Спорный тезис.
Без резонансов у инструмента не будет формант и, следовательно, индивидуальности.
Кстати, физики нередко исследуют старинные инструменты, признанные эталоном, (чаще всего скрипки) и обнаруживают у них ярко выраженные резонансы.
Почему черные клавиши расположены именно так? (1 онлайн
- Автор темы GregH
- Дата начала
Без резонансов у инструмента не будет формант и, следовательно, индивидуальности.
Кстати, физики нередко исследуют старинные инструменты, признанные эталоном, (чаще всего скрипки) и обнаруживают у них ярко выраженные резонансы.
Естественно, какую-то свою окраску дека вносит, там много мелких и не очень выраженных собственных характерных частот. Можно взять гитару без струн и постучать по деке. Какие- то собственные частоты среди шума в этом звуке будут. Но их будет много разных, и затухание будет довольно быстрым, т.е. это так себе резонатор. Хороший резонатор - это, например, колокол или хрустальный бокал. Там есть чётко выраженные резонансные частоты и у колебательной системы высокая добротность. Струна - тоже хороший высокодобротный резонатор. А дека - нет. Она не про это.
У резонатора Гельмгольца затухание будет не менее быстрым, тем не менее, никто не подвергает сомнению тот факт, что это именно резонатор.
Ну а основные резонансные частоты корпуса гитары можно просто посчитать после обмера ее линейкой.
Если нормальный типа бутылки, то и добротоность сущесвтенно лучше и затухание меньше. Наверно можно корпус гитары расматривать как подобие резонатора Гельмгольца, но так себе это резонатор по сравнению с бутылкой или какой-нибудь флейтой.
Все же буду настаивать, что основная задача деки - это не резонировать, а в приципе сделать возможным передавать колебания струны в воздух. Сама по себе струна делает это крайне плохо, поскольку ее толщина много меньше длины звуковой волны в воздухе, для возбуждения которой она предназначена. Это примерно как динамиком-твиттером пытаться играть басы. Именно для того, чтобы получить размер колебательной системы, сравнимый с длиной звуковой волны и делается в первую очередь дека.
Да, дека - это прежде всего трансформатор.
Дека нужна, чтобы устройство могло звучать.
Но вот для того, чтобы устройство не просто звучало, а было музыкальным инструментом, дека должна не просто звучать, а еще и обладать определенными частотными характеристиками. И резонансные свойства - одна из этих обязательных характеристик.
Т.е. с точки зрения звукоизвлечения - главное свойство деки - быть трансформатором.
А с точки зрения музыкального инструмента, оба свойства одинаково важны (не будет хотя бы одного из них - не будет и музыкального инструмента).
PS. Флейта - ни разу не резонатор Гельмгольца. У флейты частота определяется длиной столба воздуха (и, соответственно, есть гармоники), а у резонатора Гельмгольца частота определяется соотношением упругости объема воздуха и массы, присоединенной к отверстию. Т.е. грузик на пружинке, и никаких гармоник нет.
Физики и инженеры высказались, выскажусь и я как фортепианный мастер (ну, в некотором идеальном мире). Могу сообщить, что в случае с фортепиано как раз это весьма спорный тезис. Деки фортепиано делают из резонансной ели, но она так называется не потому, что имеет врождённые выраженные резонансы, а потому что благодаря структуре древесины лучше других передаёт колебания в широком диапазоне частот. На тембр инструмента несравнимо большее значение оказывает качество молотков, материал, из которого они сделаны, и степень износа. Жёсткие или пропитанные лаком молотки — стеклянный звук (интонируем молотки иголками, смываем химией лак — иногда помогает). Мягкие, разваливающиеся молотки с плохим или изношенным фильцем — пропитываем лаком (а что делать, если к замене молотков хозяин инструмента не готов).
Во вторую очередь на тембр влияет качество и длина струн.
О конструкции деки. Дека фортепиано жёстко приклеена к футору по всему периметру инструмента, но при этом она является не плоской, а преднапряжённой. Кривизну ей задают приклеенные рипки, у пианино их можно увидеть сзади, у рояля снизу — рёбра такие диагональные. У пианино дека изогнута цилиндрически, у рояля куполообразно. Звук в деке распространяется во все стороны, но несколько лучше вдоль волокон, и поэтому деку изготавливают направлением волокон поперёк струн.
Проблемы начинаются, когда рипки отклеиваются (сплошь и рядом случается у пересушенных инструментов) или когда происходит отклейка деки от футора по периметру. Дека перестаёт быть преднапряжённой, провисает и уже не может в полном объёме вызывать резонансы в незаглушённых струнах, тембр инструмента становится беднее. Но это вовсе не то же самое, что дека, мол, имеет свои резонансы и ими якобы создаёт инструменту тембр. Дека в хорошем состоянии просто работает, а в плохом — портит звук.
Появившиеся дополнительные призвуки от дребезжания деки в местах отклеивания от рипок или корпуса — неприятный бонус, не имеющий напрямую отношения к тембру.
Мелкие трещины в деке по направлению волокон, вопреки расхожему представлению, не оказывают серьёзного влияния на ухудшение звука, но мастера с удовольствием их заделают, если хозяин готов заплатить. А вот глубокий разрыв деки (если поймать момент, он слышен как выстрел из пушки, произведённый в нескольких метрах от) делит инструмент надвое, и «обмен резонансами» между двумя половинами заканчивается.
Бывает у мастеров: подходят к незнакомому инструменту на вызове, играют гамму сверху вниз, и слышат — от, к примеру, «до» малой и ниже ни тембра, ни силы звука. Хозяину можно сразу рассказывать, что у пианинки сквозная трещина в деке, и только потом снимать нижнюю филёнку и показывать, где именно.
Последнее редактирование:
Материал (дерево, сталь, бумага и пр.) вообще не может иметь врожденных резонансов. Принципиально. Резонансами может обладать лишь некоторое изделие, имеющее те или иные размеры. А особенность резонансной ели как материала - низкий декремент затухания. Ну то есть энергия, переданная от струны к деке, рассеивается в воздухе, а не уходит на нагрев самой деки.
Правильно ли я понял, сравнивая две предыдущие цитаты, что неисправность деки оказывает существенно меньшее влияние на звук, чем материал молотков?
Если "да", значит, я чего-то сильно недопонимаю.
А если "нет", то, видимо недопонимает автор процитированного фрагмента.
Такие утверждения можно было бы делать, если иметь для сравнения, скажем, деки, изготовленные из алюминия, пластмассы, картона и пр. А когда у нас есть практически одна и та же дека, которую сравнивать нам просто не с чем (при этом деку в неисправном состоянии мы из рассмотрения исключаем), то у нас просто нет никаких оснований для того, чтобы делать выводы.
Проделаем мысленный эксперимент:
- заменим деку с ели на алюминиевую, а молоточки оставим прежние,
- заменим материал молоточков с бука (или из чего они делаются) на алюминий, а деку оставим прежней,
и сравним, что будет со звуком. Мне почему-то кажется, что в первом варианте изменения будут гораздо существеннее.
Не знаю, насколько слово "трансформатор" является в данном случае удачным. Я бы назвал ее просто излучателем звука. Мы же диффузор динамика не называем трансформатором. А у деки та же функция.
Ну если устройство звучит, его хорошо слышно и звуки соответствуют некоторому набору нот, то такое устройство уже имеет право называться музыкальным инструментом. А разные частотные характеристики контрукии деки и корпуса - это конректика, позволяющая данный инструмент как-то дополнительно классифицировать.
Резонатор Гельмгольца - это все же некая матмодель и реальные резонаторы ей соотвествуют не полной мере. Да, флейта наверно сильно далека от нее. Окарина, скорее всего, несколько ближе. Но корпус гитары, скрипки и, тем более, рояля тоже крайне слабо притягивается к этой модели.
Добавлено:
Не знаю насчет рояля, а скрипки делали и из пластика, и из алюминия. И даже получалось очень неплохо.
-- Cинхронно и синфазно - это даже не неколько отличающиеся, это вообще разное.
Это как две разные карты, кормящиеся от одного WC. будут синхронны, но не синфазны.
Уж дюже спешили тогда, и в WC не предусмотрели фреймовую синхронизацию...
Вопрос аккуратности формулировок, не спорю.
Смотря что подразумевать под звуком. Звук генерируется ударом молотка по струне. Какие частоты образовались, те и будут дальше распространяться и затухать, других частот не будет. С препарированным роялем вроде достаточно поэкспериментировали в ХХ-м веке. Резиной ударить — один спектр сгенерируется, металлом — другой (вспоминаем детский фокус с канцелярскими кнопками). Мастера правят тембр работой с молотками.
Деки ремонтируют, иногда донорские ставят — звук принципиально не меняется, если соблюсти технологию (геометрия, преднапряжение и т.д.). Это со слов серьёзных мастеров, занимающихся кап. ремонтом. Документально подтвердить трудно, так как для этого нужно сделать запись инструмента в хорошем состоянии, потом убить ему деку, поменять её и снова сделать запись примерно в тех же условиях. Маловероятное стечение обстоятельств требуется.
Звук не меняется, если мы говорим о деке как о фильтре со своим про каким-то особым АЧХ. И, конечно, меняется, если дека не выполняет свою функцию распространения волн (дека из картона). Резонансы других струн в данном рассуждении считаем отдельной от тембра частью, хотя фактически это тоже важная составляющая тембра.
Деки стали делать и из стекла, видел фотки. Пока сиё чудо дорого и пафосно, но звучит не хуже (так же). Для не богатых и не пафосных важно, что такая дека не подвержена влиянию перепадов влажности и температуры. Когда-нибудь и нам такая достанется.
с современной денежной музыкой мы вообще скро с 4мя клавишами останемся
Отчего же?
Типичный преобразователь импеданса. Что и есть классическая функция трансформатора.
Исключительно потому, что часть устройства (диффузор) не принято называть так же, как и все устройство (динамик - сам по себе трансформатор электрической энергии в механическую).
Отнюдь.
Резонаторы Гельмгольца как конкретные устройства широко применяются в технике вообще и в акустике в частности.
Разное, но нельзя сказать, что совсем.
Из синхронности не следует синфазность, а вот из синфазности следует синхронность, т.е. синфазность - более сильное условие, чем синхронность.
(А что такое WC: water closet, WarCraft, Word count... - я не знаю)
Не так.
Звук (АКА колебания воздуха) генерируется декой.
Деку приводит в движение струна.
Энергию струне дает удар молотка.
Соответственно на звук влияют:
- характеристики деки,
- характеристики струны (в частности, частота колебаний),
- место удара молотком по струне,
- демпфирующие свойства молотка (молоток возбуждает в струне колебания и тут же гасит их высокочастотную часть).
Да, других частот не будет. Но это не из-за деки, а из-за струны.
Но в существующем спектре струны дека может создать формантные области.
А вот здесь и играет роль демпфирующая способность молотка. Чем мягче материал молотка, тем дольше он контактирует со струной сразу после удара. Чем дольше контактирует - тем сильнее гасит высокие частоты.
Но, на самом деле здесь есть еще один эффект.
Разница в спектре на самом деле не так уж и велика. Велика разница в длительности атаки. А характер атаки сильнее влияет на тембр звука, чем спектр, хотя на бытовом уровне принято считать, что спектр - это и есть тембр.
Ну это то же самое, что утверждать, что скорость автомобиля никак не зависит от диаметра колеса. (только потому, что при замене колеса мы ставим колесо того же диаметра)
Поясню на математическом примере на уровне средней школы:
У нас есть функция y=2x+3, мы подставляем x=5 и получаем y=13. Снова подставляем 5, и снова получаем 13. В третий раз подставляем 5 и опять получаем 13. Откуда делаем вывод, что значение функции y не зависит от значения аргумента x.
Не меняется по сравнению с чем?
С отсутствием деки?
С другой точно такой же декой?
С другой декой, выполненной другой формы и из другого материала?
Ведь очевидно же, что не будет деки - и звук будет совсем другой (точнее, его вообще практически не будет).
А если вместо деки поставить лист гофрированного металла, то звук также будет отличаться.
В том-то и дело, что "распространение волн", а точнее - роль акустического трансформатора - не единственная роль деки. В частности, почему картонный диффузор динамика свою роль "распространение волн" выполняет, а картонная дека фортепиано - нет? Достаточно, чтобы дека не выполняла лишь одну из своих ролей, чтобы ее можно было признать негодной.
Ни один серьезный мастер-автомеханик не будет ставить на машину колеса неподходящего размера. Отсюда точно так же получается утверждение, что скорость не зависит от диаметра колеса.
Со скрипками здесь экспериментировали гораздо больше. Там и металл, и пластмасса... Главное, чтобы у материала был низкий декремент затухания. А подбором формы достигаются нужные резонансные свойства. Поэтому "так же" - совершенно не удивляет. Ящик с заданными резонансными свойствами можно сделать из любого материала (с низким декрементом затухания).
У меня еще вот какая мысль появилась. Для демонстрации влияния атаки на тембр звука.
Подключить к MIDI клавиатуре один синтезатор, настроенный на фортепиано, а к MIDI THRU - второй, настроенный на какой-нибудь очень короткий звук типа ксилофона или металлофона. Естественно, оба синтезатора - на один и тот же канал, чтобы играли строго в унисон. Выходы смешать в МОНО.
Мне кажется, изменение громкости второго синтезатора от нуля до максимума будет восприниматься на слух как изменение тембра фортепиано, а не как унисон двух разных инструментов.
Последнее редактирование:
..... так даже, вроде бы, панк-рок группа такая была- "Вертикальная улыбка".
И все они соответствует матмодели (с формулой, аналогичной грузу на пружине) с некоторым приближением. И частота немного не такая и гармоники бывают.
Как бы дека фортепиано ещё и статическую нагрузку нехилую должна держать. Только поэтому картон не подходит, а не потому, что у него частотные характеристики какие-то другие.
@ISEE, ваши сальные шуточки-прибауточки в стиле "поручика Ржевского" в практически каждой теме немножечко как-то заипали.
Причём, не меня одного, если что.
Причём, не меня одного, если что.
Принимаю и замолкаю на неопределённое время, чтобы не сказать лишнего. Просто пометьте, что мои "сальные шуточки" появляются не на пустом месте и не являются чем-то исключительным.
@user811,
Интересная тема. Сейчас фортепиано переизобретём.
Нет, нагрузку должна держать рама, а давление на деку зависит от высоты штегов, может быть совсем маленьким, при желании.
Интересная тема. Сейчас фортепиано переизобретём.
По поводу инженерной точности определений — предоставлю возможность обладающим соответствующим образованием уточнить и доформулировать их без моего участия. Так всем будет лучше.
У скрипки деки сложной формы. Дочке делали альт на заказ, была возможность посмотреть в процессе. Мастер ничего не объяснял, а у меня и интереса настоящего не было. Литература-то есть по изготовлению струнных смычковых. Хочешь задавать умные вопросы, почитай сначала то, что в открытом доступе.
Видел и руками трогал: деки у скрипки неравномерной толщины, и по каким законам вот здесь срезают, а вот тут оставляют, мне неведомо. Но это явно область поиска, измерений, проверки слухом. Наверно можно назвать это работой с резонансами детали.
У фортепиано дека — листовой клееный материал. Листовой материал — да, из правильного дерева (за несколько столетий наверняка многое попробовали), хорошо высушенного, без сучков и т.п., — но просто листового. Лист обрезают по требуемому размеру и приклеивают, всё. Никто не подрезает толщину деки справа и не делает начёсы волокон слева, дабы поменять тембр и подогнать резонансы. Лаком покрыли (а то и краской покрасили), и всё. Здесь нет области поиска инструментостроителей.
А материалы новые ищут прежде всего ради долговечности, чтоб ни влага, ни температура обедню не портили.
Еще раз: резонатор Гельмгольца, это не матмодель, а физический предмет. Такой, как стакан или бутылка.
Кому предъявлять претензии, что стакан не совсем соответствует матмодели стакана?
У пустотелого ящика всегда есть резонансные частоты. И зависят они (в первом приближении) только от размеров этого ящика (еще, естественно, от характеристик газа, которым наполнен ящик, но мы считаем, что для воздуха они постоянны), а не от толщины или начесов.
И от материала ящика может зависеть острота этих резонансов (в музыкальной терминологии Resonance, в физике - добротность), а не резонансная частота (Cutoff).
Матмодель - это представление данного физического предмета в виде пробки из массы воздуха в горлышке и сжимающегося воздуха в основном объеме сосуда, играющего роль пружины. И соответствующая простая формула, описывающая колебания такой системы. Данная модель описывает реальный физическй предмет приближенно, поскольку не учитывает ряд факторов. Она яляется приближенной уже даже случае классической формы резонатора Гельмгольца (большой сосуд с толстыми стенками, узкое ровное цилиндрическое горло) . И еще больше погрешность, если конструкция отличается от классической (пластиковая бутылка, тем более, корпус музыкального инструмента). Собственно, я про это.
-- Если не ошибаюсь, то все скрипки Страдивари уже обмеряны чуть ли не до микрона...
Специально для тех, кто не умеет играть.
Не умеешь играть - дави только на черные!
И будет богу - радость, а людям - веселье.))
ЗЫ: Они для того выше белых и установлены.)))
Обмерены. А толку?
)Скрипки же из дерева, а структура волокон никогда не повторяется, сколько не отбирай заготовки.
Если же попытаться снять все эти рыночно-маркетингово-коллекционерские бла-бла-бла, то скрипки Страдивари, конечно же, одни из самых лучших, но всё же какого-то недостижимого отрыва от остальных скрипок у них нет. Есть менее известные мастера былых времён, есть современные мастера, не попавшие в раскрутку.
У одного и того же мастера один инструмент оказывается лучше, другой... попроще звуком. Из общения с концертирующими скрипачами-солистами, играющими на инструментах из госколлекции стоимостью в 100500 устрашающих единиц: «важна полётность». Полётность это не то же самое, что громкость, громкость может быть и «картонной». Пробую определить полётность как способность инструмента, сродни способности хорошего драматического актёра, говорить шёпотом так, чтобы последний ряд зрителей всё слышал и в то же не терял ощущения, что это шёпот, а не ор. Если попытаться перевести с образного на акустический, то, наверною, полётность это способность хорошо, ровно и мощно отдавать в зал все частоты.
Тот достаточно молодой мастер (всего одна победа в конкурсе скрипичных мастеров), который делал альт старшей дочери, поставил условие, под которым мы подписались: если мы когда-либо решим продать инструмент, то только ему обратно. Это его альт №1, до этого он делал только скрипки. И этот конкретный инструмент оказался лучше, чем он сам ожидал. Мы оплачивали работу вперёд, и мастер явно чувствовал, что мог бы продать его много дороже, если бы не договорённости с нами и предоплата.
Иногда у струнных смычковых, даже сделанных по самым проверенным чертежам, бывают «волчки» — паразитные шорохи-призвуки в какой-то позиции на струне. У смычковых струнников есть свои способы борьбы с ними, если достался такой, в остальном прекрасный, инструмент. Периодически в продаже появляются новые запатентованные приблуды для борьбы с волчками (даже мне, не струннику, попадались в интернете). У нового инструмента волчки часто исчезают за полгода – год игры. Если нет, то мастер расклеивает инструмент, что-то в нём подправляет и после заново собирает и лакирует.
Если честно, то я теряю нить разговора. «Тембр» тоже не физический термин, а то, как мы воспринимаем спектр и его изменение во времени. Но что можно извлечь из констатации этого непреложного терминологического факта?
Мой посыл был в том, что корпус фортепиано и дека, какого бы размера инструмент мы не взяли, определяется соображениями прочности и долговечности, а акустические свойства корпуса и деки (добротность резонансов и прочая) — условно, уж какие получатся. Ни на фабрике, ни в ремонтной мастерской довести эти акустические параметры до ума у готового инструмента невозможно. Но можно выбрать из нескольких фортепиано одной модели тот экземпляр, что больше понравился. В отличие от некрупных (в сравнении) струнных смычковых, при изготовлении которых акустические свойства каждого инструмента в каких-то пределах вполне можно корректировать.
О прочности корпуса (точнее, футора в связке с рамой): нагрузка струнной одежды у фортепиано — 12 – 20 тонн (в интернетах разные цифры указаны, но порядок таков), и корпус должен выдерживать эту нагрузку. Расклеился футор (привет популярным ГДРовским немцам и чехам примерно от 1975 года и младше, из экономии поменявшим состав клея и заменившим клинья на «сухари» в конструкции футора), и якобы неэластичная чугунная рама таки начинает «гулять» на доли миллиметра (глазами не увидишь). Результат: инструмент теперь можно настраивать примерно раз в месяц, а то и раз в неделю. Если настройщик сволочь, то он сначала раз пять постарается настроить такой инструмент за ваш счёт, и только потом объяснит вам, в чём дело.
Последнее редактирование:
Готов биться об заклад - с точки зрения физики полетность - это определенный набор резонансов.
И "говорить шёпотом так, чтобы последний ряд зрителей всё слышал" это как раз подтверждает. Тот же "эффект присутствия" - резонанс в области 2.5-3 кГц.
А "доводили до ума" их фортепианные мастера на протяжении нескольких веков. А теперь мы просто повторяем то, до чего они тогда "довели". Длина деки известна, ширина деки известна, толщина деки известна, количество рипок - известно, расстояние между рипками - известно, геометрия рипок - известна. Свойства материала - тоже известны. Так что
- это все касается не наличия либо отсутствия резонансов, а лишь незначительного отличия характеристик резонансов, заданных конструкторами прошлого, вследствие технологического разброса.
Кстати, подозреваю, что при переходе к стеклянным (или какие еще они там появились) декам, возможность "выбрать из нескольких" сильно пострадает - инструменты при отказе от дерева станут совершенно одинаковыми (одинаковыми - не значит с плоской АЧХ, просто АЧХ у всех будет одинаковой).
Это у диффузора динамика задача - передать все в точности, не допуская никакой "индивидуальности", а у музыкального инструмента - наоборот, нужно подчеркнуть свою индивидуальность.
Здесь вопрос в том, за счет чего возникают резонансы, что является для них "грузиком" и что "пружиной"
В качестве грузика может выступать как объем воздуха, так и какой-либо жесткий элемент конструкции.
В качестве пружины - то же самое.
Для воздуха метод "настройки" - изменение линейных размеров.
Для жестких элементов - толщина и степень изгиба.
Отсюда и особенности (в частности - невозможность) настройки характеристик резонансов в разных инструментах.
Полностью с этим согласен. В частности, эта формула вообще ничего не говорит о таком важном свойстве резонатора как добротность.
между этими чехами и немцами очень мало общего. Чехи с мощной рамой, без традиционного футора, вместо него относительно узкая деревянная рама с ручками для переноски.
А у гдровских немцев легкая рама, плохо склеенный футор, все очень хлипенько, соответственно немногие дожили.