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[评测] 电钢琴素描

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发表于 2014-5-14 08:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 david 于 2014-5-15 10:56 编辑

    我写的文章,原文载于  键盘中国中文期刊 2014年五月刊,已经发表。我觉得有责任和必要在此再次和大家分享一下。





    目前,国内电钢琴的市场空间与消费潜力和前几年相比可谓增长了许多,各种电钢琴产品五花八门。作为消费者要很好地评价,选购数码钢琴,实在也不太容易,其前提是不单有一定的音乐修养,也需要对被电钢琴模仿的对象—原声钢琴有足够的了解。我见过不少人在各电子乐器论坛发帖子求助,大意是说:“预算3000左右,要求不高,不要别的功能,也不要花巧的东西,只要音色,手感和钢琴几乎一模一样就行,就当是钢琴的替代品,麻烦各位给推荐一款啊...”我真是哭笑不得!在我眼里,这近乎是“漫天要价”,就算是预算再翻高5-6倍,也未必方方面面都能做到100%呢。

音色篇

    原声钢琴的声音是琴槌击弦,能量传给琴弦,同时通过音板,铁架,使到所有处于开放(不设止音器的高音区琴弦,或是对应的琴键已经被按下去的琴弦,又或是脚踩制音踏板,使全体琴弦处于开放状态)状态的琴弦“感染”而产生共鸣谐振,其中和被琴槌激发的琴弦的音律有对应相关的关系的琴弦会共鸣得特别“起劲”,否则会很弱,甚至几不可闻。而众多琴弦里面,越靠近低音区,参加琴弦共鸣的琴弦共鸣音的音量越大,也越绵长不绝。这些被琴槌直接敲击产生的乐音,还有复杂的共鸣音,应该都被归类为弦振,这些复杂的弦振通过音板的放大,还有琴腔,琴盖,钢琴摆放的建筑物空间的多次反射,吸收,衍射等声学效应,传到了人的耳朵中,最终形成了钢琴的“声音”。从本质来说,其实也不复杂,物理和数学这两个学科,顶多再加一门化学,就可以解释钢琴发声乃至于制造的一切。

    单说声音,电钢琴就应该抓住钢琴发声的本质,把每个环节都做出来,才有可能模仿得惟妙惟肖,以假乱真,缺了其中的任何一个环节,都会使声音缺胳膊少腿,不完整,听起来差那么点意思。如果用户只拿出3000块钱的预算,一般来讲,无论从设计制造工艺成本,还是该品牌的产品线的档次梯度,都不可能让厂家拿出声音完整的产品上市。在这个价位,一般会有不错的立体声钢琴采样,好些的也许是3到4层的采样,各层采样经过调制,基本避免了不同力度下突兀的音色突变,复音数最多去到128,顶多有模拟的琴腔共鸣(我估计是某种DSP效果)使右踏板除了使琴音延音之外,同时也给音符附加了一些额外的“色彩”,声音加深,加宽,听起来有某种共鸣感,另外还有电子乐器都有的几种混响与合唱效果,最后是能使用支持半踏板的三踏板组件。如果3000块钱的琴,以上的种种指标都到位的话,其实已经是很厚道的了。目前,YAMAHA,CASIO等国际知名大品牌在这个价位有基本具备上述指标的电钢琴上市,从声音上也能完全满足入门及初学者的需要。
我也总结一下,哪些要素能使电钢琴的声音趋于“完整”:

(一)琴弦共鸣。

    这种物理现象在原声钢琴上比比皆是,只要琴槌击弦了,琴弦共鸣就无处不在,只是共鸣音的数量,强度,音长,音域,色彩等等有区别而已。在电钢琴上,要实现琴弦共鸣,要么要加载专门的琴弦共鸣采样,要么就要增加CPU的运算能力,确定哪些没有被琴槌击打的琴弦但是以多大的共鸣音量参与共鸣,哪怕是被无声按下的琴键也参加。另外,共鸣音的音色要与琴槌直接击打的琴弦振动的音色有区别,音色要有种应和感,不能太亮,也不能有尖锐的音头等等,这些就增加了设计制造的成本,复音数也要增大很多:因为在原声钢琴上,哪怕不踩踏板,只弹奏一个音符,也不是只是那个琴键对应的琴弦在振动,还有高音区那没有止音器20个音的琴弦在等着呢,如果频率与哪些琴键的琴弦成2,3,4,5,6...倍的话,就会参与共鸣,哪怕很微弱,也不代表它不存在,对于敏感的耳朵来讲也不是不可闻,琴弦共鸣对音色起到了不可忽略的加深,加宽,加厚的渲染效果,就像是火锅的汤底,不可或缺。如果踩了右踏板,全体琴弦处于开放的自由振动状态,这琴弦的共鸣效应就更加明显了。

(二)制音共鸣

    原声钢琴在右踏板踩下时,弦振会在预张应力的音板,还有琴腔内部来回反复传送与反射,形成了独特的混响效果:和琴弦共鸣相比,其强度不会太强,音区会与击弦音有某种对应关系,但音高上不会有特别明确具体的指向,听到的是由各种特定音律的音组成的稍带紊乱感的“模糊音团”,其止振具有某种稍滞后的惯性,对哪怕琴键,踏板已经复位,这“混响”仍然会响上若干时间,对琴音也起到渲染润色的作用,帮助钢琴的声音更加有立体感和空间纵深感。据我的猜测,电钢琴模拟制音共鸣应该从技术上和成本上比模拟琴弦共鸣容易,也许加装一个和右踏板联动的特别DSP效果器就搞定了。所以很多哪怕是入门级的主流大牌子电钢琴,近几年都基本配备了制音共鸣。

(三)离键模拟

    对于有止音器的琴弦,手指离键的速度就决定了止音器捂住琴弦止音的快慢,同一根琴弦里面,从基音到低次泛音,再到高次泛音,其振幅是各不相同的,基本上是逐次减小,所以它们对止音绒逐渐增加的“阻力”的反应也各不相同,有的先被止住,有的稍后才被止住:如果慢速抬键,在开始止音到完全止音这个时间段里面,琴弦振动的基音和泛音的混合比是不断变化的,所以音色也存在一个渐变的过程;如果快速抬键,止音器以一个较大的力度快速捂住琴弦,开始止音到完全止音的过程会很短暂,余音也会短很多。用电钢琴弹奏曲子,慢歌的话,某些主旋律线条结尾处,演奏者慢速离键,欲让声音有个稍长一些的止音过程,以抒发感情,而不是一刀切断地给人突兀不自然的感觉,这就需要电钢琴的离键模拟了。这时电钢琴要检测琴键的抬起速度,并在声音上做出相应的恰如其分的反应,这也增加了设计难度和制造成本。

(四)琴盖模拟

    无论是立式钢琴还是三角钢琴,都设计有可打开或关闭的上面板。关闭之,琴音基本上从音板的一边扩散出来,经过地面或墙壁的反射,进入人的耳朵;打开之,琴音在此基础上从音板的另一边,从琴的腔体内部直接传送给人,所以,打开了琴盖,音量音色都会有明显的变化:音量增大,音色更明亮,更开阔。有的电钢琴在设计时也考虑到了这一点,增加了若干关于琴盖位置的菜单项目。

(五)踏板噪音及细节

    不弹琴键,光是踩下或抬起右踏板,因为全体止音绒同时离开或接触极易振动的琴弦,琴弦也必然在声音上对此有所回应,是细微的轰响,有些电钢琴也考虑到这方面了。半踏板现在不少哪怕是入门级的电钢琴也配备了,但和人踩下不同深度的踏板形成的琴弦不同的止音幅度,从而带出不同的音量和音色的变化相比,还是相差甚远,高档电钢琴设置了变阻力踏板,踩得越深,阻力越大,还有能连续侦测踏板踏板的位置,作出很多层次的踏板效应,而不是简单地分为“不踩踏板”,“半踏板”,“全踏板”三个状态。我在我的px-5s电钢琴上发现了一个有意思的现象,不知别的电钢琴有没有:按照该琴的性能指标,不支持三踏板组件和半踏板,但是在实际使用时,我发现:确实是没有半踏板,一踩下去,就是全踏板的效果,但是在手指已经离键的延音过程中,快速地换一次踏板,延音的音量就会减一档,依然能继续保留部分弦振,而不会马上消失无踪,接近声乐钢琴;在手指已经离开键盘后的瞬间,再补踩踏板,可以模拟止音器还没有完全止住的弦振,在止音器离开后琴弦重新处于自由振动状态时的音效,残留的余音音量,或大或小或没有,取决于手指离键和踩下踏板的时间差,我原先也想不到它会有这些若有若无的声音细节。这些细节,按说电钢琴在技术上和成本上也并非不可逾越,关键是要有这个设计思想和设计理念。

(六)足够多的复音数

    早期的电钢琴,由于硬件条件的限制,复音数通常都不太多,16,32,48,64,单单是钢琴音色,立体声采样的话,单个的音符就会占用两个复音数,使复音数减半,这就容易出现捉襟见肘,不敷使用的问题,应对的方法通常有两个:一是按照先来后到的原则,先掐掉最早弹的音符,这就出现一个问题,如果踩了踏板,而到了出局临界点的那个音符偏偏是强音的话,继续弹下去这一音符就会出现不自然的中断;后来用算法来补救,不管先来后到,先掐掉力度最小的音符,这样的话,通常也混得过去,不会出现破绽,但也会有例外,属于大力度的乐段的话,敏感的耳朵会发现某一时刻,某些音符会被莫名其妙地“牺牲”掉了。这些其实都是属于拆东墙补西墙的权宜之计,是没有办法的办法。随着计算机存储容量,运算速度和数据带宽的的飞速进步,电钢琴就干脆在复音数上大放水,好点的一般都能去到128。对于88个键的电钢琴,这128复音看似绰绰有余,但是对于再高一档的电钢琴,也不一定够用。因为电钢琴无论是通过采样或算法,又或者别的原理法则产生琴弦共鸣音或制音共鸣,又或是别的细节和效果,毕竟是为电钢琴额外添加了声音,占用复音数是不言而喻的。目前YAMAHA和CASIO具有全套琴弦共鸣等声音细节的电钢琴,不单是多功能的电钢琴,就算是功能极为单一的,没有自动伴奏等“花头”的纯电钢琴,其复音数都不约而同地翻倍去到256,这不是杀鸡用牛刀,而是有实际的需要。

     关于声音,我所知道和所能列举和解释暂时就这么多,电钢琴的模拟,听说还有更高级的物理建模模式,但从普及的角度,采样加调制还是目前的主流,厂家按照产品的不同档次和定位,对以上六点,作出合乎情理的取舍配置,一分钱一分货,也是很自然的事情,不能苛求厂家以粉条的价钱把鱼翅卖给你。

手感篇

    一是手指的触键感觉。除了极个别很高档的电钢琴几乎是全盘照搬三角钢琴的击弦机系统之外,很多电钢琴是使用逐级或平衡配重的键盘,以铁块,粗钢丝的重量来产生键盘的下键阻力,一般无需弹簧来帮助琴键复位。作为一般的设计,电钢琴因为不存在原声钢琴的击弦机的转击器顶杆和中毂的“断联”过程,击弦系统和琴键是随时接触和联动的,所以琴键的复位过程中的惯性通常都有点大,以至于有时会在快速复位时颤几颤,高档的电钢琴会模拟出“断联”瞬间的阻力变化,有的能通过特别加厚的缓冲绒条来改善复位打颤现象,用久了绒条的磨损和纤维老化硬化也不可避免。其实,一般人也无需太过于纠结这些,琴键是拿来弹奏,儿不是拿来摸,拿来摇,拿来抖的。原声钢琴,琴槌会在离琴弦3-5毫米处断联,失去顶杆的推力,琴槌完全靠惯性击弦,因此下键的速度越快,音量就会越大,过于缓慢的下键很可能导致不出音,即使是发了音,音色也带不好听的发虚感,这是物理规律来的。从演奏的角度,无论强音弱音,都要求有明确的触键和足够的触键速度,基本上手指头一模琴键,就几乎同时,手指已经是按键到底了,人的感官一般也不能在一瞬间同时捕捉到各种细节,否则,你能说清楚从你的眼前飞快掠过的足球,它是什么材质,花纹,甚至于颜色?手指头触键弹琴,只需在一瞬间克服是琴键的阻力,此过程短暂得好比相机的闪光灯一闪,故此对于电钢琴的键盘,有合乎标准的下沉阻力是首要标准,至于琴键噪音几何,有无左右晃动,复位是否打颤等等,倒是显得次要一些了。对于沉浸在音乐演奏中的人来说,也实在没有功夫时时专门去感受和顾及这些东西,看到有的朋友对电钢琴的手感颇多微词,其实部分原因是心理作用,如果有机会弹拆了琴弦的钢琴,又不知道该作何感想呢?况且,演奏过程中的感觉,绝对是声音的带领远远大于触摸感觉的带领,手上功夫深了,自然就会对各种键盘的适应能力也随之增强。

    二是声音与手指触键的关联度。又分为几层意思:首先,电钢琴对于手指的每次触键都能拾音,震奏性能起码能达到立式钢琴每秒8次的标准,而不能哑音或噎住了,这对于3个传感器触点的键盘不是难题,如果是2传感器触点的键盘,灵敏度方面可能就会打些折扣;再有,拾音时对触键的力度判断准确,对于0-127的128层力度要尽量能够均匀拾取,而不能够某些力度以下或某些力度以上难以拾取,就像拿筷子敲铁桶,使多大的力,就应该有听到多大的响;最后,不同力度的触键,出来的声音不但要有音量的变化,还应该有足够动态范围的音色变化,从弱音的柔美到强音的铿锵,中间的过度也要均匀,这也多多少少涉及到电钢琴的音色引擎:早期的是单层采样,不同的力度音色没变化,后来使用了Dynamic filter(动态滤波)技术,依据原声钢琴力度越强,音色中的高频成分越多的原理,让cut off参数与力度值捆绑,模拟出力度越大,音色越亮的效果,再后来,随着技术的发展,音色波形容量的增大,就使用多层采样技术,新近的琴还再使用了某种调制技术,确保了不同采样切换时音色的平滑过渡,再高级的,还把不同力度下的琴弦共鸣谐振音音色甚至是环境混响的强度和细节等都考虑到了,总之就是想尽办法接近原声钢琴的实际操控效果。

      在此顺便谈谈我的一种看法,算是进一步提高了对电钢琴的要求,也许是吹毛求疵:我认为不论键盘功底,触键手法,音色效果都完美的电钢琴在专业的角度上看,害人不浅。原声钢琴也好,电钢琴也好,“琴的声音能认人”的琴,才是真正的好琴,才是促使琴技进步的可靠工具。你给琴一个含糊不清的触键,琴应该就给回你一个含糊不清的声音,那声音听起来不对劲,就肯定是自己的手型或触键感觉有毛病。我觉得那些怎么弹声音都美妙无比的电钢琴真的是只适合于娱乐和制作音乐和随便玩玩,只管把音弹对,力度层次差不多,节奏掐准就八九不离十了,也逗自己和听者高兴,跟真正的表演艺术其实基本不沾边,那种微妙的色彩变化与层次,自己感受不到,所以也无从学起,待有朝一日上了“能认人”的三角大钢琴,就知道谁在裸泳了。我的要求是不是有点太高呢?  听起来似乎很玄乎,但我认为这恰恰是电钢琴能超越原声钢琴的地方之一。我算是了解原声钢琴,使音色在不同力度下声音准确地千变万化很难,事关弦列设计水平,弦和琴槌的材质,最关键的是击弦机的灵敏度,这也和琴的价格档次紧密相连。在实际使用中,因为疏于保养而击弦机失调的钢琴多如牛毛,也就多多少少削弱了这种可操控性。往往不是这台原声钢琴发不出这些声音和达不到足够的音色变化,而是击弦机的不精准而让演奏者精妙绝伦的触键走了型,甚至打了水漂,表现到声音上就会有失控感:弱音弱不下去,或是干脆不出音,强音还没有达到预期的震撼就触了“天花板”,扎实明确的触键却得到了发虚模糊的声音,总觉得琴音和手指间隔着一层什么东西似的等等,也通常让演奏者很是纳闷,毕竟,能同时深谙钢琴演奏和钢琴发声机械原理的人,毕竟不多。钢琴琴弦的发音是琴槌敲弦,不像手持鼓棍敲鼓,或是手指拨动吉他或竖琴,古筝那样直接可观可控,而是中间经过很多个机械部件的传动和配合联动,其中的能量损失和运动的偏差在所难免。电钢琴通过电子技术,恰恰能够很好地克服这个短板:精确地拾取演奏者的力度,并且把特定的音色音质与之牢牢地捆绑在一起,那种音色的可控程度就很接近于理想化了,使用上也完全能满足严苛的专业要求。

音响系统篇
      
    电钢琴的音响系统设计,可谓五花八门,便携式产品只设左右各一个椭圆形喇叭,好些的再设一对高音小喇叭,又或是高音喇叭在面板处,正圆形低音喇叭在琴的底部向下,通常其音质只能说满足练习和监听的需要;台式琴因为可安装空间比较富余,喇叭的个数,尺寸,功率会升级许多,共鸣会更佳,如果音源质量足够好,整体的音量和感觉会很接近原声钢琴,但是这类琴通常都很笨重,很贵;舞台电钢琴,限于减重便携的原因,多数情况下干脆会取消喇叭,而保留了足够多而全面的输入输出端子来支持舞台音响系统的连接,除了线路输出到调音台的部分,演奏者也可以接入通过头戴耳机的方式来实现对琴的监听。

    再怎样都好,电钢琴是靠喇叭发声的,而kawai的一款CA95背后带有一块钢琴式音板,究竟是有不错的实际效果还是华而不实的“花头”,目前我还不得而知。喇叭声和原声就存在巨大的差异,不明白这一点的话,几乎所有的电钢琴都会让你失望的,而如果要在电钢琴上无限优化喇叭声和原声接近程度,所投入的各样成本,也会使琴显得很没性价比。音响发烧友都知道,单单是功放和喇叭,都是很烧钱的主,更何况是另外再集成了音源和机械部分的电钢琴呢?所以,消费者对这方面要求不能太高,如果实在听不得琴的自带音响,就自己外接音响吧,丰俭由人,百花齐放。可别说,音源质量较佳的电钢琴,哪怕是入门级的,接了比较好的音响系统,调试得当的话,出来的音色效果,弹起来爽的程度,这提高可不是一星半点。

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duskysun + 3 用心,好文!
qyjs + 3 原创内容

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发表于 2014-5-15 20:15 | 显示全部楼层
好文,楼主费心了。字好多,看完眼花了
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 楼主| 发表于 2014-5-15 23:23 | 显示全部楼层
大家看完后多多少少有收获的话,眼花也是值得的,有时候,我觉得要把某样东西讲透,非得要长篇大论不可,因为我不想有什么漏洞,我比较习惯用词准确严谨。
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发表于 2014-5-16 11:32 | 显示全部楼层
很喜欢!好文章!
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发表于 2014-5-16 16:46 | 显示全部楼层
很有内容的好文章

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发表于 2014-5-16 19:41 | 显示全部楼层
对于挑琴者有很大帮助,好文!
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 楼主| 发表于 2014-5-17 22:49 | 显示全部楼层
凯旋篇 发表于 2014-5-16 19:41
对于挑琴者有很大帮助,好文!

水平有限,不敢当。只是把电钢琴的各项评价指标稍微具体化地罗列了出来,期望朋友们能够知道自己花出去的银子,能买到哪种货色。其实最重要的是按照需要来选择:练习,教学,音乐制作,舞台表演等等,基本上都可以有对号入座的产品可供选购。
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发表于 2014-5-18 01:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-18 01:32 编辑

“要么要加载专门的琴弦共鸣采样”

琴弦被动激发的微弱共鸣声,是无法专门采样的。其原理本来就是由其他声波激发产生震动,怎么可能只采样这根琴弦被动发出的微弱声音,而不采样那个其他声波(何况那个声波音量还要大得多)?毛之不存,皮将附焉?
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 楼主| 发表于 2014-5-18 07:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 david 于 2014-5-18 07:13 编辑
tk72 发表于 2014-5-18 01:27
“要么要加载专门的琴弦共鸣采样”

琴弦被动激发的微弱共鸣声,是无法专门采样的。其原理本来就是由其他 ...


不能这么看,这些应该可以通过技术手段来实现。
举个例子。我在1987年就听过一张周璇的黑胶唱片,介绍说通过数码清洗技术,把伴奏全部换成现代乐队,人声则完全保留……接着的,不用我说了,呵呵。
通过采样来再现琴弦的共鸣,确实需要大量的样本来支持千变万化的共鸣音组合,其中具体的奥秘我也不得而知,所以在文章里面我就没有进一步讲。
据我的理解,随着电钢琴cpu实时运算能力的飞速提高, 不少电钢琴是通过算法产生琴弦共鸣的,以我的px-5s来说,我估计是采样里面,多了一套88个键的共鸣音色的立体声样本,也许为了节约内存,用不着逐键采样这么细,相邻的几个音可能共用某一样本。接着,以被按下的琴键(不一定发音才算),和踏板的使用与否,再有激发共鸣的那些音的强度等等作为因子,cpu按照共鸣法则进行运算,确定哪些琴弦以多大的音量参与共鸣,共鸣音中参与的琴弦的数量可以不设上限,因为琴的256复音已经为此做了足够的预备。
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发表于 2014-5-21 22:30 | 显示全部楼层
好文,我能转发百度贴吧吗?当然会标明作者及原帖地址
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发表于 2014-5-22 01:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-22 02:05 编辑

你对延音共鸣的理解是,播放被弹的那个音,同时也播放其他87个共鸣音(按照一定的频率关系,占用88个复音,立体声还要加倍),从而重建整个共鸣效果,大概是这样吧。

真钢琴踩下踏板后,音色会有明显变化,因为所有琴弦按照一定频率关系共鸣,并且在箱体内复杂反射。和不踩踏板相比,声音波形是变复杂了。
但不管波形简单也好复杂也好,对于采样麦克风来说,都会忠实采样记录下来。只要在播放阶段把复杂声音波形播放出来,你也就听到了88个音共鸣(按照频率关系)、反射效果。一个复音就够了,并且还不需要复杂运算。


就算ps5x是通过同时调用88个采样(不但占用88个复音,而且还要去掉音头)来产生踏板踩下的所有琴弦的延音共鸣,也只能代表卡西欧。
雅马哈的琴,以CLP系列为例,一般会有多层动态采样,并且肯定还有一层延音采样和一套离键采样,这个特性在官方说明文档中是有的,并且还配有延音、离键采样波形示意图。

至于说如何通过声音处理手段(类似唱片处理)单独采集微弱的共鸣音,本来就没这必要,又何必费力去做。
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 楼主| 发表于 2014-5-22 06:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 david 于 2014-5-22 08:21 编辑
tk72 发表于 2014-5-22 01:42
你对延音共鸣的理解是,播放被弹的那个音,同时也播放其他87个共鸣音(按照一定的频率关系,占用88个复音, ...


casio的官网上也有琴弦共鸣的示意图,分别有弹奏单音,和弦,踩踏板时参与共鸣的琴弦的不同数目和不同强度,其文字说明中强调琴弦共鸣是完整的。
按我的理解,共鸣音也许无需采样,把弦振音去掉音头,改一下包络线和音色亮度等等,也许就ok了。
至于弹奏一个音,会有87个音跟着共鸣,就算是原声钢琴,也没这么夸张吧,呵呵。相对而言,钢琴低音区弦振的能量比高音区大得多,而且谐音种类也丰富得多。我试过在px-5s上做过共鸣测试,无声地按下最低音A2,发现它能被激发出比它高的所有音符的共鸣音,直到小字三组中间才几不可闻,到了中高音区,其琴弦激发的共鸣音会弱很多。理想情况下,所谓的共鸣规律就是:符合倍频关系,比如2,3,4,5,6...倍,通俗些讲,音程关系满足八度,五度,十度等等。弦振强烈的低音区,大力击弦还会使“不相干”的其他琴弦被迫振动,就如上述的测试。
所以有理由相信,在琴弦共鸣模式下,在立体声采样的情况下,弹奏任何音符,甚至踩下踏板,电钢琴听到的声音就是:被琴槌激发的弦振,符合共鸣规律的各个共鸣音因不同的音律和强度组合,还有制音踏板的类似DSP的加深加宽效果。至于那些耳不可闻,弱至仪器才能测出的共鸣,电钢琴完全可以忽略掉。
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发表于 2014-5-22 08:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-22 08:49 编辑

关于弹一个音,87个跟着共鸣,我指的是踩下踏板,所有制音器都放开的情况下发生的。
就算没有87个音发生共鸣,这个不是重点,我其实想说的是不管有几个音一起共鸣,两个复(立体声)音就够了。说87个只是为了说明最极端情况下,需要几个复音,我个人说法,仍然是两个。

同样情况还有你提到高音区那20几个没有制音器的共鸣问题。
真钢琴我试过,就算不踩踏板,弹奏(断奏)附近其他键也能确实听到很细微的共鸣音。这点看法我和你一样。
问题来了,为什么真钢琴声音原本就包含这个细节的情况下,为什么采样后在电钢回放时,会失去这个细节,以至于不得不额外占用n个复音去重建这个细节?
是采样麦克风性能不高?
还是厂家在采样时刻意去掉共鸣音(把原本真实采样变得不真实),然后在回放时额外占用n个复音重新加入这个细节(把不真实的采样又重新变“真实”)?
两者似乎都说不过去。
实际上,通过最普通的采样技术,就能把这些共鸣音和被弹奏的音一起采样下来,不用占用额外复音。
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发表于 2014-5-22 08:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-22 09:09 编辑

以下是YAMAHA的CLP150、170的官方说明书(节选):
CLP-150
全新紧凑外观
滑动键盘盖
88键GH逐级重锤力度键盘
AWM音源
全新三级动态立体声钢琴采样
立体声延音采样和落键采样,带琴弦共振效果
30个采样库
钢琴部分波形容量22MB
最大128复音
.


可以看出,一共有5层采样,3层动态采样+立体声延音采样+离键(落键)采样。琴弦共鸣。
这个共鸣效果是出来的,并没有真实采样支持,而是用算法实现,即计算哪个键(必须是已经按下的那些)参与共鸣、发多大的音。因为踏板不踩的情况下,你不知道有哪些键被按下参与共鸣,没法对这些键的共鸣组合一一采样,所以只能用算法。CLP150上的共鸣琴弦共鸣效果共有0-10级可调。

踩下踏板,等于88个键全部按下,88个键只有唯一种组合,其共鸣效果就直接用调用一个延音采样就能实现(因为是立体声,需两个复音),踩下踏板后音色确实也有明显变化。实际上等于你在真钢琴听到什么声音,电钢就给你回放什么声音。
其他电钢的实现方式,也是大同小异。

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 楼主| 发表于 2014-5-22 09:06 | 显示全部楼层
YAMAHA的CLP150、170的琴弦共鸣应该是通过算法产生的,128复音。我觉得px-5s的琴弦共鸣也是由算法产生的,制音共鸣的效果可能是单独采样或是某种DSP效果器,琴弦共鸣应该占用不少的复音数,因为同一个系列casio电钢琴,带琴弦共鸣等细节的比不带的复音数由128翻倍到256。
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发表于 2014-5-22 10:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 duskysun 于 2014-5-22 10:26 编辑
tk72 发表于 2014-5-22 08:42
关于弹一个音,87个跟着共鸣,我指的是踩下踏板,所有制音器都放开的情况下发生的。
就算没有87个音发生共 ...


电钢琴的采样我们看不到,但是软音源的采样可以看到。有的音源只有延音而没有pedal down采样,踩下踏板自然不会产生制音共鸣。

琴弦共鸣“采样”不管是怎么“录制”的,肯定是要占复音数或硬件资源的,因为一些音源有参与共鸣的复音数设置。
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发表于 2014-5-23 01:48 | 显示全部楼层
内容很多,文字很多,但是很多观点我保留意见,很多方面都是作者一家之言。而且用px-5s单个琴来举例非常不客观。一个方面,一个项目起码同时写出三个琴来解释,例如你的“踏板噪音及细节”,理解就是完全个错误,具备有误导人之意,但是如果在你没有用过其他琴只是沉醉在px-5s中的理解,也没有错。建议最起码从CP5起步。
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发表于 2014-5-23 06:42 | 显示全部楼层
wevas 发表于 2014-5-23 01:48
内容很多,文字很多,但是很多观点我保留意见,很多方面都是作者一家之言。而且用px-5s单个琴来举例非常不客 ...

为什么建议最起码从CP5起步?CP5是木质键盘,维护困难。
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 楼主| 发表于 2014-5-23 07:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 david 于 2014-5-23 08:16 编辑
wevas 发表于 2014-5-23 01:48
内容很多,文字很多,但是很多观点我保留意见,很多方面都是作者一家之言。而且用px-5s单个琴来举例非常不客 ...


    我只是在其中某段提到px-5s,而且仅仅一次而已,我不否认其他高端的琴能做得很全面,但是价格上也不是省油的灯。px-5s呢?不但不能连续侦测踏板深度,连半踏板也没有,也不支持三踏板组件,确实是硬伤。
    但是我试过很多电钢琴,具体什么品牌价位的就不说了,比px-5s贵上许多的也有,它们都有个共同的特点,哪怕是有半踏板功能的,踏板对声音的影响只分为三种状态:1,满踏板,仿佛全部琴弦放开自由振动;2,半踏板,模仿制音器和琴弦若即若离的状态,有满踏板大致一半的余音效果;3,无踏板,没有任何余音效果,包括手指离键后的瞬间踩的踏板,也是白踩。还有,弹奏音符时踩了踏板,如果手指离键后换踏板,弦振余音马上被切断,降为零。根据钢琴的物理振动原理,第3种状态显然非常不符合实际情况,但是,没有半踏板的px-5s却做到了恰如其分的余音效果。我对其设计理念做些肯定,不算过分吧?呵呵…很多别的电钢琴,踏板只是一个简单的开关而已。
    我的潜台词是:既然价位不贵的px-5s能做到的某些踏板细节,证明电钢琴的设计理念方面确实有提升的空间,不存在什么设计制造成本上不可逾越的障碍,多考虑一下演奏者的实际需要,对于用户总不是坏事吧?按照我的语言习惯,也许不是句句真理,但都言之有据,不是随便说的,不存在什么故意误导的意图。
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发表于 2014-5-26 11:53 | 显示全部楼层
duskysun 发表于 2014-5-22 10:12
电钢琴的采样我们看不到,但是软音源的采样可以看到。有的音源只有延音而没有pedal down采样,踩下踏板 ...

先理一下概念:
立体声延音效果(Stereo Sustain)是在当钢琴的制音踏板被踩下时(制音器被抬起)由钢琴的琴弦和共鸣板所产生的独特的泛音共鸣效果。

延音采样肯定就是踩下踏板后的采样啊。几乎所有上点档次的电钢,都有这一层采样。
这一层延音采样,YAMAHA的P120、P140、P155都有。CLP 1xx系列,CLP110、120没有,CLP130、150、170都有。CLP其他系列大体差不多。

弹机械钢琴,踩下踏板后能听到音量加大、音色明显变化吗?
能听到,并且很明显对吗?那好,延音采样后,为什么会神奇地失去这种效果,变成不踩踏板的采样,非要调用N个其他键的采样(还需经过去音头、弱化等)进行重建?
即使是32复音的电钢,只要有了延音采样,踩下踏板后也能听到音色明显变化。这个原理很简单,就是录、回放。
除非是根本没有这个采样。

琴弦共鸣是另一回事,首先制音器要开放,那个琴弦才能共鸣。制音器开放有两种途径,一种是踏板被踩下(88个制音器全开放),这个通过延音采样就完成了。
一种是踏板没踩下,但是手指按下几个键,这个是需要单独解决的。你按下几个键,就必须让那几个键产生相应的共鸣音。这个你可以根据手指头的数量算出需要几个复音。这个共鸣效果,YMAHA的带有共鸣效果的琴都自带演示功能,听一下就知道了,我当年的CLP150是有演示的。
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发表于 2014-5-26 12:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-28 19:07 编辑
david 发表于 2014-5-23 07:40
我只是在其中某段提到px-5s,而且仅仅一次而已,我不否认其他高端的琴能做得很全面,但是价格上也不 ...


你说的很对,很多电钢应该还有提升空间,尤其是高价位的电钢。

NORD PIANO2是有你说的那个效果的,就是踩踏板弹奏时,快速放开再踩下踏板,余音并不消失(当然了,如果踏板踩下时间太晚,余音就没有了),这个我可以录音演示一下。

但是实现原理,我个人并不认同要这个需要占用很多资源。也就是根据踏板切换的时间,决定从延音采样的哪一段继续播放就完事了。



补充NORD PIANO2的演示录音——踏板切换,余音不消失
论坛不允许传MP3,传土豆失真太大,只好做附件。
录音过程:关闭混响,避免干扰

测试一,关闭踏板噪声(让声音更纯净),踩下踏板,依次分别短暂弹奏从大字组的C到中央C、C和弦,第一次直接放开踏板,余音被切断(必须的);第二次放开踏板后立即又踩下,余音延续。


测试二,打开踏板噪声,其余方法同上。开了踏板噪声后,可以明显听到踏板切换动作。



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发表于 2014-5-26 14:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 duskysun 于 2014-5-26 14:22 编辑
tk72 发表于 2014-5-26 11:53
先理一下概念:
立体声延音效果(Stereo Sustain)是在当钢琴的制音踏板被踩下时(制音器被抬起)由钢琴 ...


OK,你说的对。

但说到概念,Sustain-“延音”本身就是个模糊概念,没有pedal down采样来的明确。实际上,只要弹奏并保持单键足够长的时间,就可以算“延音采样”,这没什么不妥的,而且很多音色也是这么做的。

制音器共鸣是踏板踩下时所有琴弦参与的,但如果只有踩下踏板的“pedal down”采样,对于一个功能完整的采样音源,又如何实现制音器共鸣效果强度的调整与设定?

我觉得恰恰相反,只有简单的采样音源,才会简单地采用pedal up,pedal down和包含release等声音细节的rel三、四套采样来做。更高级的音源还真是要“重建”。
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 楼主| 发表于 2014-5-26 16:05 | 显示全部楼层
以上讨论的电钢琴如何实现对琴弦共鸣,制音共鸣,还有踏板的细节的模拟,其实只是试着从不同的角度去还原钢琴上发生的种种物理声学现象:声音的激发,泛音谐振,传送,吸收,反射等等。当然了,设计者考虑到的度越多,就能据此设计出越多的专门“模拟项目”,这些细节的模拟,不管用何种技术或手段,占用更多的复音数是毫无疑问的,细节齐全的CASIO和YAMAHA的高端纯电钢琴,复音数都比一般的多一倍,去到256。
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发表于 2014-5-26 18:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 tk72 于 2014-5-26 18:49 编辑
duskysun 发表于 2014-5-26 14:12
OK,你说的对。

但说到概念,Sustain-“延音”本身就是个模糊概念,没有pedal down采样来的明确。实 ...


这个概念一点都不模糊:“立体声延音效果(Stereo Sustain)是在当钢琴的制音踏板被踩下时。”,此说法来自YAMAHA。

如果不踩踏板,采样一段时间也能算延音采样,那么这世界上也就不存在没有延音采样的音源。根本不需要当成特性来提出来。
(无非是容量小的音源采样几秒钟然后Loop,容量大的软音源就一直延时采样到声音自然消失罢了)
延音踏板踩下后,音色明显变化,能否出现这个效果,这是钢琴音色是否像真的最起码的要求,稍微上点档次的电钢都能出这个效果。

如果踏板延音效果是通过重建得到的,就不叫延音采样了,而叫延音技术了。
在YAMAHA的系列琴里面,在采样容量上,带延音采样的琴要比不带延音采样的琴大一些。例如CLP130是22MB,CLP120不带延音采样的就只有5MB(CLP120在踩下踏板后,音色毫无变化)。

其他琴如何实现暂时先不说,YAMAHA的琴,延音采样肯定是踩下延音踏板的采样,YAMAHA琴(至少我接触过的)的延音效果是不可调的,踩下踏板后就会启用了。
可调节参数的是琴弦共鸣,这个是另一个提高像真度技术。

当然也不排除有的音源,根本没有踩下踏板后的采样,然后在后期通过复杂的运算,重建这个踏板踩下后的共鸣。
显然,这种方式效果可调,但占用资源极大,效果也很难说有多真实,毕竟是重建的。就像一个合唱,你当然可以每个人单独演唱录音,最后再一起混音回放。还有更直接的方法,让大伙全部在一起唱得了,那是货真价实的合唱效果。
显然电钢的厂商会尽可能采取最容易实现、成本最低的方法(并且效果还不错)。

本帖说的不是特定型号的电钢琴,也不是软音源,而是普遍的电钢琴。

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 楼主| 发表于 2014-5-27 15:15 | 显示全部楼层
软音源靠不计容量,不计数据量的暴力采样,动不动就多少个G的样子,再依托装载软音源的计算机cpu的高速运算,当然能做到相对尽善尽美,几乎原音再现。本帖讨论的是电钢琴能做到的像真度和声音效果等等,没有特别必要的话,就别扯到软音源那里去了,呵呵。
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发表于 2015-4-28 21:31 | 显示全部楼层
很有见地,学习了!
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发表于 2015-5-3 22:32 | 显示全部楼层
真实专业的大神文章!拜读学习了!
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发表于 2015-5-4 16:56 | 显示全部楼层
科普一下啊,一根琴弦振动的现象包括:横振动,纵振动,扭转振动及激发振动的方式方法……再加上那些共振谐音。如果靠电子技术模拟这些切要尽善尽美,恐怕代价比一台真钢琴的花费大得多…所以普及型号的电钢琴也只能说是廉价乐器玩具而已
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 楼主| 发表于 2015-5-4 19:43 | 显示全部楼层
钢琴的原声与电钢琴比,当然电钢琴吃亏,如果是钢琴的唱片与声音细节齐全的电钢琴比呢,电钢琴未必吃亏。
原声与喇叭声比,永远有一道鸿沟,大家都从喇叭出来,就相对公平了。
我相信,再发烧的mic,也未必能把钢琴的所有一切声音都100%收录进去。
原声钢琴进了mic,输给线路输入到调音台的电钢琴,此场景我见过不少,呵呵。
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发表于 2015-10-27 14:05 | 显示全部楼层
深度好文,学习到了多种关于原声钢琴和电钢琴的技术原理,赞!
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