當代專業吹奏聲學陶瓷樂器“陶笛”的設計研究

張懿

廣州美術學院張海文工作室 廣州 510260

當代專業吹奏聲學陶瓷樂器“陶笛”的設計研究

張懿

廣州美術學院張海文工作室 廣州 510260

本研究目的與意義

中國竹笛具有強烈的民族特色，發音動人、婉回。它是中國民族樂隊中重要的樂器。但因其材質結構等天生不足的特點，使其多用于獨奏，合奏困難，局限了笛子音樂的發展。

本研究的目的在于通過對笛子的研究、特質陶土的研究及聲學試驗，設計研制出物理和聲學性能穩定的新樂器，它既能獨奏又能合奏。為笛子合奏音樂的創作和發展提供了先決條件。

一、笛子的研究

1.笛子的起源

我國發現的最早的笛樂器是1973年浙江河姆渡出土的“骨哨”（圖1）和1987年河南舞陽賈湖出土的“骨笛”（圖2），距今約7000-8000年歷史。骨哨最初可能是作為擬音工具模仿禽鳥的鳴叫聲，遠古原始原始先人們就用它在狩獵中誘惑野獸或在生活中娛樂。它們是后世竹笛樂器的遠祖。

3.竹笛的優缺點

竹笛的優點：發音明亮，音色獨特，音域廣。

竹笛的缺點：物理性能和聲學性能都不穩定。天然取材，管身會出現蟲蛀、微裂痕，形態不規整，加工時易發生破裂；容易受氣候溫差影響；受冷暖刺激易變形，影響發音；易發生“爆竹現象”。

二、陶笛的設計與研制

本研究中通過大量的實驗制作、對陶笛的聲學測試分析和臨床驗證，研究陶笛的材料、結構、形體、壁厚、吹口、音孔的大小分布等與音準、音色、音高的關系，為陶笛的設計制作提供各種科學依據和基礎理論指導。(見圖3、圖4)

圖1 浙江河姆渡出土的“骨哨”

圖2 河南舞陽賈湖出土的“骨笛”

2.笛子的發展

從各朝代流傳下來的歷史文獻、文學作品等現有的數據得知，笛子的歷史差不多伴隨著中華民族的文化一起演化，直到明、清以來，笛子的型制已固定下來，笛子成為當時宮廷樂隊中的主要樂器之一。竹笛作為我國最早出現的民族樂器之一，它在我國古代音樂史上記載了光輝的一頁。

圖3 各種試驗發音腔體

圖4 各種研究

研究內容包括：

1.陶笛發音腔體的研究

2.材料顯微結構與音色的關系

3.管的內徑大小與音色的關系

4.壁厚與音色的關系

5.管身長度與音色的關系

6.燒成溫度與音色的關系

7.吹口的形制

8.音孔的結構位置與發音關系

9.音孔的大小比例、布局與發音的關系

10.演奏指法和氣息運用與發音的關系

11.陶笛的制作工藝研究

三、陶笛與竹笛的比較研究

1.外觀比較

陶笛的外觀近似竹笛，但是陶笛沒膜孔和笛膜，也無竹笛的金屬連接件

2.材料比較

陶笛采用特制改性陶土制作，經燒制而成，物理和聲學性能穩定，比竹笛的天然材料優越。人體常溫為36攝氏度，向管內吹氣時，管內的實際溫度會隨著吹奏時間的增長而升高，這種情況下竹笛就會發生變形而影響音準，而陶笛由于是高溫燒成，所以不易變形，不易變音。

3.結構比較

竹笛的清脆高亢響亮的音色來源于笛膜，但是笛膜材料本身的厚薄，貼膜松緊度都會影響音準，并且容易受環境溫度、濕度的影響變形，導致膜孔出現漏氣變音；另外兩段式的結構設計是為了微調吹口與音孔間距從而解決竹子變形導致的發音不準的問題。但是這種設計使得竹笛演奏無法標準化，適合獨奏，合奏困難。陶笛因其物理性能和聲學性能穩定，所以無需笛膜、膜孔和兩段式的結構。這種結構設計的突破使得陶笛的制作標準化，為民樂合奏提供了保障。

4.音色比較

竹笛的音色清脆高亢響亮。而陶笛的音色柔美而不乏高亢，深沉而不乏明亮。

四、陶笛的裝飾設計研究

樂器繼承著時代的特征，特有的色彩、特有的紋飾、特有的肌理傳達出特有的審美觀，同時也傳達出特定時代的文化內涵和意義。為了區別于竹笛，形成獨特的視覺特征，傳達出這個時代特有的審美情趣，本人大膽采用新材料、新技術和新元素對陶笛的外壁進行表面處理，既展現出陶笛的外觀視覺效果，又不會改變其特有的音質，使陶笛在舞臺燈光照射下呈現出夸張而迷幻般的色彩。給人以新的視覺感受和體驗，激起對陶笛的情感共鳴。

五、研究成果

本文采用掃描電鏡（S E M）分析了材料顯微結構對音色的影響，并對竹笛作了深入的比較研究和科學實驗，借鑒管樂器發聲結構原理并史無前例地應用特制改性陶土作為制作材料，大膽創新地設計出符合當代專業吹奏的樂器“陶笛”（圖5），其物理和聲學性能穩定，無需笛膜結構就可發聲，易于演奏的操控。新的設計有效避免了竹笛易爆裂、變形、變音等天然材料的缺點。“陶笛”的外觀設計應用了現代新型材料，使“陶笛”在舞臺燈光照射下呈現出夸張而迷幻般的色彩，具有強烈的視覺沖擊力，即使在光線暗淡的環境中也能看到神奇的變色；金屬裝飾物的鑲嵌設計，豐富了“陶笛”的外觀細節，起到畫龍點睛的效果，使“陶笛”的整體造型裝飾設計風格彰顯了當代的時尚與風范，成為民族演奏樂器中新的一族。

經中國竹笛專業委員會常務理事、廣東笛子協會會長、星海音樂學院民樂系主任、著名笛子演奏家譚炎健教授實際吹奏鑒定，“陶笛”樂器聲音獨一無二，明顯區別于竹笛，其音色柔美、流暢，既是民樂隊合奏樂器，又是一件獨奏樂器，能輕松地演奏竹笛所有的獨奏曲。

本人設計的“陶笛”已由中國著名笛子演奏家譚炎健演奏并錄制了小提琴協奏曲《梁祝》片斷《化蝶》和《同一首歌》，并獲得2007年中國工藝美術文化創意獎金獎。

本課題對中國傳統樂器的研究和再設計、再創造無疑對弘揚和復興中華民族傳統文化藝術，推動新興文化藝術產業的可持續發展具有重大意義和貢獻。

圖5 作品：陶笛作者：張懿2007年獲中國工藝美術文化創意獎“金獎”