Muro Box−N40 进度报告#8 -
N40音阶设定与声音的设计
各位好,
关于这次的进度更新,我们想与各位讨论N40音域范围的选择原因,与装饰音效果的喜好调查。最后我们想要了解您对吉他造型共鸣箱的购买意愿。请各位务必在文章最后回答我们的问卷,让我们做出设计的最佳决策。
这次将是群募上线前最后一次的问卷调查。下次进度更新将是展示我们实际设计的细节,所以请把握现在这个最后机会,告诉我们你的想法。
好了,我们立即开始吧!
关于之前音域范围的问卷结果:
题目:是否同意将N40标准版的音阶设计为不连续的F3~C7? (如下图的Muro Box N40 (3)所示?
本音阶设定主要目的是支援市面上已有的30音音乐盒曲目(Music Box Maniacs为最大曲库),可以输出其曲库乐曲到Muro Box App让N40用户免费聆听。
![Compare Muro Box N40's scale with paper strip music box and Muro Box N20](jpg/n40-scale-sheet-1024x343.jpg)
根据2023/07/20统计结果:
76位英文读者之中有57位 (约75%)同意,另有10位(约13.1%)不同意,有9位选(约11.8%):我有其他想法。
28位中文读者之中有21位 (约75%)同意,另有4位(约14.2%)不同意,有3位(约10.7%)选:我有其他想法。
我们为何选Muro Box-N40 (3)这个音阶安排法
这次40音的音阶订定为表列的第(3)种,我们将这40个音标示在键盘上,让大家更清楚看出用到哪些全音和半音:
![N40音樂盒音階選擇](jpg/%e9%80%b2%e5%ba%a6%e5%a0%b1%e5%91%8a%e7%94%a8%ef%bd%9c%e7%be%8e%e7%b7%a8%e9%9c%80%e6%b1%821-4.jpg)
音阶的特征是从D4至C7连续包含了每个全音和半音,而低音的部分F3-C4间不连续,舍弃了部分半音。
拥有大范围半音的40音音乐盒,在cover其他歌曲的表现上更能还原全曲,而自行创作上也有更多的选择。在旋律及和弦的应用上,都扩充了能运用的音。但40个音还是有其限制,因此在音的考虑上,我们以C大调和a小调这两个调,来设定音乐盒编曲最适用的音阶。这两个调是简谱最常使用的调,对一般初学者来说也是最友善的。
当然您还是可以在40音音乐盒做出其他调的歌曲。低音域没有的音,可在其他音域找到。
低音的部分的抉择
1.为了与30音打孔音乐盒相容:
与第(0)种全部连续且没有空音的音阶相比,我们选择第(3)种将低音的范围扩大到F3,其最大主要的原因就是为了和市面上30音音乐盒相容。目前30音打孔音乐盒的音阶制定的实际最低音为F3,所以我们也将最低音设置在相同的音。
注:市售音乐盒的音域表中,虽看到30音音乐盒的所列的最低音是C3,但其实这是错误的,请见30 paper strip F Scale 所列的音,才是30音音乐盒实际的音,最低音是F3。以上资讯出自: https://musicboxmaniacs.com/news/music_box_guide
![](jpg/%e9%80%b2%e5%ba%a6%e5%a0%b1%e5%91%8a%e7%94%a8%ef%bd%9c30f-scale-vs-n403-2.jpg)
2.为了将音域变宽,增加编曲伴奏的选择:
在编曲的时候,音乐盒可以使用的编曲技巧,其中一种就是音域的转变,高变低或低变高,因此音域横跨近4个八度时,伴奏和旋律的音域变化就有更多排列组合。
我们选择「古老的大钟」这首温暖优美且耳熟能详的曲子来呈现音域变宽的应用。曲子总共八个段落,我们安排了不同段落对应不同音域-低音区、中音区、高音区以及全区。
低音区:约落在音域3、4,声音厚实温润,听起来沉稳。
中音区:约落在音域4、5,声音饱满清脆,听起来明亮。
高音区:约落在音域5、6,声音高亢响亮,听起来清甜。
同样的段落,在不同的音域也可以营造不同的气氛,这也很常运用在编曲中。来听看看我们用模拟音乐盒的音色,演奏这首歌的八个段落在不同音域下的效果:
另外,低音我们在音域3的部分选择了全音F.G.A.B,是因为C大调和a小调的歌曲时常使用的F大三和弦(Fa La Do)、G大三和弦(Sol Si Re)、A小三和弦( La Do Mi)。
和弦音都会用到这些音,而这些低音有作为和弦音和根音的两种功能,我们判断低音域这几个全音用到的机会比其他有半音的组合还高。
![我们选择的40音音乐盒的低音们,可作为和弦音,亦可做为根音使用,可作为和弦音,亦可做为根音使用。 Am = A Minor Third Chord F Δ = F Major Third Chord G Δ = G Major Third Chord](jpg/%e9%80%b2%e5%ba%a6%e5%a0%b1%e5%91%8a%e7%94%a8%ef%bd%9c%e4%bd%8e%e9%9f%b3%e5%9f%9f%e5%92%8c%e5%bc%a6%e9%9f%b3%e6%a8%99%e7%a4%ba.jpg)
Am = A Minor Third Chord
F Δ = F Major Third Chord
G Δ = G Major Third Chord
3.为了让旋律有更多音符发挥
后来在做取舍时,决定保留高音音域全部的音,是为了把握旋律与cover原曲的还原度。一般来说大家最熟悉一首歌的部分就是旋律,在D4~A7都是连续音的状况下更容易达成旋律的还原。因此没有选择第(1)、(2)种,这两种音域虽然更往下扩大,但牺牲了C#4.D#4.A#6三个音,尤其是A#6有可能会影响到歌曲旋律的还原。
4.音梳低音制作的限制
至于不选择低于F3以下的音,则是因为目前我们的配合供应商音梳的制作方式限制,制作出的音梳声音不达音乐盒标准,也就是听起来不清脆,会影响音乐盒整体的演奏表现。
更明确的说,要将音梳的音阶降低有两种手段,一是将音梳的尖段加重(如同传统音乐盒的使用的铅块(Lead Weights)),二是将音梳的根部削薄。由于我们的音梳供应商协樱为了满足ROHS已经改用无铅制程 (Lead-free process),所以我们并没有使用铅块的选项。但是现有音梳在调往更低音时,音梳的根部已经太薄,强度不足无法继续切割。就算勉强完成,也失去的音乐盒特有的清脆特征。所以目前在两种方式目前都不可行的情况,我们无法将音阶调整为F3以下。
![音阶降低有两种手段,一是将音梳的尖段加重 (如同传统音乐盒的使用的铅块 (Lead Weights)),二是将音梳的根部削薄](jpg/%e5%9c%96%ef%bc%94%e9%9f%b3%e6%a2%b3%e6%a8%99%e7%a4%ba-1024x682.jpg)
未来解决的方式会是我们必须自行开发全新无铅制程的增重方式。如果读者您有特殊的加工方式可以建议给我们,请务必告知让我们试试看。
高音部分的安排
为什么选择舍去C#4,增加C7
考虑到编曲上使用到的频率,增加C7不仅扩充了高音,让旋律的表现上多了一个音可以使用,在编曲的结尾时,最后一个音停在该调主音且升高一个不同音域,可增加结束的感觉同时又让人感受到歌曲的尾韵(请试听以下音档,感受用最高音结束的效果)。
而C#4所在音域是伴奏的低音,出现频率较少,若真的在伴奏中有碰到不可取代的时候,还能高八度找到C#5来使用,因此我们做了这样的抉择。
关于装饰音(Sublime Harmony)
顶级音乐盒常会有一种庄严肃穆的”嗡嗡”声,好似声音来回震荡的声音,其实不只是因为共鸣箱的体积大声响效果好,其实最主要是因为有多个音梳,所以音乐盒可以同时发出相同但是频率稍微错开的两个音。明确的说,是同时发出差距 14 cents (100 cents = 1 semitone) 的两个音阶,因为 cents的调整都是往下降的,以下我们称这个方法为“降 cent”。
我们现在制作40音的音乐盒也在考虑,是否传承顶级音乐盒运用多个音梳频率错开的方式,在演奏时产生装饰音(sublime harmony)。请听看看影片中的音乐盒带有装饰音的演奏效果:
「降cent」的数值不同会产生什么样的效果呢?我们实际用同一段旋律搭配不同cent来比较一下效果,以下为模拟音乐盒音色演奏-萧邦/降D大调圆舞曲,作品64之1《小狗圆舞曲》Valse du petit chien的段落:
0为不降 cent,听起来就是单一个声音,而相差越多,造成的双音共鸣的效果也就越大。但相差40 cent声音就已经偏差过大,影响音准。
我们在研究及测试音梳的过程中,运用了以下的网站换算相关的数值,若您对cents和音频的关系有兴趣,可至网站查询:http://www.sengpielaudio.com/calculator-centsratio.htm
关于装饰音物理上的解释,可以查看以下这个文件 (THE PHYSICS OF MUSIC AND MUSICAL INSTRUMENTS),第三章,p38 的 Beats章节。 :http://kellerphysics.com/acoustics/Lapp.pdf
由于网址目前似乎已经失效,所以我们提供以下原始备份供您参考:https://murobox.com/wp-content/uploads/2023/07/Lapp.pdf
此文章相当精彩,我个人是忍不住一次熬夜看完了他,强力推荐。与音乐盒直接相关的章节请看第七章。
在此我也分享一下我对音乐物理的想法。我相信作为研究方便分析,可能都将乐器过于简化为属于某一种类别。例如音乐盒被分类为打击乐器(percussion instruments) 与 体鸣乐器 (Idiophone)。但事实上我在设计音乐盒的时候,我很明确可以说声音的特色是整体的,不只是拨音梳的方式,与零件材质,整体造型,甚是所在空间都有关联。比如说我们音乐盒使用了吉他造型的共鸣箱,得到了吉他声音的特性,那这时我们音乐盒是打击乐器,还是弦乐器(string Instruments)?
也就是与其我们争论音乐盒是属于哪种乐器,不如讨论这是不是我喜欢的声音就好,您说是吗?
N40音梳及音箱设计,请你提供意见!
感谢你耐心看到这里,一同参与N40的研发旅程!看完以上的进度报告,对于现正进行音梳和音箱的设计,你有什么想法呢?请填写问卷,帮助我们得到更多的建议!