《初探二胡琴体木材材种与材质的选择》

任建一 。二胡文化 。乐器学

        专业高档二胡的琴体主要采用老红木、紫檀木、等其它红木类材种加工而成。材料是硬质木材，板材的质量和刚性均较大。然而在二胡振动发音中，琴筒共振效应是极其有限的，主要起了反射、聚集、传递声音的作用。然而琴筒板的材料质量和刚性却体现了其反射、聚集、传递声音的能力。
        根据木材材料学和乐器声学的要求来看，二胡琴筒的木材材料必须满足以下条件：
        材料内部结构分布均匀，纹理顺直，材质致密，声音振动传导均衡，富有良好的共振性能。
         为什么红木类材种是专业高档琴的首选呢？
         根据国家《红木》标准GB/T 18107--2000相关资料：
        1、黑酸枝木类的木材结构特征

        1、1、刀状黑黄檀：
散孔材。结构细；纹理顺直；气干密度：0.89-1.14克/立方厘米。.

        1、2、卢氏黑黄檀：
散孔材。结构甚细至细；纹理交错，有局部卷曲；气干密度：0.95克/立方厘米。
（由于卢氏黑黄檀：“心材新切面桔红色，久则转为深紫或黑紫。”再则纹理具有卷曲花纹。商业上也称为：玫瑰檀，血檀，大叶檀）。

　　2、红酸枝木类的木材结构特征

　　2、1、交趾黄檀：

散孔材。结构细；纹理通常直；气干密度：1.01-1.09克/立方厘米。

        2、2、奥氏黄檀：
散孔材。结构细；纹理通常直或交错；气干密度：1.00克/立方厘米。

3、乌木类树种的木材

       

        3.1、乌木：

散孔材。结构甚细；纹理通常直至略交错；气干密度：0.85-1.17克/立方厘米。

        3.2、条纹乌木:
散孔材。结构细;纹理通常直至略交错.气干密度：1.09克/立方厘米。(商业名称也有称为:黑檀)。

4、紫檀木类树种的木材结构特征

       

        檀香紫檀：

散孔材。结构甚细至细；纹理交错，有局部卷曲（有人籍此称为牛毛纹紫檀）；气干密度：1.05-1.26克/立方厘米。

　　5、香枝木类树种的木材结构特征

       

        降香黄檀：

散孔材至半环孔材。结构细；纹理斜或交错；气干密度：0.82-0.94克/立方厘米（所谓海南黄花梨也属于该类树种的分支）。

　　木材材料学一般以树叶的外形特征作为分类依据。分为：针叶材和阔叶材。然而红木类材种属于阔叶材材种。然而对木材内部结构的研究，基本以管胞的分布特征来区分：散孔材，环孔材，半环（散）孔材。如果从管胞的分布来看，相对散孔材的内部结构较为均匀，其次是半环（散）孔材以及环孔材。

散孔材微观三维图

环孔材微观三维图

散孔材横切面微观图

环孔材横切面微观图

半环（散）孔材横切面微观图

        为什么木材能成为传统乐器的主体材料呢？
        由于木材的管胞空隙中留存空气，并根据材种结构特点排列。基本平行于树干。形成所谓的空腔“跑道”。当木板整体振动时，将扰动管胞的空气柱，并根据排列的特点逐步传导出去。因为空气传导声波以纵波为主，并结合木材各向异性特点才产生径切向和横切向的声速差异。琴筒板长度采用木材径切并按树干平行方向，就是考虑纹理顺直有利于声音传导速度以及均匀的反射传递声音。
        

        由于声音的传导和反射传递的均匀性对二胡的音质（集中、纯净等要素）是很重要的，因此二胡乐器的主要形制六角琴的六块筒板就必须要求材质均匀以及纹理顺直，敲击基频基本相似。
       
        为了进一步了解弦鸣乐器的声学特征就必须分析振动声波的波形包络。即：掌握乐器音响的声谱、频率响应以及振动发音过程的时间变化等特征。
         从声学角度分析主要影响乐器发音音质的因素有以下两点：
         1.声谱谐波分音的多少和各谐波的强度以及与基频的谐和性质。
         2.频率响应中特征共振峰及不随基频而改变的共振峰又称固定共振峰在一定频率范围内的分布状态。
        为了综合分析弦鸣乐器的声学特征，将频率响应图形作为主要分析对象，较为适宜。因为频率响应是其声谱的包络特征。再则频响中的固定共振峰是在乐器整体的基础上产生的，它与乐器的结构、形状（特别是共鸣箱（筒）、共鸣板（皮膜）的几何形状）以及原材料的弹性质量有关，并与发音体及共鸣体的固有振动频率有关。一般说在共振中，由于各部件的固有频率得到统一或形成一定的规律，从而在它的频响中就会出现与固有频率有关的共振峰。
        在频响与声谱的分析中也可看出，如果乐器发音点选在共振峰处，基频振幅大，音量大，音质也好；如果选在峰谷处则基频振幅小，乐音音量小，音质也较差。因此从音质的要求上看，总希望频响曲线上共振峰多，共振峰的频带宽，峰与谷之间的强度差距（即不均匀度要小），共振峰分布平均。另外对声谱的要求也是希望基频振幅大，其它分音振幅随频率的升高而逐渐下降。对低音要求分音数量多，对高音要求少，对不谐和分音的振幅更希望小，这就是声学上对乐器音质的基本要求。
        为了理性科学的认识不同材种琴筒的客观差异和特点（即：二胡琴筒本征频率响应），进一步证明专业高档二胡材料选择的科学依据，运用计算机频谱测试系统对不同材料的专业二胡琴筒进行了尝试性研究。
        一、 测试对象：
        为了避免皮膜振动以及音窗的影响，更突出体现琴筒材料不同的特性，采用内膛和外形加工完好，并没有蒙皮和镶嵌音窗的苏式专业六角琴筒作为测试件。
        二、声谱图测试参数和方法：
        测试频率范围为：250 — 5000Hz（赫兹）。
        各峰值强度范围：0 - 90 d B （分贝）
        采用敲击法，选择适当的部位和相对均匀的力度击发琴筒振动，通过录音建立音频文件，进行频响测试分析。
        以下是不同材料琴筒的声谱图：

一、旧料老红木

二、老红木

三、紫檀木 

四、条纹乌木

四、血檀木

五、花梨木（中档琴材种)

        为了更直观明了的分析观察，以下将频响中峰值强度最大和最小值的1/2处截裁成带状图形展示给大家进行对比。并按弦鸣乐器频率响应及共振峰原理去判别，找出制作二胡相对完美的材种。

一、旧料老红木

 二、老红木 

三、紫檀木

四、条纹乌木

五、血檀木

六、花梨木 

        通过图形特征的对比，并结合主观听觉的鉴赏。可以看出：在频谱图的均衡性上，老红木（酸枝木类材种）优于其它材种。
        只不过从艺术角度分析，可能存在着每个人的主观鉴赏喜好和差异，但这并不影响我们用科学以及客观的视角去认识二胡世界。