(一)木管乐器的音响特性
1.长笛
(1)频率范围与频谱结构
所有长笛必备的最低音为c1,其频率为262 Hz(有的长笛上还备有低半音的b音=247 Hz);极高音区(d4音为2 794 Hz)。在用强力度演奏时,最低基音的高频分音可达10 000 Hz左右,但若用中等强度(mƒ)演奏,高频谐波即会锐减3 000~6 000 Hz左右。
长笛的谐波分布均匀,在最低的音区中(c1—be1,或e1)演奏时,有时第三分音振幅最强。但在大多数情况下,基波始终处于优势。在长笛不同音区演奏时所产生的频谱图示中,往往很难观察到典型的共振峰现象。演奏时带有明显的起吹噪声;在g3以上的音区奇数分音居优势,因而常显得音色单薄、尖锐。
(2)时间过渡特性
在所有木管乐器中,长笛的发音“形成”过程所需时间最长。起奏因奏法与音区的不同,分别需要30 ms(毫秒)到300 ms不等,甚至在断奏时,低音区起振时间也要100 ms,在中音区则可缩短到30 ms。
在以较强力度演奏时,可形成良好的稳态持续;弱奏时,振幅强度常有波动不定的现象。衰减时间一般都很短。
(3)方向特性
长笛声波传播的方向特性,取决于频谱中分音的频率,以及这些分音的顺序数。它在c1—d2,即250~600 Hz之间的辐射方向为前方与后方,而且辐射角度相当大;从500~3 000 Hz(特别是750 Hz以上的第3、第4分音),主要的辐射方向为前方,朝向后方的辐射角度则较小;在更高的频率范围里,频率越高,声波的辐射角度越窄,呈集束状。
(4)力度特性
长笛的动态范围不大,约在10~27 dB之间,即在低音区,ƒƒ约72 dB,pp约45 dB(变化幅度27 dB);ƒƒ在高音区约72 dB,pp约62 dB(相差仅10 dB),如图4-1所示。
图4-1 长笛动态范围
2.短笛
短笛的声学特性在许多方面都与长笛有些相像,但由于其频谱中有时会出现频率约为3 000 Hz的共振峰,这使它的音响异常明亮、尖厉,并具有特别强的穿透力。此外,它的力度动态范围较之长笛更为狭窄。pp时,低音区已达60 dB,高音区则70 dB左右;ƒƒ时,低音区75 dB,高音区85 dB。因此,在弱奏的片段中,短笛总显得比其他乐器更突出。
3.双簧管
(1)频率范围与频谱结构
双簧管最低的bb音频率为233 Hz;极高音区的g3音为1 568 Hz。最低基音的高频分音可达15 000 Hz左右(较之长笛、单簧管都更高)。在双簧管不同音区演奏时的频谱图示中,双簧管频谱中的主要共振峰在500~1 500 Hz之间(在1 100 Hz处尤其明显,次要共振峰则分别位于550~600 Hz及2 500~4 000 Hz的范围内,后者使双簧管音色带有明显的鼻音成分)。
(2)时间过渡特性
双簧管的起奏时间很短,约40 ms左右;断奏时,在所有音区的起振时间平均仅20 ms。
在任何力度都可形成良好的稳态持续,其衰减时间像起奏一样也很短。
(3)方向特性
双簧管声波(特别是位于它的主要共振峰范围内的1 000 Hz左右的频率)主要辐射方向为前方。在采用通常的持管姿势演奏时,较高(及最高)的频率,多形成朝向地面的辐射,从而可减弱其频谱中的高频部分,而使发音显得稍柔和。
(4)力度特性
双簧管的动态范围不大,在15~20 dB之间。即在低音区,ƒƒ约80 dB,pp约65 dB(力度差为15 dB);在高音区,ƒƒ约88 dB,pp约68 dB(相距20 dB),如图4-2所示。
图4-2 双簧管动态范围
4.英国管
总体而言,英国管的音响特性与双簧管相近似,但是它的主要共振峰范围较之双簧管约低一个全音,因而其音色比后者略显得暗淡。另外,英国管的起吹比双簧管更为敏捷,特别是在演奏断音时,它在全部音域中的平均起振时间仅需14 ms,是所有管弦乐器中时间最短的。
5.单簧管
(1)频率范围与频谱结构
降B调单簧管上最低的d音(实音)频率为147 Hz,极高音区的bb3(实音)为1 865 Hz,最低基音的高频分音可达12 000 Hz左右。在单簧管不同音区演奏时的频谱图中,基音居优势;其分音的分布状态与单簧管所具有的闭管乐器特性密切相关。在大多数情况下,奇数分音明显强于偶数分音(相邻分音强度差别在25 dB以上),故发音略“空”,显得有些“闷”“暗”。但在高音区中,偶数分音的强度略有提高,奇、偶数分音的强度差异变得不太突出。
与长笛的情况相仿,在单簧管的频谱中也看不到典型的共振峰。
(2)时间过渡特性
一般情况下起振时间都很短,“硬”起吹仅需15~20 ms,柔和的起吹约需50 ms。起吹的发音通常较清晰、精确,可形成明确、良好的稳态持续,衰减时间与起奏时间一样短。
(3)方向特性
单簧管频谱中800~1 000 Hz的频率成分的主要辐射方向为前方,这使它的音响听起来十分圆润、丰满。较高(及最高)的频率(2 000~5 000 Hz以上)则与双簧管的情况相似,多形成朝向地面的辐射。这样,根据持管姿势的不同,可不同程度地削减其发音尖锐的高频成分。
(4)力度特性
单簧管属木管组中动态范围最大的乐器,幅度在20~43 dB之间,即在低音区,ƒƒ约85 dB,pp约42 dB(力度差为43 dB);在高音区,ƒƒ约88 dB,pp约68 dB(力度差为20 dB),如图4-3所示。
图4-3 单簧管动态范围
6.低音单簧管
在低音单簧管的频谱中,奇数分音与偶数分音的强度差别高达30 dB以上,其中基频尤其突出,这使它的音色显得特别阴暗、沉浊,具有十分神秘、忧郁的色彩,低音单簧管的力度动态范围也很大,尤其是在它的低音区中,倍强时虽才79 dB左右,倍弱时却可轻到35 dB以下,力度幅度达44 dB。
7.大管
(1)频率范围与频谱结构
大管上最低的音bB1,频率为58 Hz(在某些近现代总谱中可看到的更低的A1音为55 Hz);极高音区的be2为622 Hz。最低基音的高频分音可达12 000~15 000 Hz,亦属泛音较为丰富的乐器。
在大管不同音区演奏时的频谱图中可看到,大管的谐波分布均匀,并有明显的共振峰。但是,在它低音区各音的频谱结构中,低频分音的振幅较弱,并略带吹奏噪音;在局音区演奏时,基波居优势。大管的主要共振峰位于500 Hz左右的频率范围中;它的次要共振峰分别位于l 000 Hz、2 000 Hz及3 500 Hz的频率范围中。
(2)时间过渡特性
大管中音区起振时间在20~40 ms之间,低音区则需要50~80 ms,但仍属起吹较敏捷的乐器,可形成清晰、良好的稳态持续,但伴有一些噪音成分,衰减时间同起振时间一样较短。
(3)方向特性
大管的声波传播方式较为复杂。在300 Hz以下的频率范围中,其声波呈均匀的“环绕形”散射;在大管主要共振峰(500 Hz左右的)范围内,其主要辐射方向为前方,但两侧的墙壁反射仍较强,朝向演奏者背侧的辐射则大为减弱;1 000 Hz左右,前方直射减弱,而以后方辐射和朝向顶壁和地面的斜向辐射为主;在2 000 Hz以上的高频范围里,随着频率的增高,可形成朝向顶壁的、角度越来越窄(集束形)的辐射。
(4)力度特性
大管的动态范围约在23~26 dB之间,高、低音区的力度差别较为“均衡”,即在低音区,ƒƒ约为78 dB,pp约52 dB(力度差为26 dB);在高音区,ƒƒ约85 dB,pp约62 dB(力度差为23 dB),如图4-4所示。
图4-4 大管的动态范围
8.低音大管
低音大管与铜管组中的倍低音大号一样是乐队中发音最低的乐器(最低的A2音频率为27.5 Hz)。它的主要共振峰约位于250 Hz,次要共振峰则分别位于400~500 Hz及800 Hz的频率范围内,这赋予它的音色以十分阴暗的性质。由于乐器管身呈双倍的U形弯曲状,在整个音域中它的音质不及普通大管均匀。
低音大管的起振时间相对较短(在所有音区内,断奏的起振平均为30~35 ms左右),因此它的发音并不像人们想象中那样笨拙,但动态范围却较为狭窄(pp=60 dB,ƒƒ=78 dB,力度差仅18 dB)。
9.萨克斯管
(1)频率特性与频谱结构
萨克斯管频率响应范围较为宽广。例如,降B调下中音萨克斯管低音区的bA音频率为104 Hz,最高音区的be2音频率为622 Hz;而它最低基音的高频泛音一般可达12 000 Hz左右(以mƒ力度演奏时,则约4 000~5 000 Hz)。
萨克斯管的主要共振峰约位于400~600 Hz之间,这使它的基本音色显得圆润、饱满;次要共振峰则分别位于1 200 Hz和2 200 Hz左右的范围里,后者使它带有一些鼻音色彩。
(2)时间过渡特性(www.xing528.com)
萨克斯管的起吹相当敏捷,一般约30~40 ms;它可形成良好的稳态持续,在以mƒ—ƒ力度演奏时尤其明显;气息的支持力,约在9~30s之间。衰减时间与起奏相似,也相当短。
(3)方向特性
在萨克斯管上,300 Hz以下的频率成分呈无明确方向性的散射;位于其主要共振峰的400~600 Hz,以前方辐射为主;超过1 000 Hz的较高(及最高)频率成分,多形成朝向顶壁和前方的集束形辐射。
(4)力度特性
除短笛之外,萨克斯管大概是木管乐器组中动态范围最为狭窄的乐器了。例如,在低音区,pp力度约为65 dB,ƒƒ力度约83 dB,力度差为18 dB;在高音区,pp力度约66 dB,ƒƒ力度为80 dB左右,力度差仅有14 dB,弱力度的控制能力较其他木管乐器差,如图4-5所示。
图4-5 萨克斯管的动态范围
(二)木管乐器的音域
1.长笛
长笛用高音谱表记谱。它在现代交响乐队中的应用音域已扩展到了3个八度以上,即自c1至d4左右,具体表现如谱例4-1所示。
谱例4-1
2.短笛
短笛也是C调乐器,发音比长笛高八度,用高音谱表记谱,记谱比实际发音低一个八度,如谱例4-2所示。在乐队中,短笛一般由第Ⅱ或第Ⅲ长笛演奏员兼奏。
谱例4-2
3.双簧管
双簧管与长笛不同,是直着吹的乐器,木制,以双簧哨子(用两片削得很薄的苇片绑在一起制成)发音,是C调乐器,以高音谱表按实际音高记谱,如谱例4-3所示。
谱例4-3
4.英国管
英国管用高音谱号记谱,实际发音比记谱音低一个纯五度,属F调的移调乐曲。它的音域约为两个半八度,略窄于双簧管,但却将后者的音域向下扩展了五度,如谱例4-4所示。
谱例4-4
5.单簧管
单簧管,又叫“黑管”,以单簧片振动发音。乐队中最常用的有降B调、A调两种。降B调单簧管发音比记谱低大二度,A调单簧管低小三度,它们的大小稍有不同,音质略有差别,而构造和演奏方法都是一样的,都是用高音谱表记谱,记谱音域完全相同,如谱例4-5所示。在总谱中写到单簧管时应注意移调记谱。
谱例4-5
6.低音单簧管
单簧管有小型的、中音的、次中音的、低音的和倍低音的几种变形,其中低音单簧管在管弦乐队中最为常用。
低音单簧管是普通单簧管的变形乐器,19世纪初开始被运用在歌剧乐队里,曾有三种不同调的低音单簧管,目前乐队里只留下降B调管一种。
低音单簧管很早以前被称为basso-niba,1772年由法国乐器制作师朱尔斯·劳所创造。1793年,德国人亨利·格林塞尔完成了它的基本形式。低音单簧管在歌剧乐队与管弦乐队中确立起它的地位是从1836年改革机械装置之后开始的。
低音单簧管是降B调乐器,发音比降B调单簧管低八度,构造与降B调单簧管相似。在管弦乐队中,降B调低音单簧管一般由第Ⅱ或第Ⅲ单簧管演奏者兼奏(通常是在三管编制的乐队中使用),为方便演奏者看谱,常用高音谱表记谱(德国式记谱在低音谱表上),如谱例4-6所示。
谱例4-6
7.大管
大管,也叫“巴松”,木制,以双簧管哨子发音,实际上是低音双簧管。它的构造与双簧管近似,只是比双簧管长得多(管子有2米多长),哨子装在一根弯曲的细长管子上,基本音孔及音键则在管上。大管是C调乐器,不用移调,一般用低音谱表记谱,奏高音区时也可用次中音谱表或高音谱表记谱,如谱例4-7所示。
谱例4-7
8.低音大管
低音大管与大管是同类乐器,记谱与指法和大管一样,发音比记谱低八度,在乐队中,一般由第Ⅱ或第Ⅲ大管兼奏,通常用低音谱表记谱,如谱例4-8所示。
谱例4-8
9.萨克斯管
萨克斯管的发音原理与单簧管相同,它的管体以金属制成,音色介于木管乐器与铜管乐器之间,通常把它归入木管组。
常用的萨克斯管有四种不同的调高,它们是降B调高音萨克管、降E调中音萨克管、降B调次中音萨克管、降E调上低音萨克管。
各种不同调的萨克管都是八度超吹乐器,其演奏技巧和音色特点基本相同,它们都用高音谱表记谱,记谱音域如下,见谱例4-9至4-13。
(1)降B调高音萨克斯管的音域:
谱例4-9
(2)降E调中音萨克斯管的音域:
谱例4-10
(3)降B调次中音萨克斯管的音域:
谱例4-11
(4)降E调上低音萨克斯管的音域:
谱例4-12
(5)降B调低音萨克斯管的音域:
谱例4-13
若采用特殊指法或超常规的超吹技术,还可以将中音萨克斯管和次中音萨克斯管的音域各向上方扩展约一个八度;在上低音萨克斯管上,扩展幅度则甚至可达十二度。
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