Техническая сторона гитар - что влияет на тон? - Гитарист
0 голосов
/ 28 июня 2014
Как биомедицинский инженер, я узнал много вещей, которые имеют непосредственное отношение к гитарам и игре на гитаре. Я узнал о вибрационных механических системах. Я узнал о материаловедении. Я узнал о дедуктивных рассуждениях и решении проблем. И я узнал о науке и исследованиях, и о бесчисленных способах, которыми мы можем обмануть себя с помощью предвзятости и плацебо.

Здесь часто есть темы о конструкции гитары, изменениях тона и ряде тем, которые показывают недопонимание в основы того, как все работает. Я подумал, что постараюсь помочь, изложив пару идей на языке непрофессионалов.

Итак ... давайте начнем с того, как понимать вибрирующие системы.

Простейшая вибрирующая механика Система, которую вы можете нарисовать такова:
image

Просто масса, подвешенная на пружине. Для практических целей пружина имеет постоянную жесткость независимо от того, как долго она растягивается. Когда масса перемещается, а пружина сжимается или растягивается, масса движется вперед и назад циклически. Если нет ничего, чтобы замедлить его, он делает это навсегда.

Но мы знаем, что в реальном мире эти системы "с потерями". Из-за трения часть энергии рассеивается в виде тепла, и вы теряете механическую энергию. Таким образом, более тонкая картина системы такова:
image

«R» - это демпфер, который представляет собой все вещество, которое отбирает энергию у вибрирующего движения и превращает ее в тепло .

Это изображение представляет собой полезную симуляцию большинства вибрирующих систем, включая гитары. И есть только три вещи, которые могут измениться: масса, жесткость (пружина) и демпфирование (демпфер).

В этой модели есть несколько интересных моделей поведения. Во-первых, он хочет вибрировать с определенной скоростью. Это «резонансная частота», о которой мы так много слышим. С другой стороны, вибрация инициируется одним «импульсом» энергии извне (скажем, гитарным грохотом) ... и вибрация продолжается в течение определенного периода времени, в зависимости от степени демпфирования. Вы можете думать об этом как сустейн.

Итак, что делать с гитарами? Ну, трудно представить их как единую массу, пружину и амортизатор. С системной точки зрения, они на самом деле состоят из сотен (миллионов?) Масс, пружин и амортизаторов, которые сложным образом связаны друг с другом. Даже вещи, которые не выглядят как изображения, которые мы нарисовали ведут себя точно так же, как эта картинка. Например, рассмотрим воздух внутри корпуса гитары:
image
Это просто масса воздуха, соединенная с пружиной воздуха - она ​​делает то же самое! Многие вещи о механике гитары можно понять таким образом. Вибрация струны, вибрация воздуха между гитарой и вашим ухом ... вся масса, жесткость и демпфирование.

Когда вы начинаете сложным образом соединять массы, пружины и амортизаторы, они начинают взаимодействовать друг с другом. Результаты этого взаимодействия могут быть очень сложными, и поэтому, казалось бы, мелочи могут иметь огромное значение, а, казалось бы, огромные вещи не могут иметь никакого значения вообще. Это зависит от того, как все эти массы, пружины и амортизаторы связаны. Но, несмотря на всю сложность, гитару можно рассматривать как систему масс, пружин и амортизаторов, и вы можете ответить на многие вопросы, посмотрев на нее таким образом.

Вот еще одна интересная вещь. Две из этих переменных (масса и жесткость) влияют только на скорость, с которой объекты будут вибрировать (частота), и на расстояние, которое они пройдут (амплитуда / отклонение). Одна из этих переменных (демпфирование) влияет только на продолжительность вибрации и на то, как быстро вибрационная энергия откачивается и превращается в тепло.

Итак, когда вы спрашиваете себя ", какое влияние оказывает XX на тон? ", вот серия полезных вопросов.

- изменение добавило или вычитало массу?
- изменение добавило или вычитало жесткость?
- изменение добавило или вычтло демпфирование?
- я добавило или вычло новые механические элементы (массы, пружины или амортизаторы)?
- изменение связало способ взаимодействия массы, пружин и амортизаторов?
- насколько я изменился?

Так что я открываю ветку для обсуждения и вопросов. Если кто-то нашел это полезным, я могу сделать что-то подобное для свойств материала. Я мог бы даже сделать один в отношении слуха, восприятия, предвзятости и плацебо.

Ответы [ 103 ]

0 голосов
/ 29 июня 2014
ОП иллюстрирует один конец спектра - редукционистский, восходящий подход. Существует также нисходящий, целостный подход.

Оба имеют значение - на самом деле, каждый добавляет ценность только тогда, когда оба имеют в виду.

Что касается ОП, мне комфортно с вашей картой, но не путайте ее с ландшафтом. Я смотрю на фразу «увлажнение» и улыбаюсь - в этом слове много волшебства черного ящика. По своей сути, сборка / система отличной гитары отфильтровывает все «плохие гармоники и частоты» и усиливает / изолирует «хорошие вещи».

Мне нравится Боб Девеллис 'Перефразировка от luthiers о том, как гитарная система обеспечивает небольшой процент эффективности. Представьте себе систему, скажем, 7%, и понимаете, насколько она учитывает сложность и вариации, это круто. Разница в эффективности в небольших количествах / демпфирование по частотам гораздо более вероятна в этом контексте, чем если бы гитары были эффективны на 97%, а дизайн / производитель / лес мог бы добавить только немного ...
0 голосов
/ 29 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал WordMan

Мне нравится Боб Девеллис 'Перефразировка от luthiers о том, как гитарная система обеспечивает небольшой процент эффективности. .
Я бы хотел сказать это, но на самом деле это было billgennaro .
0 голосов
/ 02 июля 2014
Цитата:
Первоначально опубликовано billgennaro
Тем не менее, мне кажется, из 100-х и 100-х Martin гитар, которые я играл и ремонтировал (кстати, я не большой фанат Martin), их гитары 40-й серии, сделанные с топами более высокого класса звучат лучше на регулярной основе, чем их 28 серия. Единственный ответ, который я могу придумать, заключается в том, что они покупают свою древесину для 40-й серии у конкретного поставщика, который постоянно поставляет им не только древесину с лучшим внешним видом, но также древесину с лучшими тональными качествами.

Есть мысли?
Ну, есть пара других альтернативных объяснений. Вполне возможно, что больше внимания уделялось созданию 40-х годов, а толщина и крепление верхней части были отрегулированы в соответствии с характеристиками древесины, с которой они работали, независимо от фактических характеристик древесины.

Также очень вероятно, что, поскольку вы ожидаете, что 40-е звучат лучше, они звучат лучше. На самом деле это вполне нормально, и если бы вы не проводили прямое сравнение Д-28 с Д-42, вы бы этого не знали. Мы очень плохо запоминаем звуки, и смещение подтверждения является мощной силой (особенно когда кто-то не осознает, что у него есть ожидание с самого начала). Когда мы привносим предвзятость в дискуссию, это приносит много негативных коннотаций ... все думают, что они лично не восприимчивы к этому, и что это означает, что их как-то "обманули". Это на самом деле то, что является нормальной частью человеческого бытия. Все восприимчивы, даже «эксперты». На самом деле, эксперты могут быть более восприимчивыми, чем другие.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал ZMF
Я понимаю это огромный скачок от основ к тому, что гитарист мог бы хотеть узнать, но что нужно, чтобы объяснить разницу в тонах D-28 и J-45?
Масса, жесткость и демпфирование, мой друг - это все, что есть. Ну и кое-что еще. :)

К сожалению, есть сотни масс, пружин и амортизаторов для обсуждения. Таким образом, у вас есть работа от большой до маленькой. Форма тела, форма крепления, выбор дерева и длина чешуи оказывают существенное влияние на массу, жесткость и демпфирование. Тот факт, что солнечные лучи заканчиваются гораздо красивее, чем обычные ... меньше. :)
0 голосов
/ 30 июня 2014
Мальчик, уйди на фестиваль гитары на пару дней, и что произойдет ...?

В этих обстоятельствах я бы предпочел быть дома и иметь возможность следить за этой темой, помимо прочего. На самом деле, я начну с ответа на несколько более или менее случайных моментов, которые сумели произвести впечатление на меня в моем плохом оправдании для разума.

Глупо конкретно: «сцепление» и «потеря» - разные вещи.

В самом строгом смысле «потери» отсутствуют, энергия сохраняется. Вся энергия, которую вы вкладываете в струну, уходит куда-то. Тот факт, что 95% или около того кончается теплом и только 5% звуком, не означает, что 95% «потеряно», за исключением того, что теперь оно почти бесполезно для вас. Деньги, которые вы теряете в покере, попадают в чужой карман - «сохранение валюты».

Движения, которые мы считаем независимыми, могут быть связаны. Например, по мере того как верхняя часть перемещается внутрь и наружу, как конус громкоговорителя, она изменяет давление воздуха в коробке. По мере того, как воздух поступает в отверстие и выходит из него, как это происходит, когда вы дуете через горлышко бутылки с вином, давление изменяется на вершине. Таким образом, верхняя и воздушная резонансные моды сильно связаны. Одним из признаков этого является то, что частоты резонансов, которые мы видим в собранной системе, отличаются от тех, которые мы видели бы в отдельных элементах. Сдвиг высоты тона говорит нам, насколько сильно они связаны.

Каждый резонанс имеет свой собственный способ рассеивания энергии при трении или даже в виде звука (который может выглядеть как «потеря» для системы). В связанной системе каждый резонанс принимает часть диссипации другого. Хорошим примером этого может служить прямоугольная верхняя половина из ели, в которой колебания длинного зерна и поперечного зерна могут быть связаны через «коэффициент Пуассона» материала. Узкая полоса дерева, вибрирующая вдоль зерна, обычно имела бы гораздо меньшие «потери», чем узкая часть того же материала поперек зерна. Однако, если вы отрежете пластину так, чтобы время прохождения волны вдоль и поперек пластины было одинаковым, чтобы две частоты совпадали в столбцах соответствующей длины, ситуация разная. Есть еще два режима, но они оба включают изгиб в обоих направлениях и находятся на разных высотах. Сдвиг высоты тона - это мера коэффициента Пуассона материала, и он может варьироваться в широких пределах: от почти нулевого значения в красном дереве до довольно высокого в большинстве лесов и очень высокого в Номекс. Рассеяние в обоих режимах, как показывают значения Q, будет более схожим, если не одинаковым, чем «потери» в длинном и межзеренном режимах, которые не связаны. В целом, я не верю, что скорость рассеяния изменилась, однако, просто благодаря соединению мод.

Теперь, когда вы соединяете две системы с разным импедансом, на интерфейсе возникает некоторая «потеря». Не вся энергия струны гитары сразу же попадает в верхнюю часть (хорошо!) Из-за довольно большой разницы в импедансе между системой бридж / верх и струной. Энергия, которая не попадает сразу в вершину, просто отражается обратно в струну, где она может бегать взад и вперед в течение длительного времени, как продемонстрировал Лес Поль. В конце концов он рассеивает вязкие потери в воздухе и потери внутри самой струны, главным образом, конечно, с некоторыми дополнительными вкладами в гайку и шею и так далее. Вы можете выяснить более или менее, что ожидать от такого рода вещей, измерив импеданс системы «мост / верх» (который обычно слишком сложен, чтобы рассчитать без довольно сложной модели), а также для струны, которая проще (но вероятно, не так просто, как «должно быть», если в моем опыте есть какое-либо руководство).

Восприятие:
Я часто отмечаю, что все наши чувства предназначены для того, чтобы улавливать небольшие изменения на пороге восприятия, поскольку эта информация имеет высокую ценность для выживания. Вы знаете две вещи, которые не меняются, например, большие камни: вы не можете есть это, и это вас не съест. Зачем тратить впустую память и мощность процессора на это? С другой стороны, тигр, пробирающийся сквозь кусты, старается быть спокойным (и, как правило, делает чертовски хорошую работу!), Поэтому важно осознавать свои небольшие ошибки.

Кроме того, конечно, и в значительной степени привязаны к другой точке; большинство наших чувств совершенно нелинейны. «В два раза мощнее» не звучит «вдвое громче», или, на самом деле, намного громче, , если только не произошли некоторые другие изменения, такие как изменение в спектре.

Мы, как правило, склонны объединять два: довольно небольшое изменение мощности при открытии «порта» может звучать как значительное изменение мощности, поскольку спектр различен. Этот «выигрыш», конечно, не длится долго; как только мы привыкаем к новому спектру, мы понимаем, что он совсем не громче, просто другой.

Относительно «провала» «научного» подхода:

Конечно, относительная простота измерения в наши дни во многом способствовала нашему пониманию. В результате некоторые идеи, выдвинутые на основе лучшего научного понимания того времени, были просто обойдены. Конечно, это все время происходит в науке, и это, как правило, не проблема. Тем не менее, время от времени какая-то идея приобретает достаточное количество последователей (Джон Парк в своей превосходной книге «Наука Вуду» называет это «церковью»), что она сопротивляется исключению по мере появления новых данных или более совершенных моделей. Так, например, до сих пор проводятся конференции, посвященные столовому холодному синтезу, где собираются преданные. Некоторые из идей, которые были выдвинуты как «научная лютерия», имеют такую ​​же природу.

Вопрос, конечно, в том, чтобы выяснить, какие из них. Хороший ученый, вероятно, сказал бы, что есть некоторая вероятность того, что любая из этих систем, на самом деле, могла бы быть правильной, если только она на самом деле не нарушает законы физики. Тем не менее, следует сказать, что вероятность того, что некоторые из них удаются, довольно низка. И, конечно же, члены церкви всегда могут вернуться к доктрине; некоторая версия «более высокого закона», которая в настоящее время не понимается «основной физикой».

Как указал Парк, вы не можете убедить этих людей, поэтому нет смысла спорить. Лучшее, что вы можете сделать, - это привить людям правду, прежде чем они встретятся с членами церкви, чтобы они увидели ошибки. Это, конечно, то, о чем ОП.

Что и поднимает «Науку культа грузов» Фейнмана. Для меня ключом во всем его эссе является то, что я называю «Диктум Фейнмана», а именно: «... ты самый легкий человек, которого ты можешь обмануть». Все орудия науки направлены на то, чтобы не дать себя обмануть. Вся математика и экспериментальный дизайн, структура статей и журналов, а также сакральность данных помогут вам обмануть себя. Любой может провести эксперимент, который покажет, что они правы. Если вы можете осторожно провести эксперимент, который докажет, что вы ошибаетесь, а это не так, то возможно вы не ошибаетесь. Как указывает Фейнман, вам лучше доказать, что вы не правы, чем заставить кого-то сделать это и заставить себя выглядеть как дурак.

Я никогда не проводил эксперимент на каком-либо аспекте гитары, где я не видел ничего неожиданного. Обычно требуется много времени, чтобы понять, что это такое, хотя однажды я делаю это, оказывается, довольно просто. Все эти маленькие неожиданные нюансы делают гитару настолько интересной, как инструмент. Вернуться к восприятию; они добавляют небольшие вариации, которые не дают скучать звуку. Вот почему детали так важны, но также важны и важные вещи. Молдинги и карнизы нужно на что-то повесить.
0 голосов
/ 02 июля 2014
Цитата:
Сообщение от brucefulton
Luthiers don Не выбирайте из случайных наборов древесины, поэтому средние качества древесины для породных пород действительно не имеют значения. Поскольку лесорубы всегда используют высококачественную древесину и выбирают только пиломатериалы премиум-класса, а затем выбирают отдельные комплекты из пиломатериалов уже высокого качества, не ясно, что то, что на самом деле используется, вообще является представителем определенного вида.

Поскольку некоторые виды древесины встречаются чаще, чем другие, мы не можем реально применять методы статистической выборки для отбора различных пород. Это не имеет значения, например, какими могут быть средние качества (сила, анизотропия и т. Д.) Красного дерева, если, учитывая довольно обильные запасы, соковыжималки выбираются только из лучших 10% красного дерева при выборе 30% верхнего IER и 90% из доступных BRW. Насколько действительно отличаются 10% красного дерева от 90% более редкого BRW? Не зная свойств выборочных популяций, сравнение не может быть сделано на основе видов.

Это делает выборку гитар из разных пород дерева для целей статистического сравнения средств довольно бессмысленным. Наиболее распространенные статистические методы предполагают случайную выборку из популяции. Luthiers (включая фабрики верхнего уровня, такие как Martin, Taylor и Gibson) не используют случайные образцы доступных видов для создания своих инструментов. Не зная, что было выбрано и почему, мы не можем сделать убедительные заявления о классах отбора.
Да, выбор дерева для любой отдельной гитары далеко не случаен , Но мне кажется, что при выборе только тех пород, которые распиливаются определенным образом и имеют акустически желательные свойства, распределение свойств в пределах вида будет менее разнообразным в гитарах, не более разнообразным.

Плюс, я думаю, что многие фабриканты выбирают древесину по внешности. Если вы посмотрите на то, как Martin оценивает их верхнюю древесину, это все по внешности. Самые чистые, самые безупречные доски - это ААА и т. Д. Я не думаю, что многие из них делают много для оценки физических свойств или для настройки сборки гитары на основе этих качеств.

Так что спор о виды ели ... в конце концов, все они разновидности ели. Легко видеть, что у разных видов может быть пересечение механических свойств. Для сравнения, красное дерево и палисандр - два очень разных дерева. Гораздо большая разница в плотности, конфигурации зерна и т. Д. Конечно, у вас все еще есть споры о том, насколько это действительно важно для спины и боков. Тем не менее, я почти уверен, что смогу различить D-18 и D-28 в слепом тесте, при прочих равных условиях.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Сообщение от Аарон Смит
Там Здесь часто обсуждаются вопросы построения гитар, изменения тона и ряд тем, которые показывают недопонимание основ работы. Я подумал, что постараюсь быть полезным, изложив пару идей на языке ораторов.
Я приветствую ваши усилия. Я думаю, что это слишком большой скачок между простой системой, которую вы ввели, и «реальным миром» гитары.

В 60-х годах доктор Майкл Каша попробовал упростить моделирование гитары - по тем же принципам, что и вы (простая механическая система, согласование импедансов и т. Д.) - и предложил новый дизайн гитары, основанный на его моделировании. Как вам хорошо известно, если модель слишком сильно упрощается, чтобы сделать модель практически работоспособной, используемая модель больше не является полезным предиктором для реальной системы, моделью которой она является.

Как говорил один из моих учителей механики жидкости П. Н. Адамс: «Искусство - это наука со слишком большим количеством переменных».

Недавно Тревор Гор опубликовал набор из двух книг это самая продвинутая на сегодняшний день в печати теория и ее связь с эмпирическим измерением / тестированием и ее связь с гитарным тоном / звуком. На мой взгляд, подробности этого слишком далеко зашли для непрофессионала. Это не критика его книг, а природа предмета. Для тех, кто не хочет разбираться в математике и науке, он кратко изложил каждый пункт простым языком.

Специфика влияния каждой вещи на звук / тон гитары - это не случайный разговор. Я обычно предпочитаю не участвовать в тех случайных разговорах, которые происходят на публичных форумах. По моему опыту, непрофессионал просто хочет «укусов», а не для того, чтобы действительно понять, что в этом участвует. Это нормально, но если вы недостаточно знаете о предмете, нет способа отделить пшеницу от мякины, и можно верить всему, что кому-то говорят. Следовательно, многие из связанных с гитарой мифологий и верований, которые люди имеют.

Цитата:
Я мог бы даже сделать одно в отношении слуха, восприятия, предубеждений и плацебо.
Я, например, был бы очень заинтересован в этом.
0 голосов
/ 29 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Фред
После скимминга через пять страниц и ничего не понимая, я не понимаю, почему никто не обратил внимания на важность звукового дырки в драматическом улучшении тона.
Тссс. Не беспокой их ... они думают ... я думаю.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Аарон Смит
The Я написал это потому, что каждый день на этом форуме я вижу сложные вещи, которые сводятся к простым идеям, которые просто неверны. если вы не понимаете основ, вы никогда не поймете более сложные вещи.
Вы не ошиблись, но в некотором смысле вы сокращаете сложную систему к очень простому, и махание сотнями компонентов не доставит вас от пружины до гитары. Вы предоставили модель излучателя или приемника, но я хотел бы, по крайней мере, узнать, что ищет Дана Bourgeois с его эмпирическими тестами и почему. И можно ли его смоделировать как компонент в сложной системе.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально: zmf
но я по крайней мере, хотел бы знать, что Дана Bourgeois, с его эмпирическими тестами, ищет и почему. И можно ли его смоделировать как компонент в сложной системе.
По-твоему, я "отмахиваюсь" от вещей, которые делают гитары таинственными и трудными для понимания. Понимаю. Конечно, я знаю, что все гораздо сложнее, чем ОП ... но если вы не начнете там, вы никогда не поймете ничего сложнее.

Конечно, они могут быть смоделированы как компоненты в системе. Весь смысл эмпирического теста состоит в том, чтобы позволить вам построить такую ​​модель. Но, на ваш взгляд, эта модель может быть чрезвычайно сложной, чтобы быть точной или прогнозирующей. В какой-то момент, в деталях, математика становится настолько сложной, а поведение - настолько плохо понятым, что мы переходим от науки к искусству. Вы должны были бы подвергнуть сомнению работу любого, кто не понимает, по крайней мере, вещи, которые я написал выше. Это только где обсуждение начинается.

Но часто математика МОЖЕТ быть упрощена. Вы можете провести прямое обсуждение, скажем, длины шкалы, имея не намного больше информации, чем я написал выше. Тот факт, что электроны углерода существуют в определенном квантовом состоянии, вероятно, не является убедительной информацией для обсуждения максимальной толщины.

В некотором смысле, мы говорим то же самое. На каждом уровне обсуждения некоторые вещи должны быть приняты. Проблемы возникают, когда предположения уводят вас от основных, неизбежных истин природы.

В операциях OP предполагается, что ваша машина построена из совершенных, неизменных материалов с хорошим поведением. Это явно не так ... отсюда следующая глава, материаловедение.

Вопрос не в том, верна ли информация в ОП; вопрос в том, закончен ли он.
Добро пожаловать на сайт Гитарист, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...