The Science Behind Woodwind Instrument Tuning and Intonation
Table of Contents
Wykonanie idealnej intonacji na drewnianym instrumencie wiatrowym znajduje się na skrzyżowaniu fizyki, fizjologii i sztuki. Chociaż pięknie dostosowany dźwięk może wydawać się magiczny, to opiera się on na dobrze zrozumiałych zasadach naukowych, które regulują, w jaki sposób wibrują kolumny powietrza, jak temperatura i wilgotność wpływają na dźwięk oraz jak ludzkie ciało wchodzi w interakcje z mechanicznym systemem kluczy i trzcin.
Rozumienie dźwięku i układu
Intonation odnosi się do umiejętności gracza do wytwarzania dźwięków, które są zgodne z wybranym standardem nadawania, czy to równy temperament, tylko intonacja, czy określony historyczny temperament. Tuning, w wąskim znaczeniu, jest aktem dostosowania samego instrumentu przeprowadzeniem slajdów nadawania, baryłek lub stawów głowy tak, aby jego naturalna tendencja była jak najbliżej do tego standardu. Najczęstszą odniesieniem jest A = 440 Hz, formalnie przyjęty przez Międzynarodową Organizację Standardów w 1955 roku. Przed tym, orkiestry mogły nadawać się do dowolnego miejsca od 415 Hz do 452 Hz, a niektóre grupy instrumentalne nadal używają niższych lub wyższych odniesienia. Rozumienie tej historii przypomina graczom, że in tune jest konwencją, a nie absolutną.
Instrumenty drewniane są szczególnie wrażliwe na zmiany układu, ponieważ dźwięk nie jest ustalony przez strunę lub stałą długość rury. Uczyńcy ustawione usta, prędkość powietrza i stan instrumentu zmieniają skuteczną długość kolumny powietrznej. Ponadto, nadwyżkowane rejestry opierają się na harmonijnych relacjach, które rzadko są doskonale wyrównane z równym temperamentem.
Dlaczego dźwięk wiatru może być trudny
Wiele współdziałających czynników sprawia, że intonacja z wiatru staje się wyzwaniem na całe życie.
- Temperatura: W rzeczywistości, zmiana o 10°C może zmienić poziom dźwięku o 1015 centów. Gra na zimnym klarnecie po zimnej spacerze sprawi, że instrument będzie grał płasko; po kilku minutach ciepłego powietrza, wzrośnie w poziomie.
- Węgłość: Węgły powietrze ma nieco mniejszą gęstość niż suchy powietrze, ponieważ cząsteczki parowej wody (H2O) są lżejsze niż cząsteczki azotu i tlenu, które przemieszczają. To zmienia prędkość dźwięku, ale efekt jest znacznie mniejszy niż temperatura - zazwyczaj mniej niż 1 cent dla umiarkowanych zmian wilgotności. Jednak w przypadku instrumentów trzciny wilgotność wpływa na sam trzciny, czyniąc ją miękniejszą lub twardszą, co zmienia umiejętność gracza kontrolowania pola.
- Węzło i kontrola oddechu: Występujący gracz zmienia bezpośrednio ciśnienie i prędkość powietrza w środku instrumentu. Przyciskanie buzi lub przyspieszenie powietrza zazwyczaj podnosi poziom, a rozluźnienie lub spowolnienie powietrza obniża poziom.
- Mechaniczna instrumenta: Podłoże, które nie uszczelniły, lukują śruby klucza lub zużyte korki z wytrzymałością, pozwalają uciec powietrzu, co skutecznie skróca kolumnę powietrza i podnosi poziom w tym obszarze.
- Kompromisu projektowego: Żaden instrument drewniany nie jest w doskonałej harmonii ze wszystkimi notami. Producenci dokonują kompromisów, aby umożliwić praktyczne systemy palców, a każda nota ma wbudowany budżet eror. Na przykład, tony gardła klarnetów (noty między otwartym G i B) są znane jako ostre lub płaskie w zależności od zmiany marki i gracza.
Fizyka drewnianych instrumentów wiatrowych
Instrumenty drewniane to w zasadzie otwarte lub zamknięte rury zawierające wibrującą kolumnę powietrza.
Długość i skuteczna długość kolumny powietrznej
Najprostszy model: cylinder zamknięty na jednym końcu (jak klarnet) działa jako zamknięta rurka, wibrująca z niejednokrotnymi harmonikami. Kony (jak saksofon lub oboe) zachowuje się jak otwarta rurka, wspierająca wszystkie harmoniki. Kiedy otwierają się dziury toniczne, tworzą one przepustkę, która skutecznie skróca wibrującą kolumnę powietrzną.
Na saksofonie, naciśnięcie klawiszu oktawy podnosi dźwięk oktawą zmuszając kolumnę powietrzną do wibracji w drugim trybie. Na klarnecie klawisze rejestru zmusza trzecie harmonikę (dwunastą część nad podstawową). Stabilność i dokładność tych nadtłuszczonych not zależy od dokładnego umieszczenia i projektu tych klawiszy.
Szybkość dźwięku i wpływ na środowisko
Prędkość dźwięku w powietrzu przy 20°C i 50% wilgotności względnej wynosi około 343 m/s. w = 331,3 × √(1 + T/273.15)W przypadku każdego zmiany temperatury o 1°C, szybkość zmienia się o około 0,6 m/s, co powoduje zmianę poziomu w wysokości około 3 centów na stopni dla typowego wiatru drewnianego. Dlatego zimny instrument będzie wyraźnie płaski i wzrośnie wraz z ogrzewaniem. Wtłokliwość dodaje mniejszą korektę: przy 30°C, podnoszenie wilgotności z 0% do 100% zwiększa prędkość o około 0,7 m/s, czyli około 3,5 centów.
Częste wyzwania i rozwiązania w zakresie dostosowania
Poniżej przedstawiono kilka najczęstszych problemów z ustawianiem dźwięków, z którymi się spotkają gracze z wiatru drewnianego, a także praktyczne środki zaradcze.
- Cały instrument gra ostro lub płasko: Występuje to w sposób niezwykle różny, ale w każdym milimetrowym układzie różne rejestry są w różnym stopniu. Na klarnecie, pociąganie barielu płatnia górny rejestr bardziej niż niż niż niższy. Na flawie, pociąganie głowicy płatnia niższe niż wysokie. Zawsze sprawdzaj zakres not, a nie tylko notę.
- Niektóre notatki wyróżniają się lub nie są dostosowane: Na przykład saksofonistów można użyć przedniej F do wysokiego E, lub klarneci mogą użyć boków trylów do dostosowania ostrych tonów gardła.
- Niespójna intonacja między rejestrami: Wykonuj ćwiczenia wypowiadania zmianę kształtu jamy jamy ustnej podczas wdechania stałego powietrza. Dzięki temu możesz wychylić dźwięk każdej nuty w górę lub w dół o 1020 centów bez zmiany palców.
- Drift środowiskowy podczas wykonywania: Wymieć instrument w pełni przed odtwarzaniem przynajmniej 1015 minut delikatnego dźwięku. Jeśli sala jest zimna, przechowuj instrument w ciepłej składce lub użyj grzejnika.
- Wyrzuty z wycieku lub klucze luźne: W przypadku, gdy nie jest to całkowicie zamknięte, wyciek powietrza może być niewielki, co zwiększa poziom dźwięku.
Techniki poprawy dźwięku
Wykonanie tego wymaga kombinacji treningu słuchu, kontroli oddechu i znajomości instrumentów.
- Użyj efektywnego harmonogramu lub aplikacji drona. Ustaw toner na punkt odniesienia (zwykle 440 Hz) i odtwarzaj długie tony podczas oglądania igły. Ale nie sprawdzaj tylko noty do nadawania; sprawdź każdą notę skali chromatycznej we wszystkich rejestrach. Zapisz, które noty są konsekwentnie ostre lub płaskie, a następnie eksperymentuj z wyrażeniem, alternatywnymi palcami lub nawet mechanicznymi dostosowaniami, aby zrekompensować.
- - Trening z dronom. Gra w skały i interwały w stosunku do utrzymującego się rozgłosu pomaga włączyć czucie bycia w harmonii. Zacznij od prostych skał (np. duży, naturalny mniejszy) i postępuj do interwałów takich jak duże trzecie, piąte i osiemnoce.
- Długie ćwiczenia z dynamicznymi zmianami. Występuj na każdej notzie przez 810 sekund, zaczynając forte, rosnąc do forte i odwracając się.
- Głos i ton pasujący. Na instrumentach z trzciny ćwicz się grać harmonię (przebuch) bez zmiany palców. Na przykład na saksofonie palcem B niską i spróbuj wyprodukować B jedną oktawę powyżej, a następnie piątą powyżej.
- Posłuchaj i dostosowuj się do gry zespołu. W zespole wiatrowym lub orkiestrze nadawanie grupy może się nieco zmieniać z kawałka na kawałek; umiejętność dostosowania dźwięku przez ucho bez patrzenia na nadawcę jest ostatecznym celem.
Względy dostosowania specyficznego instrumentu
Każda rodzina wiatru ma swoją osobę akustyczną.
Fluty
Fluty mają cylindryczną dziurę z zamkniętym końcem (wtyczka stawu głowy) i otwartym końcem (wtyczka stopu). Otwór węzła tworzy złożony krajobraz impedencji. Wrota głowy w (w kierunku gracza) obniża poziom głosu; wywieranie go podnosi. Jednak to również wpływa na jakość dźwięku.
Clarinet
Cylindryczna dziura klarnetu zachowuje się jak wstrząs zatrzymany, co oznacza, że nadtłuczenie wytwarza dwunastą część zamiast oktawy. Dzięki temu górny rejestr (clarion) jest niezwykle wrażliwy na usta i długość łupki. Tony gardła G#, A, B i B są szczególnie kłopotliwe, ponieważ są wytwarzane z bardzo krótkimi długościami rur i są pod wpływem klucza rejestrowego. Rozwiązania obejmują użycie klawiszy bocznych dla B lub jeden-i-jeden Bering, który jest często bardziej stabilny. Wiele profesjonalnych klarnetów posiada tuning baryłek z oznaczeniami dla dokładnej regulacji.
Saksopon
W przypadku akustycznej dźwięki, która jest w stanie wypełnić się w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu, w dużym stopniu.
Oboe i Bassoon
Podwójne trzce majÄ najprostszy zwiÄ zek miÄdzy cechami trzce a dźwiÄkiem. Trzce, które sÄ zbyt sztywne, grajÄ ostro i mogÄ nie produkowaÄ niskich ton; trzce, które sÄ zbyt miÄkkie, grajÄ pÅasko i mogÄ brakowaÄ projekcji. Oboistowie czÄsto szczotkujÄ trzce, aby osiÄ gnÄ Ä równowagÄ miÄdzy stabilnoÅciÄ i elastycznoÅciÄ . Basonistów używa trzce wykonane z trzce, a nawet niewielka regulacja koÅca lub drutu może przesunÄ Ä dźwiÄk o 10 centów lub wiÄcej. Oba instrumenty wymagajÄ czÄstej regulacji trzce podczas sesji treningowych.
Dodatkowo, slady do nadawania na obozach i baszonach sÄ mniej skuteczne niż na innych drewnowych wiatrach; wiÄkszoÅÄ korekty intonacji pochodzi z embuzury i kontroli oddechu.
Rola trzciny (dla pojedynczych i podwójnych trzciny)
Dla clarinetów, saksofonów, oboów i basunów trzcina jest najbardziej zmiennym elementem łańcucha nadawania. Trzcina, która jest zbyt twardy, zmusza gracza do wyciszania, podnosząc dźwięk i powodując zmęczenie. Trzcina, która jest zbyt miękka, wywołuje płaski, powietrzny dźwięk. kształt końca trzcina, grubość wampira, a nawet wilgotność środowiska przechowywania wpływają na to, jak trzcina trzcina. Gracze powinni przejść przez kilka trzcin, wybierając te, które najbardziej naturalnie reagują na pożądany rozgłos.
Wydatność i dostosowanie zawodowe
Nawet najlepszy instrument będzie się nie dostosowywał, jeśli nie zostanie utrzymywany. Regularne zadania w zakresie konserwacji obejmują:
- Sprawdzanie i wymiana zużytych korków na wytrzymałości i naciski na diapozity.
- Klucze do oleju i śruby do przycisku, aby zapewnić płynne i spójne działanie.
- Próbki na wycieki prosta kontrola za pomocą lekkiej rurki lub czujnika może wykazać problemy.
- Dostosowanie wysokości i wyrównania dziur tonicznych (praca najlepiej pozostawić technikiemu).
Czas roku jest ważny: zimą suchy powietrze może zmniejszyć drewniane instrumenty (klarynety, oboe, basunki) i powodować pęknięcia lub luźne dźwięki. Latem wilgotność rozpala drewno i poduszki, sprawiając, że klucze są wolne i zmieniają poziom.
Dodatkowo, rozważ, aby nawykowy slajd lub wiadusz dostosowany do stylu gry. Niektóre warsztaty oferują kręgi wprowadzenia, które wykrywają tendencję do rozbicia każdej nuty, a następnie dostosowują dźwięk do dźwięku poprzez dostosowanie dziur do podciętych dźwięków lub węża wiaduszka.
Wniosek
Wykonanie spójnej intonacji na drewnianym instrumencie wiatru nie polega na ściganiu przebiegłego perfect rozgłosu; chodzi o zrozumienie fizycznych sił w grze i opracowanie reakcyjnej, elastycznej techniki. Nauka kolumn powietrza, temperatury i mechaniki trzciny zapewnia ramy, ale sztuka leży w realnościowych dostosowaniach, które robisz z uszem, oddechem i ciałem. Łącząc regularne utrzymanie, ukierunkowaną praktykę z tunerami i dronami oraz system diagnostycznego rozpoznawania specyficznych instrumentów, możesz przekształcić nadawanie z frustrującej walki w niezawodną, a nawet intuicyjną część swojego występu.
Aby zapoznać się dalej z akustyką wiatrów drewnianych, Akustyczne Towarzystwo Ameryki Stowarzyszenie Muzycznych i Technicznych Woodwind oferuje przewodniki do konserwacji oraz Przewodnik do instrumentów Yamaha W ramach programu "Systety i Praca" przedstawiono szczegółowe schematy klatki, klarnety, saksofonu, oboe i basonu. Artykuł w Wikipedii na temat A440 jest solidnym punktem wyjścia.