軟體吹奏樂器嗩吶的取材創新

王俊梅

（沈陽師范大學戲劇藝術學院，遼寧沈陽110034）

軟體吹奏樂器嗩吶的取材創新

王俊梅

（沈陽師范大學戲劇藝術學院，遼寧沈陽110034）

隨著科學技術的不斷進步，民族樂器的改革和創新已經成為我國科技文化建設中的一項重要任務。以材料學和物理聲學原理為基礎，首次提出了采用軟體材料制作“軟體樂器”的新理念。以傳統樂器嗩吶為例，對吹奏樂器嗩吶重要組成部分嗩吶碗進行軟體化，提出了用人工合成有機高分子材料作為軟體基體材料，對上述軟質基體材料進行真空鍍膜、有機涂層、納米粒子鑲嵌等表面處理，通過改變材料設計方案和材料制備技術，調整材料的化學成分、微觀結構，使得軟體樂器具有與傳統樂器同樣的聲學效果，或引發新的獨立音色的新方向。

軟體樂器；軟體材料設計；嗩吶；軟體嗩吶碗

隨著科學技術的不斷進步，民族樂器的改革和創新已經成為我國科技文化建設中的一項重要任務。嗩吶作為中國傳統的吹奏樂器，其音色極富穿透力和感染力，最能抒發民間喜怒衰樂，是群眾喜聞樂見的藝術形式［1］。嗩吶作為樂器本身也經歷了不斷發展和創新，胡海泉等成功研制出加鍵嗩吶，豐富了樂隊形式，完整了半音，拓展了音域［2］。郭雅志發明了嗩吶“活芯”裝置，令傳統嗩吶能奏出半音階，拓寬了嗩吶的表現空間［3］。

在材質方面，傳統樂器多采用金屬和木質等“硬體材料”制作。如銅質嗩吶用銅質材料加熱軟化后卷制而成，多用于小E調嗩吶，其音色比較清脆［4］。為了解決嗩吶在樂隊中演奏較弱的音樂情緒存在難點的問題，吳仲孚制作了一個木嗩吶碗安裝在嗩吶碗下端，研制出木碗中音嗩吶［2］。然而，有關采用“軟體材料”制作樂器，國內外尚未見相關報道。

一、軟體樂器提出

“軟體樂器”是一種運用軟體材料研制而成的樂器。由柔軟的聲帶（嗓子）能夠振動發音，聯想到樂器同樣可以向軟體化方向發展，顛覆了幾千年來樂器由硬質材料制備的思維定勢，在充分保留我國傳統民族樂器特點的基礎上，通過對樂器聲學的分析和制作材料的創新，提出“軟體樂器”的設計理念和研制方案。“軟體樂器”的最大特點是軟體新材料的引用，以人工合成的有機高分子材料作為軟體基體材料，進一步對上述軟質基體材料進行真空鍍膜、有機涂層、納米粒子鑲嵌等表面處理，通過改變材料設計方案和材料制備技術，調整材料的化學成分、微觀結構、涂層厚度及涂鍍順序等技術參數，使得軟體樂器既可以獲得與傳統樂器同樣的聲學效果，也可能引發新的獨立音色。

此外，軟體樂器使用人造新材料（如納米材料等）代替不可再生的天然材料（木材、金屬等），節省了有限的自然資源，保護了自然環境。新材料的使用使樂器制作成本大大降低，更易于批量生產。由于采用軟體材料，使得樂器可以折疊、攢堆、收縮、便于攜帶，具有很高的科技含量和神秘色彩，比傳統樂器更利于普及推廣。所有傳統樂器均可考慮運用這種理念，如彈撥樂器、弦樂器、吹管樂器、打擊樂器，以及提琴類等大型樂器，“軟體樂器”概念的提出為各種樂器的改進和創新提供了參考和依據。本文僅以嗩吶這一結構簡單、易于操作的樂器為例進行改革，進行軟體吹奏樂器嗩吶軟體材料取樣研究。

二、傳統嗩吶的基本形制

傳統嗩吶主要由哨片、氣盤、芯子、嗩吶桿、嗩吶碗等五部分組成，如圖1所示。嗩吶的發聲器哨片是用蘆葦制作而成，最普遍的嗩吶哨片為布袋形，也有扇形。哨片質量的好壞主要取決于蘆葦的質量，制作師傅的技巧、選料和制作的好壞直接影響哨片的音色［5］。

圖1 傳統嗩吶

氣盤，主要是緩和演奏過程中嘴唇兩側肌肉的疲勞和壓力，并能輔助延長演奏時間。氣盤內圈直徑3mm，外圈直徑33mm，厚度為3mm，演奏時上下兩唇頂氣盤的力度有一定要求，它只起輔助作用［6］。

芯子，是連接哨片氣盤與嗩吶桿之間的一種裝置，對音高變化也能起到調整作用，高49mm，厚度約為0.3mm，稍長的一邊長12mm，較短的一邊長9mm，芯子上細下粗呈錐形，其制作要嚴緊密實，中間不能有間隙。它的長短、粗細對嗩吶的音色和音準有直接影響［7］。

桿子是嗩吶很重要的一部分，一般多用木制而成。早期也有用竹、銅、錫制成的，上細下粗呈錐形。上面有8個音孔，即前面有7個音孔，后面有1個音孔。桿身長約265cm，厚度0.6mm，外形形狀也略有區別，有平面的，有帶節的。制作的木料一般有烏木、檀木，老紅木為最佳，也有用花梨木、酸枝木、柏木、棗木等制作的，木質的不同、嗩吶桿內膛管壁的薄厚都決定著音色的質量［8］。

嗩吶碗，套在嗩吶桿的底部下端，可以上下靈活移動來調整筒音音準的高低。嗩吶碗質地的薄厚對音色有一定的影響，最主要的作用是輔助音量的擴大［9］。

三、軟體嗩吶碗

為解決嗩吶的攜帶及音色問題，我們提出了將軟體材料應用于嗩吶碗的制作。該研究以樂器材料學、高分子化學、樂器聲學、樂器律學以及物理共振學為主要理論依據，在振源處依舊保持足夠的強度和韌性，以保證聲源的物理性狀不變，在確定軟體樂器材料設計的基礎上，形成軟體樂器完整的制作方案和各部件研制工藝規程及關鍵數據。

軟體嗩吶碗結構示意圖如圖2所示，外形為喇叭形，采用人工合成的有機高分子材料作為基體材料，進一步對上述軟質基體材料進行真空鍍膜［10-13］、有機涂層［14，15］、納米粒子鑲嵌等表面處理［16-18］，使內壁產生依次反射或多次反射，不被吸收，產生金屬回聲，達到擴音并且保證音色的彈性。運用了新穎的創新理念，具有神奇性和詭秘性。體積小巧、方便攜帶。用時張放開來，不用時可折疊或卷曲收藏。

圖2 軟體嗩吶碗

四、軟體嗩吶碗的選材取樣

軟體新材料選擇人工合成有機高分子材料，主要成分為聚氨酯樹脂。以棉、麻等天然纖維布為基底，以聚氨酯溶液為涂料，將棉、麻等用聚氨酯溶液浸漬、涂覆，凝固后將所得材料經機械打磨后即成軟體材料［14，15］。在上述軟質基體材料的內表面進行真空鍍膜、有機涂層、納米粒子鑲嵌等表面處理，由于處理方法的不同，所得的軟體材料及對于樂器音色效果的影響存在差異。

在軟體基材上沉積金屬鍍層，可能使聲波傳播到硬質的金屬層后產生反射而達到嗩吶的音質要求。一種可能的方法是在軟體基材表面進行真空鍍覆金屬或陶瓷薄膜，即真空鍍膜［13］。該方法是一種由物理方法產生薄膜材料的技術。在真空室內，由金屬或金屬氧化物構成的靶材料中的原子，從加熱源離析出來沉積到被鍍的軟體基材表面上。真空鍍膜有三種形式，即蒸發鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍［10-13］。在軟體材料的基體上通過真空鍍膜技術沉積金屬或陶瓷鍍層，由于膜層較薄，與軟體基材之間的結合力較差［12，13］，在樂器卷曲收藏時有可能因折疊而與基體脫離。

采用聚氨酯、丙烯酸等雙組分溶劑型柔感涂料，采用涂膜機涂覆，或采用壓縮空氣法噴涂，在軟體基材的內表面涂覆有機涂層，有可能得到與基體結合良好的涂層［13］。由于溶劑型柔感涂料能夠在室溫下干燥固化，在軟體基材上能夠獲得均勻的有機涂層而不至使基材產生變形。柔感涂料能賦予底材以華美的皮革般的外觀和柔感，有機物涂層與軟體基材之間產生較強的附著力［14］，使柔感涂層可以隨著軟體樂器卷曲折疊產生同步變形而不至脫落。但是由于有機涂層質地較為柔軟，微觀結構較為粗糙、多孔，吸收聲波能力較強，可能導致樂器產生的聲音較小，影響演奏效果。

采用柔感涂層與納米粒子鑲嵌相結合，對于軟體樂器基材進行表面處理，可能是較為可行的方法。制備具有特殊形狀和微觀結構的納米級的金屬或金屬氧化物以及陶瓷顆粒［16-18］，用柔性有機膠將固體顆粒鑲嵌在柔感有機涂層表面，能夠保證固體顆粒的粒子與軟體基材之間的強結合力，軟體樂器在卷曲和折疊過程中，固體粒子不會與軟體基體材料產生剝離和脫落。金屬粒子及陶瓷顆粒由于表面堅硬、光滑，嗩吶吹奏產生的聲波易于反射而只有少量吸收［16，17］，有利于聲波的反射、疊加及共振，有可能獲得理想的音響效果。

軟體樂器的研發引起了很好的社會效果，打造自主知識產權，改變目前西洋樂器占領世界主流樂器市場的格局，提升民族自豪感。借助軟體樂器攜帶方便、節能環保、成本低廉的優勢，逐步向全國中小學、藝術院校、表演團體推廣應用，推動中小學課堂樂器教學改革，促進中華民族文化大繁榮大發展。“軟體樂器”概念的提出，以及軟體吹奏樂器嗩吶的研制，是傳統樂器與材料科學相結合的創新與改革，能夠給予廣大音樂工作者以啟發和借鑒。經過不斷的調整、完善，保證各音域之間的均衡性、音質、音色、音量融合統一，使之與木板材料或金屬材料達到同樣的聲學效果，或產生新的獨立音系，并將以全新的面貌推向社會。“軟體樂器”的成功研制，為我國傳統民族樂器注入新的血液，將推動樂器行業的進步發展，將為中國乃至世界樂器材料的創新和發展做出新的貢獻。

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【責任編輯王鳳娥】

J62

A

1674-5450（2015）05-0186-03

2015-07-12

王俊梅，女，遼寧沈陽人，沈陽師范大學講師。