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È tutto molto bene parlando di tasti ponderati lineari graduati, tocco sensibile alla velocità, campionamento dei tasti, ecc., ma cosa sta succedendo all’interno di un pianoforte digitale? Questo blog si propone di rispondere ai misteri di come funzionano i pianoforti digitali.

Parte 1 – Sentire e Tasti pesati

Quindi cominciamo con le domande più frequenti: che cosa rende un pianoforte digitale effettivamente sentire come un pianoforte a coda?

Per prima cosa, diamo un’occhiata a come funziona il meccanismo Chiave/martello per un pianoforte a coda.

Ho semplificato il meccanismo in modo sostanziale, quindi è più facile vedere come funziona fondamentalmente (si noti anche che la parte anteriore della chiave è stata tagliata ai fini del diagramma). Quindi, in breve, hai una chiave che si muove attorno a un punto di perno, o “fulcro”, che, quando viene premuto, innesca un intricato meccanismo a leva che spinge contro il gruppo del martello.

La testa del martello colpisce quindi la corda e si allontana rapidamente per consentire alla corda di vibrare liberamente.

Ora diamo un’occhiata al meccanismo chiave NWX di Yamaha. Come con un pianoforte acustico, hanno una chiave che si muove attorno a un perno / fulcro, e un ‘martello’ innescato da un semplice meccanismo a leva che invece di colpire una corda, colpisce un feltro posizionato sopra di esso. I martelli per questo meccanismo sono ganci in acciaio, ed è il loro peso che dà al letto chiave una “sensazione ponderata” mentre tornano alla loro posizione di riposo per gravità.

(Oltre a questo, le tastiere NWX dispongono anche di una molla sotto la chiave, per fornire una contro-forza più diretta e istantanea contro la chiave).

In questo caso, il peso di ogni chiave è legato alla lunghezza del gancio in acciaio, quindi sui modelli con chiavi graduate, troverai ganci più lunghi per le note più basse e ganci più corti per le note più alte.

Per il meccanismo di scappamento, Yamaha ha progettato una soluzione ingegnosa per imitare la sensazione del martello che si ritrae da una corda, senza dover spostare il martello. Invece usano una membrana di gomma sotto la chiave, che offre una breve resistenza quando la chiave è quasi completamente depressa, dando l’impressione che il martello si sia ritirato.

Affinché i pianoforti digitali rimangano compatti e leggeri, in quasi tutti i casi, i tasti sono molto più corti di quelli che si trovano nei pianoforti a coda, e il meccanismo del martello si trova spesso sotto di essi, innescato dalla parte anteriore del tasto che preme verso il basso, piuttosto che dalla parte posteriore del tasto che si alza.

Una notevole esenzione a questo tuttavia si trova nei modelli Premium AvantGrand di Yamaha, che utilizzano efficacemente un meccanismo a martello per pianoforte a coda (esclusi i modelli NU, tuttavia, poiché mirano a replicare il tocco più leggero di un pianoforte acustico verticale), fornendo la sensazione più realistica e autentica di uno qualsiasi dei loro pianoforti digitali.

Parte 2-Sensibilità al tocco (velocità)

Al contrario delle corde, la maggior parte dei pianoforti digitali utilizza sensori elettrici o pastiglie di contatto per rilevare quando un tasto è stato premuto. Di seguito è riportata una striscia di contatto in gomma su cui una chiave premerebbe per attivare un pad di contatto elettrico.

Sul lato inferiore della striscia, è possibile vedere che sono rivestiti in un inchiostro conduttivo, che attiverà il contatto elettrico chiudendo efficacemente un circuito correlato alla chiave specifica (questo è anche un modo molto simile in cui funzionano le tastiere a membrana per computer).

Ma ci si potrebbe chiedere, come fa il sensore a sapere quanto forte sto giocando? Beh, avrete notato che ci sono due punti sulla striscia di contatto che sono rivestiti in inchiostro conduttivo, che corrispondono a due pastiglie per ogni chiave.

La striscia di contatto è posizionata in modo specifico in modo che la striscia di gomma preme verso il basso su un pad prima dell’altro. Ciò consente al pianoforte di misurare il tempo tra i due pad attivati e, dopo alcuni calcoli matematici, calcola la velocità con cui è stato premuto il tasto.

Un piccolo numero di modelli di pianoforte digitale utilizza tuttavia diversi metodi di attivazione dei tasti, e ancora una volta i modelli AvantGrand di Yamaha sono un ottimo esempio. Invece di una membrana e contatti elettrici, optano invece per un sensore a fibra ottica, attraverso il quale passa una piccola linguetta metallica sulla parte superiore del martello.

Senza la necessità di alcun contatto fisico, il sensore in fibra ottica è in grado di rilevare quando il martello ha raggiunto una certa posizione e a quale velocità stava viaggiando, rilevando quando il sensore è stato oscurato dalla linguetta metallica sul martello. Questo uso di un trigger senza contatto significa anche che non vi è alcuna interferenza con la sensazione dell’azione chiave.

Parte 3 – Samples

Quindi, ora che abbiamo una bella sensazione, e il pianoforte è in grado di determinare quanto forte o morbido stiamo giocando, come questo in realtà si traduce in suono prodotto?

Potresti aver sentito che i pianoforti digitali non andranno mai stonati, ma molte persone sono spesso curiose sul perché questo sia.

Quando si preme un tasto su un pianoforte digitale, verrà riprodotto un ‘Sample’, che è un file audio specializzato di uno strumento che suona la stessa nota allo stesso volume. I campioni per il pianoforte a coda CFX di Yamaha, ad esempio, saranno stati registrati su un pianoforte CFX raccolto a mano, in una certa stanza tenuta in condizioni molto specifiche.

È comune utilizzare una configurazione di microfoni multipli durante la registrazione di campioni di strumenti (in particolare acustici), e in particolare per i pianoforti, al fine di catturare il suono da ogni parte del cabinet e delle corde, nonché da diverse posizioni all’interno della stanza in cui è stato registrato.

Più variazioni di ogni nota saranno poi registrati, dal forte al morbido e sostenuta a smorzato ecc, al fine di costruire un vasto spettro di diverse intonazioni di volume e gamma di espressione per ogni.

Quando suoni una nota su un pianoforte digitale, verranno riprodotti più campioni dal pianoforte reale che è stato registrato, al fine di fornire un’intensità di nota accurata, ma includono anche aspetti più sfumati come le corde adiacenti che risuonano accanto alla nota che stai suonando.

Avere una collezione di campioni multipli per ogni tasto non solo migliora l’autenticità del suono, ma fornisce anche la possibilità di consentire al giocatore di modificare il suono del pianoforte come vogliono, e modificare diversi parametri come la posizione del coperchio.

È importante notare che la qualità del campione è un fattore importante nel giudicare la qualità di un pianoforte digitale, poiché i modelli più costosi avranno campioni di qualità superiore e/o una migliore “tecnologia di campionamento” che occupa molto più spazio nella memoria interna degli strumenti. La qualità del campione è influenzata principalmente dalla compressione dei dati utilizzati sui file di esempio e, in una certa misura, i microfoni e la stanza in cui lo strumento è stato inizialmente registrato possono avere un effetto.

Parte 4 – Altoparlanti

Quindi, possiamo replicare la sensazione di un vero pianoforte a coda, e hanno catturato il suo suono, ma allora come facciamo a tradurre in realtà questo nel suono che sentiamo da un pianoforte digitale?

Per i pianoforti acustici, quando una corda viene colpita da un martello, vibra, generando energia sonora che si riflette all’interno dello strumento, principalmente da una “tavola armonica” di legno, che risuona all’unisono con le corde. È la tavola armonica che dà pianoforti acustici loro distinto suono ricco caldo.

Ma come funziona questo in un pianoforte digitale? Bene, ogni modello di pianoforte digitale utilizza un sistema di altoparlanti appositamente progettato per riprodurre i file di esempio memorizzati.

A differenza dei normali altoparlanti HiFi, progettati per riprodurre musica e audio il più vicino possibile al materiale sorgente, gli altoparlanti per pianoforte digitale sono posizionati in posizioni specifiche e sono “sintonizzati”, in modo da dare il suono più realistico rispetto a quello di un pianoforte acustico. L’N3X è un brillante esempio visivo di come i suoi altoparlanti sono posizionati in modo da ricreare il suono di un pianoforte a coda il più vicino possibile.

Dove i sistemi di altoparlanti HiFi di fascia alta sono solitamente progettati per avere quella che viene definita una risposta “piatta”, i pianoforti digitali sono progettati per avere una risposta leggermente “colorata”, per abbinare le qualità armoniche di un pianoforte acustico.

Per questo motivo, se si dovesse collegare il vostro pianoforte digitale in un paio di altoparlanti monitor da studio professionale, i campioni suonerebbero quasi identico alla registrazione sorgente, ma non sarebbe replicare l’effetto di realtà seduto di fronte a un pianoforte a coda e giocare per voi stessi come il pianoforte digitale farebbe.

Nei modelli di pianoforte digitale Yamaha high spec, tra cui il CLP775 e CLP785, hanno anche introdotto l’uso di trasduttori tattili. Si tratta di dispositivi che funzionano in modo simile agli altoparlanti, ma invece di utilizzare un cono o un diaframma per produrre il suono, si attaccano direttamente a uno dei pannelli del pianoforte digitale, facendo vibrare l’intero pannello, replicando l’effetto di una tavola armonica su un pianoforte acustico.