MIDI键盘的配重与选择

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IDI键盘的配重与选择

MIDI（musical instrument digital interface），译作乐器数字接口，是一种通信协议。MIDI可以说是现代电声乐器的经脉，有MIDI，全世界的电声乐器才能在一起。MIDI键盘（图1）是输出MIDI信号的键盘，从使用形式上来说，与计算机键盘有点类似。由于简洁、直观、方便的控制功能以及无限自由扩展的音色，现在越来越多的乐队键盘手选择使用MIDI键盘而不是传统的键盘合成器来做现场演出和音乐制作。



那么，如何选择适合演奏者演奏风格、乐曲风格的MIDI键盘？下面通过分析无配重、半配重以及全配重MIDI键盘的结构，了解各自的力度感，从而选择手感适合的MIDI键盘。





图1　MIDI键盘

        

1 键盘手感的分类
        

选购一款MIDI键盘，手感是非常重要的考量因素，因为手感会影响到乐手能否顺畅演奏音乐，以及对于细腻之处的表达。目前市面上的MIDI键盘手感，主要分成无配重、半配重以及全配重三种，分别具有不同的特点，适应不同的人群和演奏需求。

        

关于手感的选择，通常与乐手的演奏习惯、演奏风格有关。比如熟悉了钢琴的手感，转而弹奏没有配重的MIDI键盘，就会不习惯，这时就需要一款全配重的键盘，手感与真实的钢琴非常接近。再比如要在演奏中进行速弹，展示一段超高速炫技Solo，全配重键盘按起来可能有些费劲儿，这时就需要一个手感很轻、回弹快的无配重键盘，让弹奏更加轻松。而结构最简单、手感最轻的无配重手感键盘出现的时间最早，经历了一系列发展才有了全配重的概念。

        

2 不同手感键盘的特性


2.1无配重键盘
        

2.1.1 力度感应从无到有

        

说起乐器的力度感，从中世纪无力度感的键盘乐器，到后来能够表现出一定的力度，再到后来钢琴的出现和工艺的进一步发展，力度感表现已经非常的丰富。钢琴出现于18世纪初期，采用独特而复杂的机械联动结构，并带动琴槌敲击琴弦的方式发声，具有相当出色的力度动态范围，允许钢琴手进行丰富的感情表现，钢琴也一直享有“乐器之王”的称号。早期的MIDI键盘，无所谓配重、手感的问题，力度感应的功能不具备。也就是说，按下这个键，它就会接通一条电路发出一种声音，松开电路就断开了，只有响和不响两种选择，至于声音大小，这不是靠琴键能控制的。早期的合成器也是所谓No-Dynamic（无力度感应）的。

        

随后，键盘设计师、工程师为MIDI键盘加上了一个速度感应器（图2），键盘的移动速度越快则声音越响，达到了力度感应的目的。速度感应装置的结构非常简单（图3），它有两个位置感应点，键盘通过两点所需要的时间可以算出移动速度，从而根据速度发出一定响度的声音。而键盘下面还需要弹簧顶着，让键盘按下后还可以回弹。目前市面上无配重键盘大致都是这样的基本结构，说到力度感应时，通常指的是英文中的Velocity-Sensitive，即速度感应。而其他的还包括有位移距离感应、压力感应等方式，不过最常见的还是简单又好用的速度感应。





图2 加上速度感应器的键盘



图3　速度感应装置的结构

        

2.1.2 无配重键盘的手感

        

无配重键盘通常给人以廉价、手感一般的印象，因为从机械结构上来说，它确实非常简单，同等的工艺规格来说造价要比配重键盘更低。但并不能因为造价低而认定它的手感差，更重要的是看是否合适，适合不同的人、不同的演奏习惯、不同的音乐风格，甚至是要适合乐曲中不同的乐段。无配重的键盘常常使用塑料材质键盘，相比于钢琴键盘常采用的实木材质，手感非常轻盈，且回弹速度非常快，弹奏起来轻松不费力，适合速弹演奏，比如摇滚或Funk乐中急速的Solo段落，用无配重键盘来演奏就会感觉更加轻松些。

        

另外，对于没有钢琴基础的音乐人来说，上手无配重键盘也并不会有不习惯的感觉。但是对于有一定钢琴基础的乐手来说，这手感可能就相当糟糕了，毕竟其原理和结构与钢琴完全不同，导致手感差异特别大。MIDI键盘演奏者享受到了力度感应带来的福利，可以通过手指的缓急来控制音量，演绎出更加丰富的顿挫感和动态感。但是，有些演奏者对钢琴键盘更有感觉，因此对软绵绵、轻飘飘手感的电子键盘提出了更高的要求。

        

2.2半配重键盘
        

2.2.1 配重的出现

        

为了让轻盈的塑料键盘手感更真实，人们想出了一个最直接的办法，为键盘加重量——往键盘里装一些金属块（图4）。金属重块直接镶嵌在键盘下面，为钢琴带来一定的重感。这种为键盘直接进行配重的方式，称其为半配重，它的力度感应原理和无配重键盘如出一辙，同样是用键盘的移动速度来作为声音大小的依据，只不过是让它的手感不至于太轻飘。当时市场对于仿真实手感的键盘需求很强，配重键盘一经推出便得到了市场的追捧，但刚推出时仍有一个很严重的问题，就是重量实在不容小觑，一个88键的全音域配重键盘通常在二三十公斤，携带演出很不方便。现在这种状况有了很大改善，如KeyStation 88这款半配重全音域键盘重量也就在10公斤左右。





图4　键盘里面装金属块

        

2.2.2 对半配重键盘的评价

        

半配重键盘常被认为是介于全配重与无配重之间的折中方案，既能保留些许的真实钢琴手感，又不会有太高的价格。但它的手感还是相当独特的。它从无配重手感中取走了速度感应式的发声方式，以及全音域手感无差别，即高低音符的手感不会有轻重差异的两个主要特点；而从真实钢琴手感中汲取了更重的手感，相比于轻盈的无配重，演奏时手指需要更用些力气，会产生出一种让一些人感到舒服的回馈感。综合来说，半配重的到来，了却了钢琴键盘手们的顾虑，它带来的阻尼感，让弹奏时不再有那种有劲使不出的感觉了。半配重和全配重相比，手感还是有自己的个性的，目前的使用也很广泛，并不能认定它就是一个高不成低不就的杂交品种。

        

2.3全配重键盘
        

2.3.1 钢琴的特殊手感

        

原声钢琴的琴键是机械结构，通过琴槌与琴弦的物理接触来发声，而其中的每个零件都会对手感有一定的影响，因此不同种类的钢琴，甚至每架钢琴的手感都可能不同，但是仍然可以总结出一些共有的特性。



非线性效应：由于弹奏的整个物理过程和联动装置十分精密也颇繁杂，有许多个杠杆、支点、弹簧、琴槌和减振器等，这种复杂的物理过程会造成这样的结果——弹奏的力度和最后的声音是非线性的关系，即力度-响度曲线是非线性的，用一个力度弹和两倍的力度弹，它出来的声音不一定是倍数关系。

不同琴键不同手感：钢琴从低音到高音，琴弦的长度有所不同，琴锤杠杆的长度和重量也会有差异。最后会导致低音区琴键的手感与高音区的手感有差别，弹奏的音符越高，手感会更轻，阻尼感小，而弹奏低音符时，手感重，阻尼感大。

弹响琴的门槛力度：重重的按下琴键，琴槌会重重地砸在琴弦上而发出很大声音，而用中等力度，声音则会小一些。但力度减小到一个临界值，这个杠杆可能就没有足够的力度驱动琴槌敲击琴弦，从而不出声。这也就是说，钢琴有一个最小力度的阈值，或门槛，只有弹奏力度超过了这个阈值才能出声音。

惯性效应：由于琴槌是经过了一定的运动距离，才砸到琴弦上发出声音的，因此在这个运动过程中就有了惯性效应。对于演奏者，可以利用惯性效应进行一种特殊的弹奏，用力按下琴键但不按到底便立刻松开，虽然深度很浅，琴槌也会因为有较高初速度形成的惯性而去敲击琴弦，继而发出声响。

琴槌琴弦一拍即散：琴槌砸向琴弦后，会因为回弹力而立刻离开琴弦，即便一直按着琴键到底不放手，琴槌也会毅然决然地离开，随着琴槌的下落就会产生一点送劲儿的感觉，这也是非常微妙且细致的手感。

弱音器带来的微妙重感：按下琴键后弱音器会抬起，松开后弱音器又落在了琴弦上。而按下琴键一直不动，它会有很长的延音，因为弱音器此时是抬起的。琴键的末端会有一个抬起消音器的动作，这对手感也会有很微妙的影响。

      

2.3.2 全配重键盘对钢琴手感的模仿

        

为了满足钢琴演奏者的手感要求，需要尽可能地将钢琴中的机械结构移植到MIDI键盘中。其中有两个基本要素：一是杠杆带动琴槌的物理结构，即所谓的锤感是钢琴手感中很重要的部分；二是不同音高的琴键不同配重，这也是一个保留项目。至于其他更细微的点，比如2.3.1中的（5）、（6）两项，有时候会被忽略，因为它们对于手感来说影响并不大，都是很微妙的东西。一些高端型号的全配重可能会将其考虑在内。



杠杆—琴槌机械结构：按下琴键后会带动一个联动装置，当然也会装有一个琴槌和一个敲击点来代替琴弦。不同的品牌其内部机械结构不尽相同，以Casio为例来说明。从Casio Privia系列全配重电钢琴的结构示意图（图5）可以看到其结构并不算复杂，只是经过了一个杠杆结构就可以带动琴槌了。因此售价也不高。而其CELVIANO系列电钢琴的配重技术定位更高端一些，从原理图（图6）上看机械结构差别不大，传感器位置有所不同。从官网上看，它们都以模仿卧式钢琴的手感为主。而CELVIANO系列对音色的挖掘更深，包括相邻琴弦的共鸣作用、不同键区琴槌响应时间、指尖离开瞬间音色变化、琴盖打开关闭时的音色变化等，主要是在音色上的差异。





图5　Casio Privia系列全配重钢琴结构示意图



图6　CELVIANO系列电钢琴配重原理图



不同的音高加上不同的配重：为了模仿钢琴的这一特性，主要以使用不同重量的琴槌来实现，实现此功能并不算复杂。但需要注意的是，一般常见的全配重是Graded-Hammer（逐级配重），即按组区别配重，同组按键手感相同，此所谓逐级配重。另外，还有Progressive Hammer（逐个配重），每高一个音符，琴键的手感都会有差异，对真实钢琴的模仿更加细致入微，不过这么做的型号似乎并不算多。

多传感器的使用：更多位置摆放传感器，能够更好地模仿细微的手部动作，比如惯性效应、指尖离开琴键的变化等，细节处理更到位，带来音色变化。

        

3 用武之地
        

3.1无配重键盘
        

首先，无配重键盘售价相对较低，而不具备原声钢琴的手感，适合没有钢琴基础的初学者上手，或者是乐队中的吉他手用来丰富乐队的配器等。其次，它有着轻盈的手感和比较快速的回弹，速弹手们可以用它来进行激情的Solo演奏，当然前提是没有钢琴基础。最后，也是非常重要的一点，它的体重相对于配重键盘十分轻便，对于演出或排练、出门进行旅途创作等移动便携的需求，无疑会更适合。

        

3.2半配重键盘
        

被认为是想要全配重键盘，但又囊中羞涩的钢琴手适合的类型，在花费不太多的情况下有着接近真实钢琴的手感，是一种折中方案。半配重键盘有着自己独特的手感，结合了无配重和全配重两种手感的一些特色，硬说它不伦不类那也无可厚非，但半配重手感已经在很多高端键盘中得到使用。目前，市面上一些高端键盘常常被注明有Synth Action（合成器手感）这个词汇。简单地说一下这个词的概念。之前人们可能会被某些网站的说法所误导，认为无配重和Synth Action是等同的。其实不然，这种手感主要包含两个充分条件：弹簧回弹和速度感应，为键盘加了重块成为半配重，它依然是靠弹簧回弹和速度感应，因此它还是Synth Action。

        

3.3全配重键盘
        

将真实钢琴的机械结构移植到电子键盘内，从而更加真实地模拟钢琴的手感，满足钢琴手们的需求，也是目前高端电子键盘的代表，最高端的型号基本都会上全配重。钢琴手或者是想通过电子键盘过渡到钢琴演奏的人们，选择一款全配重键盘是必须的。

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