③左右兩音，各諧音能量比例關(guān)系、各諧音能量衰減斜率等參數(shù)一致性較高。

三、總結(jié)與討論

以下六圖為鋼琴C3、C4、C5三音在釋放或踩下延音踏板時，樂音振幅圖中前10個諧音的變化情況。為細致觀察各諧音在起振及衰減階段的振幅變化細節(jié)，所有樂音都截取1s內(nèi)的數(shù)據(jù)進行比較。左列（a）為釋放踏板時演奏的樂音，右列（b）為完全踩下踏板時演奏的樂音。

通過對以上振幅圖及前文對C1～C6音前5個諧音振動時間全過程的數(shù)據(jù)分析，本次研究進一步深化了對鋼琴樂音物理屬性與聽覺感知對應(yīng)關(guān)系的認識：

1.音色由樂音中諧音的數(shù)量、音強及音程關(guān)系決定。當(dāng)踏板被踩下后，被擊奏的琴弦振動經(jīng)由琴碼、音板傳導(dǎo)至其他琴弦引起共振，由于多根琴弦的不同分段在相同頻率上產(chǎn)生共鳴，形成了振動能量的高效輻射效應(yīng)，導(dǎo)致多個呈整數(shù)倍諧音成份的振動得到明顯加強，一部分不呈整數(shù)倍的聲音成份被顯著衰減，在大多數(shù)情況下，使得樂音中聲音成份的總量不增反減。因此，與部分文獻中的推論不同，本次測量證明，延音踏板的使用只是改變了諧音間的相互關(guān)系，而不會增加鋼琴樂音中原有的泛音③數(shù)量。

2.從樂器形制到演奏方法，演奏中每一個要素的改變都會對音色產(chǎn)生影響。通過比較可以看出，踩下或釋放踏板演奏的同一樂音，樂音中各諧音振幅曲線的變化趨勢基本一致，存在著很高的相似度;同時，各音中振幅最大的諧音在兩音中的排列序號均相同，存在著普遍的規(guī)律性。這些現(xiàn)象表明，延音踏板的使用并沒有改變每組琴弦的固有振動模式，它的作用只是在單位時間內(nèi)使樂音產(chǎn)生了更多周期性、規(guī)律性的振幅變化，并且使大多數(shù)諧音維持了更長的振動時間。

3.伴隨著音高的升高，主觀感知到的樂音音色也會更加清脆、明亮。由于聽覺系統(tǒng)對高頻的感知靈敏度要遠大于低頻，踩下踏板后，高次諧音能量的快速釋放使得音色的“明亮度”迅速增強，但是由于高次諧音的衰減速度要快于低次諧音，因此，在彈奏（激發(fā)）方式相同的前提下，根據(jù)音高及振動持續(xù)時間的不同，主觀音量及音色感知在不同的時間點、不同音高上會形成具有漸變特點的多種層次。

4.樂音的振動過程可以分為起振（Attack）、衰減（Decay）、持續(xù)（Sustain）、釋放（Release）四個階段。其中，起振階段是樂器由無聲狀態(tài)達到最大音強時所需要的時間片斷，“聽覺是通過對起始狀態(tài)中的諧音能量變化進行分析，從而能夠識別音色?！盵9]在鋼琴演奏實踐中，彈奏樂音后，短時間內(nèi)快速釋放踏板可以得到更有沖擊力、更為堅實的音色;而緩慢釋放踏板則可以起到軟化“音頭”的作用，得到更加圓潤、連貫、自然的音色。通過本次分析，延音踏板在鋼琴樂音起振階段（≤0.05s）中發(fā)揮的作用不大，踏板的音質(zhì)變化功能主要在衰減、持續(xù)與釋放等后3個階段中實現(xiàn)，正是這一振動特點，使演奏者可以通過合理使用踏板，取得加強或軟化樂音“音頭”的音色表現(xiàn)。

5.音量是人聽覺系統(tǒng)對發(fā)聲物體聲音響度的主觀感知。響度的物理基礎(chǔ)是物體的振動幅度，振動幅度又與激發(fā)物體振動的作用力成正比。從踏板的構(gòu)造及工作原理上可以看出，踏板無法對振動能量進行額外的補充或增加，它的使用只是提高了單位時間內(nèi)鋼琴的聲音輻射效率。因此，使用踏板后形成的“音量增大”聽覺映像，根本原因是樂音在短時間內(nèi)因諧音振幅頻繁波動所形成的能量集中釋放。

6.在很多音樂基礎(chǔ)理論著作中，常常采用“泛音列”④的方式表示構(gòu)成樂音的多個聲音成份。通過本次分析可以看到，樂音中的各諧音除頻率倍數(shù)關(guān)系大致相同外，在數(shù)量、強度等多個參數(shù)上有著很大的差異，這些參數(shù)在不同的時間節(jié)點上又表現(xiàn)出更多的變化。傳統(tǒng)的“諧音列”方式由于無法標(biāo)示出這些因素在時間過程中的相互聯(lián)系和作用關(guān)系，因此在表示樂器音色特征時有著明顯的片面性與模糊性，顯示出分音時域特性分析法在解析樂音音質(zhì)、標(biāo)示音色特征方面的獨特優(yōu)勢。

樂音具有音高、音長、音量、音色等4個屬性。綜上所述，鋼琴延音踏板通過改變琴弦振動狀態(tài)，帶動鋼琴各部件產(chǎn)生加強振動傳導(dǎo)、促進部件共鳴、加快振幅周期變化、提高聲音輻射效率、延長振動持續(xù)時間等連鎖反應(yīng)，最終改變?nèi)寺犛X系統(tǒng)在樂音音長、音量、音色等3個屬性上的音質(zhì)感知。因此，通過了解鋼琴延音踏板聲學(xué)功能及其與聽覺感知的對應(yīng)關(guān)系，演奏者可以依據(jù)不同音樂作品的表現(xiàn)需要，選擇更加適用的踏板演奏技法，營造出多樣化的聽覺效果，使鋼琴的表現(xiàn)力得到不斷的增強與豐富。

注釋：

③泛音（Overtones）：與諧音（Harmonics）概念相近，但是諧音包含有基音，泛音不包含基音。

④泛音列（Serial of overtone、overtones）：將樂音中的諧音按音的高低順序記寫在五線譜上，用于表示樂音成份。由于其中包含有基音，故稱為“諧音列”更為準(zhǔn)確。

參考文獻：

[9]J.S.Keeler.轉(zhuǎn)引自韓寶強：音的歷程——現(xiàn)代音樂聲學(xué)導(dǎo)論[M].北京：人民音樂出版社，2016.