琴托对二胡声音的影响
摘要:琴托是二胡结构的组成部分之一,是弦总(张弦的位置)的位置所在。通常认为琴托主要起稳定的作用,但笔者通过研究发现,弦槽的深浅以及紧固螺丝的存在都对二胡音色有着直接的影响。本文系统的论述了琴托的历史及种类、结构及作用,并通过一系列实验,阐明了琴托对二胡声音的影响。
琴托的历史及种类
年,被坊间称之为“部定二胡”的《二胡制作规格标准》由国家轻工业部首次颁布。该标准中的二胡尺寸为:“全长mm,琴筒长为mm,筒前口为85mm,筒后口为78mm,下弦轴中心距离琴筒上端为mm”。“标准”中没有说明琴托的形制,可见二十世纪60年代前,乐器厂生产的二胡普遍还没有琴托。琴弦是直接挂在从琴筒穿过来的琴杆上。如今在京胡、板胡上还保留着这种挂弦方式。约二十世纪60年代末,琴托逐渐出现,70年代末,开始大量生产并普及。早期苏州民族乐器一厂生产的二胡,虽然加上了琴托,但其琴弦仍然通过一铜制挂弦片挂在琴杆上(右下图),约90年代末开始将琴弦挂在琴托上。
左图:刘天华先生曾用琴
右图:早期苏州式二胡挂弦示意图
常见的二胡琴托有两种形制,可大致分为南方琴托和北方琴托。南方琴托是由一块底板和两块侧板拼合而成,从琴筒蒙皮一面看呈槽状,以苏州民族乐器厂和上海民族乐器厂为代表。北方琴托由一块较厚的板制成,呈梯形,以北京民族乐器厂为代表。当今,无论南方二胡还是北方二胡其琴弦都挂在琴托底部的弦钉上。
左图:南方二胡琴筒、琴托
右图:北方二胡琴筒、琴托
琴托的结构及作用
北方二胡琴托除了没有侧板外其结构与南方二胡琴托基本相同,主要由弦槽、弦钉、紧固螺丝、配重铅块等部分组成。二胡组装时,琴杆末端插入琴托的卯孔中,紧固螺丝将琴托固定在琴筒上,琴弦一端挂在弦钉上。具体结构如下图:
左图:琴托外部结构示意图
右图:琴托内部结构示意图
琴托主要有两方面的作用,其一,增加琴杆高度,使演奏更加舒适。其二,避免演奏下把位时“头重脚轻”。
二十世纪50年代前,二胡多使用丝弦。由于丝弦的材料密度及弹性模量都较低,这一时期二胡的琴杆普遍较长(下图),较长的琴杆可以获得更长的有效弦长[1],这有利于加大丝弦的张力,增强琴弦的振幅,从而加大二胡的音量,演奏者在按弦时也更加舒适[2]。年,钢弦由乐器改革家张子锐先生试制成功[3]。钢弦不但使用寿命长且大大增加了二胡音量,但随之而来的问题是,由于钢弦张力较大,原有的有效弦长长度使演奏者在运弓时较难激发琴弦的振动,左手按弦亦觉得吃力。于是制作者将二胡琴杆长度缩短,千斤的位置随之降低,在同样定弦的音高下,琴弦的张力变小,演奏起来手感更加舒适。在钢弦的有效弦长确定后,实际上,演奏时左手虎口位置较丝弦二胡时降低了约25mm,演奏者普遍觉得左手位置太矮,尤其演奏高把位时,严重影响了手指的灵活性。制作者在二胡琴筒下增加琴托,将二胡整体增高约20mm便解决了这一问题。
二胡主要规格演变一览表[4]
二胡换把技法,自中国二胡音乐的拓荒者——周少梅先生已有之,人称“三把头”。国乐大师刘天华先生又将这一演奏技法发扬光大,此后,换把便成为二胡演奏中最常用的技法之一。没有琴托的时代,二胡在演奏高把位时,由于支点向下移动,会造成“头重脚轻”,因此虎口受琴杆压迫比较严重,增大了快速换把的难度,使演奏受到了一定限制。琴托包括后来加入的配重铅块(也有使用铁块)使二胡的重心牢牢固定在底部,避免了“头重脚轻”之现象。
琴托对二胡声音的影响
至此,读者可能有个疑问,即琴托作为二胡的附件,还能对二胡的声音产生影响?许多人认为二胡的琴托与小提琴的腮托或板胡的琴托一样,只起到稳定作用。答案是否定的,事实上,由于琴托是二胡弦总的位置所在,其紧固螺丝的存在及弦槽的深度(或弦枕的高度)都会对二胡音色、音量产生一定影响。为了证明这一结论,笔者设计了两个实验来论证。
实验一:琴托上紧固螺丝对二胡声音的影响
琴托上的紧固螺丝主要作用是将琴托固定在琴筒上,保证张弦系统的稳定性。为了证明紧固螺丝存在与否对二胡声音的影响,笔者将琴弦挂至连接琴筒与琴托的琴杆上,在半消声室分别采集琴托上有紧固螺丝和无紧固螺丝二胡的音频,并对其进行频谱分析。
左图和右图分别是用有紧固螺丝和无紧固螺丝二胡演奏的小字一组e音的频谱图,通过对比频谱不难发现,右图中第二谐音能量明显强于左图中第二谐音,右图中-Hz频段的谐音更加丰富。通过这两幅频谱基本可判断出有紧固螺丝的二胡音色偏柔和、声音较集中,无紧固螺丝的二胡音色偏明亮、声音较丰富。
上图为使用丹麦BK声级计分别测量的演奏d1、b1、a2、a3的瞬态最大音强示意图,此图中可看出,除了小字一组d,琴托无螺丝二胡的音强都强于琴托有螺丝的二胡,小字三组a的音强对比尤为明显。
小结
琴筒作为二胡的共鸣系统,对二胡的音色和音量起着决定性作用。虽然琴筒上板的振动相对蟒皮的振动对二胡声音的影响要小得多,但绝不容小觑。在二胡发声的过程中,琴筒板受膜振动的影响会产生以横向为主的振动[5],由于琴托紧固螺丝的存在,其紧紧将琴筒底板禁锢住,极大影响了琴筒的共振,甚至连带削弱了琴杆等部位的共振,这在一定程度上破坏了二胡音色的丰富性,同时减弱了二胡的音量。
实验二:弦压角对二胡音色的影响
弦压角指的是琴马两侧有效弦长和无效弦长所形成的夹角(下图)。通常琴托上所开弦槽的深度决定了这一夹角的大小。在实验中,为了能清晰地验证弦压角对二胡声音的影响,笔者制作一小木条,将其垫于琴托边缘,其作用如小提琴的弦枕(为了行文方便,下文统称为弦枕),让琴弦高出筒口3mm,其目的是将弦压角加大,以此对比原形制(琴弦紧贴筒口下沿)二胡的音色。
上图为两种高度弦枕的二胡音阶样本的频谱示意图。在图中可以观察到,二者的谐音数量大致相同,只是谐音的强度有所不同,在-Hz频率区间,有弦枕的二胡谐音能量略强于无弦枕的二胡,故二者音色略有不同。导致音色不同的原因是,弦枕高度的变化导致了弦压角度的变化,而弦压角决定了琴弦对皮膜施加的压力。下图为使用压力测量系统实测的两种高度弦枕琴弦对皮膜施加的压力。
小结
琴托处弦枕越低,弦压角越小,皮膜所受的压力越大。皮膜整体振动较充分,高频泛音相对较弱,主观听感声音扎实,圆润。反之,琴托处弦枕越高,弦压角越大,皮膜所受的压力越小。皮膜分区振动能量有所增加,高频泛音较强,主观听感声音丰富、松弛。
结语
毋庸置疑,琴托上紧固螺丝及弦压角对二胡的音质都是有影响的:琴托上的紧固螺丝一定程度上影响了琴筒的振动,从而影响了二胡的音色及音量。至于紧固螺丝是去掉还是保留,还需要更全面的客观论证以及主观评价实验;就弦压角而言,制作者应该依据蟒皮的质量调整弦枕的高度(弦槽的深度),使蟒皮振动达到音色所需的最佳状态。演奏者在调试二胡时也要选择高度合适的琴马,同时注意千斤的高度及宽度,才能使一把二胡的音质达到最佳。乐器声学研究很大程度上是为乐器改良服务的,完善乐器性能是研究者及改良者毕生的使命。笔者认为在二胡改良过程中要以二胡音质及演奏性能为“本”,采用主客观结合的办法来进行实验论证,注重细节研究,才能最终将二胡这件乐器变得更加完善。
注释
[1]指千斤至琴杆的距离,丝弦二胡的有效弦长约43厘米,钢弦二胡的有效弦长约40厘米。
[2]按弦的舒适度取决于弦的张力,弦的张力过大或过小都会影响手指力量的发挥。
[3]乐声().中华乐器大典.北京:文化艺术出版社
[4]上海民族乐器一厂().弓弦南北
[5]横振动可以简单地理解为板的上下振动,是最主要的一种振动方式,相对于纵振动、扭转振动,其振动能量最大。
End!
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