Настройка фортепиано - Piano tuning

«Настройщик пианино» перенаправляется сюда. Для романа см. Тюнер пианино.
Настройка пианино

Настройка фортепиано это акт регулировки натяжения струн акустической пианино таким образом музыкальные интервалы между строк в гармонии. Значение термина «созвучно» в контексте настройки фортепиано - это не просто определенный фиксированный набор поля. Точная настройка фортепиано требует оценки взаимодействия между нотами вибрации, которая для каждого фортепиано разная, поэтому на практике требуется немного отличная высота звука от любого теоретического стандарта. Фортепиано обычно настраивают на модифицированную версию системы, называемую равный темперамент. (Видеть Частоты клавиш фортепиано для теоретической настройки фортепиано.)

Во всех системах настройки каждый шаг может быть получен из его отношения к выбранному фиксированному тону, который обычно A440, нота A над средней C (261,626 Гц). Обратите внимание, что для классического фортепиано и музыкальной теории средний C обычно обозначается как C.4 (как в научная нотация ); Однако в MIDI стандартного разрешения (например, используемого в яблоко с Гаражная группа ), этот средний C (261,626 Гц) помечен как C3. На практике программное обеспечение MIDI может пометить средний C (261,626 Гц) как C3-C5, что может вызвать недоумение, особенно у новичков.

Настройкой пианино занимается широкий круг независимых специалистов по пианино, специалистов по ремонту пианино, технического персонала магазинов пианино и любителей. Профессиональное обучение и сертификация доступны в организациях или гильдиях, таких как Гильдия пианистов. Многие производители пианино рекомендуют настраивать пианино дважды в год.

Фон

Самые основные инструменты настройщика пианино включают рычаг настройки (или «молоток») и приглушение.
Иллюстрация избиение. Сумма (синий цвет) двух волн (красный, зеленый) показана по мере увеличения частоты одной из волн. Две волны изначально идентичны, затем частота зеленой волны постепенно увеличивается на 25%. Конструктивная и деструктивная интерференция приводит к образованию биений в результирующей волне.

Многие факторы вызывают расстроение фортепиано, особенно атмосферные изменения. Например, изменения в влажность повлияет на высоту звука фортепиано; высокая влажность вызывает дека набухать, растягивая струны и заставляя звук становиться резким, в то время как низкая влажность имеет противоположный эффект.[1] Изменения температуры также могут повлиять на общую высоту звука фортепиано. В более новых фортепиано струны постепенно растягиваются, а деревянные части сжимаются, в результате чего пианино становится плоским, в то время как в старых пианино штифты настройки (которые удерживают струны в гармонии) могут расшататься и не удерживать фортепиано в гармонии.[2] Частая и тяжелая игра также может вызвать расстроение фортепиано.[2] По этим причинам многие производители пианино рекомендуют настраивать новое пианино четыре раза в течение первого года и два раза в год после этого.[3]

Расстроенное пианино часто можно определить по характеристике "хонки тонк " или же избиение звук, который он производит. Это колебание в интенсивности звука является результатом одновременного воспроизведения двух (или более) тонов одинаковых частот. Например, если струна фортепиано настроена на 440Гц (вибрации в секунду) играет вместе со струной фортепиано, настроенной на 442 Гц, результирующий тон бьет с частотой 2 Гц из-за конструктивного и деструктивного вмешательство между двумя звуковыми волнами. Точно так же, если струна, настроенная на 220 Гц (с гармоникой на 440 Гц), играет вместе со струной, настроенной на 442 Гц, слышен тот же ритм 2 Гц.[4] Поскольку пианино обычно имеет несколько струн для каждой клавиши пианино, эти струны должны быть настроены на одну и ту же частоту, чтобы исключить удары.

Высота ноты определяется частота вибраций. Для вибрирующей струны частота определяется длиной струны, масса, и напряжение.[5] Струны пианино обернуты вокруг настроечных штифтов, которые поворачиваются для регулировки натяжения струн.

История

Настройка фортепиано стала профессией примерно в начале 1800-х годов, когда "пианофорте" стало мейнстримом.[6] Ранее музыканты владели клавесины, которые было намного проще настраивать, и которые музыканты обычно настраивали сами. Первые настройщики фортепиано обучались и работали на фортепианных фабриках и часто проходили стажировку в течение 5–7 лет. Ранние настройщики сталкивались с проблемами, связанными с большим разнообразием новых и меняющихся фортепиано и нестандартизованной высоты звука.

Исторически сложилось так, что клавишные инструменты настраивались с использованием просто интонация, пифагорейский тюнинг и имел в виду один темперамент Это означает, что такие инструменты могут звучать «гармонично» в одной или некоторых тональностях, но тогда будут иметь больший диссонанс в других тональностях.[7] Развитие хороший темперамент позволил инструментам с фиксированным шагом играть достаточно хорошо во всех тональностях. Известный "Хорошо темперированный клавир " к Иоганн Себастьян Бах воспользовались этим прорывом, написав прелюдии и фуги для всех 24 мажорных и минорных клавиш.[8] Однако в то время как неприятные интервалы (например, волчий интервал ), размеры интервалов между клавишами по-прежнему не согласовывались, и поэтому каждая клавиша по-прежнему имела свой собственный отличительный характер. В течение 1800-х годов эта вариация привела к увеличению использования квази- равный темперамент, в котором соотношение частот между каждой парой соседних нот на клавиатуре было почти одинаковым, что позволяло переносить музыку между клавишами без изменения соотношения между нотами.[9]

Фортепиано обычно настраивают на Стандартный шаг A440 который был принят в начале 1900-х годов в ответ на самые разные стандарты.[10] Ранее стандарты поля постепенно повышались примерно с A415 в конце 1700-х - начале 1800-х годов до A435 в конце 1800-х годов. Хотя стандартным является A440, некоторые оркестры, особенно в Европе, используют стандарт более высокого тона, такой как A442.[11]

Теория

Обертоны и гармоники

Схема вибрирующей струны, закрепленной на обоих концах, с изображением первых шести нормальные режимы или же гармоники

Натянутая струна может колебаться в разных режимах, или гармоники, и когда молоток фортепиано ударяет по струне, он одновременно возбуждает несколько гармоник. Первая гармоника (или основная частота) обычно самая громкая и определяет высоту звука.[12] Теоретически высшие гармоники (также называемые обертонами или частичными колебаниями) колеблются с целым числом, кратным основной частоте. (например, струна с основной частотой 100 Гц будет иметь обертоны с частотой 200 Гц, 300 Гц, 400 Гц и т. д.) На самом деле частоты обертонов слегка смещены вверх из-за негармоничность вызвано жесткостью струн.[13]

Отношения между двумя презентациями, называемые интервал, - отношение их абсолютных частот. Легче всего идентифицировать и настраивать интервалы, в которых частоты нот имеют простое целочисленное отношение (например, октава с соотношением 2: 1, идеальный пятый с 3: 2 и т. д.), потому что гармоники этих интервалов совпадают и бьются, когда они расстроены. (Для идеальной квинты 3-я гармоника нижней ноты совпадает со 2-й гармоникой верхней ноты.)

Темперамент

Дэвид Клавинс настраивает его Una Corda пианино

Период, термин темперамент относится к системе настройки, которая позволяет отбивать интервалы вместо настройки чистого или "просто интервалы ". В равный темперамент Например, квинтэссенция может быть смягчена путем ее небольшого сужения, что достигается за счет небольшого выравнивания ее верхнего тона или небольшого повышения его нижнего тона.

Темперирование интервала заставляет его биться. Поскольку фактический тон вибрирующей фортепианной струны - это не просто один шаг, а комплекс тонов, расположенных в гармонический ряд, две струны, которые близки к простому гармоническому соотношению, например, идеальной пятой доле на высоких высотах (при их совпадающих гармониках), из-за разницы в высоте между их совпадающими гармониками. Если эти частоты могут быть вычислены, темперамент может быть настроен на слух, синхронизируя биения темперированных интервалов.

Камертон A440

Один практический метод настройки фортепиано начинается с настройки всех нот октавы «темперамент» в нижнем среднем диапазоне фортепиано. Тюнер начинает с использования внешнего источника, обычно A440 камертон, (или обычно камертон C523.23) для настройки начальной высоты тона, а затем настраивает другие ноты в «темперации», используя отношения темперированных интервалов. Во время настройки обычно оценивают квинты, четверти, трети (как мажорные, так и минорные) и шестые (также мажорные и второстепенные), часто проигрывая интервалы по возрастающей или нисходящей схеме, чтобы узнать, достигнута ли равномерная прогрессия ритмов.

Как только октава темперации закончена, тюнер настраивает остальную часть фортепиано, работая в направлении наружу от темперации и используя октавы и другие интервалы, чтобы согласовать каждую ноту с нотами, которые уже были настроены.

В следующей таблице перечислены теоретические частоты ударов между нотами в октаве с одинаковой темперацией. В верхнем ряду указаны абсолютные частоты звуков; обычно только A440 определяется по внешнему справочнику. Каждое другое число указывает частоту биений между любыми двумя тонами (которые разделяют строку и столбец с этим числом) в октаве темперации. Более медленные ритмы можно точно рассчитать с помощью метронома или другого подобного устройства. Для третей октавы темперации сложно настроить такое количество ударов в секунду, но после установки темперации и дублирования ее на одну октаву ниже все эти частоты ударов присутствуют на половине указанной частоты в этой нижней октаве, т.е. отлично подходит для проверки правильности темперамента. Один из самых легких тестов на равный темперамент - сыграть последовательность мажорных третей, каждая на полтона выше последней. Если достигается равный темперамент, частота биений этих третей должна равномерно увеличиваться в диапазоне темперамента.[14]

Биения равного темперамента (все цифры в Гц)
261.626277.183293.665311.127329.628349.228369.994391.995415.305440.000466.164493.883523.251
0.0000014.118520.76481.182431.7716516.481023.7444C
13.326119.59941.116071.6722115.556022.4117B
12.578118.49931.053431.5783614.682921.1538A♯
11.872217.4610.9943041.4897713.858819.9665А
16.4810.9384981.4061613.081018.8459G♯
.8858241.3272412.346817.7882граммФундаментальный
1.2527411.653916.7898F♯Октава
1.1824310.999815.8475FШестой майор
10.382414.9580EНезначительный шестой
14.1185D♯Идеальный пятый
DИдеальный четвертый
C♯Мажорная треть
CНезначительная треть

В следующей таблице указывается высота тона, при которой должно происходить наиболее сильное биение для полезных интервалов. Как описано выше, например, при настройке идеальной квинты, биение можно услышать не на любой из основных высот играемых клавиш, а на октаву и квинту (идеальную двенадцатую) выше нижней из двух клавиш, что является самая низкая высота, на которой их гармонические серии перекрываются. Как только биения можно услышать, тюнер должен уменьшить интервал либо широкий, либо узкий от настройки, в которой нет биений.

Высота избиений
ИнтервалПримерное соотношение частотБиение выше нижнего тонаТемперирование
Октава2:1ОктаваТочный
Шестой майор5:3Две октавы и мажорная третьШирокий
Незначительный шестой8:5Три октавыУзкий
Идеальный пятый3:2Октава и пятаяНемного узкий
Идеальный четвертый4:3Две октавыНемного широкий
Мажорная треть5:4Две октавы и мажорная третьШирокий
Незначительная треть6:5Две октавы и пятаяУзкий
Унисон1:1УнисонТочный

Протяжение

Кривая Railsback, показывающая отклонение между нормальной настройкой фортепиано и равномерной тональностью.

Настройка, описанная вышеупомянутым планом биений, обеспечивает хорошее приближение равной темперации во всем диапазоне октавы темперации. Однако при дальнейшем расширении фактическая настройка инструмента становится все более неточной из-за негармоничность, что заставляет гармоники немного бегать острый, поскольку достигаются все более высокие тона в гармоническом ряду. Эта проблема решается "растяжение" октавы при настройке выше (и в некоторой степени ниже) области темперации. Когда октавы растянуты, они настраиваются не на самый низкий совпадающий обертон (вторая часть) ноты ниже, а на более высокий (часто четвертый частичный). Это одинаково расширяет все интервалы, тем самым сохраняя интервальную и тональную согласованность.

Вся западная музыка, но в частности западная классическая литература, требует этого отклонения от теоретического равного темперамента, потому что музыка редко исполняется в пределах одной октавы. Пианист постоянно играет ноты, распределенные по трем и четырем октавам, поэтому очень важно, чтобы средний и верхний диапазон высоких частот был растянут, чтобы соответствовать негармоническим обертонам нижних регистров. Поскольку растяжение октав воспринимается, а не измеряется, тюнер знает, какая октава нуждается в «большем» или «меньшем» растяжении. Хорошая настройка требует компромисса между яркостью тона, интонацией и осознанием градации тона с помощью компаса инструмента. Величина растяжения, необходимая для достижения этого, является функцией масштабирования струны, сложного определения, основанного на натяжении струны, длине и диаметре. В Кривая Railsback является результатом измерения основных частот растянутых настроек и построения графиков их отклонений от нерастянутой равной темперации.

В маленьких фортепиано негармоничность настолько велика, что при растяжении, основанном на тройной октаве, отдельные октавы заметно бьются, а широкие и быстрые интервалы биений в верхних частотах, особенно в мажорных 17-х, сильно бьют. При необходимости тюнер попытается ограничить растяжение. В больших фортепиано, таких как концертные рояли, меньшая негармоничность позволяет добиться более полного растяжения струны без отрицательного влияния на близкие октавы и другие интервалы. Таким образом, хотя это может быть правдой, что меньшее пианино получает большее растяжение относительно основной высоты звука, только октавы концертного рояля могут быть полностью расширены, так что тройные октавы не имеют ритма. Это способствует отклику, блеску и «певческому» качеству, которое предлагают концертные мастера.

Преимущество растягивания октав - это исправление диссонанса, которое равный темперамент придает идеальной квинте. Без растяжения на октаву медленное, почти незаметное биение квинт в области темперамента (в диапазоне от немногим более одной доли каждые две секунды до примерно одной доли в секунду) удвоило бы каждую восходящую октаву. Таким образом, в верхней части клавиатуры теоретически (и в идеале) чистая квинта будет бить более восьми раз в секунду. Современные западные уши легко переносят быстрое биение в нечетких интервалах (секунды и седьмые, трети и шестые), но не в идеальных октавах или пятых. К счастью для пианистов, натяжение струны, которое компенсирует негармоничность концертного рояля, также почти точно смягчает накопление диссонанса в идеальной квинте.

Другие факторы, физические и психоакустический, влияют на способность тюнера достигать темперамента. К физическим факторам относятся негармонические эффекты из-за резонанса деки в басовых струнах, плохо изготовленные струны или особенности, которые могут вызывать «ложные биения» (ложные, потому что они не связаны с манипулированием битами во время настройки). Основным психоакустическим фактором является то, что человеческое ухо склонно воспринимать высокие ноты как плоские по сравнению с средними. Растягивания настройки для учета негармоничности струн часто недостаточно для преодоления этого явления, поэтому настройщики фортепиано могут растянуть верхнюю октаву или около того фортепиано еще больше.

Инструменты и методы

Некоторые распространенные инструменты настройки фортепиано: Сверху вниз: рычаг настройки, фетровый немой, резиновый немой, войлочная полоса темперамента (слева) и немой Паппса.

Общие инструменты для настройки фортепиано включают рычаг настройки или "молоток", различные немой, а камертон или же электронное устройство настройки.[15] Настроечный рычаг используется для поворота и «установки» настроечных штифтов, увеличения или уменьшения натяжения струны. Приглушение используется для приглушения струн, которые не настраиваются. При настройке октавы темперации войлочную полосу обычно помещают в темпераментную (среднюю) часть фортепиано; он вставляется между трикордом каждой ноты, приглушая его две внешние струны, так что только средняя струна может свободно вибрировать. Приглушение Papps выполняет ту же функцию в пианино и помещается через действие фортепиано для приглушения либо 2 левых струн (трикорда), либо 2 правых струн аналогичным образом. После того, как все центральные струны настроены (или вправо, если используется приглушение Papps), войлочную полосу можно снимать ноту за нотой, настраивая внешние струны на центральные. Клиновидные приглушения вставляются между двумя струнами, чтобы приглушить их, а приглушение Papps обычно используется для настройки высоких нот в вертикальных фортепиано, потому что оно легче скользит между стержнями молотков.

При настройке на слух камертон используется для настройки первой ноты (обычно A4) фортепиано, а затем октава темперации настраивается между F3 и F4 с использованием различных интервалов и проверок, пока тюнер не убедится, что все ноты в октаве настроены правильно.[16] Затем остальная часть фортепиано настраивается на октаву темперации с использованием октав и других интервалов в качестве проверок.

Если используется электронное настраивающее устройство, этап темперации может быть пропущен, поскольку тюнер может настраивать ноты непосредственно с помощью настраивающего устройства в любом разумном порядке.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Как влажность влияет на мое пианино? Гильдия пианистов
  2. ^ а б "Информация о настройке фортепиано". Pianotechnician.com. Получено 2013-05-27.
  3. ^ Как часто нужно обслуживать пианино?, Гильдия пианистов, 1993
  4. ^ Берг и аист (2005), стр. 50–51) (Частота биений равна разности частот двух составляющих)
  5. ^ Натяжение струны Информационный веб-сайт лютерии
  6. ^ Джилл Грин, История настройки фортепиано
  7. ^ Берг и аист (2005), п. 239)
  8. ^ Берг и аист (2005), п. 240)
  9. ^ Берг и аист (2005), п. 240) (С 1800-х годов почти все фортепиано настроены с одинаковым темпераментом, хотя среди органистов наблюдается движение к возвращению к исторически неравномерным темпераментам.
  10. ^ Концертная высота - переменный стандарт (A440 был принят Британским институтом стандартов в 1939 году и Международной организацией по стандартизации в 1955 году. A440 был выбран вместо A439, поскольку последний является простое число и поэтому их труднее воспроизвести в электронном виде); Берг и аист (2005), п. 243) (принята международными оркестрами около 1920 г.)
  11. ^ Берг и аист (2005), pp. 240–244) (В конце 1700-х годов стандарт был примерно на полшага ниже, чем сегодня; есть некоторые оркестры, особенно в Европе, которые используют стандарт более высокого тона.)
  12. ^ Реблиц (1993, п. 204) (Парциальные обычно намного мягче, чем фундаментальные)
  13. ^ Реблиц (1993, п. 214)
  14. ^ Реблиц (1993, п. 225)
  15. ^ Реблиц (1993, стр. 217–218 236)
  16. ^ Реблиц (1993, стр. 223–228).

Рекомендации

  • Гельмгольц, Герман, Об ощущениях тона, Пер. Александр Эллис, Нью-Йорк: Dover Publications. 1954, 1885. ISBN  0-486-60753-4.
  • Йоргенсен, Оуэн (1991), Тюнинг, Издательство Мичиганского государственного университета, ISBN  0-87013-290-3
  • Реблиц, Артур (1993), Обслуживание, настройка и восстановление фортепиано (2-е изд.), Vestal Press
  • Berg, R.E .; Аист, Д. (2005), Физика звука (3-е изд.), Pearson Education Inc.

внешняя ссылка