對立式鋼琴延音踏板聲學功能的客觀評價（下）

楊帆

C3音與之前C1、C2兩音相似。①在采用釋放或踩下延音踏板等不同演奏方式時，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為20s，踩下踏板音長為34s，差值仍為14s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。如左右兩個音中的第2諧音均在-8dB左右，第4諧音均在-22dB左右等。③在釋放踏板演奏時，各諧音均在總體衰減的趨勢中產生了規律性的振幅起伏。但在踩下踏板后，各諧音不同程度地出現了大周期振幅變化范圍內的振幅規律小波動。④在踩下延音踏板后，第5諧音的持續振動時間由20s變為14.8s，在時間縮短的同時，振動的規律性得到了強化。⑤振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C4音的比較分析：①不同演奏方式下，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為25s，踩下踏板音長為33.5s，差值為8.5s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。③踩下延音踏板后，第4、5諧音的持續振動時間分別由12.6s、11.3s縮短為11s、9.7s。④振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C5音比較分析：①不同演奏方式下，樂音時長差異顯著，釋放踏板音長為17.2s，踩下踏板音長為31s，差值為13.8s。②起振階段后，5個諧音能量差別不大。③按振動持續時間排序，兩音均為第1、第2、第3、第5、第4諧音。④在踩下延音踏板后，第4、5諧音的持續振動時間分別由12.6s、11.3s縮短為11s、9.7s。⑤振動能量較高的諧音同為第1、第2諧音。

C6兩音與前幾音相比，諧音曲線較為簡單。①按振動持續時間排序，兩音均為第1、第2、第3、第4、第5諧音。②兩音振動時間差為3s。③左右兩音，各諧音能量比例關系、各諧音能量衰減斜率等參數一致性較高。

三、總結與討論

以下六圖為鋼琴C3、C4、C5三音在釋放或踩下延音踏板時，樂音振幅圖中前10個諧音的變化情況。為細致觀察各諧音在起振及衰減階段的振幅變化細節，所有樂音都截取1s內的數據進行比較。左列（a）為釋放踏板時演奏的樂音，右列（b）為完全踩下踏板時演奏的樂音。

通過對以上振幅圖及前文對C1～C6音前5個諧音振動時間全過程的數據分析，本次研究進一步深化了對鋼琴樂音物理屬性與聽覺感知對應關系的認識：

1.音色由樂音中諧音的數量、音強及音程關系決定。當踏板被踩下后，被擊奏的琴弦振動經由琴碼、音板傳導至其他琴弦引起共振，由于多根琴弦的不同分段在相同頻率上產生共鳴，形成了振動能量的高效輻射效應，導致多個呈整數倍諧音成份的振動得到明顯加強，一部分不呈整數倍的聲音成份被顯著衰減，在大多數情況下，使得樂音中聲音成份的總量不增反減。因此，與部分文獻中的推論不同，本次測量證明，延音踏板的使用只是改變了諧音間的相互關系，而不會增加鋼琴樂音中原有的泛音③數量。

2.從樂器形制到演奏方法，演奏中每一個要素的改變都會對音色產生影響。通過比較可以看出，踩下或釋放踏板演奏的同一樂音，樂音中各諧音振幅曲線的變化趨勢基本一致，存在著很高的相似度;同時，各音中振幅最大的諧音在兩音中的排列序號均相同，存在著普遍的規律性。這些現象表明，延音踏板的使用并沒有改變每組琴弦的固有振動模式，它的作用只是在單位時間內使樂音產生了更多周期性、規律性的振幅變化，并且使大多數諧音維持了更長的振動時間。

3.伴隨著音高的升高，主觀感知到的樂音音色也會更加清脆、明亮。由于聽覺系統對高頻的感知靈敏度要遠大于低頻，踩下踏板后，高次諧音能量的快速釋放使得音色的“明亮度”迅速增強，但是由于高次諧音的衰減速度要快于低次諧音，因此，在彈奏（激發）方式相同的前提下，根據音高及振動持續時間的不同，主觀音量及音色感知在不同的時間點、不同音高上會形成具有漸變特點的多種層次。

4.樂音的振動過程可以分為起振（Attack）、衰減（Decay）、持續（Sustain）、釋放（Release）四個階段。其中，起振階段是樂器由無聲狀態達到最大音強時所需要的時間片斷，“聽覺是通過對起始狀態中的諧音能量變化進行分析，從而能夠識別音色。”[9]在鋼琴演奏實踐中，彈奏樂音后，短時間內快速釋放踏板可以得到更有沖擊力、更為堅實的音色;而緩慢釋放踏板則可以起到軟化“音頭”的作用，得到更加圓潤、連貫、自然的音色。通過本次分析，延音踏板在鋼琴樂音起振階段（≤0.05s）中發揮的作用不大，踏板的音質變化功能主要在衰減、持續與釋放等后3個階段中實現，正是這一振動特點，使演奏者可以通過合理使用踏板，取得加強或軟化樂音“音頭”的音色表現。

5.音量是人聽覺系統對發聲物體聲音響度的主觀感知。響度的物理基礎是物體的振動幅度，振動幅度又與激發物體振動的作用力成正比。從踏板的構造及工作原理上可以看出，踏板無法對振動能量進行額外的補充或增加，它的使用只是提高了單位時間內鋼琴的聲音輻射效率。因此，使用踏板后形成的“音量增大”聽覺映像，根本原因是樂音在短時間內因諧音振幅頻繁波動所形成的能量集中釋放。

6.在很多音樂基礎理論著作中，常常采用“泛音列”④的方式表示構成樂音的多個聲音成份。通過本次分析可以看到，樂音中的各諧音除頻率倍數關系大致相同外，在數量、強度等多個參數上有著很大的差異，這些參數在不同的時間節點上又表現出更多的變化。傳統的“諧音列”方式由于無法標示出這些因素在時間過程中的相互聯系和作用關系，因此在表示樂器音色特征時有著明顯的片面性與模糊性，顯示出分音時域特性分析法在解析樂音音質、標示音色特征方面的獨特優勢。

樂音具有音高、音長、音量、音色等4個屬性。綜上所述，鋼琴延音踏板通過改變琴弦振動狀態，帶動鋼琴各部件產生加強振動傳導、促進部件共鳴、加快振幅周期變化、提高聲音輻射效率、延長振動持續時間等連鎖反應，最終改變人聽覺系統在樂音音長、音量、音色等3個屬性上的音質感知。因此，通過了解鋼琴延音踏板聲學功能及其與聽覺感知的對應關系，演奏者可以依據不同音樂作品的表現需要，選擇更加適用的踏板演奏技法，營造出多樣化的聽覺效果，使鋼琴的表現力得到不斷的增強與豐富。

注釋：

③泛音（Overtones）：與諧音（Harmonics）概念相近，但是諧音包含有基音，泛音不包含基音。

④泛音列（Serial of overtone、overtones）：將樂音中的諧音按音的高低順序記寫在五線譜上，用于表示樂音成份。由于其中包含有基音，故稱為“諧音列”更為準確。

參考文獻：

[9]J.S.Keeler.轉引自韓寶強：音的歷程——現代音樂聲學導論[M].北京：人民音樂出版社，2016.