小提琴背板製作及其粘合
第一集
製作材料對小提琴音質的影響製作小提琴所用的木材要求長期自然風乾,時間越久,木材自然風乾與氧化程度會越高,其纖維會更加緊縮,木材的彈性會越來越強,振動速度會越來越快。所以,小提琴存放的時間越久,音質越好。
面板材料對音質的影響
小提琴音質好壞的關鍵,主要是由面板質量決定的,換句話講,小提琴的音質優劣,取決於面板對琴弦發出的金屬顆粒聲的裝飾美化程度。小提琴面板的最佳材質是魚鱗雲杉。
魚鱗雲杉具有重量輕、質地堅、抗壓強、彈性好、易振動、傳音快等特性,是製作小提琴面板的理想材質。「幾乎全世界都用雲杉製作提琴的面板,主要是由於它的質地輕而硬,聲學性能好。它的傳聲速度可達5116米/秒以上,比空氣的傳導速度快四倍多,而且對3000-5000赫以上的高頻有阻尼作用。」 面板振動的阻抗因素主要涉及面板厚度、振動面積、年輪密度及其受力狀態。公認的現代小提琴製作大師、研究斯特拉迪瓦裡最權威的專家「薩空尼認為,對於提琴來說,重要的是F孔之間的中央部的振動與木材所具有的內在阻抗具有十分密切的比例關係。虛弱的木材,或者說像年輪傾斜的木材,則其振動受到抑制。」制琴師派屈克:喬伊特認為「聲音的速度和木材的單位密度之間,存在著密切關係。密度大的木料製作不出優質的小提琴來……小提琴的面板一個單位密度不得超過每立方釐米0.4克。」他說:「我想要輕的木料,但得無病害無汙點的木料,波紋清晰、乾淨無痕而輪廓分明的木料,聲音清脆響亮的木料,年輪規則而間隔不太大的木料。」從薩空尼和派屈克對面板材料的挑剔程度,我們就不難想像小提琴音質對面板材料的要求有多麼苛刻了。
背板材料對音質的影響
小提琴背板主要採用楓木、色木。楓木和色木材質堅硬,外觀紋理細密美觀,富有彈性,振動敏感,傳聲快速,對高頻率的噪音有阻尼作用。小提琴背板是為小提琴提供共鳴空間的,它對小提琴音質的影響僅次於面板。它的木質工藝要求較高,諸如樹齡老成,木質健康,乾燥久長,木紋順直,紋理均勻等。
漆料對音質的影響
小提琴表面的漆料,不僅僅是為了增加小提琴表面的美感,更為重要的是,漆面的成分質地和厚薄對小提琴音質具有很大的影響。好的漆料塗在小提琴的表面,會增加面板和背板的堅韌度,使小提琴的音質更加銳利高亢。
制琴師派屈克·喬伊特說過,「如果漆過厚,肯定具有使聲音變弱的作用。」別小看薄薄的一層漆,它對小提琴音質的影響不可小覷。許多小提琴製作大師的調漆方法都是秘而不宣的,足見,漆料對小提琴品質的影響有多大。
琴弦材料對音質的影響
「製作小提琴弦的材料有羊腸、金、銀、鋁、合金鋼、生絲、尼龍等,不同的材質對弦的特性和品質有較大的影響。」
1.金屬弦。金屬銀弦是用一根鋼絲做心,外纏一層銀包皮。此外,還有鋁、合金鋼等金屬材料製成的弦。金屬弦的張力大,爆發力強,抗壓善變,音質明亮集中,音響效果華麗,對溫度和溼度的變化不敏感,音調穩定。
2.羊腸弦。羊腸弦是古典小提琴的唯一選擇,其製作工藝複雜,它是用直徑約3-4微米粗細的羊腸纖維為原料,經水洗上膠,絞合成弦。羊腸弦音質柔和甜美,反彈力大,但音量較小,伸縮性大,對溫度溼度非常敏感,易損壞。
3.尼龍弦。尼龍弦又稱仿羊腸弦,是由尼龍纖維絲絞合而成的,這種弦發音靈敏,音量宏大,音質圓潤,易于震動、手感舒適,音調穩定,對溫度和溼度不太敏感。
小提琴發音孔和低音木樑製作
第二集
小提琴音孔(F孔)的聲學品質小提琴的發聲過程複雜而有序首先用弓子摩擦使弦振動;接著,碼腳依靠在面板觸地的壓力傳送此振動到面板;面板在水平方向振動的結果是將聲音擴大及豐富其各級諧音;最後,背板感受和收到來自音柱傳來的振動而垂直運動,把聲音反射到F形孔外。也就是說,音孔是小提琴所有振動發音傳出的要道,沒有音孔的小提琴猶如悶葫蘆,將不會發出美妙、悅耳的聲音。由此可見小提琴音孔針對於提琴本身的重要性。
提琴家族的F狀孔和古提琴家族中的c狀孔、火焰狀孔,有兩種主要的聲學意義。
首先一點便是減小支撐著琴碼的面板的勁度:琴碼的擺動除了受低音梁和音柱的影響,還受兩音孔之間面板勁度的限制,兩音孔上端圓孔之間木板的厚度和寬度是非常重要的,這種勁度的減低,在琴碼和面板輻射區之間形成了一個適當的錐形過度;
另外一點便是形成亥姆霍茲共振器(Helmhohs Resonator),使樂器最後一個八度的音得到加強:音孔不僅僅讓通常超出頻率範圍的聲音從音箱中釋放出來,還同琴箱側板一起組成亥姆霍茲共振器,亥姆霍茲共振器的頻率取決於側板的柔性和靈活性。
早在揚聲器的有些類似「reFlex bass」效應被發現之前,一些不知名的發明者就發現了弦樂器琴體上開孔的作用。口子裡和周圍空氣急速地向外振蕩,造成內部空氣的稀疏和壓縮,這樣就為一個簡諧振蕩起的質量和勁度提供了必要的條件。在共振頻率的一個適當的範圍內,音孔內的空氣運動所產生的輻射加強了琴箱表面直接產生的輻射,按照簡單的聲學原理,在共鳴下面半個倍頻程處,這種增強達到零點。這一理論在小提琴G弦上的#c—D附近,做亥姆霍茲共振器可以得到證明。
小提琴的聲學品質一部分是由音孔的形態決定的,而音孔的形態又表現在其位置、形態、大小及傾斜度等方面。音孔的基本形態應該遵循以下幾個方面:內缺口的位置線在面板外形頂端到下方195mm-196mm處;下圓孔在距提琴邊緣大於11mm處;兩上圓孔間距為42mm;兩條主線中間處間隔至少為6.5mm;上下長度約為75mm。在此基礎上,可以根據琴身中空氣容量的基音升高或降低的需要,把音孔開大或開小。
從視覺角度講,面板弧度稍尖時,要適當加寬F孔;面板弧度較平坦時,則要使F孔稍微變細。因為只有這樣,才能從琴身正面看出音孔的原有形狀。從聲學角度講,F孔大,則表明木材纖維的切割面積大,這樣會使面板中部的硬度減低,易於模板振動,加大提琴音量,但聲音會比較粗糙;F孔小,木材纖維的切割面積小,面板中部的硬度就會相對較強,這樣,音量會變小,但音色會較為柔和。
總之,小提琴音孔的形態對其聲學效果有著重要的影響,音孔在每支琴上的曲線變化和造型關係,對於小提琴成品的最終特性都具有深刻的意義。了解木材特性,把握提琴設計上的全部要素,具備豐富多面的知識和經驗,對準確地鑑別優質提琴和了解提琴出處有著非常重要的作用。
小提琴音孔對於音色的影響小提琴箱內的空氣因面板的振動使琴箱內空氣受到壓力,空氣受壓後,體積上發生容量變化而產生氣體彈性,這個彈性對琴板的壓力有反作用,壓 力越大反抗越大,因此,對面板的振動產生阻抗作用。
開切面板音孔可使琴箱內的空氣自由出入,以減少對琴板振動的阻抗而使之容易振動,同時音孔將面板的中央割斷而劃分為兩個振動區,那麼在面板因振動而變形時,就有了伸縮餘地,不受側板的牽連,減少對它的阻抗作用而自由振動,也使琴箱內的空氣容積產生的琴箱共鳴音,可以從 音孔中傳播出來。
因此,音孔對小提琴的音色也有一定影響,一般來講,音孔形狀越長,側板對面板的振動阻抗越小,而面板的振幅越大,琴體強度降低,相反, 音孔形狀越短,琴體強度增高,但側板對面板的阻抗增大,使它不易振動,這時音孔的長短與面板的振幅和牢固強度則是一對矛盾。音孔的形狀其橫面越窄,在開孔時切斷的木紋也就比較小,而使面板的強度增加,這是合乎科學原理的,相反如果用較大的圓形音孔時,音孔放大並不能增加小提琴聲音的響度。
小提琴發音的強弱主要是由於琴板音振動的加強作用,音孔的大小雖能影響琴板音和琴箱音的頻率,但實驗證明,音孔要比原來的面積大25% ,才能使琴箱音升高半個音,而且,琴箱音沒有提高的必要,故無需放大音孔的面積,再者音孔太大,切斷面板的木紋太多,會影響面板的強度,這樣非但不能加強琴音,反而使面板的振動會變得發音柔弱、細小。
總之,在一定限度內,音孔面積的大小與小提琴音色有密切關係,這種關係大體是音孔開切面積大,面板音本身的頻率會降低,而使琴箱音提高,同時對琴箱內共鳴音的傳播上,高頻加強,聲音比較明亮,低頻卻被減弱。相反,音孔面積縮小,琴板音本身頻率提高,而使琴箱音降低,同時對琴箱內共鳴音的傳播上會低頻加強,高頻削弱,有時會產生有如發悶的鼻音一樣的音色。
小提琴音孔的主要派別音孔是小提琴發音的出口位置,它位於小提琴的共鳴箱上,是小提琴的發音器組成之一,其形狀、位置對小提琴的音量和音色品質起著重要的作用。如果沒有音孔,那麼小提琴的聲音將會變得沉悶,毫無生氣和表現力。
小提琴由2000多年前的埃及樂器「裡拉」(Lyre)演變而來。裡拉的外形相當接近小提琴,其音孔為「c」形。1555年,文藝復興運動席捲整個歐洲,安德烈亞·阿瑪蒂(Andrea Amati)受當時文藝思潮的影響,在造型上吸取了古典藝術的精華,並根據當時人們的審美標準,將建築美學融入其中,設計出了被人們認為是現代意義小提琴的最早形制。
他設計的提琴音孔,兩個音孔的孔身部分幾乎是平行的,上下圓孔很大,「小翅」的部分比較窄,整體看上去曲線圓滑、沒有稜角,呈「f」形。他的音孔設計還運用了建築上的黃金分割率,其音孔的兩孔眼圓心的距離比上下孔眼圓心到延長線高於中線距離是1.618;音孔整體構圖的縱向高度比橫向總寬度是1.618。人們發現這種「f」形音孔不但美觀,且易於面板振動,增大提琴音量,紛紛模仿安德烈亞·阿瑪蒂所制的小提琴,並且將音孔設計成「f」形。而隨著人們對小提琴美學標準、聲學標準要求的提高,他們也開始嘗試設計帶有自己獨特的個性和特點的音孔,這些個性特點常體現在細節處理上,「f」形音孔仍是主流。
小提琴音孔的主要派別
人們從小提琴的音孔可以大致看出一把琴的模子、派系、手工等,對鑑別優質提琴和判斷提琴出處有著非常重要的作用。16至18世紀,義大利克裡蒙納(Cremona)和布雷西亞(Brescia)被認為是義大利提琴製作搖籃,在小提琴製作史上佔有最重要的地位,形成以兩地為代表的兩個派別,即克裡蒙納學派和布雷西亞學派。
這兩個派別所制提琴的音孔都為「f」形,克裡蒙納學派的「f」形孔形狀比較圓潤而典雅,上圓孔比下圓孔小;布雷西亞學派的「f」形孔形狀長而直,上下圓孔大小差不多,音孔幾乎呈平行排列。這兩個派別的「f」孔形制至今仍是各國制琴師們追求、模仿的對象。
這兩個派別的主要代表制琴師所制「f」形音孔都有自己獨特的設計,人們常根據音孔來辨別各個制琴師作品。
克裡蒙納學派
安德烈亞·阿瑪蒂 1570
1、安德烈亞·阿瑪蒂是克裡蒙納學派阿瑪蒂家族的第一人,他所制提琴音孔形制前已敘述,他不僅設計出了現代意義的小提琴,也改變了音孔設計,讓 「f」形音孔成為主流。
尼可洛·阿瑪蒂 1645
2、尼可洛·阿瑪蒂(Nicolo Amati)是阿瑪蒂家族中最偉大的提琴製作家,也是克裡蒙納學派奠基人。他繼承了安德烈亞·阿瑪蒂的「f」形孔設計,並進行了改良。他設計的f孔孔身兩端很細,「小翅」的尺寸比較寬,線條看上去十分流暢優美。
安東尼奧·斯特拉迪瓦裡 1715
3、安東尼奧·斯特拉迪瓦裡(Antonio Stradivari)是小提琴製作史上最偉大的制琴家之一,早期作品深受其師尼可洛·阿瑪蒂影響,後形成自己的風格。其設計的音孔從側面看與琴身幾乎平行,音孔曲線與琴身曲線、弧度比例非常協調。
耶穌·瓜奈裡 1743
4、耶穌·瓜爾內裡(Giuseppe Guarneri del Gesu)是與斯特拉迪瓦裡並駕齊驅的偉大制琴大師。他設計的音孔比較豐滿,長度比克裡蒙納其他制琴師的音孔長很多,上下圓孔轉折處有折角。
布雷西亞學派
加斯帕洛·達薩羅 1590
1、加斯帕洛·達薩羅(Gasparo Bertolotti da Salo)是義大利布雷西亞學派第一位知名的提琴製作大師,他設計的音孔左右不是十分對稱,「f」形比較直和細長。
喬凡尼·保羅·馬吉尼1600
2、喬凡尼·保羅·馬吉尼(Giovanni Paolo Maggini)是加斯帕洛·達·薩羅最出色的弟子,他設計的音孔雕刻得非常精緻,有小凸角和小翼,下圓孔比上圓孔小。
關於小提琴低音粱翹縫探討關於無翹縫的低音梁在國外也有個別專家認為:「音色好的小提琴,它的低音梁通常在安裝時是無翹縫的。」筆者2002年在美國辛辛那堤參加美國第15屆國際提琴製作比賽會期間,曾聽過有關人士講,低音梁無翹縫的製作,不但有助於發音的靈敏度,而且還可以使新琴更快接近古舊琴的純淨音色。
◈ 由於面板與低音梁之間無翹縫,面板應力無變化,音調也沒有增高,不需要用低音梁的翹縫來調節面板的應力大小,這樣的新琴更趨向古舊琴的發音。這一方法有待實踐後才能證實。
關於無翹縫的低音梁,盛中國也認為「無翹縫安裝低音梁的琴,發音會純厚一些」。筆者考慮如果能因琴而異的話,效果是會好的。在《提琴的製作與修復》一書中(陳元光編著)談到低音梁翹縫的預應力,「是沒有好處,會使面板兩端出現下塌,在面板表面可清晰地看到低音梁的痕跡,甚至於損壞較薄的面板。因為低音梁的強度大於面板,預應力只會迫使面板的局部形狀與它相一致,低音梁決不會服從面板的弧度。如果拱(弧度)已加工到最佳的形狀,提的音色和音量必然有保證,似乎也沒有必要用低音梁的預應力把它拉變形。」
◈ 低音梁的彎曲應力:有彎曲應力的低音梁,能使面板做強烈振動而發出宏亮、豐滿的音色。低音梁的作用有:
(1)傳導振動,如果沒有低音梁,小提琴振動的傳導就會減弱,發音也不會強而有力。
(2)加強面板的振動強度。低音梁兩端與面板不是在製作梁架時使它們密合的,而是梁架的兩端與面板之間有一個空隙,約1.5mm-2.0mm左右的翹縫,然後通過外力,強使梁架與面板發生形變而密切結合,以使其產生彈力,這種膠合後的形變,是一種複雜的彎曲形變,它使低音梁產生彎曲應力,面板受到同樣的作用,也隨之產生彎曲應力,有應力的面板振動起來,要比沒有應力的強烈,發音也豐滿。不過這種應力會因年限關係逐漸消失,以後就需要更換一支新的低音梁(應力一般保持10-20年)。使G、D兩弦的低音發出深厚有力的音色。
此外,筆者在美國見到有的提琴修復師,很注重更換低音梁的開料和紋理的選擇,有意識地將低音梁木紋(年輪),在製作時,向右少許傾斜(即向音柱方向),年輪右斜的低音梁架,在安裝膠合後,藉以加強低音梁的力度。
有資料進一步談到低音梁的壽命:現代製作的小提琴,其低音梁的壽命約為 10-20 年,有時也可達到 40 年,一般來說琴面板的弧度較高的琴,要比面板弧度較低的琴,需要提前更換低音梁,用陳年老木製作的低音梁音響效果則更好,陳年老木是有助於琴發出渾厚溫柔的音色。
小提琴側板製作及其粘合
第三集