罗兰电钢琴键盘深度解析含PHA4 PHA50及Hybrid Grand

tgboler · 发表于 2022-8-18 12:49:38

声明：本文的测试结果，大部分来自切片模型，少部分来自于实琴测试和推算，计算转动惯量所需的尺寸、质量等数据为人工测量，并非准确设计数据。笔者虽然有一定经验，慎之又慎，但误差是难以避免的。同时，结论仅代表参测的几样实物，其中PHA4键盘来自一台二手FP18，PHA50和HG的数据主要来自于切片模型，因批次或成色等可能的原因，不能保证与市售的全新型号完全相同。因此，这些结论仅供爱好者参考。
关于机械钢琴的数据，则来自一台高度112cm的练习用立式钢琴，和一台长度225cm的演奏级别大型三角（七尺）。
像以往一样，笔者这次对三款键盘的中央C和黑键做了3D建模还原，除用于转动惯量的仿真，为了各种结构的清晰可见，一些图示也会使用3D图纸。

从上至下分别是PHA4， PHA50和Hybrid Grand。
————————目录————————

外观和结构篇

1.表面处理
2.模仿擒纵手感的装置
3.定位桩
4.键噪
性能测试篇

1.键杆长度
2.下键负荷
3.转动惯量
————————外观和结构篇————————

1.表面处理

众所周知，在早期比较高档的钢琴上，黑键一般用乌木制作，而白键则是象牙。时至今日，白键皮基本上是亮面塑料（仍有供应商提供合法的猛犸象牙来制作白键，不过价格极其昂贵）。这些材料自带纹理，可以防止打滑，而且有一定的吸汗作用。罗兰的三款键盘上都模仿了这些纹理，一定程度上还原了古钢琴的优秀的触感。

PHA50和Hybrid Grand的琴键侧面还贴有木片，据观察比较像巴沙木，这种木材常用于航模制作，质地轻巧柔软，表面自带比较粗糙的纹路，触感非常舒适。

2.模仿擒纵手感的装置

擒纵也是罗兰键盘的重要特色，这种结构模仿了机械钢琴断联时负荷激增的阶段，这个阶段虽然短暂，但仍是机械钢琴手感的重要组成部分，通过拆解，可以看到，PHA4和PHA50、Hybrid Grand采用了两种不同的解决方案：
PHA4是靠重锤上滑槽的凸起，下键时，琴键与重锤接触的地方（红框内）会产生相对位移，位移到一定阶段遇到凸起，进而产生擒纵手感（黄色箭头）：

https://www.pianoworld.cn/video/1537242665229357056
PHA50、Hybrid Grand则靠挤压橡胶弹片获得阻尼，挤压结束橡胶就脱离，这样基本不会影响到回弹速度：

https://www.pianoworld.cn/video/1537241418607591424
3.定位桩

在琴键根部增加定位桩，也可以说罗兰键盘独有的。相比于琴键前端的单独限位，这种装置可以进一步限制琴键横向摆动，在一些质量较低的键盘上，这种摆动通常会使琴键侧面碰撞，发出巨大的杂音，而罗兰的键盘上完全没有这种杂音。
*注意，这种杂音和“键噪”不同，属于在任何键盘上都不应该出现的声音。

4. 键噪

通常意义上的键噪，是指运动部件与缓冲垫之间的碰撞产生的声音，其实笔者认为这是一个无需太多关注的项目，也没有听说过什么办法能完全消除。事实上，机械钢琴同样有这种的键噪，只不过被巨大的乐音掩盖了而已。
这里用笔者用手头的模型做一个简单的对比：

https://www.pianoworld.cn/video/1537247116270952448
不难听出，机械钢琴的键噪反而要大一些。
不过，如果担心这种键噪因为楼板共振吵到楼下邻居，可以试试在琴下垫一些减震垫。这个方法同样适用于机械钢琴。
————————性能测试篇————————

1. 键杆长度：（mm）

键杆长度，本文指白键边缘到支点的距离。笔者认为，键杆长度是考察一套键盘性能最直观的参数，不论是电钢还是机械钢琴，键杆长度一般都会随着规格或价格增加，在一些小型的立式钢琴中，最短的键杆只有170+，而在巨型九尺钢琴上可以达到290。
笔者的经验中，180可以胜任入门（10级以内）的练习，210足以胜任任何业余练习和演奏，而240则足以胜任专业练习和演奏。

PHA4	PHA50	Hybrid Grand	112立式钢琴	225三角钢琴
202	221	261	206	282

五款键盘横向对比图：

总体来看，三款键盘的键杆长度都属于可圈可点的水平。PHA4可以说十分亮眼，超过了入门的定位。
为了更进一步说明键杆长度带来的影响，图中标注了两种受力点：基于杠杆原理，要按出一个特定的音量，假设在琴键右末端需要一个力（100%受力点），蓝色箭头处就需两倍的力（200%受力点），红色箭头则需要4倍（400%受力点）。
演奏时，在琴键根部下键，是一种弹奏弱音的技法。如果键杆过短，就需要极大的力气才能按下。前文提到过的一些170+键杆，甚至需要一罐可乐的重量才能在根部压下琴键。而长度越长，前后方向上，手感就越均衡。
并且，在机械钢琴上，黑键的支点更加靠后，Hybrid Grand键盘也还原了这点。根据笔者的经验，这样的设计在弹奏同时按下黑白键的和弦时，对控制动态有不小的帮助。
2. 下键负荷（g）

下键负荷，是用砝码在距琴键边缘13mm处压下琴键，琴键正好下沉到断连点，所需要的砝码质量（并非沉到底）。
许多人认为下键负荷是一个衡量手感轻重的唯一参数，实则不然，举个例子，一个红轴的电脑键盘，下键负荷可能达到50g，同施坦威三角48g几乎相同，但这并不能说明他们手感的轻重相同。
手感的轻重，必须区分不同的下键力度来讨论，只有下键力度极轻的情况下，红轴和施坦威才有相似的轻重感，随着力度增大，电脑键盘的加速度会明显增加，这时，决定琴键手感的是转动惯量。
因此，下键负荷决定了轻击的手感，转动惯量决定了重击的手感，如果还不甚明确，请务必先看这个视频：
回到下键负荷，大多数情况下，电钢琴的键盘并没有明确设置断连点，因此一些测评者测量下键负荷时往往会压到底，这样的做法其实容易产生误差，例如被挤压的缓冲垫会产生一定的弹性影响结果。幸好，PHA4、PHA50及Hybrid Grand都做了擒纵模拟，琴键在下沉到7mm左右（全程约10.5mm），就会产生与真钢类似的卡顿感。因此，下键负荷可以完全参照真钢琴的标准来做，结果如下：

三角钢琴国标	PHA4	PHA50	Hybrid Grand	112立式琴	225三角钢琴
45-85	64	69	58	65	50

可以看到，三款键盘的和立式琴的下键负荷都比演奏三角要略大，事实上，演奏三角的下键负荷较小，是非常常见的现象。另外，国标的范围也非常大。从笔者的经验来看，下键负荷并不是越大或者越小就越好，应该根据系统的惯量、键杆长度，甚至演奏者的爱好做出均衡的选择。一般来说大三角的负荷反而小一些，演奏者毫不费力地轻抚琴键，就能发声。笔者认为，这对弹奏极弱音，例如ppppp，也有一定的作用。
另外值得一提的是，机械钢琴测试的时候需要踩下延音踏板，使制音器抬起，这减小了一部分负荷。但绝大多数电钢琴的下键负荷和踏板之间没有这种联系。
例如测试中的三角钢琴，如果不踩踏板，琴键还需增加25g左右的制音器负荷，也就是75g，简单算个平均值，（50+75）/2=57.5g，和Hybrid Grand键盘的58g非常接近，笔者认为这并不是巧合。
因此可以认为，轻击的时候（例如100g的击键力度下），HG键盘的最为轻盈，综合体验是相当接近大型演奏三角的。PHA4、PHA50稍微重一些，但与中小型的机械钢琴也没有太大的差别。
机械钢琴中，受体积等因素所限，往往中小型钢琴转动惯量小，大型则反之。
笔者认为，包括电钢琴在内，将中小型的负荷略微提高，这样的配置更有利于在不同种类的钢琴中互相切换，缩短适应时间。
3. 转动惯量（kgmm^2）

转动惯量，一直是笔者最重视的键盘参数，如前文视频所说，重击的时候，十几克的下键负荷差异，可以忽略不计，这时转动惯量就成了轻重的决定性参数，惯量越大，系统的加速度就越小，给人感觉更加稳定扎实。惯量小的话重击会有“飘”的感觉，有的爱好者称之为“塑料感”。

三款琴键的建模还原

计算不规则物体的转动惯量非常复杂，因此像往常一样，笔者对几款3D建模进行了仿真，由计算机得出：
（一些PHA4相关的材质的密度还有待核对，暂不列出）

kgmm^2	PHA50	Hybrid Grand	112立式钢琴	225三角钢琴
琴键	652	1008	857	2327
重锤及其它	254	513	260	257
总和	906	1521	1117	2584

不难看出，PHA50的数值与立式钢琴可以说是同一级别，而Hybrid Grand键盘1500+的转动惯量，已经超出立式琴，达到了中小型三角的水平。
关于惯量的适用范围，笔者认为，500左右就可以满足入门（十级以内）的练习，这种水平很难遇到极快的跑动，或者极强的重音，这也是一般入门型号的切入点。1000左右可以满足任何业余级别的演奏，而1500以上可以用作专业练习。当然，对于一些钢琴家来说，惯量是越大越好的，这意味这他们可以更有力的砸琴。

笔者平时经常在一些对标立式琴的电钢上练习，最近偶尔切换到lx708上时，可以明显感受到这个键盘承受能力的变化，这种感觉和切换到三角上是非常一致的。事实上，结合之前的数据，Hybrid Grand键盘在各方面都优于立式键盘，如果从这种键盘转换到三角钢琴，也应该更加容易适应。
————————总结————————

在外观和结构上，罗兰键盘对纹理、实木的运用，擒纵结构和定位桩都是不错的亮点。性能方面，笔者认为这几款键盘设计得当，各个方面都做了合理的考量，很难找到明显的短板，也没有非常激进的参数。
考虑到性价比和可玩性，三种键盘对应比较优秀的型号应该是FP30X，FP90X和LX708，PHA4键盘适合入门学习，PHA50可以胜任舞台场景，代替立式琴做练习。
LX708虽然是目前罗兰最高端的型号，但是笔者认为它性价比颇高，和其它厂家不一样，罗兰目前没有混合钢琴的产品线，但Hybrid Grand键盘在配置上，也基本达到了这些混合钢琴对标的中小型三角的标准，可以满足一些专业的练习场景。
以上就是罗兰键盘的深度解析，以后会继续解析其它品牌型号。
后续关注钢琴世界油炸U盘

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