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第一章緒論 §1音樂與自然界 §2音樂聲學(xué)——科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的寧馨兒 §3是音樂還是物理——聲學(xué)發(fā)展的歷史 §4一件人人 皆有的樂器——人體樂器與歌唱 §5美好音樂享受的背后——一場音樂會中的音樂物理問題 §6音樂的自然科學(xué)基礎(chǔ)——音樂的物理內(nèi)容 §7 音樂與高科技的結(jié)合——計算機(jī)音樂的內(nèi)容 第二章音樂的聲學(xué)基礎(chǔ) §1為什么我們的耳朵能聽到窗外傳來的歌聲——聲源,聲的傳播介質(zhì)和聲接收 器 §2聽得到的音樂與聽不到的音樂——樂音和噪聲,基頻和諧波,音樂聲的組成 §3"聲聲慢"與"節(jié)節(jié)高"——聲的傳播速度 §4舞 臺頂上的懸板,清晨的火車聲和"隔墻有耳"——聲的反射,折射和繞射 §5為什么你能分辨出樂隊(duì)中不同樂器,合唱隊(duì)中不同聲部的聲音——聲的獨(dú)立傳 播 §6音樂帶給耳膜的振動——聲縱波,聲壓,分貝 §7手風(fēng)琴上的兩排中音簧——"拍" §8曹紹夔治好磐的自鳴——聲的共振或共鳴 第 三章音樂的構(gòu)成 §1表示音樂的物理量——振動頻率,振動幅度,時間,位相,聲波的譜 §2音樂的主觀量——音調(diào),響度,音色和時值 §3 和弦的協(xié)和性——音程,頻率比,音分,調(diào)式,和弦 §4"平均律","五度相生律"和"純律"——生律方法與頻率(音調(diào))的關(guān)系 §5音樂樹 ——音樂的時空關(guān)系 §6音樂作品的風(fēng)格——構(gòu)成不同風(fēng)格特點(diǎn)的因素 第四章樂器物理 §1色彩紛呈的世界——形形色色的樂器 §2 是樂器還是儀器——樂器中的物理 §3對一件好樂器的要求——樂器的主要聲學(xué)參數(shù) §4決定樂器發(fā)聲的四要素——材料,結(jié)構(gòu),工藝和演奏 §5 管弦樂隊(duì)里的聲部——樂器按發(fā)聲的物理機(jī)制分類 §6為什么在常見的弦樂器中,揚(yáng)琴的演奏效果常常遜色——弦樂器的弦的振動模式 §7琴弦里 的學(xué)問——弦線的長短粗細(xì),用材,緊張程度與發(fā)聲的關(guān)系 §8樂器之王——鋼琴的特點(diǎn)和表現(xiàn)力 §9擊弦機(jī)和踏腳瓣——鋼琴里的杠桿 §10 鋼琴調(diào)音——一次實(shí)際的聲學(xué)實(shí)驗(yàn) §11為什么提琴的音色如此之美——提琴中的物理 §12小號的活塞和笛子的音孔——管的定律 §13 為什么單簧管和雙簧管是管樂器而不是簧管樂器——管樂器的發(fā)聲機(jī)制 §14笛子——笛子里的物理問題 §15八音琴——一種靠發(fā)條演奏的簧振 樂器 §16一個流動的小樂隊(duì)——手風(fēng)琴的結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)力 §17金鼓齊鳴——膜,板樂器的振動模式 §18從曾侯乙編鐘到當(dāng)代民族樂器 ——我國民族樂器與西洋樂器的比較 第五章音樂電聲 §1我們周圍的電聲世界——音樂電聲中的物理問題 §2談?wù)匊溈孙L(fēng)——傳聲器的類 型和使用 §3為什么音樂節(jié)目常常用調(diào)頻臺播送——調(diào)頻廣播與調(diào)幅廣播 §4歌聲是如何從收錄機(jī)的磁帶中跑出來的——磁帶錄音機(jī)和磁帶 §5 原始的聲音記錄方法和第二代唱機(jī)——機(jī)械刻紋唱片和電唱機(jī) §6激光和數(shù)字的時代——激光唱片的優(yōu)點(diǎn) §7音樂的立體感——雙耳效應(yīng)和"聲 像" §8Hi-Fi——電聲音響系統(tǒng)的高保真度 §9從"杜比"說起——音樂電聲中的降噪問題 §10用"卡拉OK"唱歌為什么有好 的自我感覺——人工混響,人工延時 §11跳動的光柱和閃爍的光斑——圖示均衡器和頻譜顯示 §12音箱中的揚(yáng)聲器越大,聲音越好聽嗎 ——揚(yáng)聲器系統(tǒng)和耳機(jī)的工作原理 §13組合音響系統(tǒng)——一個家庭音樂工作站 §14電子琴的特點(diǎn)——從物理機(jī)制上探討電子琴的音色 §15 可以制造任何聲音的樂器——電子合成器 §16電腦音樂演奏系統(tǒng)——MIDI 第六章室內(nèi)音樂聲 §1廣場上的演出和室內(nèi)的歌聲——開 室與閉室的聲學(xué)效果,室內(nèi)聲的組成 §2一個好的音樂廳在音響效果上有哪些要求——音樂廳設(shè)計的聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn) §3音樂廳,歌劇院,電影院音響設(shè) 計的主要問題——閉室的混響時間 §4怎樣的舞臺才合乎規(guī)格——舞臺的聲學(xué)要求 §5劇院,電影院的墻面——吸聲問題 §6怎樣使室內(nèi) 清靜些——室內(nèi)噪聲和隔聲 §7怎樣使你房間里的音樂更加動聽些——居室內(nèi)的聲學(xué)考慮 §1 音樂與自然界 音樂是什么 這是自古以來人們不斷探索的一個課題.不同的時期,從不同的角度,人們有不同的見解. 可以說音 樂是人們心靈的呼喚,人類感情的升華,科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合,也可以說音樂不過是聲波的一種而已. 古人曾經(jīng)認(rèn)為,音樂是一種自然的反映.古希臘人曾把 音樂的標(biāo)志畫成一張弓,上面有弦,有箭.弓箭是一種狩獵的工具,而其本身又是一種樂器.這種標(biāo)志作為一種音樂的象征一直演變流傳至今,如(圖1—1).中 國古代也傳說,黃帝命一位名叫伶?zhèn)惖臉饭俚轿魃讲杉褡?作為十二律的律管.這些都反應(yīng)出音樂來自自然.在人類掌握自然規(guī)律不足時期,喜歡任意的類比,在 我國古代就有人曾把音樂中的六律和六呂,即黃鐘,大呂,太簇,夾鐘,姑洗,仲呂,蕤0004賓,林鐘,夷則,南呂,無射,應(yīng)鐘依次對應(yīng)從十一月到次年十月 的十二個月份,下表,這當(dāng)然是無科學(xué)根據(jù)的. 不管是西方還是東方,都有人把音樂與顏色對應(yīng)起來.就算是大科學(xué)家在未知事物面前也不免流俗,如牛頓 曾以赤,橙,黃,綠,青,藍(lán),紫對應(yīng)于C,D,bE,F,G,A,bB七個音名: 自然界司空見慣的聲響:潺潺的小河流水,唧唧的蟲聲細(xì)語,或是自 然界有節(jié)奏的回聲,陣陣的海浪拍岸,聲聲的林濤起伏……都已經(jīng)進(jìn)入了我們的音樂之中,而且還用電子合成器來模擬和仿制. 讓自然的某種存在,如色 彩,溫度以至于人的呼吸來調(diào)制音樂,甚至把復(fù)雜的生物分子結(jié)構(gòu)利用計算機(jī)與音樂對應(yīng)起來等等.這也許是人類回歸自然的一種表現(xiàn),也是當(dāng)前科學(xué)與藝術(shù)發(fā)展的 一個趨勢. §2音樂聲學(xué)——科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的寧馨兒 科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系在近幾年又被不少人重新提出來了.事實(shí)上它是一個一直被前 人先哲們爭議不休的古老課題.自古至今,多少科學(xué)家,藝術(shù)家,哲學(xué)家對此發(fā)表過他們的真知灼見.有人強(qiáng)調(diào)他們之間的差別,認(rèn)為"科學(xué)探索大自然,而藝術(shù)則 探索人的心靈","科學(xué)著作的生命很短,而藝術(shù)則永葆青春".有人則強(qiáng)調(diào)它的共性,認(rèn)為"藝術(shù)家的猜想與科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)多么相似".直到現(xiàn)在,人們?nèi)栽跔? 論:未來屬于科學(xué)還是屬于藝術(shù) 早在古希臘時代,科學(xué)與藝術(shù)就是相互溝通,相互滲透,并存發(fā)展的.在聲學(xué)的發(fā)展過程中,音樂與物理,數(shù)學(xué)一直密切 相關(guān).許多科學(xué)家,哲學(xué)家認(rèn)為,科學(xué)的諧和與藝術(shù)的諧和都是美的體現(xiàn). 然而到了中世紀(jì)以后,科學(xué)與藝術(shù)在形式上分了家,并各自向著自己學(xué)科的深入 方向發(fā)展,內(nèi)容也越分越細(xì),這當(dāng)然是一種進(jìn)步.但是,一道不可逾越的鴻溝在科學(xué)和藝術(shù)之間形成了,并且在人類發(fā)展的相當(dāng)長的時間里,人們對它們的共性沒有 作更多的強(qiáng)調(diào). 隨著近代科學(xué)的發(fā)展,人類又重新認(rèn)識了科學(xué)與藝術(shù)之間不可分割的內(nèi)涵所在.正如19世紀(jì)法國文學(xué)家福樓拜所說:"藝術(shù)越來越科學(xué) 化,科學(xué)越來越藝術(shù)化,兩者在山麓分手,有朝一日,將在山頂重逢".而今天這種重逢已并非是一種簡單的握手,而是有著更深更廣的內(nèi)涵,更新的形式和表現(xiàn). 這也正說明了人類文明正在攀登一個新的高峰. 當(dāng)前,科學(xué)與文化的發(fā)展,除了有各門學(xué)科各自的前沿以外,還有三個特點(diǎn):一是各種門類學(xué)科,包括自然 科學(xué),社會科學(xué),技術(shù)科學(xué),哲學(xué)和藝術(shù)等學(xué)科的交叉與滲透;二是作為主體的人和客觀世界的融匯和結(jié)合,人們越來越看到自身的價值;三是計算機(jī)的滲入.音樂 就處在這三個特點(diǎn)的交匯處.以往以研究音樂的客觀基礎(chǔ)及樂器發(fā)聲為對象的科學(xué)——音樂聲學(xué),現(xiàn)在已涉及到物理學(xué),音樂藝術(shù),電子學(xué),計算機(jī)科學(xué),生理學(xué), 心理學(xué),美學(xué)等學(xué)科.因此,現(xiàn)代的音樂聲學(xué)已經(jīng)是一門與高科技結(jié)合的新的交叉學(xué)科.圖(1-2) 音樂聲學(xué)與各學(xué)科的關(guān)系 科學(xué)與藝術(shù)有許多 共同的規(guī)律.比如: 要素構(gòu)成規(guī)律:即每個學(xué)科的各個層次,都是由一些要素構(gòu)成的.樂的物理實(shí)質(zhì)是振動的傳播.振動由強(qiáng)弱,頻率,時間等要素構(gòu)成. 反映到主觀聽感上,又有音調(diào),響度,音色和時值等要素.而這些要素的匯合又形成了高一層次的旋律,節(jié)奏,和弦,曲式等.這些高一層次的要素又進(jìn)一步形成了 不同的音樂風(fēng)格和體裁.又如物理學(xué)的各個分支也無不由一些基本物理量匯合而成. 形式規(guī)律:包括對稱,節(jié)律,統(tǒng)一,對比,均衡,比例,變化,主從, 運(yùn)動,裝飾,符號規(guī)律學(xué)等.例如:構(gòu)圖要均衡,物體結(jié)構(gòu)要均衡,心理要平衡;音樂有節(jié)律,天體有運(yùn)動周期,經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有節(jié)律;音樂有裝飾,美術(shù)也有裝飾 等. 量的規(guī)律:自然科學(xué)是定量的,這不容置疑.社會科學(xué),如國力評估,物價指數(shù)等,也是定量的.在藝術(shù)的范圍里,如:音色的感覺,音樂的評價等等 都是朝著定量的方向發(fā)展,電子計算機(jī)應(yīng)用于藝術(shù),更促進(jìn)了量化的過程. 創(chuàng)造規(guī)律:音樂與物理及其他學(xué)科一樣,需要創(chuàng)造性思維.如歸納,抽象,演 繹,多元化的思維觸角,信息反饋等,這些都是普遍的.形式方法,結(jié)構(gòu)方法,移植方法,模擬方法等發(fā)明創(chuàng)造方法,不管在哪里都是行之有效的. 學(xué)科思 想規(guī)律:各個學(xué)科的各個局部均有其具體的指導(dǎo)思想,如物理思想,建筑思想,發(fā)明思想,文學(xué)創(chuàng)作思想,音樂創(chuàng)作思想等. 美的規(guī)律:人間萬物充滿著 美,有自然美,音樂美,技術(shù)美等.一切美好的事物總是人類所向往的.追求美是人的天性. 在這本小冊子里,我們把音樂聲學(xué)作為科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物 來對待,把它放到當(dāng)今時代的列車上,站在縱觀當(dāng)前科學(xué),文化發(fā)展特點(diǎn)的高度,從科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的角度,自覺地應(yīng)用科學(xué)與藝術(shù)的共同規(guī)律,以發(fā)展的眼光去敘 述音樂與物理的關(guān)系.在以后的章節(jié)中,我們將選擇一些問題來一一進(jìn)行討論. §3是音樂還是物理 ——聲學(xué)發(fā)展的歷史 聲學(xué) 是自然科學(xué)中最古老的學(xué)科之一.在人類誕生以前,自然界即有聲源的存在,如雷聲,風(fēng)聲以及海浪拍擊聲,山崩地裂聲等. 聲學(xué)從一開始就與音樂分不 開.從古希臘時代起,畢達(dá)哥拉斯就研究重量不同的鐵錘敲擊能發(fā)出不同的音,得出重量與發(fā)聲的高低有關(guān)的結(jié)論(圖1-3).繼后,伽利略用不同弦線的振動研 究音的高低.18,19世紀(jì)的克拉尼研究膜,竿,板的振動圖案.19世紀(jì)的亥姆霍茲提出的和聲理論,至今仍是聲學(xué)研究中的重要基礎(chǔ).亥姆霍茲認(rèn)為,樂音是 空氣的周期振動引起的,樂音可以用音調(diào),響度和音色區(qū)分,由泛音的數(shù)目及強(qiáng)度決定音色.19世紀(jì)愛迪生發(fā)明記錄聲音的機(jī)器,用來記錄聲音.如今,英國的音 響博物館還有世界上第一次記錄下來的"瑪麗有只小羊羔"的珍貴資料. 我國聲學(xué)發(fā)展史中,主要的成果是樂器制造.曾侯乙編鐘集中反映了我國在幾千年 前聲學(xué)的成就.編鐘跨有五個八度的音域;用十二律并兼有五度,三度關(guān)系;有六個調(diào)記錄;有標(biāo)準(zhǔn)音高;而且發(fā)展了有兩個基頻的編鐘.另外,我國古代對于共鳴 的研究,弦的振動,管的音調(diào)的研究等都是通過樂器來進(jìn)行的. 從近代的聲學(xué)發(fā)展來看,在電聲發(fā)展中,音樂電聲占有很大的比重.建筑聲學(xué)中音樂廳,歌 劇院,電影院,多功能場館的建筑都是與音樂離不開的.語言聲學(xué)的研究與音樂聲學(xué)有許多處是相重疊的.心理聲學(xué)與生理聲學(xué)當(dāng)然與人的歌唱發(fā)聲,嗓音結(jié)構(gòu)及對 音樂的接收和感受分不開.聲學(xué)學(xué)科中對樂音的測量始終是一個不可缺少的內(nèi)容.計算機(jī)科學(xué)中,計算機(jī)音樂是一個正在興起的分支.不僅是可聽聲,諧波中的超聲 部分對音樂也是起作用的. 聲學(xué)無非是研究聲的發(fā)生,傳播,接收,聲的性質(zhì)以及聲與其它物質(zhì)的相互作用.無論國內(nèi)外,從歷史到現(xiàn)在,研究發(fā)聲常常是 用弦和管的發(fā)聲來進(jìn)行的.在聲源的研究中,音樂又常常是重要的.聲的傳播也用鐘,弦的傳聲遠(yuǎn)近以及室內(nèi)樂音的傳播來研究.對于提高音質(zhì)的要求也莫過于音樂 聲.共振,駐波的研究也用的是琴弦,琴室等.因此可以說,聲學(xué)的發(fā)展離不開音樂. §4一件人人皆有的樂器 ——人體樂器與歌唱 會 演奏一件樂器還不如有一副好嗓子.從嬰兒降臨人世的第一響哭聲,就使用了"人體樂器",從此參與了人生生命歷程的"大合唱". 歌唱是人聲唱出的音 樂,這是一種最古老而又最自然的音樂.按傳統(tǒng)觀點(diǎn),人的歌唱與樂器發(fā)聲并列,是音樂的兩大組成部分. 人體的各個與發(fā)聲有關(guān)的器官就好像是一件樂器 的各個部件.有人把"人體樂器"比喻為一件管樂器,另一些人比喻為簧振樂器,還有人則比喻為簧管樂器.現(xiàn)在,讓我們先看一看"人體樂器"的結(jié)構(gòu)和組成吧. 無 論哪一種樂器發(fā)聲,都要有個動力即能源.不管把人體看作管樂器或簧振樂器,"人體樂器"有一個聲能源,它也在"樂器"本身里面.歌唱是用橫隔膜把肺部中的 空氣"頂"上去,使聲帶振動,或者是在咽腔,鼻腔,口腔里發(fā)聲和共振.我國古代民間常用詞"丹田之氣","以氣托聲"等亦屬此意. 人體樂器的發(fā)聲 部分是氣流經(jīng)喉管中的聲帶的調(diào)制并經(jīng)咽腔,鼻腔和口腔等的共振.而口腔還包括有舌頭,舌根,下巴的影響. 人體樂器有三個共鳴腔,即咽腔,鼻腔和口 腔(至於民間藝人的語言,可能還有別的說法),它們直接起共鳴的作用. 不管怎樣,人體樂器是世界上最復(fù)雜的樂器:它有眾多的部件,而且所有的部件 包括聲帶,咽腔,鼻腔,口腔以及舌頭,下巴等都是活動的,可調(diào)節(jié)的;在唱歌時差不多全身的肌肉,肢體都在運(yùn)動,而且視覺系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng)也在協(xié)調(diào)工作,尋找 自我配合,自我完善,并參入合唱,伴奏配合;它是一件沒有定形的樂器,因?yàn)槊恳徊考伎梢噪S時調(diào)節(jié)而處于不同的運(yùn)動狀態(tài);它是一件可以自由控制的樂器,可 以控制真假嗓音及各種唱法,如西洋美聲唱法,中國美聲唱法,中國戲曲唱法,通俗唱法等;而且人體樂器是因人而異,每個人都是不同的. 因此,人體樂 器的潛力是無限的,它可以開發(fā)出無窮無盡的新功能,創(chuàng)造出越來越好的音色,使人們越來越方便地掌握它. §5美好音樂享受的背后 ——一場音 樂會中的音樂物理問題 到現(xiàn)場去聽一場音樂會,在一個具有高度物質(zhì)文明和0012精神文明的社會里,對于一個普通勞動家庭來說,是一個節(jié) 日.這是一種文化,一種享受,也是一種感情的交流,還可以說是一種美的升華.然而你知道嗎 在音樂中還包含了許許多多的物理問題. 報幕員出來了, 如果是一個不用擴(kuò)音設(shè)備的音樂廳,那他站的地方一定是舞臺正中偏前的位置,在這個位置上講話,全場聽起來最清晰,聲音也最響.北京中山公園音樂堂的舞臺干 脆做成一個扇面,報幕員站在扇面的焦點(diǎn)上. 音樂廳的聽眾大廳,有的做成長方形,有的是扇形.頂棚有的高,有的低.四邊的墻壁常常用木板做成"孔 隔","窩狀".這些都是通過聲音的反射來控制聲音的音質(zhì)及其在大廳內(nèi)的分布.還有,帷幕,座椅,頂板,墻壁,地毯等都有吸聲的問題. 樂隊(duì)上來 了.為什么第一小提琴,第二小提琴,中提琴,大提琴和大貝司之間有一定數(shù)量比例 為什么弦樂器與管樂器之間又有一定數(shù)量比例 所謂單管制,雙管制,三管制的管弦樂隊(duì)配置又意味著什么 樂隊(duì)在舞臺的位置如何 同一類樂器處在一起是為了什么等等.這里包括有音量問題和音色問題,即聲音的疊加和強(qiáng)弱的配比,而在強(qiáng)弱的比例中又還有音色的配比. 各種樂器的發(fā) 聲機(jī)理當(dāng)然是物理問題,不同的樂器有不同的音色,因此,樂器之間都有著傳統(tǒng)的"搭配".樂器的分類方法最普遍的也是最科學(xué)的是按其發(fā)聲的物理機(jī)制分類. 和 聲,和弦,聲音的協(xié)和以及中國嗩吶的"不合群"等也是一種物理現(xiàn)象.而配器,也無非是各種音色,音量的搭配和穿插.你能同時聽到并分辨出不同樂器,這是由 于聲波獨(dú)立傳播的性質(zhì)造成的. 如果劇場用了擴(kuò)音器,或者是錄音設(shè)備,那么,舞臺上分布的,樂隊(duì)前擺放的,歌唱者手里的傳聲器,俗稱"麥克風(fēng)",無 論從其類別,性能,放置位置,高度,相互間的距離等都是不同的.這些都是音樂電聲問題.音樂電聲問題還有音箱的類別,性能,個數(shù),放置位置等.弄得不好, 還會有反射聲與歌唱聲脫節(jié),揚(yáng)聲器發(fā)出尖叫聲等. 舞臺上現(xiàn)在有聲控的音樂燈光,也是靠聲音的強(qiáng)弱去控制的. §6音樂的自然科學(xué)基礎(chǔ) —— 音樂的物理內(nèi)容 既然我們明確了音樂是聲音的一種,現(xiàn)在,讓我們從學(xué)科的角度來看一看音樂的物理內(nèi)容.由于聲音是振動的傳播,因此,物理 學(xué)就是音樂的自然科學(xué)基礎(chǔ),音樂中包含著許多的物理內(nèi)容. 音樂的產(chǎn)生,也就是音樂聲源,如弦振動,簧振動,膜板體振動,人的歌唱以及電振蕩等屬物 理聲學(xué)問題.音樂在各種場合的傳播,涉及聲的反射,折射,繞射,吸收和隔聲等也是物理內(nèi)容. 電聲音樂中的換能是把音樂的振動轉(zhuǎn)換成電的振動,然后 進(jìn)行加工,控制,這是電學(xué)和聲學(xué)的換能,也包括信號處理,調(diào)制,放大等物理內(nèi)容. 樂器制造實(shí)際上是一件發(fā)聲的物理儀器的制造. 音樂的測 量,包括頻率,強(qiáng)度,時間,頻譜,動態(tài)等都是物理測量.制造樂器的許多材料性能測量也都是物理測量. 研究音樂性質(zhì)如音質(zhì)好壞,振動模式等,都是利 用物理方法. 音樂聲的心理,生理實(shí)驗(yàn)方法,實(shí)際就是物理實(shí)驗(yàn)方法在音樂中的運(yùn)用. 音樂研究離不開物理,但是,物理又不是音樂的唯一內(nèi)容, 音樂聲學(xué)還要把物理和生理,心理因素結(jié)合起來,例如: 音質(zhì)的好壞,除了客觀地用物理儀器測量以外,還要有主觀評價.要把主觀評價的客觀基礎(chǔ)與主觀 感受聯(lián)系起來.因此,音樂要反映主體與客體的關(guān)系,這里也有審美問題. 人對音樂的感知大多是通過耳朵的.立體聲效果是建立在雙耳效應(yīng)的基礎(chǔ)上.耳 朵的能分辨閾值,包括對音調(diào)的差別,聲強(qiáng)的差別,時值的低限等,都要與客觀的物理量結(jié)合起來考慮,這是音樂與生理的直接關(guān)系.還有,音樂反映人們的心理狀 態(tài),傳遞人與人之間的感情,這又是音樂與心理學(xué)的關(guān)系. 現(xiàn)代音樂已經(jīng)跨入計算機(jī)時代,這個問題在下節(jié)中將專門進(jìn)行討論.音樂與激光,電子學(xué),無線 電等高科技都有著廣泛的聯(lián)系. 因而,我們介紹音樂物理基礎(chǔ)的同時,還要與電子學(xué),建筑學(xué),計算機(jī)科學(xué),心理學(xué),生理學(xué),美學(xué)等聯(lián)系起來,也就是 說,現(xiàn)代音樂聲學(xué)是一種多門類的學(xué)科交叉,是一門既古老而又嶄新的邊緣學(xué)科. §7 音樂與高科技的結(jié)合 ——計算機(jī)音樂的內(nèi)容 當(dāng) 今的時代是高科技的時代.計算機(jī)的誕生促成了新的技術(shù)革命,已經(jīng)深深地改變了世界的面貌.計算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入人們生活的各個方面,因而,進(jìn)入音樂也是不可避免 的.同別的領(lǐng)域一樣,計算機(jī)進(jìn)入音樂,必將對音樂帶來深刻的變革. 有一種說法是,認(rèn)為我們下面講的音樂電腦演奏系統(tǒng)或MIDI系統(tǒng)就是計算機(jī)音 樂,這是不夠的.計算機(jī)音樂包括的內(nèi)容極為廣泛,幾乎傳統(tǒng)音樂涉及的一切方面,計算機(jī)都可以滲入.計算機(jī)還使音樂開拓了前所未有的廣闊天地.可以認(rèn)為,凡 是音樂與計算機(jī)有聯(lián)系的各個方面都屬于計算機(jī)音樂.從已有的材料來看,計算機(jī)音樂包括有以下內(nèi)容: 音樂的數(shù)字合成.利用計算機(jī)技術(shù),可以合成已有 的各種音樂聲和各種音色,也可以合成自然界中以及現(xiàn)有世界上還未有過的聲音.音樂的數(shù)字合成可以用于電子合成器,音源塊,鼓機(jī)(節(jié)奏發(fā)生器),電子琴中的 音源片等.音樂的數(shù)碼錄音,這是把音樂信號取樣后,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換把模擬信號數(shù)字化并編碼,變成記錄信號貯存;然后再放音,經(jīng)轉(zhuǎn)換重現(xiàn)音樂.數(shù)字錄音的優(yōu) 點(diǎn)是頻響好,0016保真度高,動態(tài)范圍廣,重放精度高,多次復(fù)制不會降低質(zhì)量,記錄密度高,體積小等等. 音樂的數(shù)碼錄音技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展得很快,越 來越簡便,已經(jīng)可以直接錄,存,放和多次重錄了. 音樂的數(shù)字控制.這是指對數(shù)字化了的音樂信號進(jìn)行編輯加工,也可用于實(shí)時控制.電腦音樂噴泉,色 彩音樂等也是一種數(shù)控. 樂器數(shù)字接口.就是MIDI,這是一種實(shí)時地傳輸音樂的定時信息和控制信息的一組數(shù)宇編碼,以及傳輸這些數(shù)碼的硬件接口的 技術(shù)規(guī)范.80年代后MIDI技術(shù)已經(jīng)得到很大發(fā)展和被迅速推廣使用.利用MIDI技術(shù)制作音樂,一個人或很少人就可以做出有整個樂隊(duì)的音樂效果來,從而 使電子音樂更加迅速傳播和被應(yīng)用. 計算機(jī)作曲.包括一是計算機(jī)的隨機(jī)作曲,實(shí)際上,不可能是徹頭徹尾的隨機(jī)作曲,那將是無法入耳的,總是規(guī)定一些 條件,然后讓計算機(jī)在一定范圍內(nèi)隨機(jī)作曲.二是按一定規(guī)則的邏輯作曲.三是計算機(jī)作曲的最高形式即智能作曲,這是人們的期望.利用計算機(jī)特有的音樂語言, 技術(shù)性能和表現(xiàn)手法,可以作出有獨(dú)創(chuàng)性的音樂作品. 計算機(jī)輔助作曲.可以用計算機(jī)輸入,貯存,重放音樂.由于可以用琴鍵輸入,實(shí)時記錄下來,并重 放音樂或重現(xiàn)樂譜,所以可以算作輔助作曲.如果你不會演奏琴鍵,還可用機(jī)鍵把音樂"鍵"("敲")入.計算機(jī)輔助作曲也包括自動配和弦,配伴奏等.還可以 按一定曲式,調(diào)式,和弦變化,節(jié)奏型,旋律音型,音樂的織體等,根據(jù)你鍵入的幾個音編成曲子.目前已有這樣現(xiàn)成的軟件,可以奏出有酷似一定風(fēng)格的音樂.背 景音樂也可以用計算機(jī)來創(chuàng)作,如電影,電視及一般記錄影片的音樂背景,不需要規(guī)格完整的曲式,可以給出一個"動機(jī)","意圖",用計算機(jī)去發(fā)展出各種旋 律.也可以給出一組具有特征的樂節(jié)"素材",讓計算機(jī)作隨機(jī)組合,或按一定程序連接及變換速度,音色等. 計算機(jī)記譜,讀譜和機(jī)器人演奏.把音樂錄 音用計算機(jī)實(shí)時記錄成譜,已有一些嘗試,但面臨的困難很大,最難辦的是確定音調(diào)的游移和速度的變化.用計算機(jī)讀譜也是一種設(shè)想,機(jī)器人演奏將隨技術(shù)水平的 進(jìn)展而推進(jìn). 用計算機(jī)對音樂作品進(jìn)行分析已經(jīng)有一段歷史了,包括有音程分析,調(diào)式分析,節(jié)奏分析,模式識別,動態(tài)分析等,還可以進(jìn)行長時間的頻譜 分析等等. 把計算機(jī)作為數(shù)學(xué)工具可以對音樂理論進(jìn)行研究,還可以利用計算機(jī)的大容量和高速度,對音樂的本質(zhì),內(nèi)在規(guī)律,與自然,與其他科學(xué),與人 類的思維活動及其他活動有哪些規(guī)律性的聯(lián)系或相似等方面進(jìn)行研究. 用計算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)手段對音樂進(jìn)行研究有如:譜分析,瞬態(tài)分析,用作音樂工作站, 利用A/D轉(zhuǎn)換研究樂器的振動模式,應(yīng)力分布,結(jié)構(gòu)參量等.音樂電聲的室內(nèi)聲場效果,自動調(diào)整與均衡也用的是計算機(jī)技術(shù).進(jìn)一步可以把計算機(jī)用來探索聽覺 和音樂的本質(zhì)等. 計算聲學(xué)作為計算物理的一個分支領(lǐng)域,可以研究音樂廳,居室,艙船,文藝廳,火車車廂,樂器等的形狀結(jié)構(gòu)與聲學(xué)效果的關(guān)系. 利 用計算機(jī)還可以有效地進(jìn)行音樂教學(xué).可以把文字,譜表,圖形與聲音結(jié)合起來.還可以作人機(jī)對話,判改作業(yè).用游戲的方法進(jìn)行教學(xué),可以大大增加人們的學(xué)習(xí) 興趣,提高學(xué)習(xí)效率,收到好的學(xué)習(xí)效果.例如最近北京大學(xué)音樂聲學(xué)與計算機(jī)音樂研究室開發(fā)了中華學(xué)習(xí)機(jī)的音樂卡和軟件,用很少時間教音樂的基本理論,練習(xí) 聽音程,分辨和弦等,收到了較好的學(xué)習(xí)效果. 例如從傳統(tǒng)的觀念看,音樂只是自然界和人類能發(fā)生的聲響中的一部分,而計算機(jī)則可以制造出自然界中從 未有的聲音,音樂的范圍一下子就得到無限的擴(kuò)展;又如過去常常以傳統(tǒng)的樂器和人聲為模本,用電聲模擬它們的音色,而計算機(jī)音樂則可以另樹一幟;再如在音律 上,也沖破了傳統(tǒng)的五聲,七聲,十二律,二十四律等規(guī)范,而有了無限自由的天地;還有,利用音的數(shù)字合成,把許多效果聲引入音樂,因而計算機(jī)音樂繼樂器聲 和歌唱聲形成了音樂聲的第三大領(lǐng)域. 計算機(jī)進(jìn)入音樂也賦予音樂以許多新的概念和思想.例如,作曲的思想方法和程序都會產(chǎn)生改變.可以從新的音色或 節(jié)奏入手,而不一定從"動機(jī)"開始;作曲家將在合成器或計算機(jī)上作曲而不在紙上作曲;作曲家還可以取代演奏家和樂隊(duì);音樂的織體也可以打破傳統(tǒng)的模式而予 以新的構(gòu)架;對傳統(tǒng)的和聲學(xué)也一定會有所突破,產(chǎn)生新的和聲理論和效果;音樂已不僅僅是藝術(shù)的范疇,而是一種藝術(shù)與高科技結(jié)合的產(chǎn)物等等. 計算機(jī) 進(jìn)入音樂,還會產(chǎn)生新的心理感受和審美標(biāo)準(zhǔn),這是必然的.因?yàn)槊恳环N新的藝術(shù)形式的出現(xiàn),必然會導(dǎo)致對原有審美觀念的修改,如對于"音色美",過去都認(rèn)為 豐滿,柔和,圓潤,清純是美,現(xiàn)在可能加上怪誕,新奇等;又如旋律過去是以悠揚(yáng),流暢為美,現(xiàn)在可能加入曲折,跳躍等;可能節(jié)奏美的比重會高于旋律美;合 成器音樂也正在開辟自己的新風(fēng)格. 計算機(jī)大大促進(jìn)了音樂研究的深化,可以用數(shù)學(xué)的,定量的方式去研究音樂,表現(xiàn)音樂.例如,如何表現(xiàn)音色,應(yīng)該把 它提高到更科學(xué)的高度,把許多術(shù)語進(jìn)一步量化等. 計算機(jī)可以促進(jìn)音樂水平的提高和音樂教育的普及.高質(zhì)量的教學(xué)音源已進(jìn)入家庭,包括激光唱機(jī)及收 聽電臺的廣播等.這將使人們可以隨時聽到高質(zhì)量的音樂,從而當(dāng)然會提高人們的音樂素質(zhì)和欣賞水平;"卡拉OK"的普及,使人們增加了音樂實(shí)踐的機(jī)會,使群 眾的歌唱水平和聽音能力大大提高,計算機(jī)音樂演奏系統(tǒng)的普及,使得各種場館,各種業(yè)余團(tuán)體和組織都有能力置備,從而促進(jìn)了音樂活動的普及;具有越來越多音 樂功能的計算機(jī)進(jìn)入家庭,對普及音樂的概念已不再是識譜,唱準(zhǔn),而是進(jìn)入和聲,作曲的水平了. 計算機(jī)音樂也促進(jìn)了音樂與其他門類科學(xué)技術(shù)的結(jié)合. 如音樂的數(shù)字錄音,數(shù)字控制,合成器制造等,是與電子技術(shù)的結(jié)合,音樂與醫(yī)學(xué)的結(jié)合開辟了許多新的天地;計算機(jī)促進(jìn)了音樂與數(shù)學(xué),物理學(xué),心理學(xué),教育學(xué) 的結(jié)合,計算機(jī)也促進(jìn)了音樂與其他藝術(shù)形式,如燈光,色彩,舞臺藝術(shù)等的結(jié)合. 第二章 音樂的聲學(xué)基礎(chǔ) §1 為什么我們的耳朵能聽到窗外傳來的歌聲 ——聲源,聲的傳播介質(zhì)和聲接收器 人們要能聽到聲音,首先要有個產(chǎn)生聲音的源頭即"聲 源".對于音樂來說,其聲源無非就是人的歌唱,樂器的演奏,從廣播,收錄機(jī),唱機(jī),音箱或揚(yáng)聲器中傳出來的音樂聲等.當(dāng)然,有時把風(fēng)聲,濤聲也納入音樂之 列.這些可以統(tǒng)說是一些音樂聲源. 只有聲源,人的耳朵還是聽不到聲音.聲音是一種機(jī)械波,即機(jī)械振動的傳播.機(jī)械波的傳播是需要一定介質(zhì)的.如果 是在室內(nèi)聽窗外的歌聲,那就是從聲源發(fā)出的聲波通過空氣這個介質(zhì)傳播到我們耳朵里.有過這樣一個實(shí)驗(yàn):在一個鐘罩里放一個正在響的老式鬧鐘,如果把鐘罩里 的空氣抽去,這時你可以看到這個鬧鐘的鈴錘還在動,然而幾乎聽不到聲音.這就是說聲音是靠空氣作介質(zhì)來傳播的. 除了氣體以外,固體和液體也能傳 聲.人們把耳朵貼在鐵軌上,可以聽到遠(yuǎn)處的火車聲,而把耳朵離開鐵軌則聽不到,這說明固體傳聲要比空氣更快些.用耳機(jī)聽音樂有很好的效果,其中也包括著通 過頭顱的固體傳聲.液體也能傳聲,我們在游泳池的水里照樣也能聽到岸上播放的音樂,而且很清楚. 聲波在介質(zhì)中傳播時,總是會逐漸減弱的.從遠(yuǎn)處送 親隊(duì)伍飄來的吹打音樂聲,會隨著隊(duì)伍的遠(yuǎn)去而越來越輕.這是由于從一個點(diǎn)源發(fā)出的聲波,其有限的能量隨著波的散布,距離的擴(kuò)大而擴(kuò)散到越來越大的空間,因 而單位空間里的能量就會越來越少;另一方面也是因?yàn)椴ㄔ趥鞑ブ杏捎诖嬖谖斩鼓芰坎粩嘞?所以,如果我們要抑止或者減弱不需要的聲音時,就可以采取隔 聲或者吸聲的措施.所謂吸聲,實(shí)際上就是采用一些材料讓聲音通過這種介質(zhì)時增大損耗,使透射或反射部分減弱. 聲波傳播到兩種介質(zhì)的交界面上時,一 部分被反射,一部分透射.兩種介質(zhì)的特性聲阻抗,即介質(zhì)的密度與聲音在這個介質(zhì)里的傳播速度的乘積相差越大時.反射部分就越大.透射部分就越小.例如:大 塊厚玻璃板就可以使聲音大部分被反射回去,使透射部分變小,起隔聲作用. 人們要聽到音樂,還要有聲音的接收器,耳朵是每個人都有的最自然也是最靈 敏的聲音接受器.中國古代甲骨文中的聲字就是這樣寫的:"■".即有一個耳朵在聽.繁體字的聲字是"■",也有耳朵. 因此,聲源,介質(zhì)和聲接收器 三者是聽到聲音缺一不可的先決條件. §2 聽得到的音樂與聽不到的音樂 ——樂音和噪聲,基頻和諧波,音樂聲的組成 人們 通過把機(jī)械波按其頻率——每秒鐘振動的次數(shù),而分為次聲,可聽聲,超聲以及特超聲等. 一般的分法是,振動頻率在20赫茲以下,即每秒鐘振動20次 以下的叫作"次聲".地震前兆的大地振動,海洋,大氣里傳播的氣流振動,原子彈爆炸或一些機(jī)器產(chǎn)生的聲波中,都可能有次聲波.有些次聲波有很大的能量和破 壞力. 振動頻率在20至2萬(20k)赫茲之間的聲波叫作"可聽聲",即人耳可以聽得到的聲音.當(dāng)然,對于每個人來說,可聽的范圍可能不同.一般 說,年輕人可以聽到低至20赫茲,但老年人則連50赫茲也聽不見了;青年人可以聽出高至20k赫茲的聲波,但老年人則常對12k赫茲也是聾子,因?yàn)槁犛X隨 著年齡而老化. 振動頻率在20k赫茲以上的叫超聲. 在可聽聲里,人的歌唱聲大概從60赫茲(男低音)到2500赫茲(女高音).鋼琴的最 低音是27.5赫茲,最高音是4086赫茲.除了特大的管風(fēng)琴以外,幾乎所有的傳統(tǒng)樂器的發(fā)聲頻率都在此之間,當(dāng)然,電子合成器則另當(dāng)別論了. 在 可聽聲里,又分為樂音和噪聲.凡是其振動波形是周期性,在頻譜上是分列,聽起來有一定音調(diào)的,就叫作"樂音".反之,凡是其振動的波形不呈周期性,在頻譜 上是連續(xù)的,聽起來沒有一定音調(diào)的,則叫作"噪聲". 每一個樂音,即周期性的振動都可以分解為許多不同頻率,不同相位,不同振幅的簡諧振動的疊 加,這叫作"富氏分析".簡單的簡諧振動即正弦振動或余弦振動的傳播產(chǎn)生的聲波叫作"純音".實(shí)際的樂音如歌唱聲,樂器聲等都不是簡單的純音,而是許多純 音的疊加.在這些簡諧振動中頻率最低的叫作"基頻",頻率是基頻的整數(shù)倍的叫作"諧波",頻率不是基頻整數(shù)倍的高頻振動叫作"分音".基頻,諧波,分音組 成了實(shí)際的樂音.基頻的能量往往是最大的,但也不是絕對的. 我們所聽到的音樂中,除了樂音以外,還包括一些在物理上是噪聲的聲音,如鑼,鼓,沙 錘,木魚,梆子等沒有固定音調(diào)的打擊樂器,海濤,流水,風(fēng)聲等效果聲等,這也是音樂聲的一部分. 我們做過實(shí)驗(yàn),把一個樂音中20k至50k赫茲的 高次諧波"切掉",與沒有被"切掉"的相比,二者聽起來是有明顯差別的.這說明這部分高次諧波對音色的改變是有作用的.因此,也應(yīng)納入音樂聲. 這 樣,我們的結(jié)論是,從物理上講,音樂聲應(yīng)由三部分組成,即:樂音,在音樂中使用的噪聲,以及對音色有影響的在諧波中存在的一部分超聲. §3 "聲聲慢"與"節(jié)節(jié)高" ——聲的傳播速度 當(dāng)你在校園里的某一處聽廣播喇叭里播的樂曲時,如果你能同時聽到兩個揚(yáng)聲器發(fā)出的聲 音,有時你會聽到兩個聲音是一先一后的.產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是你所在的位置與兩個揚(yáng)聲器的距離不同,而且相差較大,而聲音的傳播是有一定速度的緣故. 我 的一位朋友是歌唱演員,有一次在劇場里演出時使用擴(kuò)音設(shè)備中揚(yáng)聲器里播放的伴奏帶作為伴奏音樂.她總是覺得自己的歌聲在往后拖,于是不斷地放慢速度"等" 著,而結(jié)果是越拖越慢,成了"聲聲慢",而砸了鍋.究其原因,是沒有在舞臺上放返送音箱,她聽到的是臺前向觀眾的揚(yáng)聲器中播出又從劇院后墻反射回來的伴奏 音樂.由于聲的傳播有一定速度,當(dāng)然就比唱歌后拖一定時間,有個"時間差".你等它,"時間差"依然存在,就越拖越慢了. 先看到閃電,再聽到雷 聲,這說明聲音傳播的速度比光速小,并且是可以感覺到的.人們測定在空氣中傳播的聲速大約是每秒鐘340米左右,聲音在液體和固體中傳播的速度要比空氣中 的傳播速度大.人們把耳朵貼在地上,可以比站著先聽到遠(yuǎn)處的馬蹄聲. 聲音傳播的速度還與傳播介質(zhì)的溫度有關(guān).介質(zhì)溫度越高,傳播速度越快.聲音隨 著傳播介質(zhì)的溫度變化,這點(diǎn)在音樂表演中有很重要的影響.當(dāng)我們用嘴吹奏笛子,小號等管樂器時,特別是在冬天,會由于人的氣息給予的熱量而使管內(nèi)的空氣溫 度升高.這樣,由于管樂器的音調(diào)與空氣中的聲速成正比,就會使樂器聲的頻率變高,成為"節(jié)節(jié)高"樂隊(duì).或者使管樂器的聲音與弦樂器等音調(diào)隨著溫度變化不大 的樂器的聲音脫節(jié),而為對不準(zhǔn)音的"多調(diào)樂隊(duì)",這將會造成不堪設(shè)想的后果. §4 舞臺頂上的懸板,清晨的火車聲和"隔墻有耳" ——聲的 反射,折射和繞射 同所有的波一樣,聲波,包括音樂聲波也有反射,折射和繞射現(xiàn)象. 人們都有一些聲音反射的經(jīng)驗(yàn).天壇的回音壁是 由于圓形的圍墻有足夠大的直徑,在墻內(nèi)的某處說話,聲波就不斷沿墻的內(nèi)壁多次全反射并傳播過去.而三音石則同在兩樓之間放鞭炮的道理一樣.在三音石上拍 手,聲音經(jīng)多次反射而出現(xiàn)連續(xù)的幾下聲響. 聲音的反射在音樂上有很實(shí)際的意義.音樂廳,歌劇院舞臺上的頂板,側(cè)板都是起反射作用的.場內(nèi)四周的墻 壁都具有一定的反射功能,太強(qiáng)了或太弱了都不大好.人們靠天花板,側(cè)墻和后墻的反射,才能聽到反射聲.而反射聲的存在是音樂廳,歌劇院以至任何房間里取得 好的音樂聽覺效果所不可少的.在小的房間里唱歌,感到效果較好,是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)反射引成共振的原因(圖2—1). 聲波在管樂器管內(nèi)的反射形成聲 駐波,這是管樂器決定音調(diào)的依據(jù).聲波在不同密度的介質(zhì)里的傳播速度不同.因此,出于溫度不同導(dǎo)致介質(zhì)密度不同從而造成聲速不同,也會使聲音在傳播中的方 向改變,即向傳播速度小的方向彎曲.清晨,你可以聽到遠(yuǎn)處的火車聲,飛機(jī)場上飛機(jī)轟鳴聲,是因?yàn)榈孛鏈囟鹊偷脑?聲音向地面彎曲(圖2—2(a)),炎 熱夏天的中午,地面被曬得非常燙,于是聲音向上彎曲,地面就變得寂靜無聲了(如圖2—2(b)). 聲波還可以繞過障礙物,這就是聲波的繞射,也叫 衍射.其原理是波傳播到任何一點(diǎn),都可以把這一點(diǎn)看作是新的波源而發(fā)出球面波,于是,可以越墻而過——出現(xiàn)俗語"隔墻有耳"了(圖2—3). §5 為什么你能分辨出樂隊(duì)中不同樂器,合唱隊(duì)中 不同聲部的聲音——聲的獨(dú)立傳播 獨(dú)立傳播是波的重要特性之一. 當(dāng)你在平靜 的水池中投入一塊石子,你可以看到水波向一側(cè)岸邊傳播過去,繼而又反射回來,與前進(jìn)的波疊合,形成水面上粼粼波形.隨之,水波又向遠(yuǎn)方傳播開去,兩列波的 疊加并沒有影響它隨后的傳播,這是因?yàn)樗ǖ莫?dú)立傳播性能(圖2—3). 節(jié)日的天空里,兩束探照燈柱迎著焰火硝煙的迷霧來往尋索.當(dāng)它們交叉疊合 在一起時,可以見到其交叉處的光有明顯的增強(qiáng),而后又各自向前方射去,好像剛才沒有過疊合一樣,這是光波的獨(dú)立傳播.(圖2—5) 聲波也同樣有獨(dú) 立傳播的性質(zhì).在舞臺上演奏的一個管弦樂隊(duì)或民族樂隊(duì)或電聲樂隊(duì),你可以明顯地分辨出哪是小號聲,哪是小提琴的聲音或長笛的聲音,一一分明.這說明許多樂 器發(fā)出的聲波雖然都在空間里疊合在一起,但它們還是互不干擾,獨(dú)立的傳入你的耳朵(圖2-6).合唱中能分出聲部,也是這樣.一個聲軌里或是一條磁帶上錄 著許多種不同樂器發(fā)出的聲波,經(jīng)過重放,還是獨(dú)立地傳到聽者的耳中. 在嘈雜的背景噪聲中,可以聽出某一個人的聲音,但是,同一聲部里的樂器或合 唱,如許多把小提琴或許多人組成的女高音聲部里,卻常常分不出是誰的聲音,而小提琴同長笛雖然奏同一旋律,還是分得出來的,這說明聲的獨(dú)立傳播以及獨(dú)立接 收是以音色來區(qū)分的. §6 音樂帶給耳膜的振動 ——聲縱波,聲壓,分貝 我們已經(jīng)知道,音樂是一種傳入耳朵里的聲波.大 多數(shù)情況下,是進(jìn)入耳朵里的空氣的振動,沖擊鼓膜,使耳膜產(chǎn)生振動,經(jīng)過傳遞與聽神經(jīng)接觸,于是感受了聲音. 波主要分為兩類:一類是橫波,一類是 縱波.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)或物理量的振動方向與波的傳播方向相垂直的波叫作橫波,如電磁波的電磁場振動方向與傳播方向垂直,是橫波.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)或物理量的振動方向與波 的傳播方向相同的波叫作縱波.聲波是一種縱波.縱波也叫疏密波或壓縮波,好像把一根彈簧壓縮以后再放開并扔出,就一張一縮的向前運(yùn)動那樣.圖2-7所示, 是縱波. 在空氣里傳播的聲波把空氣進(jìn)行局部的壓縮和舒張,也就是使空氣周期性的變疏和變密,或者說是空氣的壓強(qiáng)周期性的變大和變小,比靜止的大氣 壓強(qiáng)增加或減小的部分叫作聲壓. 聲壓一般是很小的.舉一個例子來說,在聲波的頻率是1000赫茲時,一般人的聽閾下限,即剛剛能聽出來的聲壓值是 2×10-5帕,1帕是1牛頓/米-2.夜深人靜時屋里的聲壓大約是2×10-3帕.但十米以外的噴氣飛機(jī)發(fā)動機(jī)的聲壓大約是2×102帕.這樣大的聲 壓,耳膜就會受不了.一個大氣壓是105帕.各種聲響的聲壓大致如圖2-8所示. 由于實(shí)際生活中聲音的強(qiáng)弱變化跨越了好幾個數(shù)量級,于是常常采用 對數(shù)值來表示.把實(shí)際聲壓與一個很小的參考聲壓(2×10-5pa)的比值取常用對數(shù)值再乘以20,叫做聲壓級,用"分貝"(dB)作單位.夜深人靜的居 室內(nèi)的聲壓級約是30分貝.街頭喧嘩的聲壓級約是80分貝.十米以外噴氣發(fā)動機(jī)的聲壓級有140分貝,這已經(jīng)要使耳膜震痛,再大的聲壓就要把耳膜震破了. 重金屬搖滾樂的聲壓級要達(dá)到120分貝以上,這也夠大的了.長期聽高聲壓級的音樂或長期在高噪聲條件下工作,對聽力是有損害的. 聲壓每差一個數(shù)量 級,聲壓級差20分貝.聲壓的相加是分貝的相加,一萬把同樣的小提琴完全協(xié)調(diào)的同步演奏比一把小提琴演奏高出80分貝. §7 手風(fēng)琴上的兩排中音簧 ——"拍" 中型以上的鍵盤式手風(fēng)琴的右手琴鍵,每一個鍵有兩排中音簧,這兩排中音簧的頻率大概相差6至8 個赫茲,其作用是產(chǎn)生"拍"頻. 當(dāng)兩列振動方向相同,強(qiáng)弱差不多,但頻率不同的波疊加時,會產(chǎn)生"和頻"及"差頻".當(dāng)它們之間的頻率相差很小 時,差頻就很明顯,叫作"拍"頻,這兩者頻率相差多少赫茲,每秒就出現(xiàn)多少次的拍頻.例如一個98赫茲的音與一個100赫茲的音疊加,就產(chǎn)生每秒2次的拍 頻.人的耳朵對于以每秒6至8次的頻率作顫音時,聽起來是比較舒服的.因此,鍵盤式手風(fēng)琴上右手同一鍵的兩個中音簧的設(shè)計頻率相差6至8赫茲,就能產(chǎn)生較 好的顫音效果.而俄羅斯的巴揚(yáng)——鈕扣式手風(fēng)琴的右手鍵盤則是單簧的,因此沒有拍頻造成的顫音,這是別具特色的俄羅斯民間風(fēng)味. "拍"的現(xiàn)象在音 樂中還用得很多.弦樂器調(diào)弦時,一根空弦與另一根弦的某一個把位應(yīng)該發(fā)同樣音時,你聽聽它們之間有沒有拍頻,如果沒有,就調(diào)準(zhǔn)了.鋼琴調(diào)律時,由于平均律 與小整數(shù)倍頻之間的微小差別,可以根據(jù)兩個五度或四度或甚至三度音之間的拍頻多少來確定是否調(diào)準(zhǔn)了. 在歷史上,還曾有過根據(jù)一根已知頻率的管與另 一管產(chǎn)生的拍頻數(shù)去測定另一根音管的頻率的記載(圖2-9). §8 曹紹夔治好磐的自鳴 ——聲的共振或共鳴 任何物體都 有其自身的振動頻率,如房屋,機(jī)器,大橋,飛機(jī),樂器,簧片,弦線,人體等等,這叫做固有頻率. 如果從外面給物體加以一定周期性的力,當(dāng)這個外加 的力的頻率與物體的固有頻率相接近時,物體的振動就會因外加的能量與其固有振動同步而大大加強(qiáng),這就是共振,音樂上也稱共鳴. 物體的共振有益處, 也有害處.共振篩可以用于工業(yè)選礦;核磁共振可以用來精確的測定磁場,并已在醫(yī)學(xué)上有廣泛的用途;無線電波的諧振可以在廣闊無垠的天空中,從無數(shù)嘈雜的電 波里選出有用的頻率.但是共振也有害處,房屋的固有頻率如果與地震波的頻率一樣,地震時就容易散架;機(jī)器如果與底座發(fā)生共振,就會劇烈地振顫;士兵的步伐 頻率與大橋的固有頻率一樣,過橋時就會使大橋坍塌. 我國唐朝有一本名叫"劉賓客佳記錄"的書中,記有一則故事:洛陽某僧房中的磐經(jīng)常在齋鐘敲響的 時候自鳴,僧人由此被嚇出病來了.他的朋友曹紹夔得知以后,用銼刀把磐銼去幾個地方,于是,當(dāng)鐘再敲響時磐就不自鳴了,這是因?yàn)榕团c鐘的振動頻率相同而引 起的共振,而把磐磨掉一些就改變了它的固有頻率,于是就與鐘不產(chǎn)生共振了. 聲學(xué)中的共振常叫作共鳴.在樂器中,提琴,豎琴等許多弦樂器都有共鳴 箱.還有一種有共鳴弦的樂器.鋼琴有共鳴板即琴板.有的樂器靠共鳴才聽得見聲.有的樂器靠共鳴來改善音色.唱歌有共鳴區(qū),共鳴點(diǎn).好的提琴的琴箱在許多頻 率上都能引起共鳴,即有比較強(qiáng)和寬的共振峰.經(jīng)過訓(xùn)練的嗓子唱起歌來有較多和較強(qiáng)的共振峰,從而比扯著嗓子叫來得動聽. 第三章 音樂的構(gòu)成 §1表示音樂的物理量——振動頻率,振動 幅度,時間,位相,聲波的譜 歸根結(jié)蒂,音樂是一種聲音,而聲音又是一種在介 質(zhì)中傳播的機(jī)械波.而波,即傳播的振動,有四個要素:振動頻率或周期,振動的振幅或強(qiáng)度,振動延續(xù)的時間即時值,以及波的位相.因此,表示音樂的物理量從 根本上也只能是這些了. 具體說來,我們在音樂中習(xí)慣用周期的倒數(shù)頻率而不用周期,習(xí)慣用與振幅的平方成比例的聲強(qiáng)而不用振幅,時間則用時值這個 詞.至于聲波的相位問題,歷史上曾經(jīng)有個聲學(xué)中的"歐姆定律",認(rèn)為聲波的相位是不起作用的.但是,目前的實(shí)踐和理論表明,聲波的位相問題是現(xiàn)實(shí)存在的. 除了以上這幾個原始的物理量以外,我們還常用聲譜來表示音樂聲."譜"本來就是某個事物按某種程序排列起來的意思.如年譜就是把一個人的活動按時間年代排 列起來,棋譜就是把下棋的走步列位按時間先后排列起來.于是,我們把表示聲音的物理量排列起來,就有以下一些常用的聲譜: 音樂的波形是聲振幅按時 間先后的排列.波形不同,聲音就不同,我們常常用制造不同波形來改變聲音(圖3-1). 由聲級記錄儀記錄下來的聲級圖,是表示聲波強(qiáng)度的聲壓級隨 時間的變化(圖3-2). 聲壓(或聲壓級)或聲功率或聲強(qiáng)按頻率的分布就是頻譜.頻譜有分列譜和連續(xù)譜.頻譜圖上的包絡(luò)線的極大值就是共振峰.迄 今為止,頻譜仍是研究聲音的主要手段之一.(圖3-3) 可以把聲音強(qiáng)弱即聲壓或聲強(qiáng),頻率和時間同時顯示出來,叫作三維語聲圖,如圖3-4.這張 平面圖上的縱軸是頻率,橫軸是時間而深淺則表示強(qiáng)度,這種三維聲圖叫"語聲圖",是因?yàn)樗紫仁窃谘芯空Z言聲學(xué)時用的. 這張用計算機(jī)畫出來的像高 高低低呈丘陵?duì)畹牧Ⅲw圖也是三維聲圖(圖3-5).平面上的兩個軸是頻率和時間,山包的高度是聲強(qiáng),山峰處即共振峰.這些峰表示共振峰隨時間而變化.把這 張圖"切"開,在I—f面上就是頻譜,I—t面上就是某一頻率的聲音強(qiáng)度的時間變化,f—t圖即頻率與時間的關(guān)系. 利用現(xiàn)代技術(shù),我們還可以用激 光全息的方法把產(chǎn)生聲音的振動模式記錄下來.還有,干脆用機(jī)械的,磁的,光的技術(shù)把聲音全部記錄并貯存起來.圖3-6是用激光全息技術(shù)記錄下來的小提琴的 振動模式. §2 音樂的主觀量 ——音調(diào),響度,音色和時值 我們已經(jīng)介紹過作為聲波一種的音樂及其客觀物理量.但是音樂 終究是一種藝術(shù),是一種人們的審美感受.不管是作曲家,演奏家,指揮家或歌唱家以及欣賞音樂的聽眾,每個人都有自己的情感,思想和審美標(biāo)準(zhǔn).一首樂曲,一 首歌曲或一部音樂作品,都要通過有主觀感覺的人的創(chuàng)作或表演,才能給欣賞者以藝術(shù)的享受.那么,這些表示音樂的客觀量又是如何在人的感覺上得以體現(xiàn)呢 有哪些可以表達(dá)音樂的主觀量 客觀與主觀之間又如何聯(lián)系,有什么差別呢 歷史上,聲學(xué)的奠基人之一,德國物理學(xué)家亥姆霍茲就曾提出過,音調(diào),響度 和音色是音樂的三個主觀量,在許多地方一直沿用至今.當(dāng)然,其內(nèi)涵是在不斷發(fā)展的.音有一定高低.唱歌有高音,低音之分,小提琴的聲音比大提琴高,女人的 聲音比男人高.所以音調(diào)是一個主觀量.一般來說,發(fā)聲體的振動頻率越高,人們聽起來音調(diào)也越高;發(fā)聲體的振動頻率越低,人們聽起音調(diào)就越低.音調(diào) (pitch)■也曾稱作音高. 音樂上用音名來表示音調(diào),即用C,D,E,F,G,A,B及升,降號來表示.如果表示不同的八度還有小字一組即 c1—b1,小字二組即c2—b2,此外還有小字組,大字組……等等.正對著鋼琴鑰匙孔的中間的一組音的音名是小字一組即 c1,d1,e1,f1,g1,a1,b1.中國的黃鐘,大呂,太簇,應(yīng)鐘……等是音名,同時也是律名. 凡是要合奏,合唱或制造可以同別的樂器合 奏的樂器,都必須有一個共同的音調(diào)(高)標(biāo)準(zhǔn),不然就合不到一起. 現(xiàn)在把a(bǔ)1的頻率定為440赫茲,叫作國際標(biāo)準(zhǔn)音調(diào),這是在1934年定下來 的,稱為第一國際音調(diào).又在1939年重新確認(rèn).有些國家每天的廣播中都播出這個標(biāo)準(zhǔn)音調(diào).還有把c1=256赫茲作為標(biāo)準(zhǔn)音調(diào)的,這叫作物理音調(diào),目前 已不多用.各指揮家或演奏家也可以自己確定音調(diào)標(biāo)準(zhǔn),如有的鋼琴演奏家愿意把a(bǔ)1定得高一些,如a1=444.00赫,這樣,整個琴的音就更明亮了. 頻 率與音調(diào)并不是嚴(yán)格按比例對應(yīng)的.一般認(rèn)為,頻率每增高為2倍,音調(diào)聽起來高一個八度.這僅僅在中頻段里是這樣.在高音部分,聽感偏低,即頻率增加一倍, 聽起來不到高八度而偏低.于是,要把頻率調(diào)高一些,以適應(yīng)人的耳朵.低音段則聽感偏高,于是需要把頻率調(diào)低一些,這偏高和偏低在鋼琴上最大會達(dá)到30至 40"音分".鋼琴上每相隔"半音",相鄰兩鍵按等比分為100音分.音調(diào)有個單位叫"美",在音樂界一般不大熟悉也不大去用. 樂音聽起來有一定 的強(qiáng)弱,即音的響度,這是樂音的第二個主觀量.音的能量越高,聲強(qiáng)越大,聽起來響度就越大.但是這兩者也不是按比例一一對應(yīng)的.例如,對于低音,同樣的聲 強(qiáng),聽起來響度比較低,而在某個頻率處,如3k赫茲附近,同樣的響度聲強(qiáng)最小,即這地方的聽覺最靈敏.響度有個專門的單位叫"宋",在音樂界也是不被常用 的. 至于音色,那更是一種主觀感覺了.從傳統(tǒng)來講,決定音色的因素主要是頻譜,所以常常根據(jù)頻譜模仿各種音色.但是實(shí)踐表明,音的起始和結(jié)尾時的 瞬態(tài)情況,即"音頭"和"音尾",也同音色很有關(guān)系.例如,如果你把音頭截掉,那就很難分辨出長笛還是小提琴.又如你把錄音磁帶倒過來放,當(dāng)然頻譜不會改 變,但音色不同.音色不僅與頻譜的組成,即基頻,諧波和分音的數(shù)目,長短,相對強(qiáng)度,分音的不協(xié)和程度及瞬態(tài)有關(guān),還與基頻和諧波在聽音區(qū)的位置有關(guān),這 是由于人耳對于各種頻率的響度反應(yīng)不同.音色也與聽者距聲源的距離有關(guān),這是因?yàn)橐粋€音中的各種成分的衰減不同.而且音色感與年齡,職業(yè),本人的經(jīng)歷等有 關(guān).對于音色的客觀基礎(chǔ)是什么這一課題,一直被人們所研究. 綜上所述,可以把音樂歸結(jié)為四要素:即音調(diào),響度,音色和時值. §3 和弦的協(xié)和性 ——音程,頻率比,音分,調(diào)式,和弦 在鋼琴上,音調(diào)每相差"八度",在其間按等比等分成十二份,即十二個"半 音".每兩個半音("小二度")構(gòu)成一個"全音"即"大二度".一個"全音"加上一個"半音"叫作"小三度".兩個全音構(gòu)成"大三度".然后又有兩個全音 加上一個"半音"成為"純四度".三個"全音"是"增四度".再加上一個"半音"成"純五度".逐步加上去,有"小六度","大六度","小七度","大 七度"以至十二個"半音"或六個"全音"即成"八度"了.這些"度","全音","半音"都表示音調(diào)間不同的距離,就是"音程". 前面講過,音調(diào) 與頻率基本上有一一對應(yīng)的比例關(guān)系,因此音程還可以用"頻率比"來表示. 對于聽覺或音樂實(shí)驗(yàn),理論分析以及樂器制作來說,如果音程間每個臺階是" 半音",就嫌太大了.于是把鋼琴上的"半音"等比地等分為100份,每一份是一個"音分",這也是一種"音程". "音程"在音樂上是一個非常重要 的基礎(chǔ)知識.音調(diào)按不同音程關(guān)系由低至高順序排列,就構(gòu)成不同"調(diào)式"的音階.音階由七個聲音構(gòu)成的叫做七聲音階,由五個音構(gòu)成的叫做五聲音階.在鋼琴上 任意取一個音為調(diào)式主音,稱作為"第一音".其高八度音也是調(diào)式主音,是七聲音階的0043第八音.如果七聲音階中第三,第四音和第七,第八音之間是半 音,其余第一,二,第二,三音,第四,五音,第五,六音和第六,七音之間都是全音,則聽起來自然是dol,rei, mi, fa, sol, la, te, dol(高八度).用簡譜寫是1,2,3,4,5,6,7,i(圖3-7),即為自然大調(diào)式的音階即自然大音階. 如果從調(diào)式主 音開始,七聲音階中第二,三音和第五,六音之間是半音,其余各音之間即第一,二,第三,四,第四,五,第六,七,第七,八音之間都是全音,則聽起來就是 la,te,dol,rei,mi,fa,sol,la(高八度),用簡譜寫是6,7,1,2,3,4,5,6(圖3-8),即為自然小調(diào)式的音階即自然 小音階. 和聲小調(diào)式也是一種常用的調(diào)式,它僅僅是在自然小調(diào)式的音階中把第七音升高半音,聽起來是 la,te,dol,rei,mi,fa,se,la(高 此外,還有旋律小調(diào)式等各有不同音程排列. 從音樂上講,兩個以上的音同時發(fā)聲就 有了和聲效果,由此出發(fā),發(fā)展了和聲學(xué),和聲學(xué)中最基礎(chǔ)的理論是和弦理論,即三個或三個以上的音按三度疊置就構(gòu)成"和弦". 按前所述,音程可以 用"度"或"頻率比"或"音分"來表示,因此,多少度音程就有相應(yīng)的頻率比或音分值.和弦中幾個音的關(guān)系也有一定的頻率比. 所謂"大三和弦"是一 個"大三度"再疊置一個"小三度",聽起來是"dol,mi,sol"("1,3,5")或"fa,la,dol(高八度)" 等,而小三和弦則是 一個"小三度"再疊置一個"大三度",即聽起來 或"mi,sol,te"("3,5,7")等. 對比"大三和弦"和"小三和弦"的聽感, 我們總是覺得大三和弦更和諧些,這是因?yàn)榇笕拖业娜齻€音的頻率比為4:5:6,要比小三和弦的三個頻率比10:12:15更接近小整數(shù)比(不同律制有些 小差別,我們在以后還要講到).凡是兩個音或幾個音的頻率比越小,那它們在一起發(fā)聲就越諧和,這可以解釋為它們的諧波有更多的重合的地方.例如一個基頻為 f1:f2:f3=400:500:600赫的大三和弦,f1的三次諧波(400×3=1200赫)與f3的二次諧波(600×2=1200赫)重 合,f1的五次諧波(400×5=2000赫),與f2的四次諧波(500×4=2000赫)重合.對于小三和弦就比較差些,即如果一個小三和弦基頻比是 f1:f2:f3=400:480:600赫茲,那么諧波的第一次重合是f1的六次諧波(400×6=2400赫)與f2的五次諧波 (480×5=2400赫)與f3的四次諧波(600×4=2400赫),圖3-10是大三和弦諧波的頻譜. 從音程看也是如此,在"純律"的情況 下,八度音程的兩個音的頻率比是1:2,五度是2:3,四度是3:4,大三度是4:5,小三度是5:6或27:32,大二度是8:9或9:10,小二度是 15:16或24:25,頻率比越來越大,協(xié)和程度就越來越差. §4 "平均律","五度相生律"和"純律" ——生律方法與頻率(音調(diào)) 的關(guān)系 把兩個相差八度音程之間的音順序排列,就成為音階.前已講過,在一個八度之內(nèi)有五個音的就叫五聲音階,有七個音的就是七聲音階. 把一個八度音程分成十二個音,就是半音階.常見的就是這幾種音階. 從一個音出發(fā),如何"生"出音階中各個音,有不同的"生律"方法.不同的生律方 法也就是不同的"律制".用不同律制構(gòu)成音階,就形成不同的"音律".這都是有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法的.音律中的每一個音也叫"律".我們在這里僅簡略地講一 下. 音階中的各個音都有音名,由于生律方法不同,不同律制生成音律中的同名音.例如都是c1,其頻率是不一樣的.不同律制下的各律之間的音程或頻 率比也是不一樣的,于是就成了各種音律理論.現(xiàn)在我們就從物理內(nèi)容上來看看音律學(xué). 最常用的三種律制是"十二平均律","五度相生律"和"純 律". 當(dāng)前的鋼琴和所有鍵盤樂器用的都是"十二平均律",就是把一對八度音,即頻率比為1:2的兩個音之間按頻率等比分為十二個"半音". 西 歐早了幾十年. 十二平均律有許多優(yōu)點(diǎn),它易于轉(zhuǎn)調(diào),簡化了不同調(diào)的升,降半音之間的關(guān)系,即對所有調(diào)都有#c=bd,#d=be等.帶"品"的弦 樂器也是用的十二平均律.十二平均律是當(dāng)前最普遍流行的律制,鋼琴家巴赫很推崇十二平均律,他寫下了大,小調(diào)各兩套十二平均律鋼琴曲48首.雖然,十二平 均律沒有純律或五度相生律那樣"純".但一般人們的耳朵也已適應(yīng)了十二平均律.除十二平均律外,還可以有五平均律,六平均律,十四平均律等等. 如 果從一個調(diào)式主音開始,不斷地用三倍頻(上生五度)或1/3倍頻(下生五度)得出的音律就叫"五度相生律".這是一種最古老的,也是與自然最相匹配的律 制,即把弦線或管長加上或減少三分之一生成下一律.五度相生律現(xiàn)在已較少使用,在弦樂器的獨(dú)奏中有時還用到. 如果采用三倍頻(包括1/3倍頻)和 五倍頻(包括1/5倍頻)生律,就成為純律.純律的各音之間有最小的整數(shù)比關(guān)系,而十二平均律和五度相生律有時就會差一點(diǎn)點(diǎn).因此,人們聽起來純律最為" 純凈","和諧".純律主要在無伴奏合唱中使用,中國的古琴也有人說是用的純律.圖3-11是各種律制的大致應(yīng)用情況. 三種律制是基于不同的頻律 比關(guān)系而生成的,有的同一音名的音頻率相差很大,有的相差小些,還與采用什么調(diào)有關(guān).各個時期的各個國家和地區(qū)在同一律制下還會有不同的生律順序,結(jié)果也 必然是不同的. 當(dāng)遇到幾種律制混用的時候,就會出現(xiàn)"打架"的情況.究竟"律"學(xué)的理論要細(xì)分到什么情況呢 還必須與 圖3-11幾種律制 的應(yīng)用情況 人的耳朵能在各種情況下把音調(diào)差分辨到什么程度聯(lián)系起來考慮. 音律學(xué)在音樂理論中對有些人來說往往是令人頭疼的數(shù)學(xué)問題,而從 物理上區(qū)別其生律方法的不同,就很簡單了. §5 音樂樹 ——音樂的時空關(guān)系 現(xiàn)在我們把音樂從三個基本要素:音調(diào)(頻 率),響度(聲強(qiáng))和時值或再加上一個音色(頻譜)出發(fā),來看整個音樂世界的構(gòu)成.整體說來,音樂就是不同音調(diào),響度,時值和音色的音在時間和空間域中的 運(yùn)動. 讓我們來畫一株音樂樹(圖3-12),它有三個主枝杈,在音調(diào)這一枝上:音程,音階,和聲,和弦,和弦外音,調(diào)式以及音律學(xué),都是各音的音 調(diào)之間的關(guān)系:音程是音調(diào)之間的距離,音階是音調(diào)按順序的排列,和聲與和弦是音調(diào)不同的音的疊合,和弦外音是音調(diào)不在和弦結(jié)構(gòu)內(nèi)的音,調(diào)式是表示一個八度 音程內(nèi)的各個音的音程關(guān)系,音律學(xué)是研究一個八度音程之內(nèi)確定各個音的音調(diào)的方法和各音間的音調(diào)關(guān)系. 音調(diào)與時間的關(guān)系可以組成以下的內(nèi)容:旋 律,包括"動機(jī)",樂節(jié),樂句,樂段以至整個曲調(diào),都是音調(diào)隨時間的運(yùn)動.五線譜實(shí)際上是一個音調(diào)——時間譜.旋律音型,顫音,曲式,單音色的演奏,演唱 等也都是音調(diào)隨時間的運(yùn)動.對位法,和弦的連接,則是多重音調(diào)隨時間的變化及其織體.實(shí)際上音階和調(diào)式是在一定時間過程中體現(xiàn)出來的,因此,也隱含著音調(diào) 隨時間變化的因素. 響度與時間構(gòu)成拍子,節(jié)奏,節(jié)奏型,震音等,打擊樂的樂譜實(shí)際上是音的強(qiáng)度-時間譜. 頻率與聲強(qiáng)則構(gòu)成頻譜. 更 多的情況是幾種要素的同時作用.合唱,合奏,有伴奏的演唱是音色,響度,旋律,時值等都隨時間的變化.配器法,作曲法是研究這些組合的方法,而總譜則體現(xiàn) 出這些因素間的綜合的關(guān)系. 可以預(yù)見,音色隨音調(diào)的變化,音色隨響度的變化,音色隨時間的變化等等,都可以組合且肯定存在相對應(yīng)的關(guān)系,這里的許 多規(guī)律還有待我們?nèi)ヌ剿? §6 音樂作品的風(fēng)格 ——構(gòu)成不同風(fēng)格特點(diǎn)的因素 我們知道,不論是自然科學(xué)還是社會科學(xué),也 不論是技術(shù)科學(xué)還是各門藝術(shù),在其各個層次上,都有不同的"要素",構(gòu)成每種學(xué)科的各個不同深度和廣度的內(nèi)容. 一部音樂作品從創(chuàng)作到演出的每一個 環(huán)節(jié)里都滲透著人的思想和感情.音樂作品是有個性,有風(fēng)格的."風(fēng)格"就是一件事物區(qū)別于另一件事物的個性特點(diǎn).歸根結(jié)底,風(fēng)格是一種主觀感覺,但它也是 由不同的要素所構(gòu)成,由一些客觀基礎(chǔ)升華而形成的.音樂是一門主客觀結(jié)合的藝術(shù),下面我們就來討論一下構(gòu)成音樂作品不同風(fēng)格的各個因素即其客觀基礎(chǔ). 1. 拍子 華爾茲是三拍子,進(jìn)行曲是兩拍子,爵士音樂多用切分拍子.有時一首曲子改變一下拍子,風(fēng)格就變了.如"友誼地久天長"原是4/4拍子,在電影"魂斷藍(lán)橋" 中改成三拍子,味道就不一樣了. 2.節(jié)奏 各民族,各地區(qū),各時代的音樂有其不同的節(jié)奏特點(diǎn).如華爾茲第一拍重,第二,三拍輕,而約翰·斯特勞斯的圓舞曲則第二拍還略微長些.一聽中國腰鼓的節(jié)奏就 與朝鮮的長鼓有顯著的區(qū)別.搖滾樂則是第二拍重. 3.調(diào)式 中國陜北"信天游"的"徵"調(diào)式與內(nèi)蒙牧歌的"羽"調(diào)式是不會混淆的.日本"櫻花"的五聲音階調(diào)式是"mi,fa,la,'te,dol" (3,4,6,7,i),不會與中國漢族的五聲調(diào)式相混淆. "草原味".布魯斯的大調(diào)音階中降第三音(bmi)和第五音(bsol),第七音 (bte),使人一聽就區(qū)別于別的音樂. 5.和弦我國西南地區(qū)彝族,哈尼族多在主和弦(do,mi,sol)中形成曲調(diào).俄羅斯民歌多用和聲小調(diào) 式中的五級和弦等. 6.速度進(jìn)行曲的速度不能太慢.迪斯科的標(biāo)準(zhǔn)拍子是每分鐘125拍.有時一首曲子改變了速度,風(fēng)格就不一樣.如原蘇聯(lián)的"祖國 進(jìn)行曲",男低音獨(dú)唱可以慢唱,則舒展,寬廣,滿懷深情;而用童聲合唱快唱則熱烈,奔放,充滿朝氣. 7.聲強(qiáng)如重金屬搖滾樂"標(biāo)準(zhǔn)"的聲強(qiáng)要有 120分貝以上. 8.樂隊(duì)組織電子音樂由合成器或電子琴,電吉他,電貝司,架子鼓等組成.爵士樂隊(duì)則少不了薩克管和小號或鋼琴,俄羅斯民間樂隊(duì)則 以曼陀林等彈撥樂器加手風(fēng)琴為主.中國民樂隊(duì)有嗩吶,笛子,板胡.昆曲以曲笛為主,京劇有京胡,京二胡,月琴三大件加板鼓等.各地區(qū),各民族的民間樂器組 成的民族民間樂隊(duì)常常是生活氣息的集中表現(xiàn). 9.伴唱形式號子,船歌等是一人領(lǐng)眾人和,如中國的川江號子,印尼的"星星索"等. 10.嗓 音使用西洋歌劇里的女高音有花腔,抒情,戲劇之別.中國京劇里的小生用小嗓,花旦,青衣用假嗓,花臉用大嗓,老生,老旦則用本嗓等.還有許多不同劇種,都 是用的不同嗓音.單就假嗓一項(xiàng),我國就不下幾十種用法. 11.過門,填頭形式或音樂的織體如中國評劇的填句都落在唱句的最后音上等等. 12. 演唱,演奏,指揮風(fēng)格這是不言而喻的,每個人或者每個時期都會不同. 由以上諸多特點(diǎn),可能還有別的,構(gòu)成了一定體裁的音樂.如爵士是十二音調(diào)式無 調(diào)性或弱調(diào)性,切分節(jié)奏,以薩克管,小號,鋼琴等輪流作為主奏樂器,即興演奏.迪斯科是2/4拍子,標(biāo)準(zhǔn)速度是每分鐘125拍,常常反復(fù)重復(fù)同一個旋律, 電子樂隊(duì)伴奏,強(qiáng)節(jié)奏,弱結(jié)尾等.臺灣校園歌曲則是民族調(diào)式,通俗歌謠體,鄉(xiāng)土氣息,富于人情味.理查德·克萊特曼的鋼琴演奏則是旋律性較強(qiáng)的小曲為多; 旋律的拍子較自由,常有拖后一點(diǎn)點(diǎn)似流行歌曲的唱法,切分又如爵士的表現(xiàn),有時加"小花";左手伴奏常用所謂"克萊特曼十度";不少用"變奏",相對來說 技術(shù)難度不是很大,因此通俗易懂,富于生活氣息和人情味,人稱"情調(diào)鋼琴";配以管弦樂及電子樂隊(duì)伴奏,效果更為突出.讀者不妨去試試,去概括你所熟悉或 喜歡的某種音樂或戲曲體裁的風(fēng)格特點(diǎn),這對你提高音樂欣賞能力將是會大有好處的. 我們把形成風(fēng)格特點(diǎn)的因素畫成一個圖(圖3-13),如果前面是 一棵音樂樹的話,則這就是一朵"風(fēng)格花"吧! 圖3-13"風(fēng)格花" 第四章 樂器物理 §1色彩紛呈的世界 ——形 形色色的樂器 如果不把一些自然音響如流水聲,清晨的鳥啼聲,秋夜的蟲鳴聲等在特定的情況下也算成音樂的話,那么,自古以來,音樂就分成 兩大類,即人的歌唱和樂器的發(fā)聲.而在這兩類音樂中,無論從音域的廣闊,音色的豐富,強(qiáng)弱的變化,聲部的多少等方面,樂器都是大大地超過人聲的. 人 們在各種場合都要使用樂器.古時人們在歡慶狩獵勝利時要敲擊石塊,即所謂"擊石■石,百獸率舞",這里的"石"就是原始的磐,并且要彈起弓弦,因此,弓又 同時是音樂的標(biāo)志.在各種正式的典禮場合如帝王登基,祭天地,祀祖宗都要奏樂."樂"是"六禮"之一,行軍打仗要奏樂,古今中外的軍隊(duì)里都有樂隊(duì)編制.婚 喪喜慶要奏樂,吹鼓手一直是一種行業(yè).琴棋書畫是中國古代文人雅士情趣所在.中世紀(jì)以來,外國上層人士的社交場合中往往要演奏鋼琴或其它樂器.現(xiàn)時賓館大 廳里都少不了放一臺高級的三角鋼琴,并有樂手不停地演奏……各種娛樂場合,那就更要奏樂了. 世界上,各個民族,各個地區(qū)的傳統(tǒng)文化中,都少不了有 樂器這一門類.我國苗族的蘆笙,維吾爾族的熱瓦甫,哈薩克族的冬不拉,僮族的銅鼓,蒙族的馬頭琴,彝族的葫蘆竺等等,都是帶有特色的樂器.外國的如朝鮮的 長鼓,印尼的"杭格拉",俄羅斯的巴揚(yáng),羅馬尼亞的排簫,蘇格蘭的風(fēng)笛,非洲,拉丁美洲……都有具備鮮明民族或地區(qū)特色的樂器. 有很小的樂器,也 有很大的樂器.最簡單的樂器,也是最小的樂器,是一截蘆葦或一片竹葉,放在嘴里就可以吹出美妙的旋律.最復(fù)雜的樂器也是最大的樂器是像一整幢房屋的大型管 風(fēng)琴.它可以改變幾千種音色,同時發(fā)出幾十個音,而電子合成器則可以說是內(nèi)部微結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的樂器.同樣是個管樂器,藏族人舉行宗教儀式時的大喇叭長達(dá) 4.5米,而"管子"則可以小到放在嘴里玩弄自如. 樂器的音色也是千差萬別的.二胡可以奏得如訴如泣,馬頭琴則深沉渾厚,小號嘹亮挺拔,大提琴穩(wěn) 重舒展,小提琴柔和纖細(xì),雙簧管甜美圓潤,大號粗獷洪亮,長笛含蓄清新,洞簫則低沉,飄逸……. 各種樂器的個性也各不相同,有的合群,可以與各種 樂器合奏;有的則太"個別",顯得"鶴立雞群",只能"以我為中心". 這些樂器色彩紛呈,千差萬別,形形色色,爭奇斗艷,形成了一個奇妙的樂器王 國. §2 是樂器還是儀器 ——樂器中的物理 我國著名的物理學(xué)史專家吳南薰先生在30年代曾經(jīng)有過一個精辟的論點(diǎn):歷史 上第一件樂器,即在獸骨上打一個孔,成為一支人工制造的笛子,這也是歷史上第一件物理儀器.對于這一觀點(diǎn),至今還很難舉出反對它的理由. 樂器就是 發(fā)出音樂聲的機(jī)器.因此,任何一種樂器實(shí)際上也就是一種聲學(xué)儀器.下面讓我們進(jìn)一步對樂器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的剖析. 首先,一個樂器必然有聲源,即振 動源.弦樂器的振動源是振動的弦線.管樂器的振動源可以是振動的簧片,如單簧管,可以是嘴唇的振動,如銅管樂器,也可以是邊棱形成的氣流振動,如笛子.簧 振樂器的振源是簧片的振動,鼓的振源是一個圓膜,鐘的振源是整個鐘體,電子樂器的振源可以是石英振蕩器或是振蕩電路.振源是任何樂器必不可少的. 樂 器都有發(fā)聲體.有的樂器的振源就是發(fā)聲體,如鼓皮,鐘體,口琴或手風(fēng)琴的簧片等.管樂器是靠管來決定音調(diào)的.空氣在管內(nèi)形成駐波,通過管口把聲音傳播出去 而發(fā)聲.有的簧管樂器是由簧和管共同決定音調(diào),在管口處發(fā)聲的. 不少樂器的發(fā)聲體還包括了共鳴體,如提琴的弦線振動發(fā)出一定音調(diào)的音,但聲音很 小,幾乎聽不出來.通過琴馬,音柱把振動傳到琴箱的上下音板,使弦線與琴箱產(chǎn)生共鳴,才能發(fā)出我們現(xiàn)在所聽到的提琴的聲音. 有些樂器還有附件,如 大提琴的支桿是一種支持體,還如柳琴的撥子,風(fēng)琴的風(fēng)箱,提琴的指板,琴馬等.這也同儀器一樣,要有個支腿,配件等. 樂器作為一種聲學(xué)儀器,除了 本身結(jié)構(gòu)以外,其發(fā)聲原理,聲駐波的形成,聲頻的合成,聲波的傳播,電子樂器的調(diào)制和控制,數(shù)字音源的制作,線路或結(jié)構(gòu)設(shè)計等都是物理內(nèi)容. 樂器 的分類要以其發(fā)聲的物理機(jī)制為依據(jù).制作樂器材料的性能,如濕度,硬度,彈性模量,密度,聲波在材料中的傳播速度,材料的阻尼性質(zhì),聲阻抗等,都是物理屬 性.材料的處理,如人工老化,加濕,烘烤,上保護(hù)層等,都是物理方法,用的是物理測量儀器.許多研究樂器的方法如頻譜分析,波形觀察,激光全息,聲電模擬 等等都是物理方法.樂器的保存和維護(hù)如保持一定溫度,濕度等,都是物理環(huán)境. 因此,物理學(xué)是樂器學(xué)的基礎(chǔ).當(dāng)然,還要加上人的演奏以及音樂學(xué),美 學(xué),心理學(xué)以及工藝等,才是樂器學(xué)的全部. §3 對一件好樂器的要求 ——樂器的主要聲學(xué)參數(shù) 除了外表美觀以外,樂器演 奏家常常以"得心應(yīng)手"這個詞來形容他心愛的樂器.那么,讓我們先來剖析一下"得心應(yīng)手"到底包含有哪些內(nèi)容 依筆者看來,主要有:樂器的音準(zhǔn)是好的,性能是穩(wěn)定的,音色是優(yōu)美的,表現(xiàn)力是強(qiáng)的,特別重要的是可以隨心地控制.下面從聲學(xué)的角度,讓我們再來看一看這 些都體現(xiàn)在哪些聲學(xué)參數(shù)上! 樂器要有寬的音域.有些樂器的音域是固定的,如鋼琴.有些樂器的音域是可以改變的,如提琴音域的上限有一定范圍變化的 余地.有些樂器的音域?qū)嶋H上是可以改變的,如手風(fēng)琴的變音器可以上,下改變一個八度等.當(dāng)然,我們希望樂器有一個較大的音域. 音準(zhǔn)好是樂器的起碼 條件.有些樂器的音準(zhǔn)是可以調(diào)整的,如鋼琴.這樣,音準(zhǔn)的好壞有賴于調(diào)琴師和演奏者的耳朵.有些樂器的音準(zhǔn)是不能隨便調(diào)整的,如普通竹笛的笛孔,要靠選購 時挑選好.雖然技藝高超的演奏家,通過按部分音孔,可以對音調(diào)作部分調(diào)整,但這不是辦法,在快速演奏時就不行了.音準(zhǔn)又包括絕對音準(zhǔn)和相對音準(zhǔn),如果一個 樂器的絕對音準(zhǔn)不好而且是不可調(diào)的,或者是臨時調(diào)試不方便,那么兩個樂器在合奏時就"打架"了.相對音準(zhǔn)不好,即音階中各音不能按律制規(guī)定的關(guān)系正確發(fā) 音,那即使是獨(dú)奏也是難受的. 音準(zhǔn)的穩(wěn)定性也是一項(xiàng)樂器的聲學(xué)參數(shù).溫度或濕度的變化會使樂器的音調(diào)發(fā)生變化,這主要在于制作樂器的材料的性能. 尤其可怕的是在一次演奏過程中樂器音準(zhǔn)的變化,如吹奏樂器由于以體溫的空氣吹入樂器之中,會使其溫度漸漸升高,從而使音調(diào)也發(fā)生變化.提琴等弦樂器"跑了 弦"則是調(diào)弦柱固定不好所致. 一般來說,好的樂器在同類樂器中音量是較大的.音量的變化范圍即動態(tài)范圍大,也是樂器性能好的標(biāo)準(zhǔn)之一.這就是說, 輕要輕得下去,響能響得起來.這除了演奏技巧以外,樂器本身的性能是基礎(chǔ).樂器的音量還要求均勻,即在整個音域中,音量大小要差不多.如有的鋼琴低音部分 蓋過了高音部分,就不好了. 樂器的激發(fā)閾值和反應(yīng)靈敏度.激發(fā)閾值是指要費(fèi)多大的力氣才能使樂器"起動",發(fā)出最小的聲音,當(dāng)然以不太費(fèi)勁為好. 樂器對演奏者的反應(yīng)靈敏自然是很重要的,這是指這件樂器接受演奏者的操作后,能以多快的速度作出反應(yīng),當(dāng)然以快為好.這也決定這件樂器可能以多快的速度變 換發(fā)音.通常是激發(fā)閾值高,反應(yīng)靈敏度就會降低,會感到很"重","拖不動". 反映音色的是頻譜以及一個音起始和結(jié)束時的瞬態(tài)狀況.另外,共振峰 的位置,多少,強(qiáng)度也會影響音色.一件樂器的音色也要求均勻,如鋼琴常常在高,中音弦及中,低音弦的連接處出現(xiàn)音色的"不連續(xù)". §4 決定樂器發(fā)聲的四要素 ——材料,結(jié)構(gòu),工藝和演奏 樂器的表現(xiàn)力為什么如此千差萬別,色彩紛呈,這是由哪些因素決定的呢 下面我們從樂器的材料,結(jié)構(gòu),工藝和演奏四個方面,即決定樂器發(fā)聲的四要素來說明它們0060對發(fā)聲的影響. 首先是樂器的材料.應(yīng)該說任何材料都 可能制成樂器,但是有優(yōu)劣之分,雅俗之分.例如:小提琴的面板就要用杉木,云杉等,背板要用楓木.木材的紋理要細(xì),勻,順,而且要用一,二百年以上的樹 木.對木材的干燥度,動態(tài)彈性模量,傳聲速度,密度等都有一定要求,才能得到優(yōu)質(zhì)的提琴.高級鋼琴的琴板則要求用意大利松木或挪威的云杉,銀杉,美國的白 松,紅松,黑松等.這些材料的聲阻低,傳聲快,傳輸損失小,共振峰高.提琴的指板,琴弓要用硬木或特殊的木材.弓弦要用馬尾,而且還規(guī)定有一定的粗細(xì)和長 度.鋼琴的琴槌也會影響音質(zhì),琴槌的毛氈較硬,則音色脆亮,較軟則音色比較柔和.胡琴的蒙皮以蟒皮為上乘,如用木板則成了板胡.竹笛和洞蕭用竹也大有講 究,其成熟程度,生長年齡,含水率,粗細(xì),圓度,硬度,密度,彈性模量,表面光滑程度等都與聲音的質(zhì)量有關(guān).如以選用毛竹,金花竹,苦竹制笛,紫竹制蕭等 為好.西洋木管樂器宜用優(yōu)質(zhì)硬木,至今用塑料制作的木管樂器還不能與木質(zhì)的相匹.銅管樂器則以銀制為佳.即使是彈撥用具的材料也會影響音樂的效果. 樂 器的結(jié)構(gòu)也對音質(zhì)影響很大.特大的樂器都是低音樂器,如大號,巴松,大貝司,大胡等,其振動頻率較低.樂器的外形大小也同音量有關(guān),三角鋼琴比立式鋼琴有 更大的琴箱和琴板,自然音量也大.各種弦樂器都有共鳴箱即琴箱,有許多還有音孔.音孔的大小,形狀,位置都會影響音質(zhì).琴馬的大小,厚薄和形狀,位置,也 都會影響振動的傳播.鋼琴有了踏腳瓣,可以使演奏增加很大的變化.鋼琴擊弦點(diǎn)的位置不同也會使諧波成分發(fā)生變化并改變音色.管樂器喇叭口的形狀不同會使輻 射出去的聲能多少有很大改變.笛子的長短,粗細(xì),吹孔和音孔的大小,形狀,吹口處邊棱的厚薄,笛尾的長短,厚薄,粗細(xì)等都能夠影響吹奏出來的音質(zhì). 至 于樂器的演奏,則各行有各行的工夫.拉提琴的手,指,腕,臂上都有工夫.弓法,弓位,運(yùn)弓角度和力度,撥奏的速度,力量,位置,觸點(diǎn)大小等,都會影響音 質(zhì).鋼琴的手指觸鍵和踏瓣的使用,笛的運(yùn)氣及口,舌,指上的工夫,手風(fēng)琴的運(yùn)風(fēng)箱,銅管樂器的吹氣方向,角度,口形等都與發(fā)聲有關(guān). §5 管弦樂隊(duì)里的聲部 ——樂器按發(fā)聲的物理機(jī)制分類 在各不相同的樂器世界中,怎樣去劃分類別,找出綱目,以便研究,使用,配合呢 自古至今,樂器的分類是一門學(xué)問,雖已有個大體的端倪,但還是不無爭議.下面,讓我們揀主要的談幾點(diǎn): 我國古代把樂器分為八大類即"八音".有所 謂"八音齊奏",這"八音"實(shí)際是八種制作樂器的材料,即:金——金屬材料如青銅制的鐘,鐃,鈸;石——玉,石材料如石磐;土——陶土材料如■,缶;革 ——獸皮材料如鱷皮制的鼓;絲——絲弦樂器,如琴,瑟,箏;木——木質(zhì)材料的■■;匏——葫蘆瓢制的如笙;竹——竹制的管,排簫等(圖4-1). 還 有人按用途把樂器分類,如行軍樂器,宮廷樂器,狩獵樂器,伴奏樂器,民俗樂器等.也有人以演奏方法和演奏機(jī)制把樂器分類,如吹奏樂器,彈撥樂器,鍵盤樂 器.也有是按發(fā)音體分類的,如弦鳴樂器,膜鳴樂器,體鳴樂器,氣鳴樂器等. 管弦樂隊(duì)中樂器的聲部劃分一般是分為弦樂器,管樂器和打擊樂器三大部 分,這基本上是按發(fā)聲的物理機(jī)制劃分的,但也僅僅是大體如此."打擊樂器"的叫法就比較含糊,實(shí)際上是指靠敲擊發(fā)聲的膜板樂器.這種分類方法僅對管弦樂隊(duì) 有用.還有許多樂器歸不到這三大部分中,如管式鐘琴就是.我們認(rèn)為,樂器按發(fā)聲的物理機(jī)制可以作如下區(qū)分: 弦樂器.這是以弦振動發(fā)聲而且決定音調(diào) 的樂器.細(xì)分則還可以分為:擦弦樂器或叫拉弦樂器或弓弦樂器,是用琴弓與弦摩擦而發(fā)聲的,如提琴,二胡等;彈弦樂器或撥弦樂器,彈撥樂器,是靠手指或撥子 撥弦而發(fā)聲的,如吉他,琵琶等(圖4-2);打弦樂器或擊弦樂器,是靠弦槌或?qū)Ｓ玫那脫羝鲹粝叶l(fā)聲的,如鋼琴,揚(yáng)琴等. 管樂器,是以空氣在管內(nèi) 形成駐波,由駐波波長決定音調(diào),并從管口發(fā)聲的.細(xì)分可分為:無簧管樂器,如笛類和銅管樂器(圖4-3).笛類靠邊棱起振,銅管樂器靠嘴唇起振;有簧管樂 器,如雙簧管,單簧管,靠簧片起振,管長決定音調(diào)(圖4-4). 簧振樂器.這是靠簧片振動發(fā)聲的,也可以細(xì)分為:簧振樂器,如口琴,手風(fēng)琴,口 弦,八音琴等都僅僅靠簧片本身振動發(fā)聲而決定音調(diào),不是靠敲擊而是靠吹氣,鼓風(fēng)或撥動簧片發(fā)聲,它區(qū)別于板的振動,是一種"柔振"樂器.簧管樂器是一簧一 管配合發(fā)音,以簧振為主,管起穩(wěn)定音調(diào)及共鳴的作用,主要在管口發(fā)出聲,如笙,管風(fēng)琴里的簧管等(圖4-5). 膜板樂器,是靠膜和板振動而發(fā)聲 的.可以分為:膜振樂器,如鼓;板振樂器,如梆子,木琴,靠敲擊發(fā)聲,是"硬振"樂器;體振樂器如鐘,鈸也可以收入此類(圖4-6).另外鋸琴也可以歸入 此類,它靠拉弓起振. 電子樂器是靠電振蕩頻率決定音調(diào),然后變換成聲能,如電子琴. §6 為什么在常見的弦樂器中,揚(yáng)琴的演奏 效 果常常遜色——弦樂器的弦的振動模式 我們常見的弦樂器中,西洋樂器有提琴,吉他,豎琴,鋼琴等,中國樂器有二胡,馬頭琴,琵琶,揚(yáng)琴 等.相比起來,哪怕有很高的演奏技巧,揚(yáng)琴演奏的聲音效果總是感到要稍差一些,這是什么原因呢 要回答這一點(diǎn),還得從弦樂器的弦振動的幾種模式講起. 弦 樂器的弦的最重要,最基本的一種振動模式是橫振動.當(dāng)弦受到與弦線伸長方向相垂直的力作用時,弦線就沿著與弦長垂直的方向往復(fù)振動,這就是弦的橫振動.橫 振動是所有的弦樂器都具有的一種最基本的振動,比起別的振動模式來,它的能量最大,它決定弦振動發(fā)聲的基頻以及主要的諧波成分. 弦樂器弦的第二種 振動模式是縱振動.當(dāng)弦線受到與弦線的伸長同一方向力的作用時,就會產(chǎn)生縱振動.例如弓弦樂器拉奏時,運(yùn)弓總不會完完全全的在與弦線垂直的方向上,而總是 有在弦線伸長方向上的分力,于是就有縱振動產(chǎn)生.其實(shí),任何一種觸弦方式也總是多多少少有縱振動成分的.縱振動的能量不大,但它的諧波成分對決定音色起作 用. 弦樂器的第三種振動模式是扭轉(zhuǎn)振動.當(dāng)弦線受到對于其中軸線的扭力矩時,就會產(chǎn)生一種扭轉(zhuǎn)運(yùn)動.例如撥弦樂器撥弦時,或小提琴拉弓時,松香把 弓弦上的馬尾"咬住",都會有扭轉(zhuǎn)振動.扭轉(zhuǎn)振動也對音色起作用.當(dāng)提琴撥奏時,你一聽就知道這是撥弦聲.這就是扭轉(zhuǎn)振動對音色的作用. 弦樂器的 弦還有一種振動模式是倍頻振動.倍頻振動是與橫振動 同時存在的,每當(dāng)弦線作一次橫振動時,振幅要有兩次達(dá)到最大,每 當(dāng)這個時候,弦線對其 兩端的固定點(diǎn)就要拉緊一下.也就是說,在橫 振動作一次振動時,弦線對其兩端要拉緊兩次,這就是倍頻振動.倍 頻振動雖然對每一種弦樂器都存 在,但是如果系弦點(diǎn)的剛性很強(qiáng)時,就不易顯示出來,而如果弦正好系在稍柔軟或彈性稍好的共鳴箱上, 這部分振動就較為重要了,例如豎琴就是這樣的 (圖4-7). 討論了以上這些弦樂器的振動模式以后,我們再來看看各種弦樂器弦的振動情況:小提琴是拉弦樂器,在用力拉弓時,除了橫振動外,有較 大的縱振動和扭轉(zhuǎn)振動,而且琴弓是自由的,可以在弦的各處運(yùn)弓.運(yùn)弓力量大,方向及位置變化多,還可以用跳弓,斷弓等等.雖然倍頻振動成分不是很大,但振 動模式已經(jīng)夠豐富的了. 吉他是用手指撥奏的,除了橫振動和扭轉(zhuǎn)振動外,撥奏的方向不同,就會產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的縱振動.加上彈奏的方向,位置,力度, 是否遏止弦振動,何時以及如何遏止0069等等,也是有千變?nèi)f化的.中國的琵琶則除了上述這些演奏方法和振動模式之外.還有輪,掃,撥,挑等技法,也是極 其豐富的. 在豎琴聲中,四種振動模式都有很強(qiáng)的反映. 再看看揚(yáng)琴,它是一種擊弦樂器,它基本上沒有扭轉(zhuǎn)振動和縱振動,而倍頻振動又不強(qiáng), 擊弦方式也較單調(diào),因此,先天不足,難怪聲音就比較遜色了. 至于鋼琴,雖然也是一種擊弦樂器,但是它有豐富的共鳴,宏大的音量,變化無窮的觸鍵和 運(yùn)用踏瓣等技巧,因此有豐富的表現(xiàn)力. §7 琴弦里的學(xué)問——弦線的長短 粗細(xì),用材,緊張程度與發(fā)聲的關(guān)系 我們知道, 弦樂器是靠使琴弦振動而產(chǎn)生優(yōu)美動聽的樂音的,那么,到底弦線的哪些方面或哪些性質(zhì)同弦樂器的發(fā)聲有關(guān)呢 下面,我們采用單項(xiàng)分析的方法來作一些解釋,即在討論一個問題時,假設(shè)其他因素都是同樣的. 首先,弦線的粗細(xì)同發(fā)音的高低有關(guān).倍大提琴(大貝 司)的弦線就比大提琴粗,而大提琴的弦線又比中提琴和小提琴粗.在同一把琴上,不管是提琴還是吉他,鋼琴,胡琴,不同弦的粗細(xì)是不同的,越是發(fā)低音的,弦 線越粗.有的粗弦甚至是在一根弦線上再纏上一些弦,使它變得更粗,叫作纏弦,而不致因?yàn)橛脝我坏牟牧献龀纱职舳瓜揖€的韌性不夠和音色不好(圖4-8). 弦 線的長短也與發(fā)音的高低有關(guān),一般說來,弦線越短,發(fā)音越高,即頻率越大.鋼琴的每一組音中的最高音,弦線是最短的,隨著音調(diào)降低而逐漸變長.在許多種弦 樂器中如古箏,揚(yáng)琴等,琴馬放的不同位置決定弦線的不同長度,這些有序的弦線由短而長,相應(yīng)發(fā)音由高而低.各種弦樂器上,手指在不同把位就改變了弦的有效 長度.弦線的有效弦長越短,發(fā)音越高.又如在吉他,小提琴上都可以使用一種"換調(diào)器",夾在各條琴弦上,就可以縮短有效弦長,使這把琴的調(diào)升高(圖 4-9). 弦線繃得越緊,發(fā)音就越高,幾乎所有弦樂器的調(diào)弦都是這樣的.把二胡的"千斤"朝下壓一壓,把揚(yáng)琴的"馬"向旁邊緊一緊,也為的是使弦 線繃得緊一些,發(fā)音就高一些.有的堅(jiān)琴有一種轉(zhuǎn)調(diào)踏瓣(圖4-10),踩下一"檔",琴弦繃緊一步,琴就升高半個音,再踩下一檔,琴弦更緊,于是琴再升高 半音.弦線如果不緊繃到一定程度,就不能正常地表現(xiàn)出一定的音色,因此,為了降低音調(diào)而放松弦線是不可取的. 用不同材料做的弦,音色和音量是不同 的,如吉他或胡琴用鋼弦則發(fā)音明亮,音量大;而尼龍弦則發(fā)音柔和,音量小.多少年來,用動物的腸線做弦,用絲線做弦,都有獨(dú)特的音色,從而成為一些國家, 地區(qū)或企業(yè)的傳統(tǒng)工藝品,至今不衰. 對于同樣一種規(guī)格的不同弦線,所發(fā)出的聲音的音色常會有細(xì)微的差別,這是因?yàn)楦鳁l弦線的均勻程度總會有一些差 別.有過這種情況:用三根同樣的弦線構(gòu)成的鋼琴的某個音,雖然調(diào)到了同一個音調(diào),但有時卻調(diào)不出非常"純"和"穩(wěn)"的音來,這可能是因?yàn)榍傧掖旨?xì)的均勻性 不夠好或是鋼絲打過彎.因此,雖然可以調(diào)到同一基頻音調(diào),但卻不能使其諧波和分音完全一樣,而致使音發(fā)得不純或不穩(wěn),聽起來有一些"搖搖晃晃"的感覺,這 種先天不足,再高明的調(diào)琴師也將是無能為力的 §8樂器之王 ——鋼琴的特點(diǎn)和表現(xiàn)力 廣泛流行于世界各國的鍵盤弦樂器—— 鋼琴,是樂器世界中歷史最悠久者之一,也是獨(dú)奏,重奏,伴奏等音樂活動中最重要的樂器之一,同時它還是一種音域?qū)拸V,表現(xiàn)力非常強(qiáng)的樂器.至今它已遍及世 界各個角落,歷史上著名的作曲家都曾為之譜寫過不朽的作品,因此,被人們譽(yù)為"樂器之王". 相傳鋼琴起源于一種獨(dú)弦琴.據(jù)記載,公元前500— 300年,古希臘時的科學(xué)家,藝術(shù)家畢達(dá)哥拉斯發(fā)明了獨(dú)弦琴,即"莫諾柯特":一根弦有"馬",移動"馬"就可以改變音調(diào),這是鋼琴的始祖.到了公元13 世紀(jì),出現(xiàn)了一種鍵盤樂器叫作"克拉維柯",即擊弦古鋼琴,這是鍵盤樂器的先驅(qū).當(dāng)彈奏者的手指撳動琴鍵時,根據(jù)杠桿原理,琴鍵內(nèi)端的木桿上升,木桿上端 的銅塊撞擊弦線而發(fā)聲(圖4-11).最先的克拉維柯是單弦的,后來發(fā)展成雙弦或三弦,克拉維柯的音域也從兩個八度而不斷發(fā)展成為五個八度.巴赫,莫扎特 有許多作品都是為克拉維柯而作的.當(dāng)時古鋼琴的黑白鍵與現(xiàn)在鋼琴的黑白鍵正好相反,你可以從電影"莫扎特"中或其他歷史劇中看到這點(diǎn).克拉維柯一直流行到 1718世紀(jì). 16至17世紀(jì)間又發(fā)明了一種撥弦古鋼琴,叫作"哈普斯科"或叫大鍵琴.這是一種撥弦古鋼琴.當(dāng)手指按鍵時,木桿上跳,桿端的撥子 撥弦而發(fā)音.用不同材料制成的撥子可以產(chǎn)生不同的音色(圖4-12).哈普斯科也曾受到貝多芬的青睞.至今,許多國家的音樂博物館里都保存有克拉維柯和哈 普斯科.有許多作品都寫明"為克拉維柯所作"或"為哈普斯科所作".由于它們的音色輕柔,純凈,甜美,雅致,所以直到今日,音樂會的曲目中還有古鋼琴演 奏,市場上也有專門的唱片出售.在電子合成器的音色庫中古鋼琴也占有一席之地. 一般認(rèn)為,現(xiàn)代鋼琴是意大利人克里斯托佛里在1709年發(fā)明的,而 后又得到了不斷的改進(jìn),如逐步擴(kuò)大了音域,增強(qiáng)了音量,豐富了共鳴,并改用琴槌擊弦,添加了腳踏瓣等.圖4-13,4-14分別是現(xiàn)代大鋼琴(三角鋼琴) 和立式鋼琴. 在西方,自從中世紀(jì)以來,上層社會的青年特別是少女,是必須學(xué)習(xí)鋼琴的.鋼琴彈得不好常被認(rèn)為是缺乏教養(yǎng)的表現(xiàn).目前在發(fā)達(dá)國家里, 鋼琴的普及率很高,蘇聯(lián)的家庭里擁有鋼琴也很普遍.近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善以及優(yōu)生優(yōu)育政策的貫徹,我國也出現(xiàn)了0074"鋼琴熱",而 且方興未艾,正向著更加扎實(shí)的方向發(fā)展.過去,僅僅在"鋼琴之鄉(xiāng)"廈門的鼓浪嶼島上可以隨處聽到的琴聲,如今已繚繞在北京,上海等城市住宅的上空了.鋼琴 的普及程度是一個國家人民文化素質(zhì)水平高低的標(biāo)志之一.我國鋼琴年產(chǎn)量1990年已達(dá)到2萬多臺,而且還在逐年增長,較優(yōu)質(zhì)的鋼琴供不應(yīng)求. 鋼琴 是一種可以獨(dú)擋一面的樂器,一場正規(guī)的音樂會,可以只有一種樂器,那就是鋼琴,而小提琴則非有幫襯不可.在排練歌舞,舞劇或戲曲時,可以用一臺鋼琴來抵 擋,然后再與樂隊(duì)合樂.作曲家作曲時常常要依仗于鋼琴.寫作總譜時也常常是先寫鋼琴譜.正規(guī)的音樂學(xué)校,不管什么專業(yè),首先要學(xué)習(xí)鋼琴,這是必修課.業(yè)余 音樂愛好者在學(xué)習(xí)各種樂器如小提琴時,也最好學(xué)習(xí)一段時間鋼琴. 為什么鋼琴能在音樂中具有這么重要的地位,一直是一個"主流派",并被稱作為"樂 器之王"呢 主要是它獨(dú)具的非凡的表現(xiàn)力,從千軍萬馬,驚濤駭浪到潺潺流水,細(xì)語低聲,無一不可以表達(dá),而且隨心所欲,千變?nèi)f化.下面我們將從其物理基礎(chǔ)上來略略予以 說明. 首先,鋼琴的音域廣.它的發(fā)聲頻率范圍可以從27.5赫茲以下到4186赫茲以上,在各類樂器中,除了大型管風(fēng)琴以外,是音域最寬的樂器. 第 二是它的音量大,通過把系弦板從木質(zhì)變成鋼板,增大弦的張力,加大體積,改進(jìn)音板,增強(qiáng)共鳴等措施,鋼琴的音量已相當(dāng)大,可以單獨(dú)在一個音樂廳里進(jìn)行獨(dú) 奏,而無需擴(kuò)音設(shè)備. 第三是它可以奏出和聲.鋼琴可以同時或很快按下許多個鍵,發(fā)出各種和弦聲,利用腳踏板還可以大大擴(kuò)展和聲效果. 第四 是音色豐富.由于鋼琴的特殊結(jié)構(gòu),即所有的琴弦都緊固在一塊鋼板上,因此,即使彈奏一根弦,其它的弦也能"感應(yīng)"而發(fā)出諧波,因此諧波特別豐富.另外,非 常重要的一點(diǎn)是,鋼琴采用的是十二平均律,所以彈奏和弦時(以此為主弦),本身形成整數(shù)倍的諧波,與作為和弦音的另一根弦發(fā)出的與主弦關(guān)系為非整數(shù)倍的" 倍頻"相互作用,形成了極其復(fù)雜的"分音"和"拍音",從而極大地豐富了鋼琴的音色. 還有一個重要的特點(diǎn)是,鋼琴可以通過演奏時變換擊鍵和使用踏 腳瓣的方式,隨心所欲地控制力度和音色,使強(qiáng)弱適度,并有千變?nèi)f化的表現(xiàn)力. 由此可見,鋼琴完全符合一件好樂器的條件:可以控制音長(即時值), 和弦,頻率(即音調(diào))以及其共鳴的模式,使一首樂譜躍然于琴上,顯示出各個演奏家千差萬別的風(fēng)格和心態(tài)情懷. §9擊弦機(jī)和踏腳瓣 ——鋼琴 里的杠桿 鋼琴之所以具備非凡的表現(xiàn)力,除了由鋼琴本身的結(jié)構(gòu),材料和工藝決定外,很重要的是靠在演奏時操縱鋼琴中的兩套主要的杠桿—— 擊弦機(jī)和踏腳瓣來實(shí)現(xiàn)的. 鋼琴中的擊弦機(jī)構(gòu)是一套非常復(fù)雜而靈巧的多級復(fù)合杠桿,它顯然是一臺原始的力學(xué)機(jī)械,如圖4-15所示.當(dāng)手指彈奏鋼琴 時,通過杠桿傳動,鋼琴的擊弦槌就敲擊琴弦,如果擊弦槌的起始位置距琴弦近,則用同樣的力彈奏鋼琴時,擊弦的沖擊力就弱,弦槌與琴弦接觸的時間就長,接觸 的面積也大,這樣,高次諧波就會被遏止,音量較小,音色較"干凈";反之,如果弦槌的起始位置距琴弦遠(yuǎn),則擊弦時沖擊力強(qiáng),弦槌與琴弦接觸時間短,接觸的 面積小,這樣音量就大,高次諧波保留得多,音色豐富.這就是鋼琴的力度,即加速度問題.一般情況下,鋼琴低音區(qū)的弦槌位置較靠近琴弦,音色就深厚,柔和; 而高音區(qū)的弦槌位置距弦較遠(yuǎn),音色就豐富,明亮. 除了觸鍵以外,離鍵也是一種演奏藝術(shù).因?yàn)榘聪虑冁I時,制音毛氈同時離開琴弦,于是琴弦振動不受 遏止.同時,通過琴板與其它弦線發(fā)生共振.而手指離鍵時,制音毛氈又同時把琴弦"捂上".因此,手指離鍵的速度會對音色產(chǎn)生影響. 鋼琴的擊弦機(jī)還 有一個特殊的要求,即能夠迅速地恢復(fù)原位,以便在接著重復(fù)演奏這個音時,能夠把音斷開,保持一個很短的時值,并且很均勻,很迅速地對手指的動作作出反應(yīng). 好的鋼琴要求一秒鐘內(nèi)同一個鍵可以彈出12次才算合格. 下面講一下鋼琴的另一套杠桿:踏瓣.一般鋼琴有3個踏腳瓣(圖4-16),靠右邊的踏腳瓣 學(xué)名叫制音踏瓣,因?yàn)樗强刂浦埔羝饔玫?或叫強(qiáng)音踏瓣,延音踏瓣.如果不踩這個踏瓣,手指離開鍵時,制音毛氈就會同時把琴弦"捂住",而踩下這個踏瓣 后,手指離鍵時制音器就不再把琴弦捂住,等于手指沒有離開琴鍵(圖4-17).這樣琴聲就可以加強(qiáng),延長.更重要的是通過琴板加強(qiáng)了各弦之間的共鳴,在許 多音上產(chǎn)生豐富的諧波.踩下右踏瓣時,在一段時間內(nèi),手指所按下的所有各鍵都在發(fā)音而且參與共鳴,于是就"熱鬧"非凡,顯得和聲很豐富.這樣做往往可以掩 蓋演奏者的某些缺陷或不足,騙騙欣賞水平不高的聽眾.但也不可亂用,使和弦"打架",出現(xiàn)一片雜音. 踩下鋼琴左邊的踏瓣,是使擊弦槌的起始位置靠 近琴弦(圖4-18).因此,這是一個弱音踏瓣.在早期也有是使琴槌錯位,使琴槌只能敲擊到三根琴弦中的兩根,以起到減弱音量的作用(圖4-19).有三 個踏瓣的鋼琴,踩下中間踏瓣,可以使琴槌與琴弦之間夾上一層薄呢子,這樣,可以降低琴槌擊弦的力量,增加擊弦槌與弦的接觸面積和接觸時間,抑止高次諧波. 總之也是起到弱音器的作用. 三個踏瓣中可以同時使用兩個,使兩個踏瓣的功能綜合起來.對于延音踏瓣,先于手指擊鍵踩下,或與手指擊鍵同時踩下和手 指擊鍵后再踩下,效果是大不相同的.這主要是因?yàn)椴煌瑫r間踩下這個踏瓣,被彈奏的音與其它琴弦共鳴的效果就不同.因此,彈琴的行家甚至把鋼琴的踏瓣稱為" 鋼琴的靈魂",把它們用得靈巧自如,變化多端.充分發(fā)揮手指觸鍵方式,手腕和手臂的力度以及靈活的變化使用踏腳瓣,可以使鋼琴的演奏出神入化.既是演奏家 的藝術(shù),也要?dú)w于鋼琴上的這兩個靈巧的杠桿——擊弦機(jī)和踏腳瓣. §10鋼琴調(diào)音 ——一次實(shí)際的聲學(xué)實(shí)驗(yàn) 鋼琴在出廠前, 或經(jīng)過搬動,或擱置長時間不用,或者是在正常使用情況下,每過一定時間,都要進(jìn)行調(diào)音,主要是調(diào)律.一般在正式演出前,也要調(diào)律.鋼琴調(diào)律主要包括兩個步 驟:先把標(biāo)準(zhǔn)音對準(zhǔn)了,然后再根據(jù)十二平均律的關(guān)系去調(diào)準(zhǔn)每個音的音調(diào).這跟調(diào)整一臺物理儀器一樣,對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)音高就是找到基準(zhǔn)點(diǎn).按平均律制調(diào)準(zhǔn)音,其它 音也即可算是標(biāo)準(zhǔn)音的傳遞.基準(zhǔn)點(diǎn)是可以通用的,比如用國際標(biāo)準(zhǔn)音高a'的頻率是440.00赫茲,也可以根據(jù)自己所為而另行決定.常常是用一支標(biāo)準(zhǔn)音叉 來校準(zhǔn)基音的. 一般情況下,無論是使用還是不使用,經(jīng)過一段時間后,鋼琴的音調(diào)是會變低的.這是因?yàn)榍傧铱偸菚兯?即張力變小了,于是弦的振動 頻率也會變小,音調(diào)變低.調(diào)整的辦法是用專門的套筒扳子旋轉(zhuǎn)音栓把琴弦擰緊(圖4-20),使張力恢復(fù). 從標(biāo)準(zhǔn)音開始調(diào)整其他各音的步驟是:先把 一個八度里的十二音調(diào)好,然后再按八度傳遞到全琴.調(diào)整一個八度內(nèi)各音的方法還可以用電于調(diào)音器發(fā)出每一鍵音的"標(biāo)準(zhǔn)頻率"去一一對準(zhǔn).但目前主要采用的 方法是靠用耳朵分辨拍頻來判定,例如,純五度的音程是702音分,而平均律的五度是700音分.因此,按下鋼琴上的五度音就可以產(chǎn)生基音的三倍頻與五度音 相差為2/700的拍頻(圖4—21).如對于C1與g1來說,可以產(chǎn)生約為1.1拍每秒的拍頻.如此類推,可以靠拍頻及聽覺來判斷每個音是否已經(jīng)調(diào)準(zhǔn) 了.當(dāng)然,從理論上可以給出一張哪兩個音之間的拍頻應(yīng)是多少次的表格.要說明的一點(diǎn)是,因?yàn)槁犛X的主觀因素,鋼琴上聽起來的八度關(guān)系不完全嚴(yán)格是頻率翻番 的關(guān)系,最后還是靠耳朵來解決的. "調(diào)音"的含義要比"調(diào)律"廣,不僅包括音準(zhǔn),還包括音量和音質(zhì)等. 有時會遇到整個高音段音量調(diào)不上去 的情況,這時,就不僅僅是調(diào)律的問題了.有一種辦法可以試驗(yàn),即把擊弦點(diǎn)變動一下,常常是下移,或許可以解決問題.而此時琴的音色也改變了,因?yàn)閾粝尹c(diǎn)下 移,諧波成分也不同了.這種做法我們并不提倡,因?yàn)榕貌缓脤⒉豢墒請?還必須請高明的調(diào)琴師來解決.當(dāng)然,還有許多辦法可以改善鋼琴的音質(zhì). 標(biāo) 準(zhǔn)的立式鋼琴,從低音開始數(shù)到第31鍵以后,每個音是三根弦.這三根弦必須調(diào)得音調(diào)非常一致.也曾有人設(shè)想過把三根弦的某一根調(diào)得稍有差別,以取得"拍" 的效果,但實(shí)際上一般是不允許這樣做的. 由此可見,鋼琴調(diào)音不僅是一次聲學(xué)實(shí)驗(yàn),而且也是一次聽覺的心理測驗(yàn).琴調(diào)得好不好,最后還是憑調(diào)音師和 音樂家的"感覺"來判定的. §11為什么提琴的音色如此之美 ——提琴中的物理 提琴已經(jīng)是樂器王國里最重要的家族之一. 沒有提琴,就成不了"管弦樂隊(duì)".在任何一個文明國家里,沒有提琴,音樂也就沒有立足點(diǎn). 任何一件樂器,從物理角度來看都是一件發(fā)聲儀器,提琴當(dāng) 然也不例外.但是,作為一種優(yōu)良的樂器,要求音域?qū)拸V,音質(zhì)優(yōu)美,強(qiáng)弱多變,運(yùn)用自如.它們的物理背景又如何呢 前面雖然我們在討論各種問題時舉過不少提琴的例子,現(xiàn)在讓我們圍繞著提琴的一些問題再做進(jìn)一步的探討. 提琴是一種典型的弦樂器.弦越長,越粗,發(fā) 音越低;弦越短,越細(xì),發(fā)音越高.一般提琴家族里的四兄弟從倍大提琴(大貝司)到大提琴,中提琴以及小提琴,形體越來越小,弦線越來越細(xì)而發(fā)音越來越高. 有的樂器制作家還在這四兄弟之間再加上四位,成為"八兄妹",即在倍大提琴與大提琴之間插上一個"次倍大提琴",在大提琴與中提琴之間插上一個"次中音提 琴",再在小提琴之后加上兩位更小的小妹妹:高音小提琴和倍高音小提琴.每把琴上的弦都有粗細(xì)不同的有規(guī)則變化(圖4-22). 每把提琴上有四根 弦,可以奏出不同音調(diào)的音,不像胡琴上只有兩根弦.提琴的弓是"解放"的,這樣就可以擴(kuò)大音域,又可以加大強(qiáng)弱力度的變化,并且可以充分發(fā)揮各種運(yùn)弓技 巧. 改變琴弦的張力也可以改變音調(diào),調(diào)弦就是這個道理.改變弦的緊張程度同時也改變了音色.為了使琴的音色明亮些,可以把弦調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)音調(diào)以上.有 人試圖用使弦線放松的辦法降低半個音,但指法不變,這是不可取的,因?yàn)檫@樣會大大地影響音色,發(fā)音"疲軟",拉起來"不對勁".除了弦線張力以外,作用于 提琴各處的力及其變化,如拉弓時,作用在琴馬腳下的力,也會顯著地影響音色. 除倍大提琴是四度關(guān)系外,每種提琴的幾根弦之間都是五度關(guān)系.這樣, 各條空弦之間就有更好的諧波耦合.許多著名作曲家的提琴作品如貝多芬,布朗姆斯,柴可夫斯基的小提琴協(xié)奏曲都是D大調(diào)的,這是利用D弦空弦使音色更好,更 易發(fā)揮提琴音色優(yōu)美的特長. 制作小提琴用的木材和弦線材料非常講究.這一點(diǎn)我們已經(jīng)講過,如弦線有羊腸線,尼龍線,鋼絲等.不同的弦線做出的弦音 色不同.各種材料都必須經(jīng)過嚴(yán)格的人工老化處理,其中物理方法有熱處理,光處理,微波處理等. 琴馬,音柱還有音梁等的大小,形狀,放置位置等與音 色也大有關(guān)系.琴馬太小,音色單薄,聲音傳導(dǎo)不好.在琴馬上夾一些物體可以當(dāng)弱音器使用.安裝音柱是一門"高技術(shù)".有時"一著定乾坤",起"妙手回春" 的效果.你的提琴音色不好,經(jīng)過高手撥動一下,常常可大為增色. 提琴的演奏技巧千變?nèi)f化,有各種弓法和指法,如連弓,分弓,跳弓,飛跳弓,拉單 音,雙音,和弦,滑音,揉板,撥弦,泛音奏法等."近馬奏法"可以發(fā)出"金屬色彩","近指板奏法"的聲音呈"羽毛狀",如蒙上一層薄紗的感覺,"弓背奏 法"則有尖銳的金屬音色.所有這些"弓法"和"指法",無非是充分發(fā)揮提琴結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn).由于提琴發(fā)音甚為復(fù)雜,因此現(xiàn)在的一般電子合成器很難模擬. §12 小號的活塞和笛子的音孔 ——管的定律 笛子,小號,長號等管樂器,要在一件樂器上吹出許多不同的音,它們是怎樣發(fā)出聲音,怎樣變 化音調(diào)并操縱自如的呢 其理論根據(jù)就是"管的定律"——管長決定音調(diào),改變管長就可以改變音調(diào). 管樂器的管有兩類,一類是"開管",即樂器的兩端 都是直接通大氣的,如笛子,一端是第一個沒有按住的音孔,另一端就是吹孔.另一類管是"閉管",即一端封閉,只有一頭是直接通大氣的,如一些木管樂器的喇 叭口或沒按住的音孔,而吹嘴則把吹氣口堵住了,因此是閉管.注意,"閉管"并不是兩頭都"閉"的,只閉一頭. 當(dāng)相同頻率,相同強(qiáng)度,相同振動方向 的一列前進(jìn)波與一列反射波疊加時,就形成"駐波",好像波駐扎不前,介質(zhì)分子或物理量只是在原地變化其位置和大小而已(圖4-23). 聲波在閉管 和開管里形成的"駐波"是不一樣的.在閉管里,閉的一端是"波節(jié)",即這里的振動振幅最小,開的一端是"波腹",這里的振動振幅最大(圖4-24).在" 開管"情況下,管的兩端都是波腹(圖4-25).因此,同樣長的管子,開管和閉管形成的聲波的頻率和諧波數(shù)是不一樣的.聲振動通過開口處傳遞給管口外的空 氣,使管口附近的空氣先振動,再通過介質(zhì)(常常是空氣)傳到人的耳朵.因此,管子越粗,吹氣用力越大,空氣的振動能量也越大,發(fā)聲就越響. 改變管 樂器管長的方法有以下幾種: 一種是在管上按設(shè)計開若干個孔,比如竹笛,簫,雙簧管,長笛,短笛,嗩吶等等.用手指按住或放開一些孔,則從吹口到第 一個開孔之間的距離就是管長(圖4-26).當(dāng)然它的發(fā)聲頻率還與其他許多因素有關(guān),需要做許多修正.最重要的管長修正與管的形狀和直徑有關(guān).我國晉朝的 荀勖早就發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn),而且給了定量的計算方法. 小號,圓號,大號都有若干個按鍵或旋鈕,按下或不按下按鍵,旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)旋鈕,可以使支管附加部 分或附加或不附加在原來管長上,使樂器能在三度或四度音程范圍內(nèi)改變音調(diào).這種附加管長的方法,有用活塞式按鍵如圖4-27.當(dāng)按下按鍵時,實(shí)際氣路即管 長就變長了.音調(diào)變低.還有一種附加管長的方法用的是旋鈕(圖4-28),當(dāng)旋擰過90°時,實(shí)際氣路就變長了. 長號改變管長的辦法最直截了當(dāng), 把附加管"拉進(jìn)拉出"就可以改變管長,所以也叫作拉管.只是管的長短沒有客觀依據(jù),全憑經(jīng)驗(yàn)和感覺,不易對準(zhǔn)罷了. 原始的號是很長的,如一個圓號 的管長有好幾米,后來不知哪位聰明人想出把管子盤起來,一直至今.如今我國西藏喇嘛寺舉行慶典時,還扛著兩個極長的"管號"在吹哩!如圖4—29. §13 為什么單簧管和雙簧管是管樂器而 不是簧管樂器——管樂器的發(fā)聲機(jī)制 顧名思義,單簧管(也叫黑管)和雙簧管一樣,是有簧片的,它 們的簧都在吹嘴里.單簧管是一片簧,雙簧管是兩片簧,大管和英國管也都是雙簧管.那么,為什么明明有簧,但又不算簧振樂器或簧管樂器呢 這是因?yàn)閱位晒芎碗p簧管的簧只起到起振作用,而不起決定音調(diào)的作用. 當(dāng)演奏者用嘴吹奏單簧管時,簧片與基板拍打而起振,而雙簧管則是靠一對簧片相 互拍打起振.這時,吹嘴旁邊的氣流中產(chǎn)生了包含有各種頻率成分的小振動,而只有與有效管長相匹配的這些頻率才被選擇出來而形成駐波,決定音調(diào).前面我們已 經(jīng)講過,由管長決定音調(diào)的樂器叫作管樂器.因此,單簧管和雙簧管是管樂器,而由簧片本身振動的固有頻率決定音調(diào)的才算是簧振樂器. 單簧管和雙簧管 是有簧管樂器.笛子,小號等則是無簧管樂器.笛類樂器是用邊棱起振的,笛子或簫等的吹口有一個尖劈的邊棱.我們能體會到,在吹笛子時要用口"找"到位置, 吹氣下去,在吹口的邊棱附近就造成了含有多種頻率成分的空氣漩渦,于是,再由管的有效長度決定選出相應(yīng)的頻率成分,在管內(nèi)形成駐波. 至于銅管樂器 則是嘴唇上的工夫.兩片嘴唇有點(diǎn)像雙簧管里的兩個簧片,拍打起振,找到頻率部分與銅管樂器管長相匹配的,在管內(nèi)形成聲駐波(圖4-30). §14 笛子——笛子里 的物理問題 不論在中國或者外國都有笛子,很少有人沒見過笛子的.不管是作為一種樂器來吹也好,還是由于好奇隨便 吹上幾下玩玩也好,許多人都吹過笛子.笛子是最古老的樂器之一,人們拔一根葦管來吹,這就是最原始的笛子.我國1987年在河南出土的骨笛——在獸骨上開 幾個孔,已遠(yuǎn)在8000年以前(圖4-31). 現(xiàn)在我們看到的笛子是橫吹的,在中國古代,橫吹的,豎吹的都叫作笛,只是到了后來才把豎吹的叫作 簫,到現(xiàn)在也還有豎吹的叫豎笛(圖4-32). 西洋樂器里,正規(guī)的管弦樂隊(duì)中有長笆和短笛,短笛發(fā)的音要比長笛高一個八度.如老斯特勞斯的"拉科 齊進(jìn)行曲",用短笛在高處"挑"幾下,別有味道.中國笛最普通的有曲笛和梆笛兩種.曲笛長,用于昆曲等劇種;梆笛短,用于梆子等.一般梆笛比曲笛的音高出 四度. 笛子是一種管樂器.笛子越長,吹出的音調(diào)越低;笛子越短,吹出的音調(diào)就越高.你可以做一個實(shí)驗(yàn):把開水灌進(jìn)暖瓶里,可以聽到從低到高連續(xù)的 聲音,這是因?yàn)榕坷锏乃嬷饾u升高,從水面到瓶口這一段"管長"越來越短的緣故.當(dāng)然這個實(shí)驗(yàn)中的管是一端閉口,一端開口的"閉管",而笛子是兩頭都開 口的"開管".開管與閉管的區(qū)別,我們前面已講過了. 我們已經(jīng)講過,吹笛子的時候,用手按住或放開一些側(cè)孔,就是改變管長,也就是改變音調(diào),可以 吹出"1(dol)","2(rei)","3(mi)","4(fa)","5(sol)"等不同音調(diào)的音來.當(dāng)然,事情沒有那么簡單,笛管的粗細(xì),外 徑和內(nèi)徑的大小,形狀,變化程度,管壁的厚度,側(cè)孔,吹孔的大小,形狀,管尾——即最后一個側(cè)孔以下的長度等等,都與音調(diào)有關(guān). 以上這些結(jié)構(gòu)因 素,不但影響音調(diào),也影響音色.一個明顯的例子是,笛子的管徑太細(xì),吹出來的聲尖里尖氣,很不好聽,或甚至吹不出聲來. 使用笛膜是我國竹笛的一種 特色.在笛膜上大有學(xué)問.常用天然的竹子管內(nèi)的"竹衣"做笛膜.笛膜的貼法也很重要,有了好的笛膜,可以加強(qiáng)氣流的振動,發(fā)出渾厚,脆亮而動聽的聲音.不 信還可以做一個極端的實(shí)驗(yàn):用一張紙做笛膜,聲音就不堪入耳了.笛膜距吹口距離也與音色有關(guān):距離近,高音亮;距離遠(yuǎn),低音亮. 笛子的材料也與音 色有關(guān),金屬材料比較穩(wěn)定,竹子則易變形.好的竹笛用材要經(jīng)過嚴(yán)格挑選,因?yàn)樵诘压芾镄纬神v波的質(zhì)量與材料的密度,彈性膜量,厚度等都有關(guān).當(dāng)然還要求不 開裂,無蟲眼,無疤痕,無汗?jié)n,表面光潔等.何處生產(chǎn)的竹子,什么品種的竹子適宜做什么,都是有規(guī)定的.還要對材料進(jìn)行烘烤處理,太干則還要加濕. 笛 子的吹奏技巧也至關(guān)重要.吹奏無非是"運(yùn)氣"和"運(yùn)指".口形,吹氣的角度,強(qiáng)弱,口與吹口的距離不同,就可以有不同的氣流在管內(nèi)耦合,得到不同的音 色."氣振音"是使氣流振動,"氣變音"是改變口風(fēng)及氣流使音調(diào)改變,"氣沖音"是用丹田氣沖擊發(fā)出斷音.還有用舌頭改變氣流,有"輕吐","單吐"," 雙吐","三吐"等. 至于指頭上的功夫,可以有滑音,即連續(xù)改變按住一個音孔的多少面積;微分音,即按住一部分音孔;顫音,即快速,反復(fù)地使按音 有微小變化;疊音,即很快的上倚音;指震音,即手指在音孔旁震動以變化強(qiáng)弱;垛音,即強(qiáng)的疊打音,等等.這些也都是改變管長或氣流的運(yùn)動方式. 最 后講一下笛子的音調(diào)隨溫度的變化很大.如果溫度改變10℃,音調(diào)可以改變約1/3個"半音".這是一般人都能聽得出來的,會使整個樂隊(duì)的音搞得一塌糊涂. 這是一個很實(shí)際的問題,弄得不好,笛子的音會越吹越高的.把竹笛改成兩截,微微的調(diào)節(jié)管長,可以調(diào)整音調(diào).這是從外國學(xué)來的.圖4-33是可以改變管長的 笛(圖4-33). §15八音琴——一種靠發(fā)條 演奏的簧振樂器 當(dāng)你在下午整點(diǎn)到故宮博物館鐘表館參觀時,時間一到,許 多臺古鐘就熱鬧起來了:有的是鉆出一只公雞腦袋啼叫幾聲,有的是出現(xiàn)一群松鼠上下飛跑,或者是七彩琉璃棒轉(zhuǎn)動起來了等等.與此同時,又都伴隨著發(fā)出一陣陣 叮叮咚咚的動聽的音樂,這就是八音琴在歌唱. 時過幾百年,而今八音琴又時髦起來了.無論是在美國的玩具商店里,在臺灣,香港的市場上,在荷蘭的街 頭,在莫斯科的小店里,在中國的外匯商店和禮品商店里,做成漂亮的工藝品的八音首飾盒,八音娃娃,八音風(fēng)車,八音樂器模型,八音汽車等等,又琳■滿目,比 比皆是了,而且更加花樣翻新,玲瓏小巧.在米蘭,維也納,哈瓦那等地的音樂博物館里,有些八音琴大得像一臺機(jī)器,有的則是微型的;有盒式的,也有盤式的等 等.許多人都喜歡聽它那清脆悅耳,銀鈴般的聲音.有的八音琴還能奏出多聲0093部的"大曲子"哩! 八音琴是一種簧振樂器,屬于一端固定的"自由 簧".撥動自由端,簧片就振動發(fā)聲,其發(fā)音的頻率高低與簧片的長度,厚薄,形狀和材料性質(zhì)等有關(guān).簧片越短,發(fā)音越高.音色則決定于材質(zhì)和簧片的形狀. 現(xiàn) 時,一般所見的八音琴的基本構(gòu)造(圖4—34)是一塊有一定厚度的優(yōu)質(zhì)薄鋼片.在這上面鋸出一系列長短不一的條塊,靠在一個用發(fā)條帶動,帶有尖突的固定的 滾筒邊上.上緊發(fā)條以后,當(dāng)發(fā)條逐漸松開時,滾筒轉(zhuǎn)動,滾筒上的尖突就撥動鋼條而發(fā)聲.薄鋼條的長短不同,可以發(fā)出不同高低的音.安排好滾筒上尖突的前后 間距和左右相對位置,就可以奏出動聽的音樂來. 還有的八音琴是一張圓盤形的"唱片"——按規(guī)定挖出大小不一的孔.當(dāng)"唱片"旋轉(zhuǎn)時,盤上挖出的缺 口就順刻度"撥動"簧片而發(fā)音(圖4-35 §16一個流動的小樂隊(duì) ——手風(fēng)琴的結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)力 手風(fēng)琴是一種多簧片的簧振 樂器.這種樂器源于西歐,歷史不久,相傳是奧地利一位名叫達(dá)米安的人于1829年發(fā)明的.因其輕巧而有相當(dāng)豐富的音色和表現(xiàn)力,現(xiàn)已風(fēng)行于歐洲,美洲,亞 洲和大洋洲等地.我國于解放后大量普及,據(jù)估測,全國手風(fēng)琴的擁有量已不下數(shù)百萬臺. 手風(fēng)琴的結(jié)構(gòu)簡單,由簧片,鍵鈕,風(fēng)箱,變音器和傳動杠桿組 成.鍵盤式手風(fēng)琴(阿考廷)的右手是同鋼琴一樣的鍵盤(圖4-36).鈕扣式手風(fēng)琴(巴揚(yáng))的右手是鍵鈕(圖4-37).兩種手風(fēng)琴的左手都是鍵鈕,因?yàn)? 一般多作為低音伴奏或演奏低音旋律,所以左手鍵鈕也俗稱貝司.標(biāo)準(zhǔn)手風(fēng)琴的右手有41鍵,左手有120個貝司.自小到大,鍵數(shù)和貝司數(shù)都不相等.下面我們 將對普通手風(fēng)琴進(jìn)行討論.世界上還有有特殊結(jié)構(gòu),為特殊需要而特制的手風(fēng)琴,我們將不去討論它們. 手風(fēng)琴的簧片是決定音調(diào)和音色的主要部件.每個 簧片發(fā)出一個音.右手鍵分別有一排至四排簧的,左手貝司部分有一排至三排簧的.所謂幾排簧就是一個音里最多有幾個簧片.右手變音器上的■就是有一個高音, 兩個中音,一個低音簧片,共四個簧片同時發(fā)聲,也叫全放音.■就是只有一個高音,如此類推.低音簧有高,中,低三排簧.所謂變換變音器,就是換用不同組的 簧片.以四排簧為例,排列起來,共有十一種可能的組合(圖4-38).因此,當(dāng)你看到有的手風(fēng)琴的變音器上寫有"長笛音色","提琴音色","黑管音色" 等,都僅僅是高,低音簧片的不同組合而已,因此,其音色遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到或接近所標(biāo)明樂器的音色.實(shí)際上是聽什么不像什么. 手風(fēng)琴左手貝司的排列如圖 4-39所示.標(biāo)準(zhǔn)手風(fēng)琴的貝司共20排,6列.每排之間是純五度關(guān)系.因此,只要確定一個主音,其上方就是上屬音即高五度音,下方就是下屬音即低五度 音.于是,在貼近的三排貝司鍵里就包括不論是大調(diào)還是小調(diào)的三個正三和弦[Ⅰ級(主音上的),Ⅳ級(下五度音上的)和Ⅴ級(上五度音上的)和弦].使用非 常方便,學(xué)習(xí)也非常簡單,因?yàn)樽冋{(diào)只需上下?lián)Q個位置,不要改變指法.手風(fēng)琴左手貝司的每一列中,依次是對位低音(比主音高的大三度音),低音單音(主 音),主音上的大三和弦(三個音),小三和弦(三個音),大小七和弦(三個音,少五音)和減七和弦(三個音,少五音),很有規(guī)律,使用方便,音色豐富(圖 4-40). 由上面講的手風(fēng)琴左右手簧片及貝司的排列,可以看到,我們?nèi)绻加萌乓?同時右手按下四個鍵,左手按下一個低音單音鍵和一個和弦 鍵,就有28個簧片同時發(fā)出你所要的和弦音,音量就相當(dāng)大,色彩也很豐富.如果左右手各奏單旋律,左手用低音,右手用高音,可以作對位演奏.高明的演奏家 有時用右手還可以演奏雙旋律,那就是三重音了.如果左手奏出節(jié)奏型的伴奏,則一臺手風(fēng)琴可以抵上一個口琴小樂隊(duì). 手風(fēng)琴的力度,音量是由風(fēng)箱控制 的.可以有許多種不同的演奏風(fēng)箱的方法,如短風(fēng)箱演奏法——短促的來回拉,壓風(fēng)箱,顫風(fēng)箱演奏法——把風(fēng)箱作更小的顫抖等. 手風(fēng)琴的右手鍵盤結(jié)構(gòu) 簡單,反應(yīng)靈活,而且一碰即發(fā)音,可以奏出比鋼琴更快速的樂曲,便于作裝飾音演奏以及裝飾變奏即"跑花"等.利用右手手腕的顫動,還可以控制顫音頻率,奏 出特殊的小顫音效果來. 手風(fēng)琴也有一些缺點(diǎn),如由于都是簧片發(fā)音,音色變化不大;左右手的力度用同一個風(fēng)箱控制,不能分開;左手和弦是固定的,難 于去掉某一個音,如需用的是中國漢族五聲調(diào)式和弦,以手風(fēng)琴演奏就會"走味";左手用的是多級杠桿控制,所以反應(yīng)欠靈活;左手貝司實(shí)際上只有一組十二個 音,各個和弦在一個八度里搭配,因此,不能自如地控制和弦的轉(zhuǎn)位,例如D的大三和弦是原位d,#f,a,而A的大三和弦就一定是#c,e,a,是第一轉(zhuǎn) 位,G的大三和弦總是d,g,b,是第二轉(zhuǎn)位;還有手風(fēng)琴每個簧片發(fā)聲能量小,傳遠(yuǎn)性能差等. 雖然有以上一些不足,但就其表現(xiàn)力與體積,重量之比 來說,手風(fēng)琴還是非常優(yōu)越的.筆者建議,用兩架手風(fēng)琴,一個架子鼓,再加上一只小號或一把吉他,就是一個非常有表現(xiàn)力和特色的小樂隊(duì).要把目前流傳于我國 民間的手風(fēng)琴利用起來,"開發(fā)"起來. §17金鼓齊鳴——膜,板 樂器的振動模式 在香火燎繞的佛堂里,幾位法師帶著一群 小和尚正在 "唱經(jīng)",他們有的擊鼓,有的撞鐘,有的敲木魚,有的對碰鈴,有的使鈸,有的打云鑼…….這些佛教樂器都是屬于膜,板打擊樂器之類,現(xiàn) 在讓我們來看看它們的振動模式是怎樣的. 早在19世紀(jì)初,德國物理學(xué)家克拉尼就觀察到了在膜板振動時,有些地方振動幅度大,有些地方振動幅度小或 甚至不動,于是畫出了著名的克拉尼圖(圖4-41),研究表明,一面圓形皮鼓振動時,會有許多種振動模式,有各種各樣的"節(jié)線",即不動的地方,如圖 4-42所示.鼓越大,鼓皮越厚,鼓聲就越低沉,傳得也越遠(yuǎn).當(dāng)你擂起大鼓時,可以看到沙子在鼓面上"跳舞",說明鼓皮確實(shí)是在振動.一般來說,鼓的振動 沒有一定音調(diào),但現(xiàn)在管弦樂隊(duì)里使用的定音鼓還是有一定音調(diào)而且是可以調(diào)節(jié)的.一些小堂鼓實(shí)際上也有模糊的音調(diào).圖4-43是各種鼓. 鐘是有一定 基頻音調(diào)的樂器.圓鐘有一個基頻,扁鐘有兩個基頻(圖4-44),但不能再多.整體澆鑄的圓鐘的振動衰減很慢,鐘聲傳得很遠(yuǎn), 即有"夜半鐘聲到客 船"之說,不能作為演奏旋律的樂器來使用.如果鐘用兩個半片"合瓦"而成,則可以控制衰減,做成編鐘,用以奏 出旋律(圖4-45). 小碰 鈴實(shí)際上也是一口小鐘.鐘振動起來,鐘體不斷往復(fù)變形,時而這個方向變"扁",時而另一方向變"扁",生出一些"角"來.如圖4-46所示.當(dāng)然鐘的振動 也有多種模式,也有"節(jié)線"(鐘有一定厚度,實(shí)際上是"節(jié)面"而不是一條線).鐘口越大,鐘體越厚,其音調(diào)也越低,傳得也越遠(yuǎn).而小鈴兒只能"響叮■". 木 魚,起先就是一段魚形的木頭,吊掛在佛殿后面,中間挖空,敲擊時發(fā)出"卜,卜"聲.現(xiàn)在在一些寺廟里還可以看得到(圖4-47).常見的是小"木魚". 木 魚沒有明顯的音調(diào),但也可以有高低音之分.常常用大,小木魚一起間隔起來敲,有節(jié)奏感.樂隊(duì)中的木魚也是分調(diào)的.木魚越大,發(fā)音越低.木魚上挖的口實(shí)際是 一個共鳴腔. 釵,鈸,鑼都是一些沒有音調(diào)的打擊樂器(圖4-49),從聲學(xué)角度講,它們發(fā)出的是噪聲,聲譜是完全連續(xù)雜亂的(圖4-50).鑼, 釵等主要是起打節(jié)奏作用,是一些體振樂器.當(dāng)然云鑼也可以奏出不同音調(diào)來(圖4-51). 外國樂器中,木琴和鋼片琴,馬林巴琴等都是板振樂器,又 通過共鳴管,放大并穩(wěn)定音調(diào)(圖4-52).它們的材質(zhì)不同,結(jié)構(gòu)不同,則音色也各異.木琴聲清脆,有擊木聲,宜演奏快速旋律.鋼片琴,馬林巴琴,鋁板鐘 琴等音色圓潤,厚澤,猶如圣潔女神從天而降.這些琴的琴板都是兩點(diǎn)固定的.如圖4-53所示.板子越長,越薄,共鳴管越長,發(fā)出的音越低.我國古代的" 磐"也屬于板振樂器(圖4-54)做成編磐,也可以奏出旋律(圖4-55). 實(shí)際上膜板振動樂器很多,是屬于原始的樂器."擊石拊石",這石就是 這類樂器.世界上各民族,各地區(qū)都有各種式樣的膜板振動樂器,音色也大不相同.如鋸琴,是用提琴的弓去拉鋼鋸的邊沿,靠用另一只手壓鋸改變其彎曲度即板長 而演奏出非常柔美的旋律來(圖4-56) §18從曾侯乙編鐘到當(dāng)代民族樂器 ——我國民族樂器與西洋樂器的比較 在我國音 樂和聲學(xué)發(fā)展史上,樂器的制造有很重要的地位,并曾經(jīng)寫下光輝的篇章. 我國早就有笛,鐘,磐,琴等各種各樣的樂器制作歷史,知道鐘發(fā)聲的高低和音 色與鐘壁厚薄有關(guān),弦線發(fā)聲與弦的張力,氣候條件等有關(guān),發(fā)聲體形狀,大小與聲音的強(qiáng)弱,傳播遠(yuǎn)近有關(guān).我國很早就了解樂器之間發(fā)生共振的道理,比西方國 家早千余年解決了用"合瓦"制鐘,做出有兩個基頻的扁鐘,解決了因鐘的延時太長,不能當(dāng)作旋律樂器的問題而制成了編鐘等等. 1978年,在湖北隨 縣出土了春秋戰(zhàn)國時期的曾侯乙編鐘(公元前435年),這是我國古代音樂,樂器制造,冶金,聲學(xué)等發(fā)展中的一個偉大的里程碑.已經(jīng)引起全世界音樂界的極大 重視,其復(fù)制品已被國外收藏. 與曾侯乙編鐘同時出土的還有編磐.我們且只講編鐘,它具有以下特點(diǎn): 1.數(shù)目多,音域廣.編鐘共有64枚, 跨五個八度的的音域. 2.從音律學(xué)上,用十二律,并用三度,五度關(guān)系.五聲,六聲,七聲音階并用,各有十二個調(diào).說明當(dāng)時已經(jīng)把音律學(xué)上的成就體 現(xiàn)在樂器制造上.同時,編鐘有兩個基頻. 3.已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)音調(diào).編鐘相當(dāng)于現(xiàn)時的以bA為標(biāo)準(zhǔn)音調(diào). 4.音調(diào)的計量準(zhǔn)確度已達(dá)到很高的水 平. 我國是一個文明古國,在幾千年的發(fā)展過程中,有過許許多多種樂器,其中有不少流傳至今,而且有著明顯的特色.如笙是能同時發(fā)出雙音的,獨(dú)一無 二的簧管樂器.在全世界的彈撥樂器中,琵琶的演奏技巧及表現(xiàn)力都獨(dú)樹一幟.馬頭琴如歌唱般的演奏音色,嗩吶,板胡的熱鬧勁,曲笛的淳厚味道,巴烏的柔和情 調(diào),雷琴維妙維肖的模仿能力,特別是各種鑼鼓,鈸,釵等中國打擊樂等等,都在世界樂器之林中占有一席之地.我國的許多地方戲曲和少數(shù)民族地區(qū)還有許多特殊 的樂器. 但是,在某些方面,與西方傳統(tǒng)樂器比較,中國的民族樂器還有一些不足之處. 一是音域窄.如二胡是民族樂器中的主要弦樂器,一般只 有二個八度多一些.管樂器里的主要樂器笛子也只有二個半八度.大型編鐘雖然有多個八度音域,但不是實(shí)用的樂器. 二是變音少.如一支單個的笛子,用 一般指法能奏出的調(diào)很有限. 三是音量較小,特別是弦樂器. 四是低音樂器少,傳統(tǒng)的弦樂器和管樂器中沒有低音樂器. 還有一點(diǎn)是一般 民族樂器的音準(zhǔn)差,如竹管靠自然生長,規(guī)格不一樣,加工全靠經(jīng)驗(yàn),少量制作還可以,批量生產(chǎn)音準(zhǔn)就不行了. 民族樂器的音色比較單薄,欠圓潤,有的 如嗩吶,板胡等則個性太強(qiáng),合奏效果不好.常常有這種情況,一個大的民族樂隊(duì)合奏,諸多樂器本來有的就不準(zhǔn),笛子越吹越高,胡琴越拉越低,就顯得雜亂. 此 外,中國的民族樂器中還沒有銅管樂器. 因此,對我國的民族樂器,一方面要保持其民族特色,另外,也還有進(jìn)一步改革的必要 第五章 音 樂電聲 §1我們周圍的電聲世界 ——音樂電聲中的物理問題 我們在日常生活中所能聽到的音樂,有人的歌唱或樂器 的直接演奏,然而更多的是收聽廣播電臺里播放的音樂節(jié)目或戲曲節(jié)目,收看電視臺播放的帶有音樂的節(jié)目,自己放送錄音磁帶,唱片,錄像帶,激光唱片,激光視 盤,高密度視盤以及在看電影時聽到電影中的音樂,在餐館,咖啡廳或舞廳里的伴奏音樂,各種環(huán)境中的背景音樂,"卡拉OK"帶中的音樂伴奏等等.而這些都是 電聲音樂.即使是電吉它,電子琴或計算機(jī)奏出的音樂也是電聲音樂.因此,在現(xiàn)今社會里,音樂電聲在我們所涉及的音樂生活中占了絕大部分的比重. 所 謂音樂電聲,是指基于有關(guān)電學(xué)以及無線電電子學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生并得以應(yīng)用的音樂聲.具體說來有以下幾個方面: 一是電聲源.用電振蕩產(chǎn)生不同頻率的振 動,如電子琴,電子合成器等,然后經(jīng)過電-聲換能,變成機(jī)械波,傳入耳中. 二是換能,包括兩個方面,一是擴(kuò)音系統(tǒng)或"卡拉OK"用的傳聲器(俗稱 麥克風(fēng))及電唱機(jī)中的唱頭等都是由聲的振動即機(jī)械振動變成電振動.另一方面,所有的電聲放音系統(tǒng)如唱機(jī),收音機(jī),錄音機(jī),影視伴音,電子琴等等,最后總是 要變成機(jī)械聲波讓人耳聽到,因此,不論是音箱,揚(yáng)聲器還是耳機(jī),無非都是把電振動轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動. 三是調(diào)制.廣義地說,就是聲音信號變成電信號以 后的加工,包括信號放大.這是所有放音系統(tǒng)都有的,還有調(diào)頻,調(diào)幅,混頻,濾波,組合音響中的均衡,降噪,人工混響,人工延時,響度控制等等. 在 進(jìn)入電時代后的開始期間,電的應(yīng)用還僅僅在于通訊和作為能源等.但到了現(xiàn)今世界,情況就不同了.電子技術(shù)的一個很大的應(yīng)用方面,并且也是同普通人們生活最 密切相關(guān)的領(lǐng)域之一,就是音樂電聲了. 音樂電聲不僅包含著電學(xué),電子學(xué)技術(shù),滲入了計算機(jī)技術(shù),而且與激光,影視,信息控制,仿生學(xué),心理學(xué)等許 多新的科學(xué)技術(shù)部門都有著廣泛的滲透和聯(lián)系,已經(jīng)發(fā)展成為一門綜合科學(xué)與藝術(shù)的學(xué)科.音樂電聲中的物理問題也已涉及物理學(xué)的許多分支,圖5-1展示音樂電 聲的諸多方面. §2談?wù)匊溈孙L(fēng)——傳聲器 的類型和使用 對于我國一般中年人來說,可能他首先是從開大會,報告人講話時見 到傳聲器(俗稱"麥克風(fēng)")的.對年輕人來說,就可能是先在電視節(jié)目中,在相聲演員前面或節(jié)目主持人,歌星的手中看到傳聲器的.實(shí)際上,在我們家里每一臺 收錄機(jī)上.每一臺電話機(jī)里都有"麥克風(fēng)",唱"卡拉OK"當(dāng)然就更離不開了. 傳聲器的俗名又稱話筒,在不同場合還叫拾音器,或叫送話器等.凡是要 把真實(shí)的聲音傳入電聲系統(tǒng),或者把聲音貯存起來即錄音時,都必須用到它.對傳聲器的基本要求是能夠及時傳聲而且不失真. 最初的傳聲器用于電話,是 一種碳電阻型的(圖5-2).當(dāng)受話器的振膜被聲音激發(fā)起振時,就改變了振膜后面的碳粒與接收電極之間的電阻,從而電路中的電流也改變了,于是通過變壓器 輸出的電壓與聲音有了同步的振動,實(shí)現(xiàn)聲能到電能的轉(zhuǎn)換.這種傳聲器制作容易,價格很低,但是不穩(wěn)定,雜音高,頻帶窄,頻響差,一般300赫茲以下的聲音 已有很大衰減,因此失真很大.你可能會有以下的實(shí)際體會:一個熟人第一次給你打電話時,你常常會聽不出他是誰,而后來你熟悉了他在電話里的聲音,是你自己 在腦子里重新建立了他的聲音在電話里的音色.在電話里傳送音樂,也只能聽出是個什么旋律而已. 后來,發(fā)展了電容型,動圈型,電動型和壓電型等傳聲 器(圖5-3).電容型和動圈型傳聲器多用于高級拾音場合,它們是基于用聲音帶動電容或磁場中的線圈變化來調(diào)制電壓的,它們的靈敏度高,頻響好,穩(wěn)定性 高,噪聲低,但是比較"嬌氣",價錢也貴.在便攜式收錄機(jī)上用得多是壓電型的傳聲器.它的體積小,價格便宜,但是性能較差.因此,用家用便攜式收錄機(jī)錄音 樂,僅就傳聲器失真這一點(diǎn),聲音的質(zhì)量也是好不了的. 傳聲器有指向性,有的是"全向型"的,即可均勻地拾取來自各個方向的聲音.舞臺上中央上方的 懸吊式傳聲器就是全向型的.電視臺的演播室里,有一些長長的棍狀的話筒從老遠(yuǎn)對著演員,就是一種"心型"傳聲器.足球?qū)崨r轉(zhuǎn)播時聽到的踢球聲,也只能是從 遠(yuǎn)處錄下的.這種指向性強(qiáng)的話筒也可以用于樂隊(duì)集體錄音,每件樂器用一個,旁邊聲音進(jìn)入得很少.它可以壓制不希望有的噪聲,混響聲等.當(dāng)然,如果是面對面 的會談錄音,則用"8"字型的傳聲器了(圖5-4).還常常可以把各種類的傳聲器組合起來使用. 要會使用傳聲器.首先是根據(jù)不同用途選用.一般錄 音,擴(kuò)音用單點(diǎn)傳聲器,為錄制立體聲用立體聲傳聲器.為耳機(jī)聽音而錄制時用人工頭傳聲器.拾取遠(yuǎn)處聲響用具有拋物面的傳聲器. 注意把傳聲器放在適 當(dāng)?shù)奈恢煤途嚯x,太近或太遠(yuǎn)都不好.各種樂器使用傳聲器都有最佳位置和距離,并不是把傳聲器放得越近越好.例如:小提琴獨(dú)奏時,把傳聲器放得很近,聽起來 猶如一架巨型樂器.錄制鋼琴的聲音,要把傳聲器放在后面(立式鋼琴)或下面(大鋼琴),離琴板適當(dāng)距離較好.如果把傳聲器放到鋼琴的蓋板口,琴弦旁,聽到 的只能是比較粗糙的聲音. 有的傳聲器適應(yīng)于近距離使用,如通俗歌唱演員用的話筒上有一個很大的海綿體,可以把接近效應(yīng)如低頻的"嚓嚓"聲等吸收掉 一部分,但又保持著很高的靈敏度,能反應(yīng)出演唱者聲音細(xì)微的變化(圖5-5). 幾個人使用一個或一個人使用幾個傳聲器時,尤其要注意安放的位置. 如果放置不當(dāng),就會產(chǎn)生各個傳聲器所0114拾取的聲音之間的位相(或時間)差.當(dāng)然,有時還要利用這點(diǎn),使較少的人唱歌或樂器演奏好像是一個很大的隊(duì)伍 等(圖5-6). 傳聲器還有"個性".要用好傳聲器,更多的還要靠現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn) §3為什么音樂節(jié)目常常用調(diào)頻臺播送 ——調(diào)頻廣播與調(diào) 幅廣播 我們周圍的天空里散布著無數(shù)各式各樣的電波:廣播的,通訊的,民用的,軍事的,波長長的,波長短的,調(diào)幅的,調(diào)頻的……等等.我 們知道,我們的廣播中和電視中所聽到的音樂,是把音頻信號"荷載"在高頻電波上.廣播電臺或電視臺發(fā)射臺播出節(jié)目時,發(fā)射的是電磁波,我們的收音機(jī),電視 機(jī)接收的也是電磁波,把電磁波接收到以后,再設(shè)法把上面的"荷載"撿出來,然后通過揚(yáng)聲器送到我們的耳朵里. 聲音信號怎樣"荷載"在電磁波上呢 我們知道,電臺或電視臺發(fā)射的電磁波的頻率是很高的,達(dá)到幾百千赫或幾十兆赫甚至更高些,而聲頻的信號頻率只有幾百赫到幾千赫.即使包括諧波,相對來說還 是比較低的,于是,把聲音頻率附加在承載的電磁波上,使承載波的振幅隨著附加上去的聲音信號而變化.然后,整個電磁波訊號被接收后,用濾波器把高頻信號濾 掉,只留下聲頻信號,這就是"調(diào)幅波".這種調(diào)制方式已經(jīng)沿用了許多年. 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,又發(fā)明了把聲音頻率去調(diào)制承載波的頻率,電磁波被發(fā) 射并被接受后,再解調(diào),這就是"調(diào)頻波". 調(diào)頻廣播與調(diào)幅廣播比有許多優(yōu)點(diǎn):信噪比高;失真小,即保真度高;抗干擾力強(qiáng);頻率響應(yīng)寬,即從很低的 聲頻到很高的聲頻都有效;動態(tài)范圍廣,即強(qiáng)弱變化幅度很大.現(xiàn)在的收音機(jī),一般都有接收調(diào)頻波的部分.音樂節(jié)目常常是調(diào)頻廣播節(jié)目的主要內(nèi)容.如中央人民 廣播電臺專門有調(diào)頻臺播放輕音樂. 調(diào)頻廣播還有一個優(yōu)點(diǎn)是便于利用立體聲,因此,立體聲廣播節(jié)目只在調(diào)頻廣播中,即稱為調(diào)頻立體聲廣播,而不見" 調(diào)幅立體聲"廣播(圖5-7).北京人民廣播電臺從1993年3月1日起晝夜24小時用94.5MHz的頻率播送調(diào)頻立體聲音樂(現(xiàn)改為 97.4MHz). §4歌聲是如何從收錄機(jī)的磁帶中 跑出來的——磁帶錄音機(jī)和磁帶 把聲音記錄下來又重新提取的方法,除 了機(jī)械唱片以外,還有磁的和光的方法. 利用磁性記錄聲音,最初使用的是鋼絲錄音,即所謂鋼絲錄音機(jī).后來才發(fā)展成磁帶記錄.早期的磁帶錄音機(jī)是用 較寬,較厚的開盤磁帶,機(jī)子也很大,很重.現(xiàn)在,只有精密的高保真度的記錄,需制作母帶時,還用大"開盤機(jī)".后來,發(fā)展了盒式錄音機(jī),錄音機(jī)才大量推 廣,普及,進(jìn)入普通老百姓的家庭,并不斷向小型化發(fā)展.磁跡式的錄音機(jī)可以反復(fù)播放,有其獨(dú)特的功能.把聲音記錄在磁盤上的方式現(xiàn)在也已經(jīng)發(fā)展起來.數(shù)字 錄音技術(shù)除了使用磁盤和光盤外,許多也是記錄在磁帶上的. 用磁帶或鋼絲錄音都是基于:在磁性材料記錄下的信號,當(dāng)把外磁場去掉后還有"剩磁"存在 的這個性能.然后,記錄有磁信號的磁帶或鋼絲,通過放音磁頭的隙縫,改變了隙縫處的磁場,于是,造成磁鐵中磁通的改變,在線圈中形成的信號與記錄在磁帶上 的信號相同,再放大并轉(zhuǎn)換成聲音.這就是用磁帶錄放聲音的基本原理和過程(圖5-8). 由于磁性材料上的剩磁是可以消除的,所以錄音磁帶可以多次 反復(fù)使用,很是方便. 錄音,放音,消音都是通過磁頭實(shí)現(xiàn)的,由于錄放音磁頭的隙縫總是要有一定寬度,所以,我們聽到的是在一段距離里的平均效果, 對于太高的頻率,就無法分辨,因此,磁帶錄音的局限在于其頻響不是很好,而且不能無限提高.最好的錄音磁帶也只能記錄到15千赫左右的聲音,一般只有8— 10千赫. 不同的作用功能對磁頭的要求是不同的.錄音磁頭要提高效率,就要疊置幾個;放音磁頭要提高靈敏度和分辨性,就要使縫隙盡量小;而消音磁 頭要消音效率好,則要用大些的縫隙.因此,原則上應(yīng)該用不同的磁頭處理錄,放,消音.從此也可以預(yù)見到,如果是集錄,放,消為一體的磁頭,其音響效果肯定 是會受影響的. 磁帶錄音機(jī)所用的磁帶也有高低之別,常見的普通帶(TYPE—Ⅰ)在帶基上涂的是γ—Fe2O3磁粉,價低,動態(tài)范圍不大,頻響不 大于10千赫,高頻性能不好.涂CrO■的叫鉻帶.(TYPE—Ⅱ),高頻性能及動態(tài)性能都有改善,適用于音樂錄音.還有一種在普通帶基上涂Co—γ— Fe2O3粉層的鉆帶(TYPE—Ⅲ),信噪比和高頻性能可與鉻帶相比,價格便宜,磁頭磨損比鉻帶小.鐵鉻帶也是一種常見帶.金屬帶(TYPE—Ⅳ)的記 錄密度高,高頻性能好,動態(tài)范圍大,是目前最好的一種磁帶. 各種磁頭要選擇使用各種不同的錄音帶,以免磁頭被磨損.劣質(zhì)磁帶或過于陳舊的磁帶,磁 粉會脫落,將影響錄音質(zhì)量并會損壞磁頭. 磁帶錄音機(jī)要求很穩(wěn)定的線速度,可以用單電機(jī),雙電機(jī)或三電機(jī)分別或合并操作前進(jìn),后退及快進(jìn),快退.錄 音機(jī)要盡量減少機(jī)械抖晃,能迅速起動,倒帶.還要減少失真,提高信噪比,避免左右聲道的串音等.當(dāng)然,錄音機(jī)質(zhì)量還是集中到保真度和有好的音質(zhì)上. §5 原始的聲音記錄方法和第二代唱機(jī) ——機(jī)械刻紋唱片和電唱機(jī) 幾十年來,電唱機(jī)一直是音樂愛好者所必備的.電唱機(jī)系統(tǒng)是用普通的機(jī) 械刻紋唱片,經(jīng)重放后通過電聲系統(tǒng)放音的,它包括唱片,唱機(jī)以及擴(kuò)音系統(tǒng)等幾個部分. 自從1871年愛迪生第一次記錄下"瑪麗有只小羊羔"這一句 歷史性的言語后,留聲機(jī)——第一代唱機(jī)就一直沒有離開過音樂.但多少年來,僅僅能在近距離,當(dāng)場聽取.第二代唱機(jī)——電唱機(jī)的出現(xiàn)使音樂的擴(kuò)聲和廣播成為 現(xiàn)實(shí).后來,發(fā)明了立體聲唱片,慢轉(zhuǎn)密紋唱片.唱片的錄刻技術(shù),質(zhì)量,容量得到了不斷的改進(jìn).因此,雖然當(dāng)前機(jī)械唱片受到磁帶錄音和第三代唱機(jī)——激光唱 機(jī)和激光唱片的極大沖擊,但是由于歷史的積累,現(xiàn)今仍有不計其數(shù)的唱片和設(shè)備保留在千家萬戶.所積累下的許多各個時期的音樂資料,不可能一一輸入光盤.即 使是目前的激光唱片,由于其20千赫以上的性能也還欠佳等原因,機(jī)械刻紋唱片和電唱機(jī)還是常規(guī)的音樂源之一. 一臺電唱機(jī)是由唱頭,唱頭座,拾音 臂,唱片盤等組成的.唱頭就是一個拾音器和換能器,把機(jī)械振動變成電信號.唱頭上有唱針,目前一般電唱機(jī)的唱針是半永久性的,一般用硬質(zhì)金剛石制作,不易 磨損.高級唱針的針尖不用圓形,而是橢圓形的,以減少播放時失真.唱頭要緊固在唱頭座上,其結(jié)構(gòu),重量對放音質(zhì)量影響很大.唱頭要給唱針以針壓,因此要有 合適的重量和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,以免發(fā)生自振.拾音臂用以支持唱頭座,使其輕巧,平滑,靈活地運(yùn)動,保持唱針永遠(yuǎn)沿著槽溝運(yùn)動.唱片盤是用電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的.要求唱 針的線速度均勻,穩(wěn)定,不抖晃,不振動(圖5-9). 電唱機(jī)是一件很精密,靈巧的儀器,我國迄今還不能生產(chǎn)高質(zhì)量的電唱機(jī).如果你在播放唱片時看 到唱片有周期性的上下位移,或者聽到過多的"沙沙"噪聲以至出現(xiàn)跳針等等,那就是電唱機(jī)或唱片的質(zhì)量出了問題,或是唱針磨損,針壓不夠等造成的后果. 至 于從電唱機(jī)上播放出來的音樂如何加工,調(diào)整以及如何放音,那就是組合音響其他部分的工作了 §6激光和數(shù)字的時代 ——激光唱片的優(yōu)點(diǎn) 這幾年,激光唱片時興起來了.中央人民廣播電臺的調(diào)頻立體聲節(jié)目里專有"激光唱片欣賞"這一欄目.高級的組合音響中也有激光唱機(jī)的位置.激光視 碟也已開始進(jìn)入一般家庭."卡拉OK"也用了激光視碟,就兼有了聲像.最近發(fā)展的一種小型的,邊長不到15厘米的薄薄的便攜式激光唱機(jī),更是一些年輕人跨 在腰上的"時髦"的"裝飾"(圖5-10). 激光唱片的工作原理大體上是把唱片面根據(jù)聲音信號不同,做成不同形狀,角度的反射面.激光束照射在旋 轉(zhuǎn)的唱片上,接收其反射信號,根據(jù)其強(qiáng)弱不同的信息,重放出聲音來.圖5-11表示激光唱片放聲原理. 激光唱機(jī)比起傳統(tǒng)的唱機(jī),即留聲機(jī)和電唱機(jī) 來說,到底有哪些優(yōu)點(diǎn)呢 一是保真度高,因?yàn)椴捎玫氖菙?shù)字錄音,其采樣頻率較高,一般在44千赫茲以上,所以失真小. 二是信噪比高.這也 是采用數(shù)字錄音的效果. 三是尋索方便.因?yàn)橛玫氖羌す馐丈涑?可以跳躍地尋索,不必像磁帶那樣必須順序?qū)に?倒片也方便,是瞬間的事,可以直 接跳到你所要的位置,任意重復(fù)播放或按記錄指令規(guī)定的程序播放. 四是由于不用機(jī)械唱針,沒有機(jī)械接觸,可以采用浮動式驅(qū)動機(jī)構(gòu),避免了機(jī)械抖晃, 這當(dāng)然也增加了保真度. 五是紀(jì)錄密度高.一張直徑為30厘米的激光視盤可以記錄幾千幅圖像和16小時音樂,目前市場上的一張直徑為11厘米的激光 唱片可以記錄70—80分鐘的音樂. 六是壽命長.因?yàn)橛玫氖枪庑盘?唱片表面用一種特殊的透明樹脂覆蓋,于是信號而被保護(hù)了起來,不被劃傷,不受 灰塵的影響.因此,理論上激光唱片是不會磨損的,可以無限次使用. 最后是成本低.唱片材料價格不高,而且目前已掌握了激光唱片的大規(guī)模復(fù)制技術(shù), 可以大量生產(chǎn).所以目前激光唱片的價格已經(jīng)逐步下降,已趨于同普通唱片或錄音磁帶接近或可相比的價格.目前激光唱片的價格較高,主要是生產(chǎn)技術(shù)要求較高, 一次性投入較大.就現(xiàn)在的技術(shù),還難以把過去保存在機(jī)械唱片上或磁盤,磁帶上的資料全部轉(zhuǎn)入激光唱盤,可以預(yù)見,一定時期以后,機(jī)械唱盤就將基本上成為歷 史的遺物了. 當(dāng)然,目前激光唱片還有一些缺點(diǎn),主要是不能像磁帶那樣重復(fù)錄音,這方面的技術(shù)最近雖有突破,但還不能普及.還有,第一代激光唱片的 采樣頻率還不夠高,22千赫茲以上的高次諧波無法錄入,這會影響錄音的保真度.因0122為前面已講過,據(jù)實(shí)驗(yàn),并也已被公認(rèn),人耳聽閾20千赫以上的諧 波雖然直接聽不到,但對音色有影響.要改變整個一套激光唱機(jī)的生產(chǎn)和錄放音技術(shù)規(guī)范體制,目前已有產(chǎn)品了.再有,現(xiàn)時激光唱片的成本還偏高一些.但是可以 肯定,激光唱片像錄音磁帶那樣大量普及是為時不遠(yuǎn)了. 激光唱片是數(shù)碼錄音的一種形式.目前已發(fā)展的數(shù)碼錄音磁帶(DAT),(DCC),以及直錄 技術(shù)也將是取代普通錄音帶的一個趨勢. §7音樂的立體感 ——雙耳效應(yīng)和"聲像" 人們的感官對周圍世界的感知是立體的, 這一點(diǎn)無論是視覺,聽覺,觸覺,嗅覺等都是這樣.人們可以看到,聽到,聞到,摸到前后左右上下來自不同方向的信息.但是,究竟是什么原因可以使你能辨別出 方向的呢 對于視覺來說,有一個著名的,誰都可以做的實(shí)驗(yàn):閉上一只眼睛,把雙手平舉在你面前.左右手都握拳而僅僅伸出一個食指,兩個食指相對而 放,保持約40～50厘米的距離.然后,左手向右,右手向左相對移動,企圖使這兩個指尖碰上.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,在大多數(shù)情況下,這兩只手的手指會一前一后的 錯過而碰不上.但是,如果你睜開雙眼,那做到使兩個手指相碰就太容易了.這說明視覺的立體感是靠"雙眼效應(yīng)"得到的. 同樣,聽覺的立體感是基于" 雙耳效應(yīng)".現(xiàn)在,"立體聲廣播","立體聲唱片","立體聲錄音磁帶","立體聲耳機(jī)"等等,我們已經(jīng)聽得多,見得也多了.這都是利用從某一個聲源發(fā)出 的聲音,傳到人的耳朵里時,如果聲源不在正前方,則聲音到達(dá)左,右耳的時間及強(qiáng)弱會有一定的差別,這種差別被人耳接收就能"分析"出聲源在什么方向和位置 (圖5-12). 利用這種"雙耳效應(yīng)",我們通過錄音技術(shù)錄下聲響,然后用兩個或幾個音箱播放出來,使人們聽起來好像音箱之間有一個聲源在發(fā)聲. 這個假想的,實(shí)際上不存在的聲源就叫作"聲像"(圖5-13).當(dāng)我們聽立體聲廣播,立體聲唱片中的一個管弦樂隊(duì)演奏時,你可以感到大提琴在你的右前方, 小提琴在你的左前方,而小號卻在中間…….對于電聲樂隊(duì),你也可以很明顯地感覺出主奏樂器來自不同的方向.聽重唱,你可以清楚地分辨出左,右聲道中分別播 出的各自的高聲部和低聲部.因此,立體聲的優(yōu)點(diǎn)不僅僅是有真實(shí)感,臨場感,空間感,而且由于把聲像分離了或改變了位置,就會使你聽覺具有層次感,而且可以 壓低噪聲. 環(huán)繞立體聲用的不僅是一對音箱.把一些音箱放在房內(nèi)各處,就有從各處發(fā)出聲音的效果.你還可以用"聲像移動"技術(shù),使聽眾聽起來好像有 某種聲音如腳步聲在你前方從左向右或從右向左的移動. 要有立體聲效果,必須是至少有兩個音箱或耳機(jī)放音.不然,盡管你的錄音是立體聲的,但是,如 果放聲的點(diǎn)只有一個,那是怎么也得不到立體聲效果的.我們常見的一種手提式立體聲錄放機(jī),兩邊的揚(yáng)聲器離得很近,人距離機(jī)子要很近時,這兩個揚(yáng)聲器發(fā)出的 聲音才可以有立體聲感覺(圖5—14). 當(dāng)然,如果你錄制的磁帶,你的唱片或你收聽的廣播系統(tǒng)不是采用立體聲技術(shù)的話,那么不管你是多少個揚(yáng)聲器 放音,還是出不了立體聲效果.立體聲有雙聲道,四聲道或更多聲道等,無非就是在"磁軌"或"光軌"上分開左,右聲道或多聲道,有兩條或多條磁跡或光跡記錄 和放音而已. 立體聲采取專門的錄音方式,如把兩個拾音器正交重疊放置,則可以收到同一聲源發(fā)出的不同強(qiáng)度的信號,把兩個拾音器并放排列,可以收到 有時間差別的信號,還有"擬人工頭"話筒,模擬一個人的頭,在兩耳處放拾音器,這是專門為立體聲耳機(jī)錄音的. 至于有一種"假立體聲",則是利用電 子學(xué)或聲學(xué)的方法,把單聲道的信號利用聲音的強(qiáng)度差,時間差或位相差,使人產(chǎn)生聽覺的假象,似乎有立體聲的感覺.例如把揚(yáng)聲器放在靠墻角,于是低音繞過 來,與高音直接反射過來有差別,產(chǎn)生立體感.又如,對于樂隊(duì)中不同樂器把揚(yáng)聲器安放在不同位置上,使聽到的聲音有先后,產(chǎn)生立體感.再如,利用兩個揚(yáng)聲器 放音,人為的制造位相差,產(chǎn)生立體感等等. 總而言之,不管是"真"立體聲也好,"假"立體聲也好,都是一種聲音的聽覺效應(yīng). §8Hi- Fi——電聲音響 系統(tǒng)的高保真度 電聲音響系統(tǒng)的高保真,有人也俗稱"海-非"(Hi-Fi)是英文High Fidelity的縮寫. 自從電聲音響問世以來,就一直面臨著兩個主要問題:一是如何減少失真,即聲音原本是怎樣,經(jīng)過電聲系統(tǒng)傳播或放大,還能 維持原樣,這就是保真度,這里面有時也包括了抑制和避免噪聲;二是如何使音樂通過電聲系統(tǒng)后還能有所改善,即對聲音的控制和加工問題.當(dāng)然,保真度是首先 的,能夠保真了,再進(jìn)一步的加工才有了基礎(chǔ).隨著音樂在電聲中越來越重要的同時,對于電聲傳播中的保真度問題就越來越突出了.因?yàn)?如果只是打個電話,用 個擴(kuò)音器,把講話的聲音放大,只要能聽得清楚就算達(dá)到了要求.至于音色改變了些,高低頻被"切"去了些,那都不會被人注意,而且也對聽的效果無妨.然而, 對于音樂來說,這種要求就不夠了.它要求頻響寬,即對不同頻率的音樂都能有同樣的放大倍數(shù),以免失真;對于很高次的諧波,雖然單獨(dú)聽不到,在音樂中還是起 著能夠影響音色的作用的,也要如實(shí)放大,才不失真.還要求噪聲低,動態(tài)范圍大,音質(zhì)優(yōu)美,有身歷其境的感覺等等,也就是所謂"高保真度"了.從歷史上看, 高保真度的提出,也是從本世紀(jì)50年代研究密紋唱片開始的. 什么是"高保真度"的含義呢 廣義地說,就是聲音通過不管什么方式的錄音,存貯或傳遞,重放出來要與原本的聲音高度相似,保持著原來聲音的各種基本特性;狹義地說,就是指從電聲系統(tǒng)中 的音源(包括唱片,磁帶等),在重放中的保真度.當(dāng)然,"高保真度"是相對的,是一個相對接近的概念,不可能作到"絕對"保真. 把上述"高保真 度"的要求具體化,則大體有以下幾個方面: 一是重放聲在各個頻段的成分與原來的聲音相同,即頻譜特性相同; 二是沒有新加入的噪聲; 三 是重放聲的響度和動態(tài),可以與原聲相比; 四是重現(xiàn)原聲的空間特性; 五是重放聲保存有原聲的混響特性. 由此可見如要保持"高保真 度",則對音源,聲響通過系統(tǒng)以及放聲系統(tǒng)這三者都要"高保真"才行.三個環(huán)節(jié)中哪一個環(huán)節(jié)差了,都不能達(dá)到"高保真度".如果你的磁帶或唱片不好,或是 用的劣質(zhì)唱機(jī),則后面的系統(tǒng)再好也保不了真.同樣,好的磁帶在低質(zhì)錄放機(jī)上放音,照樣得不到好效果.還有,揚(yáng)聲器質(zhì)量不高,再好的音樂也放不出原本的水 平.因此,Hi-Fi——高保真度是一個與總體系統(tǒng)的相關(guān)問題. 可以有許多技術(shù)措施來保證達(dá)到高保真度,其中還包括把錄音條件和錄音環(huán)境做得和放 音條件和放聲環(huán)境相同,如人工頭錄音;使重放房間同錄音室一樣,把錄音電平選擇得同放聲電平一樣等. 到底絕對的"高保真"好不好呢 這也是一個有爭論的問題.唱歌時錄入人的呼吸聲或換氣聲,演奏時錄入一定的擊鍵聲,表演時錄入一定的效果聲,樂隊(duì)演出時錄入一定的空間反射聲,可能會增加 真實(shí)感和臨場感.包括噪聲也是那樣,完全把噪聲去掉,也會有感到"寂靜"的味道.因此,掌握了"保真"以后,同時而來的是"加工"問題,但"保真"無論如 何是第一步的,是加工的基礎(chǔ). §9從"杜比"說起——音樂電 聲中的降噪問題 經(jīng)常有人問起,你的組合音響系統(tǒng)中有沒有" 杜比".這就涉及了降噪問題.在音樂電聲系統(tǒng)中,或者是在處理"高保真度"問題時,降低噪聲是中心問題之一.在這里,我們把不需要的所有聲響都叫做噪聲. 音 樂系統(tǒng)中的噪聲來自各個環(huán)節(jié):唱片和磁帶在錄音時會帶入噪聲;電聲系統(tǒng)本身會有交流噪聲;磁帶存放時會帶來"復(fù)印"噪聲;播放時會有磨擦噪聲和機(jī)械振動噪 聲;重錄時由于消磁不凈會帶入噪聲;重放立體聲還有左右聲道通道分離度不佳帶入的噪聲;接收廣播時會有高頻噪聲等等.圖5-15表示電聲系統(tǒng)中的一些噪聲 來源. 所謂降噪問題,除了降低噪聲的絕對強(qiáng)度以外,主要的是提高信號對噪聲的比值即信噪比.根據(jù)人的聽覺掩蔽特點(diǎn),把信號強(qiáng)度維持高于噪聲,例如 高20分貝或30分貝,則噪聲就被抑制,即聽覺上就感覺不到了. 電聲系統(tǒng)中各種各樣的噪聲有不同的來源,也要用不同的方法去處理.例如:唱片的磨 損噪聲要用保潔,除塵,保持唱針的良好狀態(tài)及唱針臂的平衡來解決;或者根本改變錄音,復(fù)制方式和放聲方式.調(diào)諧器即收音機(jī),它的高頻噪聲和雜散噪聲要從調(diào) 整天線的結(jié)構(gòu)和角度來抑制.用噪聲濾波器可以把高頻噪聲"切"掉.用"動態(tài)噪聲限制器"切掉小信號——噪聲一般是小信號——的高音,不會對聽感有較大的影 響. 最近幾年來,在磁帶錄音技術(shù)方面發(fā)展了一種"杜比降噪系統(tǒng)",簡稱"杜比".有沒有"杜比",已經(jīng)成為錄放機(jī)檔次高低的一種標(biāo)志."杜比"是 英國一家名叫杜比的研究所發(fā)明的.利用人耳聽覺的掩蔽效益,在信號大時,噪聲不易被發(fā)覺,于是在大信號時正常錄放音,而對中,高頻(500赫)以上的小信 號,提升10分貝(dB)錄音,拉開了與磁帶本底噪聲強(qiáng)度的距離,然后在放音時又降低10個分貝,這樣,信號的聲音被復(fù)原,而噪聲則被壓低了10分貝.現(xiàn) 在發(fā)展了各種"杜比",如杜比B和杜比C……等,則是頻段和分割段數(shù)或降噪的水平不同而已.圖5-16是杜比降噪原理示意圖. 目前,降噪技術(shù)還在 不斷發(fā)展,改進(jìn),完善之中,還將會有新的降噪的方法出現(xiàn). §10用"卡拉OK"唱歌為什么有好的自我 感覺——人工混響,人工延時 十幾年前,風(fēng)靡日本,港,臺,東南亞以及世界各地的"卡拉OK",現(xiàn)今已經(jīng)在我國大陸城市里流行了."卡拉0130OK"原是伴奏帶的意思,人 跟著伴奏歌唱,當(dāng)然要比清唱好得多.而且,由于這個伴奏帶是事先準(zhǔn)備好的,利用越來越先進(jìn)的MIDI系統(tǒng),可以有精心挑選的配器,高水平的樂隊(duì)或電子合成 音樂的演奏,還可以配以圖形,即現(xiàn)今的卡拉OK不僅是用音響,還可以在電視屏幕上呈示相應(yīng)的圖像,打出字幕,加上適宜的環(huán)境氣氛,做到"聲情并茂".這 些,當(dāng)然會使你唱歌時有很好的自我感覺,因此,"卡拉OK"是一種很好的普通音樂愛好者的自娛方式. 用"卡拉OK"唱歌有很好的自我感覺,還不僅 是因?yàn)橛猩鲜鲞@些外部的因素,而且唱"卡拉OK"的人會感到自己的聲音不像自己了,比原來的嗓音渾厚得多,動聽得多.這是因?yàn)槟愕穆曇魪膫髀暺鹘邮?到從 音箱放出來的過程中,經(jīng)過了電聲系統(tǒng)的"加工"制作. 電聲加工可以增加混響感,即"人工混響",我們知道,一個聲音如果只有直達(dá)聲,或少數(shù)早期反 射聲,那將是干巴巴的,頻譜也比較簡單.如果我們根據(jù)多次反射聲的特點(diǎn)把頻譜予以改造,增加了造成混響聲的這部分頻譜或包絡(luò),聽起來就會變得有混響聲了, 這就是人工混響.還有,可以把聲音的時值予以延長,就可以制造出許多新的效果,如廳堂效果——宛如在一個空曠的大廳里唱歌;如合唱效果——本來只有一個人 或幾個人唱歌,聽起來像是一個合唱隊(duì);還可以做成回聲效果等等. 現(xiàn)在,已經(jīng)有成品的"效果器",常常作為一個單元組合在電子合成音響系統(tǒng)中使用. 于是,可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)加以人工延時,人工混響以改變音色,或使某個頻段的聲音加強(qiáng)或減弱等,還可以用多個音軌來加工,調(diào)節(jié),這0131些都是音響師 的工作.在組合音響甚至高級的收錄機(jī)上,也有一些人工延時和混響的裝置.而在"卡拉 OK"機(jī)上,大都也有一定的人工延時和人工混響功能,因此,自己聽自己唱歌就更"美"了. §11跳動的光柱和閃爍的光斑 ——圖示均衡器和 頻譜顯示 當(dāng)高級組合音響在工作時,你可以看到其中有一個部件上有一排一,二十個高高低低的推紐按頻率高低自左而右排列,顯示一種頻率 分 布圖;或者是還有一,二十個高高低低的光柱在不斷地上下跳,時而 中間起一個高峰,時而并排突起兩,三個高峰,而且與音樂的高低和強(qiáng)度同步,即音樂 聲大,高峰也挺拔;音樂聲低,高峰也疲軟;高音越是強(qiáng),高峰就偏右邊;低音越是強(qiáng),高峰就偏左邊,這就是圖示均衡器及其聯(lián)結(jié)的頻譜顯示.有時,也用一排色 彩不同的條紋來顯示,條紋的色彩亮度隨聲音的強(qiáng)弱而同步地改變(圖5-17). 我們知道,實(shí)際上每一種音樂聲,包括哪怕是一個人的獨(dú)唱,一件樂器 的獨(dú)奏,都包括了一系列從低到高不同頻率的聲波,更不要說是樂隊(duì)演奏了.如果聲音中低頻成分多,聽起來就較厚實(shí);如果是高音成分多,聽起來就比0132較 明亮.有的人喜歡聽低音成分多些,有些人喜歡聽高音成分多些,各不相同.因此,一般收錄機(jī)上就有一個調(diào)節(jié)高低音的旋鈕.把旋鈕指向高音部位,高音就比較 強(qiáng);把旋鈕指向低音部位,低音就比較強(qiáng),這是一個沒有圖示的簡單的均衡器. 好的聲音效果,其各段頻率成分應(yīng)該有一定的比例,錄音的時候,錄音師操 作調(diào)音臺就可以使各段頻率的成分得到調(diào)整.由于各種樂器的基頻高低是不同的,所以,也可以使各種樂器之間的聲音比例得到調(diào)整,常見的是把頻率由低至高分成 5段或7段,10段或15段,有經(jīng)驗(yàn)的錄音師或音樂家能聽出哪里(哪個頻率段)"空"了,即這個頻段弱.哪里"鼓了個包",即這個頻段過強(qiáng).通過均衡器可 以把這些予以彌補(bǔ).又因?yàn)槊總€人對音樂中頻率分布的欣賞標(biāo)準(zhǔn)是不同的,因此,各位錄音師掌握的尺度也不同,顯示出各自的風(fēng)格. 錄音師也可以在錄音 時做些"手腳",例如,有的錄音機(jī)低音部分不太好,于是在錄音時就把低音部分加強(qiáng),這樣,在這臺錄音機(jī)上播放時,低音就得到了補(bǔ)嘗,因此,你播放購買收錄 機(jī)隨機(jī)奉送的"試機(jī)帶"時,聽起來常常總是非常動人的,但在播放正常的磁帶時,往往就不行了.所以在正式試驗(yàn)整機(jī)和評比設(shè)備,磁帶,唱片時,是不準(zhǔn)用均衡 器而且要用標(biāo)準(zhǔn)試機(jī)帶的.由于每個人的欣賞和愛好的不同,有人喜歡低音"濃"些,有人則崇尚自然,也有人有時要強(qiáng)調(diào)某種樂器.因此在高級的放音設(shè)備上也有 均衡器,可以根據(jù)每人不同的愛好去隨心所欲地調(diào)整頻率響應(yīng).同時,這也可以彌補(bǔ)錄音帶質(zhì)量上的某些缺陷,例如,除了頻響不平衡外,可以抑制某個頻段上突出 的噪聲等. §12音箱中的揚(yáng)聲器越大,聲音越好聽嗎 ——揚(yáng)聲器系統(tǒng)和耳機(jī)的工作原理 一個電聲系統(tǒng)的最后一組部件就是 揚(yáng)聲器系統(tǒng).它的作用是把電能轉(zhuǎn)換成為聲能;還有耦合體即音箱,它可以使適當(dāng)?shù)念l率被加強(qiáng)或者被抑止;再有控制電路,是在音箱上或整機(jī)中用來控制放聲質(zhì)量 的.要使揚(yáng)聲器系統(tǒng)放出的聲音有好的質(zhì)量,系統(tǒng)中各個部件都要有良好的性能,否則就會造成失真或引進(jìn)噪聲. 揚(yáng)聲器作的是傳聲器的反向動作,一般用 動圈式.在一些粗糙的試驗(yàn)里,還可以把它當(dāng)作接收器使用.揚(yáng)聲器一般用紙盆的,形狀呈圓錐形.你在大樓頂上或操場上看到的像"大炮"狀的大號筒式的喇叭是 喇叭式揚(yáng)聲器,特點(diǎn)是效率高,但失真大,一般家用收錄機(jī)或高檔音響設(shè)備中則用的是紙盆式揚(yáng)聲器. 人們似乎有一種概念,音樂系統(tǒng)所用的揚(yáng)聲器體積越 大則聲音越好,這有部分道理:一方面是,揚(yáng)聲器的紙盆越大,低音成分越強(qiáng).另一方面,如果音箱的面板越大,可以與波長越長的聲波即低音部分產(chǎn)生共鳴.音箱 是一種聲耦合器,可以改善揚(yáng)聲器的放音質(zhì)量.音箱有障板式的,即只有一塊面板安放揚(yáng)聲器,并隔斷揚(yáng)聲器前后的聲波,以免產(chǎn)生干涉.音箱還有背開式的,開口 式的等.音箱的放音音質(zhì)取決于材料,結(jié)構(gòu),工藝,還有放置的位置,基座等情況.在大會場里,播放音樂的廳堂里以至家庭的居室里,揚(yáng)聲器和音箱如何放置是一 個很大的學(xué)問哩! 現(xiàn)時,在街上,在各式各樣的休息廳里,在飛機(jī)機(jī)艙內(nèi),在錄音棚里,在音樂工作室里,到處可以看到頭帶耳機(jī)的人們,耳機(jī)實(shí)際上也是 一種放音系統(tǒng),它不但可以避免干擾,有輕便,價格便宜等優(yōu)點(diǎn),而且利用直接貼在耳朵上及頭部的整體共鳴作用,可以聽到很好的頻響效果,也就是可以有很豐富 的低音成分.對于聽立體聲音樂來說,它更是特別容易體現(xiàn)出雙耳效應(yīng).隨著耳機(jī)制造技術(shù)和工藝的改進(jìn)以及立體聲錄音技術(shù)的改進(jìn),耳機(jī)有著越來越廣闊的發(fā)展前 景. §13組合音響系統(tǒng) ——一個家庭音樂工作站 在現(xiàn)代文化社會中,家中有一套高級家用組合音響已經(jīng)是很普遍的了.在工 作之暇,欣賞你所喜愛的優(yōu)美樂曲,由于采用了高保真度立體聲,效果聲和杜比降噪等技術(shù),音響的重放效果已經(jīng)可以接近大師們在你身邊演奏,而且你還可以隨心 所欲地選擇你之所愛.當(dāng)然,這也必將大大有助于音樂的普及和人們音樂素質(zhì)的進(jìn)一步提高. 一套高級組合音響系統(tǒng)所包括的內(nèi)容也是不斷發(fā)展的,就目前 來說,它一般包含的是:聲源部分有調(diào)諧器,即調(diào)頻,調(diào)幅收音機(jī)(一般不含短波),磁帶錄放音卡座包括降噪系統(tǒng),電唱機(jī),激光唱機(jī)或磁帶放像機(jī),還可以接擴(kuò) 音傳聲器或電子琴,合成器輸入接口,有的還有數(shù)碼錄放音座,激光視盤.其控制部分有控制放大器,圖示均衡器,人工混響和人工延時器,同時拾放系統(tǒng)即"卡拉 OK"機(jī).輸出部分包括有功率放大器,音箱,耳機(jī)或電視機(jī)等(圖5-18).當(dāng)然,有的組合音響系統(tǒng)只有其中一部分,有的其中幾個部件是合在一起的.由上 面所述可見這里已經(jīng)包括了音樂電聲的主要技術(shù)和部件.有了這套系統(tǒng),不僅可以收聽廣播,錄音磁帶,光盤,還可以用"卡拉OK"自娛. 除了聽覺享受 外,一套高級的組合音響也會給你以視覺美的享受.它是一套精美的工藝品,不論造型上,色澤上,質(zhì)感上,到面板的布置和指示燈顏色的分布上,都是極富美感 的.而且,不僅是靜態(tài)美,還有動態(tài)美.圖示均衡器,錄放音座和功率顯示器上的燈光和光點(diǎn)隨樂聲而跳躍,閃爍,更加襯托出了音樂的美.如果你在一個夜深人靜 的月光之夜,獨(dú)自領(lǐng)略,品味音樂的意境,你會另有一番韻味. 目前,家用組合音響越來越向自動化,遙控化發(fā)展.選廣播電臺,選節(jié)目段,開啟,止動, 暫停,音量大小,錄放音,進(jìn)帶,倒帶等等都可以遙控.而且,改變工作單元如從聽激光唱片到聽廣播或錄音磁帶等,也都可以用遙控解決,即所謂全遙控.有盡量 多的預(yù)置,如選臺,選節(jié)目段,重播,預(yù)置關(guān)機(jī)時間等.還有許多的自動功能,如自動倒帶,自動切換,自動停機(jī),自動退回,自動調(diào)整頻響,自動保護(hù)等等. 一 套高級組合音響也是一個音樂電聲實(shí)驗(yàn)室,可以用均衡器調(diào)整頻響,抑制噪聲,或試驗(yàn)突出失真的效果;可以改善錄放音電平,改變左右聲道配比,對單聲道與雙聲 道或立體聲的效果進(jìn)行對比;可以比較不同的話筒,音箱,耳機(jī)及不同使用方法的效果;可以試驗(yàn)人工混響的效果等等,這些都可以直接感到聽覺效果. 當(dāng) 然,組合音響還能給你的音樂實(shí)習(xí)帶來許多好處:分辨不同樂器或樂器組合的音色及效果,分辨各種器樂和聲樂的主要頻率區(qū)間,學(xué)習(xí)各種配器方法,伴奏方式,旋 律音型,和弦應(yīng)用和音樂織體,體會合唱效果,合奏效果等等.這些都必須憑藉音色保真,層次清晰,頻響均衡,信噪比大,動態(tài)范圍廣,才能很好地實(shí)現(xiàn). 很 好的把一套家用組合音響掌握和使用起來,會使你增長不少知識,增加無窮的樂趣. §14電子琴的特點(diǎn)——從物理機(jī) 制上探討電子琴的音色 1985年前后,我國開始掀起一股"電子琴熱".生產(chǎn)電子琴的廠家蜂起,有數(shù)百家之多,年產(chǎn)量達(dá)到數(shù)百萬臺,到處是電子琴培訓(xùn)班的廣告.迄今為 止,估計國內(nèi)電子琴的占有量已達(dá)8位數(shù).當(dāng)然,過了這一陣"熱"以后,現(xiàn)在已逐漸趨于穩(wěn)定.低劣的產(chǎn)品已被淘汰,高質(zhì)量的保留了下來,在樂器世界中占有了 一席之地. 電子琴是一種電子樂器,是靠電子元件的電振蕩或計算機(jī)芯片產(chǎn)生的電振蕩或晶體振蕩器激發(fā)振蕩通過換能而發(fā)聲的.它不同于電吉他,電子揚(yáng) 琴等電聲樂器.電聲樂器是用傳統(tǒng)的樂聲發(fā)音的方法發(fā)聲,用電聲放大器放聲.電子合成器實(shí)際上也是電子琴,只不過合成器是可以制造出千變?nèi)f化的音色的電子 琴,而電子琴則是音色固定的合成器而已.另外,合成器不帶揚(yáng)聲器,而電子琴則是有揚(yáng)聲器的. 電子琴有許多優(yōu)點(diǎn),如音準(zhǔn)好,這因?yàn)橐话汶娮忧俣际怯? 石英振蕩器作為標(biāo)準(zhǔn)頻率,然后再分頻,倍頻;音色0138豐富,即使是最簡單的電子琴也會有好多種音色,因?yàn)橹灰淖円幌虏ㄐ位蝾l譜就會有音色的變化;可 以有自動伴奏;音量大小可以通過放音系統(tǒng)控制;有比較寬的音域;還可以記憶,模仿等等. 但是電子琴的樂音總是使人感到比較呆板,這主要是因?yàn)?頻 率過于準(zhǔn)確,雖然有人工顫音之類的變化,但都是按照一定的"模式"反復(fù)的,因此缺乏活力;音量也不能隨演奏而變化;力度變化也不能自如;速度也非常刻板, 不能實(shí)時改變等.因此,不能很好地傳送出音樂作品的豐富內(nèi)含和細(xì)膩的感情.演奏電子琴有較多技術(shù)操作的成分,甚至有人把這說成不是一門藝術(shù),只是一種技 術(shù),這可能也太過份了. 由于電子琴的頻率是由標(biāo)準(zhǔn)頻率分頻或倍頻而來的,因此,它與人耳的聽覺反應(yīng)是有差別的.實(shí)驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)證明,人耳聽高音"偏 低",聽低音"偏高".這"偏高"或"偏低"是指在高音區(qū),按倍頻提高頻率,聽起來不是八度音,而是高音似乎不到八度.因此,鋼琴調(diào)律時,在高音區(qū)要略略 把頻率提高一些,最高處約有20—30音分,在低音區(qū)要略略把頻率降低一些,最多也是幾十音分,不論是中國人還是外國人都是這樣,但也因人而略異.所以嚴(yán) 格按倍頻程發(fā)音的電子琴聽起來也會感到不舒服的.對于一些對音調(diào)感覺靈敏的人,就會覺得是音不準(zhǔn)了.圖5-19所示是鋼琴的調(diào)律曲線與電子琴的調(diào)律曲線對 比. 用電子琴去模擬各種樂器的音色也是不像的.這是因?yàn)橐话汶娮忧偈亲允贾两K按同一個波形包絡(luò)或頻譜去產(chǎn)生模擬某一種樂器的音色的.然而,事實(shí) 是,就是同一種樂器,低音部分與高音部分的頻譜分布也會有很大差別,何況各件樂器之間也有很大的不同之處;另外,還與演奏有關(guān).這就必然會導(dǎo)致"電子琴模 仿什么不像什么",而只保留有電子琴的"電味"即其特點(diǎn)而已. 要把電子琴的顫音與小提琴相比,延音與鋼琴的相比,當(dāng)然也是相差十萬八千里的.小提 琴的顫音實(shí)際上是既有頻率波動又有強(qiáng)度波動,而且有個起始,持續(xù)和結(jié)束,其頻率,力度都是有變化的.鋼琴的延音如前所述,是包括了整個琴板的共鳴,不像電 子琴簡單把一個或幾個音延長.因此,這里又顯示出它的特點(diǎn)來. 其實(shí),這特殊的"電味"不一定是件壞事,電子琴蠻可以不去模仿這,模仿那,而去顯示 自己與眾不同的"音色",發(fā)揮電子琴的優(yōu)點(diǎn),去開發(fā)有特殊效果的"風(fēng)格",有自己的特色,豈不更好! §15可以制造任何聲音的 樂器——電 子合成器 音樂電聲的一個重要內(nèi)容就是電子音樂.電子琴的出現(xiàn),開辟了音樂的一個新天地.但是自從電子合成器問世以來,電子音樂就又進(jìn)入 了一個更高的階段. 本世紀(jì)50年代,出現(xiàn)了第一臺電子合成器.那時它還只是一個龐然大物(圖5-20),利用計算機(jī)技術(shù),輸入信息,可以改變音 調(diào),音量,速度,波形及包絡(luò)等.但是很費(fèi)勁,花費(fèi)很多時間才能產(chǎn)生幾分鐘的音樂.到了60年代,合成器裝上了琴鍵,已進(jìn)入商品化,并且體積也大大減小了. 合成器實(shí)際上是一臺聲音的頻率合成儀,可以制作各種聲音,改變各種音色.可以把制作好的音色貯存起來取用,可以存在合成器里,也可以把制作好的音色貯存在 0141ROM塊(只讀存貯器)中或軟盤里.有一種采樣合成器,還可以采集某種聲音的音色,然后在整個音域里重放,重放時還可以改調(diào),改速度,改音色.合 成器還可以當(dāng)作電子音樂的音源,也可以作鍵盤輸入用,還可以通過MIDI(樂器數(shù)字接口)系統(tǒng)作為計算機(jī)音樂系統(tǒng)里的聲音發(fā)生器或控制別的部件的主機(jī)等 等. 用合成器制作聲音的方法很多,起先是把若干個正弦波振蕩器連在一起,改變各自的頻率,振幅,就可以產(chǎn)生不同音色.后來,又采用壓控方法,對頻 率,振幅,波形,時值,包絡(luò)線等進(jìn)行調(diào)制.近年來,又采用了調(diào)頻的方法,波形記憶方法,脈沖數(shù)碼調(diào)制方法等.也可以把以上各種方法混合使用. 例如 有一種改變波形包絡(luò)的方法,把波形包絡(luò)分成幾段(如圖5-21)即AB,BC,CD,DE……等,通過改變B,C,D,E等點(diǎn)的位置,即相對幅度以及改變 各段的斜率,就可以進(jìn)行音色設(shè)計了. 目前,由于電子音樂的普及,電子合成器可以解決相當(dāng)一部分的歌唱及舞廳的伴奏問題.可以在事先由一個人制作伴 奏音樂樂曲或背景音樂,而不需要樂隊(duì),或者部分代替樂隊(duì).由于制作和修改方便,成本低,音樂豐滿,所以市場需求量很大,因此,世界許多國家的廠商都不斷地 在發(fā)展并推出新的型號,每年都要更新?lián)Q代.當(dāng)前的趨勢0142是不斷采用先進(jìn)的技術(shù),以取得更多,更好的音色;擴(kuò)展容量,這包括擴(kuò)展槽口,增加軟盤驅(qū)動器 或硬盤,增加最大發(fā)音數(shù)目,增大存貯量,擴(kuò)展琴鍵等;使功能多樣化,如把一臺合成器變成同時可以發(fā)二種,四種甚至幾種音色,即一臺當(dāng)作幾臺使用,或者把鼓 機(jī)的節(jié)奏發(fā)生器功能,音序器的編輯功能放入合成器,讓合成器代替計算機(jī)的主機(jī)等;擴(kuò)展功能,例如有的合成器有"跟隨"功能,即經(jīng)預(yù)置,每一個音后可以跟隨 一個二度或三度音,"重疊"功能,輕奏或重奏時可以發(fā)不同音調(diào)或音色;另外,合成器還向輕便,使用操作方便等方向發(fā)展. §16電腦音樂演奏系統(tǒng) ——MIDI 目前,用計算機(jī)控制合成器及其他一些部件,構(gòu)成一個電腦音樂演奏系統(tǒng),已經(jīng)在錄音,演出,特別是小型舞會,茶室中大量普及 了.由于整個系統(tǒng)是用MIDI——樂器數(shù)字接口連接起來的,所以有時也統(tǒng)稱MIDI系統(tǒng)(迷笛系統(tǒng)). 一套電腦演奏系統(tǒng)是把電腦作為主機(jī),還包括 音源或音樂輸入系統(tǒng),效果器等,用MIDI連接起來,實(shí)行錄音,放音或人機(jī)合奏等,如圖5-22是MIDI系統(tǒng)示意圖. 音樂電腦是MIDI系統(tǒng)的 中樞,可以用音序器充當(dāng),也可以用專用計算機(jī)或通用計算機(jī)充當(dāng).音序器是一個控制中心,可以有記錄,貯存,編輯,放音等功能.一般的音序器有8至16個音 軌,即可以記錄,存貯8至16條錄音帶,然后一起或任意選擇重放.實(shí)際上,如果進(jìn)行多次合軌,則有效軌數(shù)可以更多.如果用計算機(jī)代替音序器,其容量更大, 音軌更多.音樂電腦可以附帶顯示器,打印機(jī)等.通過MIDI,也可以使任何一臺MIDI系統(tǒng)中的部件執(zhí)行部分控制功能.圖5-23表示用一臺主機(jī)通過 MIDI控制其他樂器. 用鍵盤式合成器作為音源,可以實(shí)時輸入.也可以從計算機(jī)或音序器"鍵入"音樂.也可以把"音源塊"作為音源,音源塊實(shí)際上 是一種不帶鍵盤的合成器.也可以改變音色,制作出許多不同的音色.鼓機(jī)即節(jié)奏發(fā)生器,也是一種合成器,相當(dāng)長一段時間里仍是獨(dú)立的部件,但也可以放在音源 塊或合成器里,已有逐漸被取代的趨勢.電子鋼琴也是一種合成器,這是由于鋼琴本身有各式各樣音色,而且鋼琴的音色比較特殊,不易制作,所以有成品的電子鋼 琴出售. 隨著合成器的發(fā)展,音色的改善,貯存的擴(kuò)大,電子鋼琴也有逐漸失意的苗頭.但是,最近發(fā)展了一種高級數(shù)碼鋼琴,集合成器的功能和鋼琴功能 于一身.又臻紅火.以上這些合成器都可作為MIDI系統(tǒng)的音源. MIDI系統(tǒng)中還可以有"效果器",實(shí)際上是人工混響及人工延時器,是一種對聲音 進(jìn)行加工的部件.從發(fā)展趨勢看,有些功能也逐漸為音序器或電腦所替代. 聲頻輸出部分包括調(diào)音臺,功率放大器和音箱等,這些當(dāng)然是不可缺的. 所 有這些都由MIDI連接起來,每一個部件或樂器上都有接口,即MIDI插孔,通過專用的MIDI線連接起來.現(xiàn)時,許多高檔的電子琴及一般個人計算機(jī)都有 了MIDI接口.MIDI已開始進(jìn)入家庭.利用家庭中使用的電子計算機(jī),電子琴或合成器,加上組合音響放音系統(tǒng),在家里"玩"音樂,包括制作"卡拉OK" 帶,作曲,演奏等,已經(jīng)不是遙遠(yuǎn)的未來了 第六章 室內(nèi)音樂聲 §1廣場上的演出和室內(nèi)的歌聲 ——開室與閉室的聲學(xué) 效果,室內(nèi)聲的組成 許多人都曾有過這樣的實(shí)際體驗(yàn):在音樂室里練習(xí)唱歌,會感到聲音很大,效果也很好,但一上臺演出就感到聲音小極了, 好像沒有聲音似的,于是就更不敢放開喉嚨.結(jié)果越唱心里越?jīng)]有底,造成惡性循環(huán),最后就砸鍋了.還有,在廣場上演出時,感到非常吃力,要扯著嗓子唱,效果 也還不理想.再有,在禮堂里的臺上唱歌,總是覺得唱出去的聲音會往后拖,于是為了與之"合拍",就越唱越慢,效果很糟.另外,如果在浴室里洗澡時唱歌,你 會覺得自己的嗓音非常渾厚,自我感覺越來越好,情不自禁引吭高歌.因此,在學(xué)校的浴室里總是歌聲嘹亮的.這些都是因?yàn)?你所聽到的歌聲的響度,音色的好壞 都是與聲學(xué)環(huán)境有關(guān)的. 讓我們先來看一看,假如你是在一個房間里,你所聽到的是從聲源發(fā)出的聲音,包括直達(dá)聲和反射聲,如果有一個擴(kuò)音器,那還可 以有反饋聲,即經(jīng)擴(kuò)音器擴(kuò)音后又回0146到拾音器的聲音.顧名思義,直達(dá)聲是直接傳到耳朵里的聲音.反射聲則是通過側(cè)壁,后壁,頂板,地板或舞臺上的反 射板,側(cè)板等反射后到達(dá)的聲音.在反射聲里又可分為一次反射聲,早期反射聲和混響聲(圖6-1).早期反射聲是反射次數(shù)不多的聲音.混響聲是經(jīng)過各個反射 面的多次反射后,并連續(xù)地到達(dá)聽者耳朵的聲音. 于是,前面所述的一些現(xiàn)象就很容易解釋了.在廣場上唱歌,沒有反射聲,而且能量向四面散失,所以歌 唱者耳中聽不到自己唱出的反射歌聲,感到很吃力.在室內(nèi)聽音則不然,除了直達(dá)聲,還有各種反射聲,因此聲音更響,更豐滿. 在廣場上唱歌,還能有從 地面反射的微弱聲音.有一種聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室,叫作消聲室,室內(nèi)上下左右都用高吸聲材料做成,把各個方面的反射聲幾乎都吸收了,因此,聽什么聲音都會感到很弱并 非常"干".有一種"半消聲室",是有地面反射的,即模擬廣場效應(yīng). 房間的大小也與聽音效果有關(guān).房間越小,聲音在一定時間內(nèi)在室內(nèi)反射的次數(shù)就 越多,多次反射聲融合在一起,聽起來混響效果就好,這就是浴室里唱出的歌聲好聽的主要原因.房間太大,直達(dá)聲與從遠(yuǎn)處的反射聲"連"不起來,就會聽到"回 聲",一個聲音變成兩個或多個分離的聲音.因此,像人民大會堂這樣的大廳就必須避免這種現(xiàn)象的發(fā)生.房間的尺寸也同聲音的反射有關(guān),房間越大,聲音在相對 的兩墻之間形成的駐波的波長就越長,即在某個或某幾個頻率上聲音會相對增強(qiáng).你可以再做一個實(shí)驗(yàn):在一間空房間里把門窗四面關(guān)好,試著從低音連續(xù)唱到高 音,你會聽到有某個音是特別"突出"的.有些作聲學(xué)測試的房間,如試聽室,則要避免這種效應(yīng). 當(dāng)然,房間如果不密閉,那就不是完全的"閉室效應(yīng)" 了 §2一個好的音樂廳在音響效果上有哪些要求 ——音樂廳設(shè)計的聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn) 不管是音樂廳,歌劇院或者是禮堂,在聽眾欣賞音 樂時,都有一些最起碼的要求: 首先,在廳堂內(nèi)各處,不管你是否使用擴(kuò)音設(shè)備,聲音都要有一定的響度,而且,各處的響度要比較均勻,不得有"焦點(diǎn)" ——即聲音被"聚焦"而特別響的地點(diǎn),也不得有"盲點(diǎn)",即聲音由于某種原因而變得很弱的地點(diǎn).這種現(xiàn)象并不少見.如果你問某些細(xì)心的,注意聲音效果的劇 場工作人員,他會告訴你哪幾個座位上的聲音特別弱,哪些座位上的聲音特別清楚等.北京有個劇院,它的前幾排座位恰好是一片"盲區(qū)",眼看著自己面前不遠(yuǎn)處 的舞臺上,演員在賣力地張口,但聽起來聲音卻很弱,要"堅(jiān)起耳朵"很費(fèi)勁才能聽清. 反射聲的存在是必需的,因?yàn)橛辛朔瓷渎?聲音才顯得有"活 力".反射聲也要均勻,某些聲學(xué)缺陷往往是由于反射聲不均勻造成的.舞臺上空懸掛的反射板的數(shù)量,方向及反射能力,制作用的材料,舞臺和大廳頂上天花板的 高度,形狀等,都與反射聲特別是早期反射聲有很大的關(guān)系.一般希望低頻反射聲略強(qiáng)于高頻反射聲,這樣聽感就比較豐滿. 近期的研究表明,側(cè)面反射聲 對于聽覺來說是很重要的.古典音樂廳,如每年元旦向全世界播出新年音樂會的維也納音樂廳的"金色大廳",是立方矩形即"鞋盒式"的.許多現(xiàn)代的圓形或放射 形的音樂廳的演奏效果往往不如立方矩形的好,被認(rèn)為是由于立方矩形的大廳側(cè)面距離短,因此側(cè)面早期反射聲比較強(qiáng)的緣故.所以目前"鞋盒"又時興起來.北京 音樂廳就是"鞋盒"式的. 直達(dá)聲與第一次反射聲到達(dá)廳內(nèi)同一處的時間間隙不能太長,如果長了,聽起來就會有斷開的感覺,更嚴(yán)重些就會有"回聲" 了.這個問題對于體積大的劇院是個特別需要注意的問題.例如,如果劇場特大,前排中間座位的聽眾所聽到的從舞臺上直接傳來的直達(dá)聲與從最遠(yuǎn)處的反射后壁或 后排頂棚來的第一次反射聲就會"脫節(jié)".像人民大會堂這樣大的大廳,是利用各座位上的小擴(kuò)音器來解決的. 要有一定的,合適的"混響時間".這一點(diǎn) 我們將在下一節(jié)中再作進(jìn)一步的敘述. 對于各種頻率的聲音,要有均勻的反射,或者是選擇"優(yōu)化"的反射.不能有某些頻率的聲音反射太強(qiáng)或太弱,產(chǎn)生 相對于頻率的"焦點(diǎn)"或"盲點(diǎn)",即聲音的"著色"或"褪色"現(xiàn)象."合奏效應(yīng)"好,即是高低音調(diào)的樂器都得到均衡的聲響.常有的是往往高音部或低音部或 某種樂器過于突出或過于被抑制.如果錄音間里有了可以顯示的"著色"現(xiàn)象,那么原來節(jié)目的頻率平衡就會被破壞,導(dǎo)致聲音頻譜的改變,重放時就會失真.當(dāng)然 錄音師或調(diào)音師可以作一些彌補(bǔ). 另外,還應(yīng)盡量減小外部噪聲的影響. §3音樂廳,歌劇院,電影院音響 設(shè)計的主要問題——閉室的混 響時間 前面我們已經(jīng)講過:同一個音樂聲源,在不同的環(huán)境條件下,即使是由同一個人去聽,也是會有不同效果的.這主要是因?yàn)閺姆块g周壁或 其它物體產(chǎn)生反射的效果.那么,我們可以用一些什么樣的量去描述這個環(huán)境條件的差別對聽覺的影響呢 其中最重要的一個,也是歷史最久,至今0150一直沿用的量,就是"混響時間". 一個房間的混響時間是:聲源停止發(fā)聲后,聲音的強(qiáng)度(聲能密度) 間 的混響時間越長,則"余音繞梁"越久,聽起來聲音越"厚實(shí)"或"渾濁".混響是由于聲音在房間內(nèi)多次反射而形成的,因此,混響時間的長短與房間的大小,四 壁或室內(nèi)的吸聲狀況以及頻率等有關(guān). 不同用途的房屋要求不同的混響時間.混響時間太短,聲音聽起來很單薄,干癟;混響時間過長,則又會使聲音變得 模糊,含混不清.比如,演奏管風(fēng)琴的樂室,混響時間要求較長,以便更加發(fā)揚(yáng)管風(fēng)琴的和聲豐滿,低音渾厚,氣勢磅礴的特點(diǎn).音樂廳的混響時間也要求稍長,以 使聽眾感到和諧,圓潤.對于音樂試聽室和音樂演播室,其混響時間比音樂廳要求短些,以對音樂源有個準(zhǔn)確的評價.歌劇院的混響時間則要求再稍短些,因?yàn)橐? 顧歌唱和對白.對于歌唱,混響時間要長些;對于對白,混響時間長了字音就不清晰了.電影院則因?yàn)榭梢栽谥谱麟娐晻r加入人工混響,所以房間的混響時間就可以 更短一些.至于消聲室,則本來就要房間不反射聲音,混響時間就趨于零. 不同大小的房間要求的混響時間也不同,房間容積大,要求混響時間大些,以減 小"空空蕩蕩"的聲音感受;房間小了,早期反射聲對室內(nèi)各處的影響大,能量強(qiáng).因此混響時間可以短些,也能達(dá)到同樣的聽覺效果. 在同一間房間里, 對于不同頻率,混響時間是不同的.頻率越低,混響時間越長,這是因?yàn)槲矬w對高頻的吸收要比低頻強(qiáng)些. 室內(nèi)是不是坐了聽眾,混響時間也是不同的.滿 場的混響時間要低于空場的混響時間.這是因?yàn)槊恳晃宦牨姸际且粋€吸聲體,場內(nèi)吸聲強(qiáng),反射聲的能量就會減小,混響時間當(dāng)然就短了. 由于混響的作用 很重要,人們已經(jīng)會用機(jī)械的方法制造人工混響.而目前主要是在電路上作文章.稍加調(diào)制,就可以得到各種不同的人工混響,而且是可以自由調(diào)節(jié)的 §4 怎樣的舞臺才合乎規(guī)格 ——舞臺的聲學(xué)要求 前面我們已經(jīng)講過,對于一個音樂廳或歌劇院大廳要有一定的聲學(xué)要求,而大廳內(nèi)好的音響 效果也離不開舞臺上的"聲源"質(zhì)量. 雖然,音樂廳與歌劇院在整體結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,歌劇院的舞臺是有樂池的,而音樂廳的舞臺是演出區(qū)與觀眾席連成一 片,使演員與聽眾無論從音響效果或是心理上都得到更好的溝通.然而不管是音樂廳或是歌劇院,對于演員演出的這塊場地——舞臺,都有同樣的聲學(xué)要求. 首 先,舞臺上各個位置的聲音都要能很均勻傳播出來.這個均勻包括總體音響和對于各種頻率的分布都均勻,否則,就會造成在舞臺的某處傳出的聲音強(qiáng),另一處傳出 的聲音弱,或者是一些樂器的聲音強(qiáng),另一些樂器的聲音弱.這可能是由于站位,也可能是由于頻率響應(yīng).聲源要均勻,這是"合奏效應(yīng)"好在聲源部分的保證." 合奏效應(yīng)"體現(xiàn)在舞臺上的聲音傳出去應(yīng)是融為一體的.這就與舞臺的形狀,背面,側(cè)面和頂部的反射,樂隊(duì)在臺上的占位等都有關(guān).以各個聲部盡量靠近,舞臺上 各反射面較貼近,使反射聲回來得快為好. 舞臺上的演奏者或演唱者應(yīng)能聽到自己的聲音和旁側(cè)的演奏,演唱者的聲音.這樣,得以把握本人的演奏或演唱 速度,求得協(xié)調(diào)和有感情交流.有經(jīng)驗(yàn)的演員都知道,僅僅看指揮是不行的,要主動與同臺演出者相互協(xié)調(diào)交流,而這種協(xié)調(diào)和交流則是基于聽覺的反應(yīng). 音 樂廳或歌劇院的舞臺都有一個特定的傳播音質(zhì)較好的區(qū)域,也有一些適應(yīng)于獨(dú)唱,獨(dú)奏好的位置.有關(guān)工作人員,應(yīng)把握好這些. 有些音樂廳裝有大型的管 風(fēng)琴,臺上管風(fēng)琴風(fēng)管的位置及排列也與音質(zhì)大有關(guān)系. 歌劇院是有樂池的,樂池也是舞臺的一部分.樂隊(duì)在樂池演奏,要解決幾個聲學(xué)問題:一是樂隊(duì)的 聲音能均勻并融合地傳給聽眾,這靠樂池上面頂板的反射,也常常依靠電聲系統(tǒng);二是樂隊(duì)的聲音要傳給舞臺上的演員,除了直達(dá)聲外,主要靠樂池里和舞臺上的反 射,或靠揚(yáng)聲器系統(tǒng);三是樂隊(duì)的音樂不要成為一道音障擋住演員的歌唱.這主要是樂隊(duì)與演員聲音響度的對比要適當(dāng),是一個聲掩蔽的問題. §5劇院, 電影院的墻面 ——吸聲問題 聲波在入射到墻壁的表面上會發(fā)生一部分被反射,一部分被吸收.如果吸聲部分多,能量就消耗得多,那么 反射的部分就少,在室內(nèi)的混響聲就弱了.因此,聲的吸收與房間內(nèi)的音質(zhì)有很大關(guān)系.電影院墻壁上的吸聲材料就是為了減少聲的反射,降低房間的混響時間的. 各 種材料的吸聲能力是不同的.光滑堅(jiān)硬的表面吸聲能力就很弱.一些多孔材料,包括毛氈,麻,纖維,刨花板,玻璃綿,巖綿,泡沫塑料等材料,吸聲能力較強(qiáng).由 于聲波進(jìn)入這些材料中的間隙時,在其中起摩擦效應(yīng),能量很快就消耗了.劇院的幕布,家里的簾幕等都是有吸聲能力的多孔材料. 各種材料對不同頻率的 聲波的吸收也是不同的,如多孔性材料主要吸收高頻聲,薄板主要吸收低頻聲,而穿孔吸聲板可在共振頻率區(qū)吸收最強(qiáng).物體放置的方法也影響吸聲,如簾幕貼墻掛 只對高頻吸收較好,相隔一定距離就能較好吸收中頻. 把木板,膠合板扎上一定的小孔,并在板后墊玻璃綿,海綿等,釘在龍骨上,再支在剛性墻上,即成 為一種共振結(jié)構(gòu)的吸聲材料.它有一定的共振頻率,在共振頻率附近的聲波就被很強(qiáng)地吸收.對面板的厚度,重量,穿孔率以及空氣層的厚度等加以調(diào)節(jié),可以調(diào)節(jié) 共振頻率,從而調(diào)整吸聲頻段.共振板結(jié)構(gòu)是一種很強(qiáng)的吸聲材料.在一些播音室,試聽室里常常會看到. 不穿孔的薄板后留有一定空腔,形成低頻共振吸 聲體.北京有些老劇院聽音樂很"干",就是這種吸聲體把低頻聲吸得太多造成的. 廳堂里的人,家俱等都是吸聲材料.因此,劇院大廳的混響時間,對于 滿場或空場是不同的.滿場的混響時間要比空場來得小. "尖劈"吸聲體是一種強(qiáng)吸收材料,能吸收聲能99%以上,只在消聲室里用它.如圖6-2表示 兩種吸聲材料. 在一些老式的劇院和電影院的墻面上,可以發(fā)現(xiàn)有粗糙不平的"尖突".這是一些不懂聲學(xué)設(shè)計的建筑師故意用泥漿刀"刮"出來的.他們 認(rèn)為這種"尖突"能起兩個作用:一是吸聲;二是產(chǎn)生"漫反射".其實(shí)這種灰漿是密實(shí)的,沒有孔隙,不會有多孔性吸聲的性質(zhì);"尖突"的厚度又比聲音波長小 得多,起不了漫反射作用.實(shí)驗(yàn)證明,這種墻面與平坦的水泥抹灰墻基本具有相同的聲學(xué)性質(zhì),只是增加了積累灰塵無法打掃的麻煩. §6怎樣使室內(nèi)清靜 些 ——室內(nèi)噪聲和隔聲 當(dāng)你在劇院或家里聽音樂時,街上的汽車?yán)嚷?門外嘈雜的人聲,人們走路的腳步聲等,是一種十分討厭的干 擾聲源.這些不需要的附加聲響統(tǒng)統(tǒng)都是室內(nèi)噪聲. 室內(nèi)噪聲來自室內(nèi)或室外.來自室外的噪聲有通過空氣傳來的,如交通噪聲,附近工廠或工地的工業(yè)噪 聲,操場上高音喇叭聲,各種人群發(fā)出的聲音等.來自室外的噪聲還有是通過墻壁傳來的,如從通風(fēng)機(jī),洗衣房,鍋爐房,廚房等地傳來的振動聲,夜深人靜時隔壁 人家的說話聲和關(guān)燈聲等. 來自室內(nèi)的噪聲有劇場內(nèi)人的走動聲,坐椅吱吱聲,人的咳嗽,說話,翻動說明書的聲音,家里時鐘的嘀嗒聲等.噪聲是討厭 的.除壓低噪聲源外,還應(yīng)采取隔聲,消聲,隔振的措施.對空氣聲是隔聲和消聲,對固體聲是隔振.常用的措施有: 把音樂廳,歌舞劇院的位置選擇距鬧 市區(qū)或街道遠(yuǎn)一些. 改造建筑結(jié)構(gòu).如北京音樂廳曾專門改造了地基,采用了減震措施,以減少地面?zhèn)魅氲耐饨缯駝?還專門修建了側(cè)廳,作為正廳的隔聲 室.還有,房間用雙層或多層結(jié)構(gòu),少開窗戶等;用專門的隔聲門,隔聲墻;減少固體噪聲源,如對鼓風(fēng)機(jī)等采用加消聲器;制定一些規(guī)則,如在演出過程中不準(zhǔn)入 場,出場;采用特殊紙張印制說明書,使翻動時不出聲響;不在劇場里吃東西,私語或弄出聲音等等,這要靠提高國民素質(zhì)來解決. 至于居室房間里的噪 聲,也可以采取相應(yīng)的方法減少.首先是把可以去掉的噪聲源去掉,然后是采用隔聲,吸聲等措施,如用雙層窗戶,加窗簾,鋪地毯等. §7怎樣使你房間 里的音樂更加動聽些 ——居室內(nèi)的聲學(xué)考慮 前面講了許多關(guān)于音樂廳和歌劇院的聲學(xué)要求.在實(shí)際生活里,我們一般人誰也不會天天去 音樂廳欣賞音樂,我們所接觸和面臨的音樂環(huán)境最多的還是自己的居室.就目前我國的住房條件來說,常常是把音響,電視機(jī)或鋼琴等音樂源放在不大的客廳或臥室 中.因此,怎樣才能使你聽到的音樂在現(xiàn)有條件下有盡量好的效果呢 這是一個非常實(shí)際的問題. 如果你可以在幾間居室內(nèi)選擇一個房間放置音響設(shè)備的 話,那么我建議你選擇房間較大的一間;如果面積相仿,形狀不一的話,那你可以選擇較長的一間.矩形的房間可以在調(diào)整音質(zhì)方面比同樣面積的正方形房間有更大 的余地. 當(dāng)前,一般家庭的音樂主要是電聲音樂,通過音箱重放出來.因此,在錄制唱片或磁帶時,已經(jīng)考慮了各種效果如混響時間等,所以,房間以少一 些混響的影響為好.地面上的地毯可以有效地吸聲,窗簾,帷幕,被褥,沙發(fā)等都是好的吸聲材料. 音箱或揚(yáng)聲器的位置是可以調(diào)整的.把音箱放得恰到好 處這一點(diǎn)很重要.平放時音箱的高低以與聽音者的耳朵在同一水平為好.音箱放在什么東西上要有選擇,如果基座太軟,如放在地毯上,就會把許多聲音吸收了.也 不要放在可能引起與別的東西發(fā)生共振的物件上.因此,以放在大件的堅(jiān)實(shí)的基座上為好.對于立體聲來說,兩個音箱要拉開距離,才顯出更好效果.聽者的最佳位 置是與兩個音箱成為等邊三角形的第三頂點(diǎn),這一點(diǎn)前面已經(jīng)講過.音箱靠墻放或靠墻角放,一般聽音效果要好些.也可以面對著墻壁放置,形成"虛"的聲源.由 于各種音樂或樂曲的頻率成分和混響要求不同,音箱放置的最佳位置也不同.每個人的聽感和欣賞標(biāo)準(zhǔn)都不同,最終按個人聽起來好的效果為準(zhǔn),因而要反復(fù)試驗(yàn). 常常有這種情況,把音箱稍稍挪動一下,音質(zhì)就有明顯改善.圖 鋼琴已進(jìn)入許多家庭,房間里鋼琴的放置位置除了從美觀上考慮以外,也要注意聲音效果. 主要的一點(diǎn)是鋼琴的后背離墻壁的距離不要太近,因?yàn)殇撉俚穆曇糁饕菑谋趁娴那侔鍌鞒龅?過分貼墻對鋼琴的音量和聲音的共鳴都是不利的.把鋼琴放在木板地 面上常常有改善音色的作用,琴上的蓋布會起吸音和遏制振動的 |
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