传统二胡与新型二胡琴码研究(上)
2021-12-14董舒
董舒
二胡配件由琴弓、琴弦、千金、滤音垫、琴码组成,其琴码所起的作用尤为明显,寻找到一个适合该琴并能使其发生谐振的琴码,并提升该琴的音质是比较困难的一件事。二胡界有这样一句话来形容二胡码:好琴易找,选码难。为找到合适的琴码,演奏者挑选琴码都到了百里挑一的程度。是什么原因造成琴码如此难选呢?除琴皮原因外,琴码自身的结构、材料、质量等能否达到谐振要求尤为重要。
一、传统二胡琴码的分析研究
(一)二胡琴码分类
二胡琴码是琴弦振动波传导和阻尼的载体,现在比较流行的二胡琴码按材料可分为以下几类:
1.白木码:白木类码主要是以枫木、白妞子木、黄杨木为代表制成的琴码。
2.拼码:如枫木、老紫檀、老松节等拼接做成的琴码。
3.油煎码:油煎码属于通过科学手段研发出来的品种,其码的内部结构通过处理趋于碳化。
4.老枓类:如老松节、老紫檀、阴沉木等制成的琴码。
上述类型的琴码传导和阻尼各有千秋,不论优劣,全凭适合与喜好。
(二)二传统二胡琴码结构、振动传导和阻尼分析
1.二胡琴码结构简介
(1)图1为传统二胡琴码的正视图、侧视图、俯视图。从正视图可以看到二胡琴码弦槽一般相距为5mm,位于琴码中心轴两测2.5mm处,琴弦安装好后在此固定,琴弓摩擦琴弦时,琴弦在此位置不会偏移。
(2)从正视图和侧视图中,可以看到二胡琴码中心位置设计有孔,即琴码中心位置有直径约3.5mm至4.0mm的孔,有的孔直径可能更大些。从图2的实拍图可以看到琴码有一个圆孔,俗称音孔。
(3)从图1正视图、侧视图、俯视图中,可以看到琴码上部宽度约为1.8mm左右的条状结构,上面设计有两个弦槽,二胡琴码上部呈条状结构,随弧度延展到底部呈椭圆或圆形结构。琴码质量的分布与琴码结构同步,上部结构质量最小,沿着弧形曲线到琴码底部质量逐渐增大。
(4)图3为二胡琴码在琴皮上的实拍图,两根琴弦压在琴码弦槽上,琴码紧贴琴皮,蓝色线为二胡琴皮的中心线。
2.琴弦摩擦时,琴码对振动波的传递分析
以图1为例,二胡琴弓在摩擦琴弦时,琴弦产生的振动波通过琴码传递至琴皮,使琴皮发生振动产生声音。当一根琴弦被摩擦振动时,振动波通过弦槽传递到整个琴码,最终到达琴码底部,那么两个弦槽垂直琴皮处,接收到的振动波能量是否一致,成为未知数。
振动波在琴码内能量传递方式为,当一根琴弦被摩擦时,振动波在弦槽处开始传递,其振动波传递形态理应按扇形方式传递,由于琴码外形及音孔设计的缘故,振动波有一部分并未按扇形方式传递,部分振动波被重新规划导流了,有可能导致能量传递分布不均衡。
(三)振动波传递分析
当二胡琴弓一根弦被摩擦产生振动波时,弦槽垂直琴皮处获得振动能量,与另一个弦槽垂直琴皮处所获得的振动波能量,进行分析比对。
1.琴弦振动时弦槽垂直琴皮处获得振动能量分析:
(1)振动波以扇形方式传递,弦槽垂直琴皮处接收到的振动波能量最强,离垂直处越远,接受到的振动波能量渐弱。
(2)琴弦振动时,以弦槽处为振动源,振动波在琴码材质内以扇形方式直接传递到琴码底部,振动源至琴皮垂直距离最短。弦槽与琴皮垂直处,获得振动波能量最大。
2.届时另一个弦槽垂直琴皮处,所获得的振动波能量分析:
(1)琴码有音孔设计的关系,振动波从音槽处开始传递,有一部分被重新规划导流传递,部分振动波只能沿音孔外侧曲线传递,到弦槽与琴皮垂直处,其传递距离大于前者的距离,振动波能量随传递距离的增加而衰减。
(2)部分振动波被音孔切割阻断,振动能量不能以扇形方式传递,底部接收到的振动波能量受到相当大的损失。该点接收到的振动能量远小于扇形传递得到的能量。
3.结论
(1)演奏时拉动琴弦,弦槽与琴皮垂直处获得最大值振动波能量,大于另一个弦槽垂直琴皮处获得的振动波能量。
(2)最强振动点在离琴码中心轴2.5mm处。
由于二胡琴皮的特殊性为软性皮膜材料,其最佳的振动位置位于二胡琴皮的中心点,在这点获得振动波能量最大,最为均衡,且琴皮振动幅度最大。
为什么二胡软性皮膜中心点为最佳振动点呢?假定二胡琴皮蒙皮是均衡的前提下,作以下说明:
①二胡琴皮作为除去外力后能恢复原状的弹性体材料,实验数据表明,用同等的外力对通过琴皮中心任何点进行作用,琴皮中心点到边缘,琴皮的振动幅度数值呈渐弱分布,振动幅度的状态及数值分布符合弹性力学的有关定律,因此琴皮中心点在受到外力作用时,振幅最大。
②在通过琴皮中心直线上的任何点,进行外力作用,除中心点外,其他两端受力是不同的,此时两端受力是不均衡的。外力作用只有在中心点时,琴皮两端受力是相等的。说明中心点为受力最佳均衡点。
所以,二胡最佳振动点在琴皮中心点的理论是成立的。
综合上述分析可以得出结论,琴码安放在琴皮中心点,拉动二胡内外弦时,最强振动点在弦槽垂直琴皮处,偏离最佳振动点2.5mm,形成了偏振,导致内外弦声音统一度降低。
(四)二胡琴码结构对振动波传递和阻尼影响分析
1.二胡琴码结构是一个既有传导又有阻尼的组合体,琴码从上至下质量是逐步增加的结构,振动波由上往下传递,琴码上端质量小,传导能力强,随着质量逐渐增大,阻尼值也逐渐增加,振动波传递逐步减弱。琴码阻尼值随着琴码的质量逐渐增大而变大,琴码下端阻尼值达到最大值。
2.琴码传导、阻尼对二胡声音音质影响说明如下:
(1)琴码振动波传导能力过强,中高频的音质音量会得到加强,同时可能产生狼音,声音不干净,低频不浑厚的状况。
(2)琴码阻尼过小,传导能力随之增强,对二胡的声音影响非常大,声音会缺少浑厚度、温润度,出现狼音等状况,同时也失去了二胡特有的声音味道。
(3)琴码如阻尼能力过强,二胡在演奏时下把位中高频的音量衰减明显,拉出的声音非常微弱。碰到这种情况,有经验的调音师会对二胡琴码进行修整,通过底部打孔、横向打孔、圆的改成椭圆的等手段来减轻琴码下段质量,减小阻尼值,使二胡下把位的声音通透明亮起来,音量衰减情况得到明显改善,音质也得到明显提升。
(4)二胡琴码传导能力过强,阻尼能力过强都不可取,只有传导与阻尼达到一定的比值,二胡的音质才能得到保障。二胡琴码下端质量的控制尤为重要。制作琴码时下端质量比较难掌控,琴码制作一次成功的概率不大,往往需要后期对琴码传导阻尼值进行调整,才能得到理想的音质。
3.传统二胡琴码由于原始设计原因,琴码下端阻尼值最大,振动波传递到此处也最弱。琴皮未必能接收到最佳振动波能量。
4.结论:传统琴码由于结构原因,琴码下端质量大阻尼大,传导阻尼值掌控难。
(五)二胡琴码质量与音质的关系及实验数据分析
1.通过大量实验数据统计结果显示:质量在0.45克,正负不超过0.02克的范围,琴码振动波传导阻尼比为最佳,此数据为统计数据,并无理论依據。在此范围的琴码基本能达到二胡谐振要求,上下把位通透,下把位音量基本不衰减,外弦上下把位声音通透明亮,内弦上下把位通透浑厚。在此数值范围内,琴码能使二胡音质达到最佳。
2.琴码质量大于0.47克的数值,随着质量数值的逐步增加其阻尼值随之增加,中高频音量衰减明显,数值小于0.43克的,随着数值逐步递减其阻尼值同步减小,琴码声音干燥无味、出现杂音狼音等状况。
3.结论:琴码质量在0.43克至0.47克之间,能使二胡谐振,音质最佳。0.45克可作为琴码制作最佳参考值。