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Tout cela parle très bien de touches Pondérées à Gradation Linéaire, de toucher sensible à la vélocité, d’échantillonnage hors touche, etc., mais que se passe-t-il réellement à l’intérieur d’un piano numérique? Ce blog vise à répondre aux mystères du fonctionnement des pianos numériques.

Partie 1 – Touches tactiles et pondérées

Commençons donc par la question la plus fréquemment posée: qu’est-ce qui fait qu’un piano numérique ressemble réellement à un piano à queue acoustique?

Tout d’abord, examinons le fonctionnement du mécanisme Clé / Marteau pour un piano à queue.

J’ai considérablement simplifié le mécanisme pour qu’il soit plus facile de voir comment cela fonctionne fondamentalement (notez également que l’avant de la clé a été coupé aux fins du diagramme). Donc, en bref, vous avez une clé qui se déplace autour d’un point de pivot, ou « point d’appui », qui, lorsqu’elle est enfoncée, déclenche un mécanisme de levier complexe qui pousse contre l’ensemble du marteau.

La tête du marteau frappe alors la corde et se retire rapidement pour permettre à la corde de vibrer librement.

Jetons maintenant un coup d’œil au mécanisme de clé NWX de Yamaha. Comme avec un piano acoustique, ils ont une touche qui se déplace autour d’un pivot / point d’appui, et un « marteau » déclenché par un simple mécanisme à levier qui, au lieu de frapper une corde, frappe un tampon de feutre placé au-dessus. Les marteaux de ce mécanisme sont des crochets en acier, et c’est leur poids qui donne au porte-clés une « sensation pondérée » lorsqu’ils reviennent à leur position de repos par gravité.

(En plus de cela, les claviers NWX disposent également d’un ressort sous la touche, pour fournir une contre-force plus directe et instantanée contre la touche).

Dans ce cas, le poids de chaque clé est lié à la longueur du crochet en acier, ainsi sur les modèles avec touches graduées, vous trouverez des crochets plus longs pour les notes inférieures et des crochets plus courts pour les notes supérieures.

Pour le mécanisme d’échappement, Yamaha a conçu une solution ingénieuse pour imiter la sensation de retrait du marteau d’une ficelle, sans avoir à déplacer le marteau du tout. Au lieu de cela, ils utilisent une membrane en caoutchouc sous la clé, qui offre une brève résistance lorsque la clé est presque complètement enfoncée, donnant l’impression que le marteau a reculé.

Pour que les pianos numériques restent compacts et légers, dans presque tous les cas, les touches sont beaucoup plus courtes que celles des pianos à queue, et le mécanisme du marteau se trouve souvent en dessous, déclenché par l’avant de la touche enfoncée, plutôt que par l’arrière de la touche qui se lève.

Une exemption notable à cela se trouve cependant dans les modèles Premium AvantGrand de Yamaha, qui utilisent efficacement un mécanisme de marteau de piano à queue complet (à l’exclusion des modèles NU cependant, car ceux-ci visent à reproduire le toucher plus léger d’un piano acoustique droit), offrant la sensation la plus réaliste et authentique de n’importe lequel de leurs pianos numériques.

Partie 2 – Sensibilité tactile (vélocité)

Contrairement aux cordes, la majorité des pianos numériques utilisent des capteurs électriques ou des plots de contact pour détecter lorsqu’une touche a été enfoncée. Vous trouverez ci-dessous une bande de contact en caoutchouc sur laquelle une touche appuie pour activer un plot de contact électrique.

Sur la face inférieure de la bande, vous pouvez voir qu’ils sont recouverts d’une encre conductrice, ce qui déclenchera le contact électrique en fermant efficacement un circuit qui est en corrélation avec la touche spécifique (c’est également une manière très similaire de fonctionner les claviers à membrane pour ordinateurs).

Mais vous vous demandez peut-être comment le capteur sait-il à quel point je joue fort? Eh bien, vous avez peut-être remarqué qu’il y a deux points sur la bande de contact qui sont recouverts d’encre conductrice, ce qui correspond à deux plots pour chaque touche.

La bande de contact est positionnée de manière spécifique de sorte que la bande de caoutchouc appuie sur un patin avant l’autre. Cela permet au piano de mesurer le temps entre les deux pads activés, et après quelques calculs fantaisistes, il calcule la vitesse à laquelle la touche a été enfoncée.

Un petit nombre de modèles de piano numérique utilisent cependant des méthodes de déclenchement de touches différentes, et les modèles AvantGrand de Yamaha en sont une nouvelle fois un excellent exemple. Au lieu d’une membrane et de contacts électriques, ils optent plutôt pour un capteur à fibre optique, à travers lequel passe une petite languette métallique sur le dessus du marteau.

Sans contact physique, le capteur à fibre optique est capable de détecter quand le marteau a atteint une certaine position, et à quelle vitesse il se déplaçait, en détectant quand le capteur a été masqué par la languette métallique du marteau. Cette utilisation d’un déclencheur sans contact signifie également qu’il n’y a pas d’interférence avec la sensation de l’action de la touche.

Partie 3 – Échantillons

Maintenant que nous avons une sensation agréable et que le piano est capable de déterminer à quel point nous jouons fort ou doux, comment cela se traduit-il réellement par le son produit?

Vous avez peut-être entendu dire que les pianos numériques ne seront jamais désaccordés, mais beaucoup de gens sont souvent curieux de savoir pourquoi c’est le cas.

Lorsque vous appuyez sur une touche d’un piano numérique, il joue un « Sample », qui est un fichier sonore spécialisé d’un instrument jouant la même note au même volume. Des échantillons pour le piano à queue CFX de Yamaha par exemple, auront été enregistrés sur un piano CFX cueilli à la main, dans une certaine pièce conservée dans des conditions très spécifiques.

Il est courant d’utiliser une configuration de microphones multiples lors de l’enregistrement d’échantillons d’instruments (en particulier acoustiques), et en particulier pour pianos, afin de capter le son de chaque partie de l’armoire et des cordes, ainsi que de différentes positions dans la pièce dans laquelle il a été enregistré.

De multiples variations de chaque note seront ensuite enregistrées, du fort au doux et soutenu à amorti, etc., afin de construire un vaste spectre d’intonations de volume et de gamme d’expression différentes pour chacune.

Lorsque vous jouez une note sur un piano numérique, plusieurs échantillons seront joués à partir du vrai piano qui a été enregistré, afin de fournir une intensité de note précise, mais aussi d’inclure des aspects plus nuancés tels que les cordes adjacentes résonnant à côté de la note que vous jouez.

Avoir une collection de plusieurs échantillons pour chaque touche améliore non seulement l’authenticité du son, mais donne également la possibilité au joueur de modifier le son du piano comme il le souhaite et de modifier différents paramètres tels que la position du couvercle.

Il est important de noter que la qualité des échantillons est un facteur important pour juger de la qualité d’un piano numérique, car les modèles plus chers auront des échantillons de meilleure qualité et / ou une meilleure « technologie d’échantillonnage » qui prend beaucoup plus de place dans la mémoire interne des instruments. La qualité de l’échantillon est principalement affectée par la compression des données utilisée sur les fichiers d’échantillons, et dans une certaine mesure, les microphones et la pièce dans laquelle l’instrument a été initialement enregistré peuvent avoir un effet.

Partie 4 – Haut-parleurs

Nous pouvons donc reproduire la sensation d’un vrai piano à queue et avoir capturé son son, mais comment le traduisons-nous réellement dans le son que nous entendons d’un piano numérique?

Pour les pianos acoustiques, lorsqu’une corde est frappée par un marteau, elle vibre, générant une énergie sonore qui se reflète à l’intérieur de l’instrument, principalement sur une « table d’harmonie » en bois, qui résonne à l’unisson avec les cordes. C’est la table d’harmonie qui donne aux pianos acoustiques leur son riche et chaleureux distinct.

Mais comment cela fonctionne-t-il dans un piano numérique? Eh bien, chaque modèle de piano numérique utilise un système de haut-parleurs spécialement conçu pour lire les fichiers d’échantillons stockés.

Contrairement aux enceintes HiFi normales, qui sont conçues pour diffuser de la musique et du son aussi près que possible du matériau source, les enceintes de piano numériques sont placées à des endroits spécifiques, et sont « réglées », afin de donner le son le plus réaliste par rapport à celui d’un piano acoustique. Le N3X est un exemple visuel brillant de la façon dont ses haut-parleurs sont positionnés afin de recréer au plus près le son d’un piano à queue.

Là où les systèmes de haut-parleurs HiFi haut de gamme sont généralement conçus pour avoir ce qu’on appelle une réponse « plate », les pianos numériques sont conçus pour avoir une réponse légèrement « colorée », pour correspondre aux qualités harmoniques d’un piano acoustique.

Pour cette raison, si vous branchez votre piano numérique sur une paire de haut-parleurs de moniteur de studio professionnels, les échantillons sonneraient presque identiques à l’enregistrement source, mais cela ne reproduiserait pas l’effet de s’asseoir devant un piano à queue et de le jouer pour vous-même comme le ferait le piano numérique.

Dans les modèles de piano numérique haut de gamme de Yamaha, y compris les modèles CLP775 et CLP785, ils ont également introduit l’utilisation de transducteurs tactiles. Ce sont des appareils qui fonctionnent comme des haut-parleurs, mais au lieu d’utiliser un cône ou un diaphragme pour produire du son, ils se fixent directement à l’un des panneaux du piano numérique, faisant vibrer tout le panneau, reproduisant l’effet d’une table d’harmonie sur un piano acoustique.