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
/ 28 июня 2014
Цитата:
Сообщение от brucefulton
Вот что мы учились в физике новичка. На третьем курсе физики мы узнали, что мы должны отбросить все упрощения, которые мы сделали в физике новичков, и подходить к сложным системам, используя другой набор инструментов и предположений. Нельзя просто использовать редукционистский подход к классическим концептуальным машинам для осмысления крупномасштабных интегрированных систем с осмысленным прогнозированием.
Ваша точка зрения, конечно, верна. Но, попадая в более сложные ситуации, вы не просто «выбрасываете» простые вещи. Более продвинутые инструменты и предположения - это просто более подробные версии более простых. Тот факт, что относительность верна, не делает неверной простую ньютоновскую физику. Я потратил годы на невероятно подробное моделирование Matlab таких вещей, как одно простое мышечное волокно, я точно знаю, о чем вы говорите.

Вы можете утверждать, что мышление по массе, жесткости и демпфированию не является полным, если вы не рассматриваете что-то вроде гистерезиса. Я бы согласился ... но даже то, что одна концепция может быть настолько сложной, и не делает простое мышление недействительным.

Причина, по которой я это опубликовал, заключается в том, 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.

Я бы сказал, что для понимания сложных вещей вам ВСЕГДА нужно использовать редукционистский метод. Искусство приходит в том, что вещи, которые вы уменьшаете, чтобы получить более полное понимание. Вам, вероятно, не нужно моделировать квантовую механику отдельных субатомных частиц, чтобы понять практический эффект перехода к более тяжелым струнам.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Аарон Смит
Масса , жесткость и демпфирование, мой друг - это все, что есть. :)

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. :)
Это то, что мы узнали в физике первокурсников. На третьем курсе физики мы узнали, что мы должны отбросить все упрощения, которые мы сделали в физике новичков, и подходить к сложным системам, используя другой набор инструментов и предположений. Нельзя просто использовать редукционистский подход к классическим концептуальным машинам для осмысления смысла крупномасштабных интегрированных систем с осмысленным прогнозированием.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Аарон Смит
Масса , жесткость и демпфирование, мой друг - это все, что есть. :)

К сожалению, есть сотни масс, пружин и амортизаторов для обсуждения. Итак, у вас есть работа от большой до маленькой.
В этом и заключается загвоздка. Или дьявол кроется в деталях.

Я работаю над слуховыми системами летучих мышей (только что вышел в отставку), и один инженер-инженер однажды спросил, есть ли у меня дипломный проект для одного из его учеников. Я предложил ему смоделировать форму уха летучей мыши и предсказать, как это изменит спектр входящего звука. Как все маленькие части внешнего уха служили летучей мыши? Звучит достаточно просто, но он сказал, что это будет слишком сложно для докторанта. Переход от общего к частному может быть сложным.

Но я полагаю, что было бы возможно смоделировать все эти массы и источники, если бы у меня было достаточно времени. Например, может быть, вы могли бы представить эффекты розового дерева и красного дерева?
0 голосов
/ 29 июня 2014
Отличный материал, но разве ответ не является смесью многих уровней? Есть базовые, механические свойства, а дзен в системе плеер / гитара? И это все хорошо!
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Аарон Смит
Вот еще одна интересная вещь. Две из этих переменных (масса и жесткость) влияют только на скорость вибрации (частота).
Это половина. Они также влияют на амплитуду.
0 голосов
/ 29 июня 2014
Цитата:
Первоначально опубликовано brucefulton
Это имеет К моему удовлетворению не было установлено, что спина и бока красного дерева звучат иначе, чем спина и бока из розового дерева, если единственной независимой переменной является порода дерева.
Это страшный комментарий, потому что это различие, AFAIK, лежит в основе системы убеждений в культуре гитары. Мне нравится задаться вопросом, насколько то, что мы считаем правдой, на самом деле является лишь принятием данной системы убеждений.

В этом контексте я бы спросил, считаете ли вы, что есть различие в звуках палисандра и гитары из красного дерева, независимо от того, считаете ли вы, что имеется достаточная «документация».

Не пытаюсь поставить вас на место. Просто любопытно.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Чарльз Таубер
Отсюда многие из связанных с гитарой мифологий и убеждений, которые есть у людей.
Мне было бы интересно узнать больше по этой теме. Каковы наиболее распространенные мифологии?
0 голосов
/ 30 июня 2014
Цитата:
Первоначально написал Dina4
Техническая сторона гитары - что влияет на тон?

Возможно, все технические аспекты, касающиеся физики тона, включая размер, массу, дизайн, демпфирование и т. д. гитары, могут быть уточнены до определенного набора эмпирических формул. . Наиболее важным фактором, который, по-видимому, оказывает такое же или большее влияние на техническую сторону тона гитары, является гитарист. Все факторы и характеристики, необходимые для анализа физики инструмента, относятся к гитаристу. Для меня это так же важно на каждом уровне, как и свойства гитары. Физические характеристики гитариста и связь гитары с игроком ... Отличная тема, Аарон!
Спасибо! Я согласен, что игрок, наверное, самая важная переменная из всех. К сожалению, это также переменная, которая затруднит проведение рандомизированного двойного слепого испытания для определения различий между двумя гитарами. Даже если вы завязаете глаза игроку, ощущение инструмента и неосознанная обратная связь между инструментом и игроком очень затруднит сравнение яблок и яблок.

Некоторые вещи очень трудно доказать (или опровергнуть). Конструктивные особенности гитар определенно попадают в эту категорию.
0 голосов
/ 28 июня 2014
Цитата:
Сообщение от Чарльз Таубер
I думаю, что это слишком большой скачок между простой системой, которую вы ввели, и «реальным миром» гитары.
Да, я согласен. Люблю цитату тоже. Простая версия не дает вам большого смысла, когда дело доходит до полного понимания гитары. Невозможно объяснить за минуту, час, день или даже неделю все, что кому-то нужно знать. Но простая версия МОЖЕТ быть использована в качестве объектива для просмотра некоторых утверждений, которые люди предъявляют к гитарам и тональности. Это была моя цель.

Цитата:
Сообщение от charles Tauber
Недавно Тревор Гор опубликовал набор из двух книг, который является наиболее продвинутым на сегодняшний день в печати в отношении теории и ее связи с эмпирическими измерениями / испытаниями и ее отношением к тону / звуку гитары. 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 естествознании, он кратко изложил каждую точку простым языком.
Спасибо за совет - мне придется получите эту книгу наверняка!

Цитата:
Первоначально написал Чарльз Таубер
Я, например, был бы очень заинтересован в этом.
Хорошо, вся вещь восприятия - это контрпункт, который делает ЭТО Вся дискуссия стоит. Есть несколько способов убедить людей в том, что это не так.
0 голосов
/ 01 июля 2014
Цитата:
Первоначально написал Kupuna50
Все эффекты тона.
Эта тема прошла во многих разных направлениях, но одной из тем было КАК все влияет на тон.
Добро пожаловать на сайт Гитарист, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...