O kitari – od drevesa do zvoka (6. del) Samo Šali Zadnjič ... - EGTA
O kitari – od drevesa do zvoka (6. del) Samo Šali Zadnjič ... - EGTA
O kitari – od drevesa do zvoka (6. del) Samo Šali Zadnjič ... - EGTA
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
O <strong>kitari</strong> <strong>–</strong> <strong>od</strong> <strong>drevesa</strong> <strong>do</strong> <strong>zvoka</strong> (<strong>6.</strong> <strong>del</strong>)<br />
<strong>Samo</strong> <strong>Šali</strong><br />
<strong>Zadnjič</strong> smo spoznali, da obstaja med značajem kitarskega <strong>zvoka</strong> ter med fizikalnimi<br />
parametri s katerimi ta zvok lahko ovrednotimo, jasna in razložljiva povezava. Za primer smo<br />
t.i. polnost in svetlost tona razložili z razlikami v izmerjenem frekvenčnem spektru tona, ko<br />
sta bili polnost oziroma svetlost tona jasno slišni. Ugotovili smo, da svetlost tona pomeni<br />
relativno veliko glasnost visokih frekvenčnih komponent v tonu proti glasnosti nizkih<br />
frekvenčnih komponent, predvsem s tem mislimo prve tri. Vprašanje, kakšen pomen ima pri<br />
vsem tem glasbilo samo, torej kitara, se ponuja kar samo <strong>od</strong> sebe. Seveda nam ni <strong>do</strong>volj samo<br />
analiza polnosti oziroma svetlosti tona, pač pa bi radi bolje razumeli tudi vpliv glasbila na<br />
glasnost in dušenje tona, na barvo tona znotraj krajših časovnih intervalov, itd.<br />
1. Frekvenčni <strong>od</strong>ziv kitare<br />
1.1. Teoretične osnove<br />
V <strong>do</strong>sedanjih izkušnjah na p<strong>od</strong>ročju kitare, pa naj gre za ustno komunikacijko, prebiranje<br />
literature, s<strong>od</strong>elovanje na znanstvenih konferencah, tečajih ali predstavitvah s strani<br />
iz<strong>del</strong>ovalcev in raziskovalcev kitare, smo naleteli na mnogo različnih, tudi nasprotujočih si,<br />
mnenj in razlag, ki se <strong>do</strong>tikajo <strong>del</strong>ovanja tega prekrasnega glasbila. To kaže na <strong>do</strong>kaj slabo<br />
raziskano p<strong>od</strong>ročje akustike kitare oziroma na slabo poznavanje že raziskanega. Že pred leti<br />
smo na tem p<strong>od</strong>ročju začeli razvijati in uveljavljati koncept, ki bi <strong>del</strong>ovanje kitare prikazal na<br />
fizikalno in glasbeno sprejemljiv način, ter bil uporaben za iz<strong>del</strong>ovalce kitare in druge. Za<br />
izh<strong>od</strong>išče takšnega koncepta smo izbrali znanstveno panogo, imenovano tehnična kibernetika.<br />
Ta pravzaprav povezuje več osnovnih znanstvenih disciplin ali p<strong>od</strong>ročij življenja: fiziko,<br />
strojništvo, matematiko, psihologijo, itd. Kot vidimo je ta multidisciplinarna veda vsaj na prvi<br />
pogled zelo primerna za raziskavo objekta, kakršen je klasična kitara. Začetki tehnične<br />
kibernetike segajo približno 100 let nazaj, v osnovi pa je šlo za raziskavo <strong>del</strong>ovanja mišic<br />
živih organizmov. Tako so bili definirani osnovni pojmi iz katerih je bilo nato moč graditi<br />
kompleksnejše m<strong>od</strong>ele za analizo realnih problemov. Za primer navedimo analizo človeškega<br />
značaja. Prav gotovo bi bil najbolj drastičen način za to kemijska analiza možganskega tkiva,<br />
saj je znano, da je le-to v tesni povezavi z vedenjskimi lastnostmi osebe. Zelo mikavna pa se<br />
zdi možnost, ki na preizkušani osebi v nasprotju z navedenim ne bi pustila nikakršnih<br />
posledic. Želja je, da bi takšen nešk<strong>od</strong>ljiv pristop prenesli na zvočne preizkuse kitar. Nadalje,<br />
met<strong>od</strong>a mora biti hitro izvedljiva, opazovane veličine morajo biti <strong>do</strong>bro merljive in <strong>do</strong>bro<br />
definirane. Če bi torej opazovano osebo spraševali <strong>do</strong>ločena vprašanja in merili (opazovali ter<br />
zapisovali) njene reakcije na ta vprašanja, bi zelo verjetno lahko <strong>do</strong>ločili kakšno <strong>od</strong> njenih<br />
vedenjskih lastnosti. Vprašanja za osebo lahko označimo kot vstopne signale, <strong>od</strong>govore te<br />
osebe pa kot izstopne signale. Poglejmo si kako idejo takšnega pristopa uporabiti pri testiranju<br />
kitare.
Zelo uveljavljen način za realizacijo vstopnega signala je v tehniki impulzno vzbujanje<br />
preizkušanih objektov, ki so lahko sestavni <strong>del</strong>i ali sklopi iz teh <strong>del</strong>ov. Tisto, čemur smo pri<br />
preizkušanju osebe rekli značaj osebe, lahko v inženirskem svetu rečemo frekvenčni <strong>od</strong>ziv<br />
objekta, torej kitare. Impulzno vzbujanje pomeni, da smo v objekt vnesli (denimo z<br />
nadzorovanim udarcem po objektu) <strong>do</strong>ločene frekvence nihanja. Na te frekvence nihanja se<br />
bo preizkušani objekt <strong>od</strong>zval sebi lastno, tako kot se <strong>do</strong>ločena oseba <strong>od</strong>ziva sebi lastno na<br />
različna zastavljena vprašanja. Če smo torej sposobni meriti te <strong>od</strong>zivne frekvence, smo<br />
sposobni meriti izstopni signal. Razmerje med izstopnim signalom (frekvence, s katerimi se<br />
objekt <strong>od</strong>zove na vstopni signal) in vstopnim signalom (frekvence, ki jih vnesemo v objekt)<br />
imenujemo frekvenčni <strong>od</strong>ziv objekta. Ta je dandanes v tehniki ena najbolj iskanih lastnosti<br />
objektov. Logično je, da je <strong>od</strong>ločilno razmerje med izstopnim in vstopnim signalom in ne<br />
njuna absolutna velikost. Za primer, če bi bilo v vprašanju za testirano osebo zelo malo<br />
provokativnega duha, oseba pa bi se <strong>od</strong>zvala zelo energično, lahko na ta način izmerimo<br />
relativno visoko stopnjo koleričnosti ali razdražljivosti osebe. Torej, če v telo kitare vnesemo<br />
relativno malo energije neke frekvence, kitara pa se na to <strong>od</strong>zove z zelo visoko amplitu<strong>do</strong> te<br />
frekvence, potem lahko rečemo, da je frekvenčni <strong>od</strong>ziv (značaj kitare) pri tej frekvenci zelo<br />
močan.<br />
1.2. Merjenje frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare<br />
Slika 1 poenostavljeno prikazuje merilno mesto za merjenje frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare.<br />
Seveda se s p<strong>od</strong>robnejšim opisom tega ne bomo ukvarjali, poudarimo pa naj, da je zelo<br />
priporočeno, da kitara visi na elastičnih vrvicah s čim manjšo maso. S slike je razvidno, da<br />
smo kitaro vzbujali na mestu sedla. Vzbujanje smo opravili z nekaj gramov težko valjasto<br />
napravico za merjenje pospeškov <strong>–</strong> pospeškomerom. Ob udarcu v sedlo pospeškomer namreč<br />
zabeleži silo (ta pa je proporcionalna pospešku), ki pri tem nastane. Mesto vzbujanja je nekje<br />
na sedlu na kobilici, torej tam, kjer je mesto vpetja strune. Logično je, da bi v primeru<br />
vzbujanja nekje na robu kitarskega telesa, ali denimo na vratu kitare, <strong>do</strong>bili bistveno manj<br />
uporaben rezultat, če sploh.
mikrofon<br />
pospeškomer<br />
izstopni signal:<br />
vstopni signal:<br />
čas<br />
izstopni signal<br />
osebni<br />
računalnik<br />
vstopni signal<br />
pretvorba<br />
v<br />
frekvenčni<br />
prostor<br />
čas frekvenca<br />
izstopni signal<br />
vstopni signal<br />
frekvenčni<br />
<strong>od</strong>ziv:<br />
frekvenca<br />
frekvenca<br />
Slika 1. Merilno mesto in koncept merjenja frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare.<br />
Pomembno je le razumeti, da preko matematičnih izrazov obliko vstopnega impulza<br />
pretvorimo v obliko, ki jo ima ta signal v frekvenčnem p<strong>od</strong>ročju. Enako velja za izstopni<br />
signal, ki je v našem primeru signal iz mikrofona, ali poenostavljeno rečeno, glasnost <strong>od</strong>ziva<br />
kitare na udarec s pospeškomerom. Kot je bilo že rečeno, s preprostim razmerjem izstopnega<br />
signala proti vstopnemu (v frekvenčnem prostoru) <strong>do</strong>bimo frekvenčni <strong>od</strong>ziv. Za primer s slike<br />
1: čeprav je tretji vrh izstopnega signala manjši v primerjavi s prvim, pa je razmerje<br />
izstopnega proti vstopnemu signalu za to frekvenco približno enako kot za prvi frekvenčni<br />
vrh. To pomeni, da telo kitare oba vrhova, torej obe frekvenci, ki ta vrhova <strong>do</strong>ločata, enako<br />
<strong>do</strong>bro ojačuje.<br />
Poleg amplitude frekvenčnih vrhov v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare nam veliko o le-tej pove tudi<br />
oblika frekvenčnega vrha in njen položaj na frekvenčni osi, preprosteje <strong>–</strong> frekvenca. Iz oblike<br />
frekvenčnega vrha na relativno enostaven način lahko izračunamo t.i. faktor dušenja, kar<br />
shematsko kaže slika 2. Večji faktor dušenja nekega frekvenčnega vrha, torej frekvence, ki jo<br />
kitara relativno <strong>do</strong>bro ojačuje, pomeni večje izgube zvočne energije. Z drugimi besedami, če<br />
bi nek kitarski ton vsaj približno sovpadal s frekvenco vrha z relativno močnim dušenjem, bi<br />
se glasnost tega tona po potrzanju strune relativno hitro zmanjšala na nič. Tu je treba<br />
poudariti, da mora biti dušenje vrhov v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare optimalno, torej ne<br />
prenizko, ne previsoko. Prenizko dušenje po drugi strani namreč pomeni, da bo energija s<br />
strune v začetni fazi (nekaj milisekund) po potrzanju strune slabo prešla v telo kitare. To<br />
pomeni glasbilo s slabo <strong>od</strong>zivnostjo, ki smo jo p<strong>od</strong>robneje definirali že v enem <strong>od</strong> prejšnjih
poglavij. Če k vsemu d<strong>od</strong>amo še dejstvo, da kitarski ton pravzaprav sestoji iz veliko<br />
fekvenčnih komponent, za katere sta načeloma amplituda in dušenje vrhov frekvenčnega<br />
<strong>od</strong>ziva različna, potem vidimo, da je situacija precej kompleksna. Po drugi strani pa imamo s<br />
poznavanjem frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare možnost videti, kateri toni oziroma njihove<br />
frekvenčne komponente b<strong>od</strong>o v kitarskem zvoku <strong>do</strong>bro (slabo) zastopani. To je seveda veliko<br />
bolj pomembno v fazi iz<strong>del</strong>ave kitare, ko na njene zvočne lastnosti še lahko vplivamo, kot pa<br />
kasneje pri že izgotovljenem glasbilu.<br />
večji faktor dušenja<br />
frekvenca<br />
manjši faktor dušenja<br />
frekvenca<br />
Slika 2. Primerjava faktorja dušenja vrha v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu.<br />
1.3. Rezultati meritev frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare<br />
Zaradi nazornosti je seveda najbolje, da si ogledamo konkretno meritev frekvenčnega <strong>od</strong>ziva<br />
kitare. Slika 3 kaže primerjavo med že analiziranima kitarama (glej 2. <strong>del</strong> "O <strong>kitari</strong> <strong>–</strong> <strong>od</strong><br />
<strong>drevesa</strong> <strong>do</strong> <strong>zvoka</strong>"). Naj vseeno še enkrat omenimo, da je Yamaha C-60 zgolj šolska kitara<br />
najnižjega cenovnega razreda, <strong>do</strong>čim je kitara iz<strong>del</strong>ovalca Thomasa Humphreya vrhunska<br />
koncertna kitara, ki ji cena v zadnjih letih močno narašča. Vsekakor lahko rečemo, da so nizki<br />
vrhovi v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare znak slabe akustične aktivnosti. Logično je, da se bo<br />
<strong>do</strong>bra kitara na mehanski impulz s pospeškomerom v sedlo <strong>od</strong>zvala glasneje kot slaba kitara,<br />
sploh, če govorimo v grobem. S slike 3 je to <strong>do</strong>bro razvidno, saj so praktično vsi izraziti<br />
vrhovi v p<strong>od</strong>ročju med 50 <strong>–</strong> 1500 Hz močnejši v primeru kitare T. Humphrey. Za primer, če<br />
bi merili frekvenčni <strong>od</strong>ziv ravne lesene plošče (polica ali p<strong>od</strong>obno), bi bili načeloma vsi<br />
vrhovi zelo neizraziti, močno dušeni, skratka bistveno manjši <strong>od</strong> vrhov za obe prikazani <strong>kitari</strong>.<br />
Spoznali smo torej, da nam meritve frekvenčnega <strong>od</strong>ziva zelo jasno razkrijejo akustično<br />
<strong>od</strong>zivnost testiranega glasbila. Seveda je to le <strong>del</strong> lastnosti, ki jih za merjeno glasbilo iz<br />
frekvenčnega <strong>od</strong>ziva lahko razberemo.
izstopni signal/vstopni signal<br />
Yamaha C-60<br />
T. Humphrey<br />
50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750<br />
izstopni signal/vstopni signal<br />
800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450<br />
Slika 3. Frekvenčni <strong>od</strong>ziv za šolsko in vrhunsko koncertno kitaro.<br />
Hz<br />
Hz<br />
Yamaha C-60<br />
T. Humphrey<br />
Tako na osnovi lastnih meritev kot na približno 30-letnih izkušnjah drugih raziskovalcev<br />
lahko napišemo naslednje sklepe, ki temeljijo na analizi frekvenčnih <strong>od</strong>zivov kitar različne<br />
kakovosti:<br />
1. Prvi frekvenčni vrh se pri najboljših kitarah pojavi v bližini 100 Hz, vendar nikoli nad to<br />
frekvenco. Frekvenca tega vrha oziroma sevanje <strong>zvoka</strong> kitare pri tej frekvenci je posledica<br />
sevanja <strong>zvoka</strong> skozi resonančno <strong>od</strong>prtino. Do tega sevanja pride zaradi "s<strong>od</strong>elovanja" med<br />
vibracijami zgornje resonančne plošče, sp<strong>od</strong>nje resonančne plošče in vmesnega zraka.<br />
Vidimo, da je ta frekvenčni vrh zelo pomemben za zvočno kakovost kitare. Frekvenca tega (in<br />
vseh ostalih vrhov) je sorazmerna togosti omenjenih elementov in obratno sorazmerna njihovi<br />
800<br />
1500
masi. Poenostavljeno: pri visokem razmerju med togostjo in maso resonančnih plošč bo torej<br />
frekvenca prvega vrha v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare relativno visoka. Takšno razmerje togosti<br />
in mase pomeni po zakonih mehanike (razlage ne bomo navajali) masivno konstrukcijo kitare,<br />
in ker se masivne plošče gibljejo bolj ovirano <strong>od</strong> lažjih, je jasno, da bo akustični <strong>od</strong>ziv prvih<br />
slabši. Po drugi strani pa prenizka frekvenca vrha v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare, torej prenizko<br />
razmerje med togostjo in maso važnih <strong>del</strong>ov kitare, pomeni prenizko impedanco (upornost) v<br />
akustičnem smislu. To ima za posledico prehitro <strong>od</strong>vajanje energije s strun v telo kitare. V<br />
tem primeru <strong>do</strong>bimo glasne, a glasbeno neizrazite zvoke.<br />
2. Drugi frekvenčni vrh je za <strong>do</strong>bre kitare približno eno oktavo (nikoli več kot eno oktavo)<br />
višje kot prvi frekvenčni vrh. To pomeni, da se nahaja v bližini 200 Hz, vendar nikoli več kot<br />
toliko. Kot vidimo s slike 3, je za šolsko kitaro ta vrh pri približno 215-ih Hz. Ker je ta vrh<br />
posledica zvočnega sevanja izključno zgornje resonančne plošče, nam analiza frekvenčnega<br />
<strong>od</strong>ziva kitare omogoča analitično oceno zvočne kakovosti tega najpomembnejšega <strong>del</strong>a kitare.<br />
S slike 3 vidimo tudi, da je faktor dušenja drugega vrha za vrhunsko kitaro bistveno manjši<br />
kot za šolsko. S slike 2 je namreč razvidno, da je faktor dušenja proporcionalen širini vrha pri<br />
približno 70-ih <strong>od</strong>stotkih njegove višine (amplitude). Nekajkrat manjše dušenje drugega<br />
frekvenčnega vrha vrhunske kitare v primerjavi s šolsko pomeni bistveno manjše izgube<br />
<strong>zvoka</strong> zaradi notranjega trenja pri vibracijah sprednje resonančne plošče, kar je ug<strong>od</strong>no. Na<br />
tem mestu naj še enkrat poudarimo, da je prenizko dušenje vrhov v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare<br />
ravno tako nezaželeno kot previsoko dušenje. Prenizko dušenje namreč pomeni slabo<br />
<strong>od</strong>zivnost kitare <strong>–</strong> izvajalec ima občutek, da se je energija potrzane strune razgubila, ne pa<br />
pretvorila v kitarski zvok.<br />
3. P<strong>od</strong>obno kot za oba že analizirana vrhova lahko rečemo tudi za frekvenčni vrh v okolici<br />
400 Hz. Po mnenju nekaterih je ta vrh najboljši kriterij za zvočno kakovost kitare. Njegova<br />
frekvenca naj bi bila čim bližje 400 Hz, dušenje pa čim manjše. Poleg tega je zaželena<br />
lastnost tega vrha tudi njegova visoka amplituda.<br />
4. Vsak vrh v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare vpliva na neko frekvenčno p<strong>od</strong>ročje glasbila. Tako<br />
lahko približno rečemo, da je za tone z osnovnimi frekvencami med 70 <strong>–</strong> 150 Hz <strong>od</strong>ločujoč<br />
prvi frekvenčni vrh. Za tone med 150 <strong>–</strong> 300 Hz je najbolj pomemben 2 vrh, itd. Po tej logiki<br />
je torej vrh kitare T. Humphrey s frekvenco približno 1125 Hz pomemben za kakovost tonov<br />
p<strong>od</strong> in nad to frekvenco, torej v njeni širši okolici. Vidimo tudi, da šolska kitara pri tej<br />
frekvenci sploh nima izrazitega vrha, kar daje slutiti, da je v višjem frekvenčnem pasu (visoki<br />
toni na prvi struni) to glasbilo neaktivno, kar praksa seveda močno potrjuje. Zelo <strong>do</strong>bra<br />
potrditev napisanega so vrhovi (T. Humphrey) pri približno 500, 600, 700 Hz itd., česar pri<br />
šolski <strong>kitari</strong> sploh ne opazimo oziroma je manj izrazito. To pomeni, da b<strong>od</strong>o v primeru<br />
koncertne kitare osnovna in višje frekvenčne komponente tona v bližini teh vrhov (srednji in<br />
visoki register) ojačane precej bolje kot pa v primeru šolske kitare.<br />
5. Na zadnjem mestu naj omenimo, da frekvenca poljubnega vrha v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu<br />
<strong>do</strong>bre kitare ne sme sovpadati s katero izmed prvih dveh (treh) frekvenčnih komponent tona,<br />
sploh pa ne z osnovno. Za primer, če bi bila za neko kitaro frekvenca drugega vrha 196 Hz, bi<br />
se ton G3, ki ima to frekvenco za osnovo, zelo hitro "izgubil" iz slišanega spektra. Nekaj Hz<br />
višji ali nižji položaj omenjenega vrha v frekvenčnem <strong>od</strong>zivu kitare bi popolnoma spremenil<br />
situacijo <strong>–</strong> <strong>od</strong>v<strong>od</strong> energije z vibrirajoče strune ne bi bil prehiter, in ton bi <strong>do</strong>bil lastnosti<br />
glasbenega tona.
2. Sklep<br />
Rečemo lahko, da je frekvenčni <strong>od</strong>ziv kitare pravzaprav edino, kar nas poleg izgleda pri tem<br />
glasbilu zanima. Vidimo, da imamo v rokah izredno mogočno or<strong>od</strong>je za obvla<strong>do</strong>vanje<br />
zvočnih lastnosti kitare, seveda ob predpostavki, da poznamo zvezo med konstrukcijskimi in<br />
materialnimi lastnostmi kitare na eni strani, in frekvenčnim <strong>od</strong>zivom kitare na drugi strani. Ta<br />
zveza je zelo kompleksna in povečini neraziskana, vendar naše raziskave kažejo, da ni tako<br />
neobvladljiva, kot se zdi na prvi pogled. V veliki meri smo optimisti kar se tiče t.i.<br />
popravljanja zvočnih lastnosti kitar slabše oziroma srednje kakovosti. Z malenkostnimi posegi<br />
v notranjosti kitare (rebra, debelina plošče ...) bo predvi<strong>do</strong>ma moč izboljšati frekvenčni <strong>od</strong>ziv<br />
kitare in tako dvigniti kakovost glasbila. Večji posegi bi zajemali <strong>od</strong>stranitev hrbtne plošče,<br />
spremembo oblike in položaja reber na sprednji resonančni plošči ter vnovično nalepljanje in<br />
lakiranje hrbtne plošče. To bi se moralo <strong>od</strong>ražati v neprimerno boljšem zvoku kitare, seveda,<br />
če je pred pre<strong>del</strong>avo šlo za slabše glasbilo, a ne na račun kakovosti lesa. V nadaljevanju si<br />
bomo p<strong>od</strong>robneje pogledali še kakšno lastnost frekvenčnega <strong>od</strong>ziva kitare, ter zvezo med<br />
konstrukcijskimi lastnostmi kitare in njenim frekvenčnim <strong>od</strong>zivom <strong>–</strong> posledično zvokom.
Change language