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很多人认为电钢琴键盘噪音大是正常现象,因为真钢琴键盘噪音也很大,只是被音乐掩盖住了。这种想法是非常错误的,只需要从能量守恒角度就能很容易理解为什么。
如果你能看懂本文的配图,那么就没必要读下去了,这个原理很简单,而且你已经完全理解了。也可以直接跳到最后一段看看展望。
首先,这个文章没有经过大量实验,只是通过一次小的案例推导出来的。我弹的一台学校的三角钢琴断了正好3根弦。导致敲击琴键没有任何音乐声。而这个琴键的键噪显著高于其他相邻的键。这个案例可以初步佐证我的想法。
首先,能量守恒是什么?就是给多少能量,“还”多少能量。具体到弹钢琴,我们通过手指按琴键,给了钢琴一些能量。
我们主要分析能量的损耗,因为不损耗的部分(即机械运动)差别应该是不大的。或者说,电钢琴想模拟真钢琴的手感,那么机械运动的差别越小越好。
常见的损耗有:声音,热量和永久形变等。钢琴是要长期使用的,永久形变很少,起码不用在这个分析里面考虑。热量也没多少,你肯定不希望钢琴弹一会就烧糊了。所以主要分析的就是声音。
分析到这一步,答案已经很明显了。手弹琴键,给钢琴输入能量。那这些能量去哪里了呢?对于真钢琴,音乐直接由输入能量产生,噪音相对小。而对于电钢琴,输入能量没有转化成任何音乐,只能全部转化成噪音。电钢琴的音乐能量来自单独的供电,并不来自于人手。
所以经过简单的分析,电钢琴的键噪必然是更大的。那么有没有解决办法呢?从根本上,就是消除那部分噪音。被动消音就是把声音转化成热量,主动消音就是发射反向的声音,抵消之前的声音。被动的方法我相信电钢琴的设计者都尽可能多地考虑了。那么谈谈“不切实际的”主动降噪:电钢琴的键噪规律比一般的主动降噪耳机所面临的场景简单得多,完全可以研发定向的解决方案。就像采样钢琴音色一样,采样电钢琴的键噪,然后再键盘下面放小喇叭抵消。这甚至不用像一般的降噪耳机一样有录音设备,因为电钢琴的力度感应系统已经够完善了,直接像输出音乐一样输出降噪声音就行了。