论现代科技产品对钢琴使用的影响（上）

文/齐丽花 郑 欣

18世纪初意大利人巴尔托洛奥·克利斯托里福里（Bartolomeo Cristofori,1655年5月4日～1731年1月27日）创制的“有强弱音的大羽管键琴”（Gravecembalo col piano e forte），安装了称为“击弦机”的机械装置，采用由皮革包裹木槌击弦发音，通过手指触键直接控制声音变化，被认定是世界上第一架真正意义上的钢琴。之后，钢琴在形制、结构等方面的改善，解决了古钢琴发音不能渐强渐弱、音量不足的问题，使钢琴制造工艺不断完善。如击弦机经历“维也纳式”“英国式”及“复奏式”，踏板由最初的手动、膝部控制音栓逐步发展为由脚控制的各种不同作用的踏板类型。与此同时，琴弦、弦槌及背架等部件材料不断得到改进。钢琴材料、形制结构的不断发展，使钢琴音量、音色、音域逐渐完善，从而逐渐取代古钢琴的统治地位，成为西方音乐中的标志性乐器。20世纪钢琴形制结构没有发生太大变化，只是在原来的基础上，不断优化其音质音色，增强其音乐表现力。随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，在20世纪后期，科技的创新为钢琴的发展带来了新的空间，如出现了钢琴自动演奏系统。在科技发达的现代时期，出现了Find智慧钢琴、YAMAHA PT-A1调律软件、钢琴卫士、静音系统、JOY MASTER纠错大师等。这些科技产品的出现及在钢琴中的应用，对钢琴使用者产生了影响，同时在钢琴的修缮与制造领域体现出越来越大的作用。本文想通过系统梳理与钢琴有关的现代科技产品，阐释各类现代科技产品对钢琴使用所产生的影响和意义，并剖析还存在的问题，以期对钢琴演奏者、钢琴修缮者乃至钢琴制造者起到一些指导作用。

一、现代科技产品概览

当今社会，科学技术的飞速发展影响了人们生活的各个方面，如：高铁、网上购物、扫码支付、共享单车等等，无一不影响着人们的生活品质。习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会的重要讲话中提到：“科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运，从来没有像今天这样深刻影响着人民生活福祉①。”科学技术对人们生活的影响可以说是日渐月染，特别是现在学科之间、技术之间、领域之间逐渐融合发展，科学技术已深入人们生活的各个方面。随着人们生活水平的迅速提升以及对文化艺术的不断追求，钢琴教育行业的发展带动了人们对钢琴的需求，但在钢琴使用过程中也出现了许多问题。如在钢琴演奏方面，由于培训市场教师资质的差异，学琴者们出现厌学、学习质量差等问题；在钢琴调律方面，由于不同的培养方式，导致现在社会上调律师水平参差不齐，加之人们对钢琴调律知识的匮乏、无法定义调律师的水平高低等问题，使得人们的用琴体验差；在钢琴保养方面，南北方环境的温湿度对钢琴的影响一直困扰人们，由于保养意识淡薄，严重影响钢琴的使用寿命。此外，由于现在的“群居”居住环境，导致日常的钢琴练习影响他人的日常生活，练习强度不够影响学琴者的学习进度和学习热情。以上这些问题是我们众多钢琴使用者亟待解决的焦点问题。

随着科学技术的发展对各个领域的影响，出现了各类与钢琴有关的现代科技产品，解决了人们用琴时遇到的困扰，为钢琴赋予了更多现代功能。根据用途大致可分为几类（见表1）。

表1 与钢琴有关的现代科技产品概览

针对钢琴演奏时出现的问题，出现了自动演奏系统、静音系统，纠错系统等，为学琴者提供了更多学习方式，有效解决了家长辅助孩子学琴困难、用琴扰民等问题。钢琴调律软件和自动校音功能的出现，如YAMAHA PT-A1、TuneLab Piano Tuner等，则改变了人们对于钢琴调律的认识，调律师可以根据调律软件进行练习，有了正确的参考标准，人们可以通过它对钢琴调律师的调律过程进行检验。为改变环境对钢琴的不良影响，一些能够自动调节温湿度如钢琴卫士的现代科技产品应运而生，有效地解决了因环境的变化造成的钢琴金属件生锈、木材霉变等问题，保护了钢琴，使钢琴寿命得以延长。这些现代科技产品都极大程度地改变了现实生活中钢琴的使用状态，使钢琴使用更贴合人们的需求，对钢琴发展的各个方面产生了深远影响。

二、现代科技产品在钢琴中的应用研究

多种多样的现代科技产品已在钢琴中得到应用，它们因先进的原理、创新的功能、新颖的形式，而深受人们喜爱，也一定程度上带动了钢琴教育及制造行业的发展，改变了琴童厌学、学习质量差等现状，同时使人们对于钢琴调律和钢琴保养的重视程度得到了提升，钢琴品质和用琴体验得到了改善。然而，在具体的钢琴产品选择和使用中，也会存在一些问题，通过对其进行逐一的分析与研究，进而指导人们能够更好地选择与钢琴有关的现代科技产品。

（一）用于钢琴演奏方面

随着素质教育的发展和美育教育的加强，钢琴逐渐走进了千家万户，与钢琴有关的现代科技产品的出现，如不用人弹奏的自动演奏系统、可以随时练习不怕扰民的静音系统、适用于初学者独立练习的纠错系统，它们都极大程度地解决了钢琴使用的棘手问题，也丰富了钢琴的表现力，赋予钢琴更多新的功能。

1.自动演奏系统

钢琴的自动演奏系统是指在不改变钢琴自身发音原理和击弦机机械运动的情况下，在钢琴内部安装新的软件，实现模拟人工弹奏，如图1所示。其工作原理是钢琴琴键下安装一块驱动板，驱动板上有88个电磁铁，它们对应每一个键，主控盒负责琴谱解码和接收MIDI信号处理，是整个系统的“大脑”。通过接收MIDI信号对指定格式的琴谱进行解码，然后传输电流驱动电磁铁带动琴键完成击弦运动，力度的强弱可通过电流的大小改变。自动演奏系统的演奏通过电磁控制的机械运动实现，击键精准有力，有极高的艺术表现力，能够演奏各类高难度的乐曲，但无法对钢琴曲目的艺术情感进行完美的表达。自动演奏系统因其先进的现代科技魅力而备受关注，多广泛应用于高档的餐厅、酒店、休闲娱乐会所、高档购物商场、琴行等场所，它的广泛应用也是人们精神生活得到发展的有力印证。

图1 安装自动演奏系统的钢琴

2.静音系统

随着城市化进程不断加快，大量人口涌入城市，从而凸显出各类社会问题。例如现在的“群居”生活方式，导致人们在使用钢琴的过程中，易出现扰民的邻里纠纷，而静音系统就是为了方便钢琴练习者在钢琴使用过程中不影响他人而研究制造。其工作原理为：拉动控制静音杆的手柄盒，即启用静音功能，使事先安装的静音杆正好挡在琴弦被敲击点之前，按下琴键时弦槌打在静音杆上，不会发音。而对应琴键的下方有88个光控开关，光控开关的作用是对感应琴键和演奏力度进行控制。主控盒固定在钢琴的右下方，上面有音色选择键、音量控制钮和耳机插孔、MIDI接口。按下琴键，根据琴键力度大小光门相应变化，主控盒收到某个琴键的MIDI信号并进行琴声合成继而通过耳机发声。关闭手柄盒，则静音杆上移，不再阻挡弦槌打弦。击键时弦槌就照常打在琴弦上，钢琴会正常发音。如图2所示。

图2 安装静音系统的钢琴

3.纠错系统

在素质教育的不断推进下，人们越来越重视对于孩子艺术素质的培养，钢琴因其悠久的历史、优美的音色、宽广的音域、丰富的音乐效果等特点，成为儿童艺术教育的热门课程之一。但由于家长的陪伴时间不足、琴童繁重的课业压力等原因，导致孩子在练琴过程中学习效果不佳、问题频出，加之培训市场教师资质的差异，学琴者们出现厌学、学习质量差等问题。为了保证用琴者更有效的日常练习，纠错系统应时而生。目前市场上主要出现了两种形式的产品：一是通过声音纠错。根据拾音器识别，采用先进语音算法，定向采音降噪，通过平板学习机上的应用程序非常直观的纠正错误，如图3所示。但存在的问题是识别速度受环境影响大，环境嘈杂则影响识别准度，或无法识别。二是根据光学传感器纠错。在钢琴琴键上安装灯条，根据光学传感器对每一次按键动作进行识别检测，灯条上的提示灯来反映弹奏的准确程度，如图4所示。但识别装置放在键盘上，弹奏八度、黑键或演奏难度大的曲子会影响用对琴者手型的判断。

图3 安装拾音器的钢琴

图4 安装纠错灯条的钢琴

（二）用于钢琴调律方面

众所周知，钢琴作为乐器之王，拥有8000多个零部件，200多根琴弦，音域宽广，表现力丰富。钢琴调律作为一项复杂严谨的工作，对于调律师的要求较高，但我国的调律师培养存在时间较短、培养方式不同等问题，使得调律师的水平参差不齐，加之人们对此方面知识的匮乏，从而导致人们用琴体验较差。用于钢琴调律方面的现代科技产品如调律软件、自动校音功能的出现，使调律师对于钢琴调律的研究有了新的方向，也使人们更加便利地解决钢琴调律问题。

注释：

①参见习近平《在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上的讲话》（2018年5月28日）。