乐器的声学原理及其应用——声学特征的基本表述（上）
本帖最后由 乌托邦Guitar 于 2021-4-2 17:34 编辑往期回顾：
乐器的声学原理及其应用——乐器的构造和声学构造
乐器的声学原理及其应用——发音的工作过程
3．乐器声学特征的基本表述项目乐器的特征是能够构成一种（件）乐器与另外一种（件）乐器所不同的要素。这些要素在乐器上体现为声学特征、力学特征、工艺特征和美学特征四个方面。
这些特征的存在，可以作为人们在“了解、阐述、评价、选择和运用”乐器时的依据。特征需要借助一些对特性进行描述的术语予以表述，这些描述术语以及它们的含义就是乐器特征的表述项目。
乐器作为一种发声工具，其声学特征当然是最为重要的特征。但长期以来，乐器声学特征的表述无论在项目构成、概念定义还是使用原则方面一直未能获得统一的认识。
本文对所建立的体系中那些具有一定共性、表述整机特征、属于母项的项目称为基本表述项目，并在此将它们的概念一并给予讨论。声学特征的基本表述项目包括以下十项：
乌托邦吉他#562H FCL 月亮
3.1 音量
音量是乐器发出声音的大小，是表述所有乐器的共性项目。音量不仅关系到乐器能否对作品正确表现，也是造成良好听闻的必要条件。
因此，一件乐器如果没有足够的音量便不能算作一件好乐器，如果连起码的音量都不具备，就完全失去了它的使用价值。
关于“音量”一词的理解和使用在此须给予两点说明和提醒：
其一，音量的大小须凭借听闻或技术测量方能做出判断，判断时的听闻地点或测量地点必定要与乐器之间存在一段距离，那么听到的或测到的便是乐器的辐射结果。因而可以说，音量是对辐射能力的一种体现。
既然如此，为何不用带有辐射含义和字样的用语来直接命名乐器的这一特征？
一是因为如果从辐射的角度来描述这一特征，则其表述量就要使用声功率、声强等声学量，还要牵涉到声通量等概念，不仅测量和计算的操作繁难，而更大的弊端是非常不直观；二是音量一词已是沿用多年的惯用词，其含义与表述的内容和目的既无偏颇，亦无相悖，且很贴切。
其二，基础声学中有一术语称为“声量”（volume或volume level），声量一词的别称也叫做“音量”，其含义是指当电路中某点有一个复杂声频信号时，以一个标准声量指示器在该点对该信号所测得的值称为它的声量，也就是音量。
按声电类比技术的理解，乐器的音量与这里所说的音量二者间确是类比量，但二者毕竟不是同一领域内的术语，因此在理解和使用乐器的“音量”一词时须防止歧义。
#562H FCL 月亮 精选印度玫瑰木背板
3.2 传远力
传远力是乐器将其发音向远处发送的能力。毋庸赘述，传远力当然是越强越好。
对于传远力的理解同样也有两点需要予以说明：
其一，虽然存在音量大就传得远、音量小就传不远的事实，而且也有其一定的理论依据，因而有了“音量”这一表述项目似乎就没有理由再建立传远力。或换言之，传远力不能成为独立于音量之外的表述项目。
其实不然，笔者曾对此做过实际观察测量，测量结果证明，两件同类、同一设计、同样规格的乐器，在同一地点、同一大气环境下，以同等的音量发音时，不仅在远处同一地点可以测到不同的音量，甚而有近处音量大而远处反为小的情形。
这就说明，在音量之外，乐器内还存在其他能够决定声音传远能力的要素，而那些要素对传远力的制约作用是音量既无法代替也无法阻止的。因此，传远力可以作为音量之外的一个独立的特征表述项目。
其二，在基础声学的理论和事实上确已证明了在不同的大气状态下声音的传远能力肯定不同，但这绝不等于因此就可以认为声音的传远能力只是传播媒质的特性而不是乐器声音的特性。
因为，恰恰是这一理念的成立，反观就正好说明了媒质的这一特性也是乐器声音的一个特性，这正如说“汽油具有能够溶解油脂的特性”，反过来也就可以说“油脂具有溶于汽油的特性”一样。
更何况在对传远力进行评价时是在相同的大气条件下。
#562H 月亮琴头视角
3.3 指向性
指向性是乐器所辐射的声能在不同的方向上有所不同的特征。这一特征的形成主要是由于乐器的机械构造所致。
因此，从理论上讲，任何乐器都存在指向性，只不过其特征的明显程度各不相同。
指向性明显程度的实际表现除与乐器的先天特征有关外，在测量时也受到乐器的演奏姿态和听闻环境的影响。这一影响不能计入乐器的固有特性中。
指向性的存在有其“功”的一面，也有其“过”的一面。“功”者在于它能将有限的声能集中辐射，从而可以较大程度地提高乐器的音量和传远力。
“过”者则在于将给乐器的声学测量、演艺过程中的录音、扩声（特别是大型户外场馆），以及音乐厅堂的设计等方面带来麻烦。此外，在无扩声措施时对听闻也可能造成影响。
#562H 月亮指板图案及高抗氧化铜镍合金品丝
3.4 延时
延时是乐器的发音所能持续的时间。延时关系到对音乐作品中音符时值的保证。如果一件乐器的发音不具有足够的延时，作品的正确表现必将受到影响。
当然，没有足够的延时，不会影响弓弦乐器和管乐器这些稳定音的乐器，但对于打击激发、弹拨激发的乐器来讲就是不容忽视的问题。
因为这些乐器的声音是一种衰变音，如果乐器发音的延时不足，那么作品中长时值音符的“功能”便不能得到保证。
此时虽然可以按时奏出下一个音符而不打乱乐曲的节拍，然而听起来就会形成一种“有气无力”的感觉。
特别是当作品在此处是“有表情地”（con espressione）、“如歌地”（cantabile）等等表现要求时更是如此。
必须提醒的是，不能以为延时的不足一律可以用这些乐器中的震奏、连奏、摇指、轮指等奏法来解决，因为何种音型在何种乐器上须使用何种奏法，在“乐器技法”上都是极有分寸的。
再者，也不是任何情况下都有机会使用连奏。例如交响乐中的一声锣响，作品只给它一次激发的机会，而锣的艺术功能就是效果，其成败就在这一响。试想如果锣的延时不足，本来应该余音袅袅的效果将何以获得。
定制加宽骆驼骨下弦枕和牛骨固弦锥
3.5 激发阈
乐器发音时建立振动的首要条件就是必须存在一个激发力，否则乐器便无法产生振动而不能发出声音。
但在有些乐器中，不是只要给与了激发力就一定能够使之产生振动，特别是属于“硬自激”的情况更是如此。在这些乐器中，对激发力大小的要求存在一个临界值。当激发力在临界值之下时，无论激发力多大都不能使之产生振动。
只有当激发力大于临界值时，它才能产生振动，从而使乐器发出声音。这个决定激发力能否使乐器产生振动从而发出声音的临界值，本文称其为“激发阈”。
不难理解，激发阈的大小直接关系到演奏者的体力消耗，因此要求乐器要有足够低的激发阈。
但由于制造技术和材料的制约，发音原理一经确定，激发阈便相应而定，人们只能接受。所幸以往的乐器科技成果已经很好地解决了这一问题，只要设计和制造得当，取决于激发阈的演奏力总还能为人的体能所承受。
然而在实际情形中，由于设计不当或制造不良，因激发阈过高而使演奏感到费力的情形确有存在。因此，激发阈是一个关系到乐器演奏的品质而深受演奏者所重视的项目。
乌托邦吉他#562H FCL&OSL 月亮
原文刊载于《演艺设备与科技》2006年第3期
页:
[1]