當(dāng)代專業(yè)吹奏聲學(xué)陶瓷樂器“陶笛”的設(shè)計(jì)研究

張懿

廣州美術(shù)學(xué)院張海文工作室 廣州 510260

當(dāng)代專業(yè)吹奏聲學(xué)陶瓷樂器“陶笛”的設(shè)計(jì)研究

張懿

廣州美術(shù)學(xué)院張海文工作室 廣州 510260

本研究目的與意義

中國竹笛具有強(qiáng)烈的民族特色，發(fā)音動(dòng)人、婉回。它是中國民族樂隊(duì)中重要的樂器。但因其材質(zhì)結(jié)構(gòu)等天生不足的特點(diǎn)，使其多用于獨(dú)奏，合奏困難，局限了笛子音樂的發(fā)展。

本研究的目的在于通過對笛子的研究、特質(zhì)陶土的研究及聲學(xué)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)研制出物理和聲學(xué)性能穩(wěn)定的新樂器，它既能獨(dú)奏又能合奏。為笛子合奏音樂的創(chuàng)作和發(fā)展提供了先決條件。

一、笛子的研究

1.笛子的起源

我國發(fā)現(xiàn)的最早的笛樂器是1973年浙江河姆渡出土的“骨哨”（圖1）和1987年河南舞陽賈湖出土的“骨笛”（圖2），距今約7000-8000年歷史。骨哨最初可能是作為擬音工具模仿禽鳥的鳴叫聲，遠(yuǎn)古原始原始先人們就用它在狩獵中誘惑野獸或在生活中娛樂。它們是后世竹笛樂器的遠(yuǎn)祖。

3.竹笛的優(yōu)缺點(diǎn)

竹笛的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)音明亮，音色獨(dú)特，音域廣。

竹笛的缺點(diǎn)：物理性能和聲學(xué)性能都不穩(wěn)定。天然取材，管身會(huì)出現(xiàn)蟲蛀、微裂痕，形態(tài)不規(guī)整，加工時(shí)易發(fā)生破裂；容易受氣候溫差影響；受冷暖刺激易變形，影響發(fā)音；易發(fā)生“爆竹現(xiàn)象”。

二、陶笛的設(shè)計(jì)與研制

本研究中通過大量的實(shí)驗(yàn)制作、對陶笛的聲學(xué)測試分析和臨床驗(yàn)證，研究陶笛的材料、結(jié)構(gòu)、形體、壁厚、吹口、音孔的大小分布等與音準(zhǔn)、音色、音高的關(guān)系，為陶笛的設(shè)計(jì)制作提供各種科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)理論指導(dǎo)。(見圖3、圖4)

圖1 浙江河姆渡出土的“骨哨”

圖2 河南舞陽賈湖出土的“骨笛”

2.笛子的發(fā)展

從各朝代流傳下來的歷史文獻(xiàn)、文學(xué)作品等現(xiàn)有的數(shù)據(jù)得知，笛子的歷史差不多伴隨著中華民族的文化一起演化，直到明、清以來，笛子的型制已固定下來，笛子成為當(dāng)時(shí)宮廷樂隊(duì)中的主要樂器之一。竹笛作為我國最早出現(xiàn)的民族樂器之一，它在我國古代音樂史上記載了光輝的一頁。

圖3 各種試驗(yàn)發(fā)音腔體

圖4 各種研究

研究內(nèi)容包括：

1.陶笛發(fā)音腔體的研究

2.材料顯微結(jié)構(gòu)與音色的關(guān)系

3.管的內(nèi)徑大小與音色的關(guān)系

4.壁厚與音色的關(guān)系

5.管身長度與音色的關(guān)系

6.燒成溫度與音色的關(guān)系

7.吹口的形制

8.音孔的結(jié)構(gòu)位置與發(fā)音關(guān)系

9.音孔的大小比例、布局與發(fā)音的關(guān)系

10.演奏指法和氣息運(yùn)用與發(fā)音的關(guān)系

11.陶笛的制作工藝研究

三、陶笛與竹笛的比較研究

1.外觀比較

陶笛的外觀近似竹笛，但是陶笛沒膜孔和笛膜，也無竹笛的金屬連接件

2.材料比較

陶笛采用特制改性陶土制作，經(jīng)燒制而成，物理和聲學(xué)性能穩(wěn)定，比竹笛的天然材料優(yōu)越。人體常溫為36攝氏度，向管內(nèi)吹氣時(shí)，管內(nèi)的實(shí)際溫度會(huì)隨著吹奏時(shí)間的增長而升高，這種情況下竹笛就會(huì)發(fā)生變形而影響音準(zhǔn)，而陶笛由于是高溫?zé)?，所以不易變形，不易變音?/p>

3.結(jié)構(gòu)比較

竹笛的清脆高亢響亮的音色來源于笛膜，但是笛膜材料本身的厚薄，貼膜松緊度都會(huì)影響音準(zhǔn)，并且容易受環(huán)境溫度、濕度的影響變形，導(dǎo)致膜孔出現(xiàn)漏氣變音；另外兩段式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了微調(diào)吹口與音孔間距從而解決竹子變形導(dǎo)致的發(fā)音不準(zhǔn)的問題。但是這種設(shè)計(jì)使得竹笛演奏無法標(biāo)準(zhǔn)化，適合獨(dú)奏，合奏困難。陶笛因其物理性能和聲學(xué)性能穩(wěn)定，所以無需笛膜、膜孔和兩段式的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的突破使得陶笛的制作標(biāo)準(zhǔn)化，為民樂合奏提供了保障。

4.音色比較

竹笛的音色清脆高亢響亮。而陶笛的音色柔美而不乏高亢，深沉而不乏明亮。

四、陶笛的裝飾設(shè)計(jì)研究

樂器繼承著時(shí)代的特征，特有的色彩、特有的紋飾、特有的肌理傳達(dá)出特有的審美觀，同時(shí)也傳達(dá)出特定時(shí)代的文化內(nèi)涵和意義。為了區(qū)別于竹笛，形成獨(dú)特的視覺特征，傳達(dá)出這個(gè)時(shí)代特有的審美情趣，本人大膽采用新材料、新技術(shù)和新元素對陶笛的外壁進(jìn)行表面處理，既展現(xiàn)出陶笛的外觀視覺效果，又不會(huì)改變其特有的音質(zhì)，使陶笛在舞臺燈光照射下呈現(xiàn)出夸張而迷幻般的色彩。給人以新的視覺感受和體驗(yàn)，激起對陶笛的情感共鳴。

五、研究成果

本文采用掃描電鏡（S E M）分析了材料顯微結(jié)構(gòu)對音色的影響，并對竹笛作了深入的比較研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，借鑒管樂器發(fā)聲結(jié)構(gòu)原理并史無前例地應(yīng)用特制改性陶土作為制作材料，大膽創(chuàng)新地設(shè)計(jì)出符合當(dāng)代專業(yè)吹奏的樂器“陶笛”（圖5），其物理和聲學(xué)性能穩(wěn)定，無需笛膜結(jié)構(gòu)就可發(fā)聲，易于演奏的操控。新的設(shè)計(jì)有效避免了竹笛易爆裂、變形、變音等天然材料的缺點(diǎn)。“陶笛”的外觀設(shè)計(jì)應(yīng)用了現(xiàn)代新型材料，使“陶笛”在舞臺燈光照射下呈現(xiàn)出夸張而迷幻般的色彩，具有強(qiáng)烈的視覺沖擊力，即使在光線暗淡的環(huán)境中也能看到神奇的變色；金屬裝飾物的鑲嵌設(shè)計(jì)，豐富了“陶笛”的外觀細(xì)節(jié)，起到畫龍點(diǎn)睛的效果，使“陶笛”的整體造型裝飾設(shè)計(jì)風(fēng)格彰顯了當(dāng)代的時(shí)尚與風(fēng)范，成為民族演奏樂器中新的一族。

經(jīng)中國竹笛專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事、廣東笛子協(xié)會(huì)會(huì)長、星海音樂學(xué)院民樂系主任、著名笛子演奏家譚炎健教授實(shí)際吹奏鑒定，“陶笛”樂器聲音獨(dú)一無二，明顯區(qū)別于竹笛，其音色柔美、流暢，既是民樂隊(duì)合奏樂器，又是一件獨(dú)奏樂器，能輕松地演奏竹笛所有的獨(dú)奏曲。

本人設(shè)計(jì)的“陶笛”已由中國著名笛子演奏家譚炎健演奏并錄制了小提琴協(xié)奏曲《梁?！菲瑪唷痘泛汀锻皇赘琛?，并獲得2007年中國工藝美術(shù)文化創(chuàng)意獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。

本課題對中國傳統(tǒng)樂器的研究和再設(shè)計(jì)、再創(chuàng)造無疑對弘揚(yáng)和復(fù)興中華民族傳統(tǒng)文化藝術(shù)，推動(dòng)新興文化藝術(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義和貢獻(xiàn)。

圖5 作品：陶笛作者：張懿2007年獲中國工藝美術(shù)文化創(chuàng)意獎(jiǎng)“金獎(jiǎng)”