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피아노

피아노는 음악사에서 중요한 위치를 차지하는 건반 악기로, 그 기원은 중세의 하프시코드(harpsichord)와 클라비코드(clavichord)에서 시작됩니다. 18세기 초 바르톨로메오 크리스토포리(Bartolomeo Cristofori)가 발명한 피아노포르테(pianoforte)는 건반을 누르는 강도에 따라 소리의 크기를 조절할 수 있는 최초의 악기로, 오늘날의 현대 피아노로 발전해 왔습니다.

피아노는 건반 메커니즘을 통해 음정을 가진 현(strings)을 타격하는 방식으로 소리를 생성합니다. 연주자가 건반을 누르면 내부의 해머가 해당 현을 쳐서 진동을 일으키고, 이 진동이 공기를 통해 울려 퍼지면서 풍부한 음색을 만들어냅니다. 현의 길이, 두께, 장력에 따라 다양한 음높이가 결정되며, 울림판(resonance board)이 소리를 증폭시켜 더욱 풍부하고 깊은 음색을 제공합니다.

피아노는 건반을 누르는 세기에 따라 음량과 음색이 섬세하게 조절 가능하여, 매우 다이내믹하고 표현력이 풍부한 악기로 평가받습니다. 또한, 88개의 건반을 통해 넓은 음역대를 커버하며, 솔로 연주뿐 아니라 앙상블에서도 중심적인 역할을 합니다.

컨티뉴어스 댐퍼 페달

일반적인 MIDI 호환 건반의 경우에는 댐퍼 페달을 On/Off 의 상태로만 인식하지만, 최신의 제품들은 댐퍼 페달의 신호를 연속적(Continuous)으로 인식하여, 댐퍼 페달을 누른 깊이에 따른 음의 울림(댐퍼 레조넌스)을 재현하고 있다.

댐퍼 레조넌스

Damper Resonance

교감 공명과 비슷한 현상이지만, 댐퍼 레조넌스는 댐퍼 페달을 누른상태이기 때문에, 전체 현의 댐퍼가 떨어져 있는 상태이다. 이 상태에서 연주를 하게 되면 전체 현에 대해서 교감 공명이 작동하여, 큰 울림이 연주되는 현의 소리에 추가 된다.

댐퍼 레조넌스는 댐퍼 페달을 밟는 깊이에 따라 가해지는 울림의 정도가 달라진다.

특히 서스테인 페달을 누르면 고음역대의 댐퍼부터 먼저 떨어지기 시작하고, 페달을 전부 밟아야 저음역대의 댐퍼까지 전부 떨어지도록 되어 있기 때문에, 이 부분에도 영향을 받는다.

이것을 이용한 연주 주법은 하프 페달링이라고 한다.

듀플렉스 스케일

피아노의 현은 스피킹 렝쓰(Speaking length) 와 브릿지와 새들 이후의 애프터 렝쓰(After length) 로 구분되는데, 바로 이 애프터 렝쓰 부분의 길이를 피아노 스피킹 렝쓰와 정수비의 관계를 가지도록 만들어서, 이 부분의 울림이 추가되어도 좋은 화음을 낼 수 있도록 하는 기술이 바로 듀플렉스 스케일이다.

비슷한 음향적 효과로는 Shimmer reverb 가 있다.

듀플렉스 스케일이 적용되지 않은 피아노의 애프터 렝쓰는 펠트를 이용하여 뮤트 하여야 한다.

다이내믹 페달 노이즈

피아노 페달을 밟는 강약에 따라 서스테인 페달 노이즈의 사운드가 크게 또는 작게 나는 기능.

노드 그랜드와 같은 악기에서 전용 페달을 사용할 때 작동한다.

일반적인 MIDI 신호로는 구현이 불가능하기 때문에, MIDI 표준을 사용하는 VSTi나 가상악기에서는 이 기능이 작동하는 악기는 아직은 없다. 전용 페달을 사용하는 하이엔드 디지털 피아노나 스테이지 피아노 계열에서 가끔 보이는 기능이다.¹⁾

해머 액션

피아노 액션의 중요한 공통적인 요소로는

해머가 현을 때리는 시점과 해머가 현을 때리고 나서 현의 자유진동에 해머가 방해되지 않도록 최대한 빨리 현에서 떨어지는 것²⁾. 그리고 건반이 떨어질 때 다시 댐퍼가 현을 뮤트하는 시점이 중요하다.

https://www.soundonsound.com/sound-advice/mechanics-keyboards-explained

Grand piano

그랜드 피아노의 댐퍼는 건반과 연결되어 있는데 건반을 띠면 중력에 의해 댐퍼의 자체 무게로 현 위에 내려오게 되는 구조이다. 따라서 댐퍼의 무게와 지렛대의 구조가 건반의 무게의 느낌과 직결되어 있으며, 좋은 피아노 제조사 일수록 지렛대 구조를 개선하여 댐퍼의 무게를 무겁게 하면서도 건반이 무겁지 않도록 개선한다.³⁾ 댐퍼가 무거워 질 수록 현을 뮤트하는 성능 자체가 올라가기 때문에 소리의 잔울림이 사라져서 소리가 매우 깔끔해진다. 즉 아이러니 하게도 그랜드 피아노의 댐퍼 구조가 추구하는 피아노 소리의 방향은 디지털 피아노와 같은 깔끔한 소리이다.

그랜드 피아노의 해머의 무게는 낮은음의 해머는 크고 무겁고, 높은음으로 갈수록 점점 작고 가벼워진다.

Upright piano

업라이트의 경우에는 댐퍼의 메카니즘이 스프링을 통해 동작하게 된다. 따라서 댐퍼가 빠르게 현을 뮤트하여 그랜드 피아노에 비하여 음의 릴리스가 빠르게 사라지지만, 댐퍼가 현을 뮤트하는 성능은 다소 떨어져서 잔울림이 살짝 남을 수 있다. 이에 따른 업라이트 특유의 음색이 재현된다.

해머의 무게는 낮은음의 해머는 크고 무겁고, 높은음으로 갈수록 점점 작고 가벼워진다.

Spinnet piano

Rhodes piano

Fender Rhodes의 경우에는 아주 작은 tine 의 진동을 댐퍼가 뮤트 하기 때문에, 피아노 보다 상대적으로 현의 진동을 뮤트하기 쉬워 댐퍼 구조가 매우 작고 간단해진다.

이러한 일렉트릭 피아노의 해머는 저음부터 고음 건반까지 모두 동일한 해머를 가지고 있기 때문에 건반의 무게감이 모두 균일하다.

건반

The lip

피아노 건반의 끝부분이 살짝 튀어나온 부분을 “lip” 또는 “lipped keys”라고 부릅니다. 영어로는 “key lip”, “key front extension”, 혹은 단순히 “the lip”이라고도 합니다. 이 부분이 있는 건반은 “lipped keys”로 분류되고, 오르간이나 신디사이저의 'waterfall keys'와 대비됩니다

피아노 건반에 턱이 튀어나오도록 설계한 데는 여러 가지 실용적·역사적 이유가 있습니다.

견고함과 균일함: 과거에는 건반을 일일이 손으로 제작했기에, 앞부분의 “키 톱 스트립”(key top strip)을 만들어 덧대면 외관이 깔끔해지고 크기를 맞추기 쉬웠습니다.
접착 및 수리 용이성: 튀어나온 앞부분 덕분에 건반 끝에 재료를 덧붙이거나 나중에 수리(예: key slip에 걸려 고장난 경우)하기도 좋았습니다.
연주 공간 확대: 키에 lip이 있으면 연주자에게 피아노 건반의 전면 공간(손가락의 닿는 면적)을 살짝 더 넓게 제공합니다. 이는 펼쳐서 연주하거나 큰 음정을 빠르게 치는 경우 더 편리합니다.
키가 끼이는 문제 예방: 역사적으로 습기로 인해 건반이 케이스에 달라붙는 경우가 많았는데, lip 덕분에 건반을 쉽게 당겨서 고칠 수 있었습니다.

피아노 페달

그랜드 피아노의 페달은 각각 뚜렷한 역할을 가진 3가지가 있으며, 왼쪽부터 소프트(우나 코르다, 시프트) 페달, 소스테누토 페달, 댐퍼(서스테인) 페달입니다.

왼쪽 페달 – 소프트(우나 코르다) 페달

소리를 부드럽게 하고 음량을 작게 조절하는 페달입니다.
그랜드 피아노에서 소프트 페달을 밟으면, 해머 액션 전체가 오른쪽으로 이동해 원래 3개의 현을 치던 해머가 1개만 치게 되어 음량이 더 작고 음색이 부드러워집니다.
업라이트 피아노에서는 해머와 현 사이에 펠트 천이 내려와 해머가 직접 현을 치는 대신, 천을 통과해 충격이 완화되어 음색이 부드러워집니다.
흐릿한 음색이나 조용하게 연주할 때 주로 사용합니다.

가운데 페달 – 소스테누토 페달

특정 음만 지속시키는 기능을 가진 페달입니다.
이 페달을 밟으면 그 시점에 눌려 있는 음만 길게 울리고, 이후 나머지 음들은 평상대로 연주됩니다.
복잡한 현대곡이나 고도의 페달링이 필요할 때 사용합니다.
소스테누토 페달은 전통적인 페달이 아니며, 19세기 후반 미국의 스타인웨이(Steinway)사가 개발하여 1874년 처음으로 그랜드 피아노에 장착하고 특허를 받으면서 널리 보급되었습니다.

오른쪽 페달 – 댐퍼(서스테인) 페달

모든 음을 길게 유지시키는, 가장 많이 사용되는 페달입니다.
피아노 초창기에는 발로 밟는 페달이 없었고, 무릎으로 울림을 조절하거나 손으로 스톱 장치를 작동해야 했습니다.
18세기 후반 knee-lever(무릎 레버) 방식이 도입된 뒤, 19세기 들어 지금의 발 페달 형태가 확립되어 서스테인 페달로 발전했습니다.
페달을 밟으면 모든 댐퍼가 현에서 떨어져 울리는 모든 음(건반에서 손을 떼어도)을 길게 이어지게 합니다.
풍부하고 여운이 있는 사운드 연출, 프레이즈 연결 등에 필수적입니다.

Stretched Tunning

교감 공명

Sympathetic Resonance

피아노의 어떤 현의 댐퍼가 떨어져 있을때,피아노의 현의 진동에 의해 댐퍼가 떨어져있는 다른 현도 같은 음정으로 공명하게 되는 현상. 댐퍼가 떨어져있는 현이 많으면 많을수록 울림은 증가한다.

따라서 이러한 교감 공명의 크기는 얼마나 많은 건반이 눌려져 있어서 댐퍼가 떨어져 있느냐와, 서스테인 페달을 밟아서 피아노 전체의 페달이 얼마나 떨어져 있느냐에 영향을 받는다.

특히 서스테인 페달을 누르면 고음역대의 댐퍼부터 먼저 떨어지기 시작하고, 페달을 끝까지 밟아야 저음역대의 댐퍼까지 전부 떨어지도록 되어 있기 때문에, 이 부분에도 영향을 받는다.

디지털 피아노나 가상악기에서의 교감 공명의 재현은 다소 인위적인 부분⁴⁾으로 작동하게 만들어지는 경우가 많아서 최근에는 댐퍼 레조넌스 공명 구현으로 바뀌는 추세이다.

Reference

https://en.wikipedia.org/wiki/Sympathetic_resonance

삼중 센서

보통 MIDI를 이용한 건반의 입력 강도(Velocity)측정에는 2개의 센서를 통한 시간차이를 계산하게 되지만, 센서를 하나 더 넣어서 음이 끝나는 시점에 대한 정보까지 입력되도록 하는 방식이다.

좀더 건반의 반응성이 실제 피아노와 유사해지게 된다.

레가토와 스타카토의 구분이 명확해지기 때문에 하나의 음을 빠르게 반복 연주하는 경우 음이 스타카토로 표현되기 때문에, 연속적인 음의 타건이 가능하여 빠르게 음을 반복 연주하는 트릴 표현이 명확하게 된다. 만약 트리플 센서가 아닌 경우에는 스타카토의 표현이 되지 않기 때문에, 다시 건반이 눌려도 이미 해당 건반의 음이 지속되고 있기 때문에, 다시 건반 눌른 소리가 나지 않게 되어 빠른 트릴 표현이 되기 힘들다.

레가토와 스타카토의 표현이 가능해지기 때문에 실제 피아노의 연주감과 유사해지고 연주 표현도 상당히 리얼해진다.

튜닝

기준음

A=440Hz

Equal tempered scale

평균률 튜닝, 피아노의 모든 현을 평균률과 정확히 일치 하도록 튜닝하는 방식.

피아노 튜닝을 시작할 때 최초 기준 옥타브는 평균률로 조율한다.

Extended Tunning

기준 옥타브를 평균률로 튜닝한 이후 그 보다 높은 음정과 낮은 음정들을 튜닝하는 방법.

피아노의 경우에는 각 현의 굵기가 다르기 때문에, 정확한 평균률로 튜닝한다면, 굵기가 다른 현마다 배음의 구조가 살짝 다르게 되므로 화음 연주를 했을 때 불협 화음을 내게 된다.

따라서 저음의 굵은현으로 갈수록 더 낮은 음으로 조율해야 하며, 고음의 얇은현으로 갈수록 더욱 높은 음으로 조율해야, 배음의 어울림이 유사해져서 화음을 내게 된다. 그러나 이것을 의도적으로 음을 더 높게 또는, 더 낮게 조율하는 것이 아니고 옥타브와 5도음을 이용하여 튜닝하는 과정에서 현의 굵기의 영향을 받아 자동적으로 이렇게 조율이 된다.

https://www.wikiwand.com/en/Piano_acoustics

Yamaha 해머 액션 종류

GHS 키보드

건반의 건반 무게(저항)를 여러 단계(저음 영역 = 무거움 ↔ 고음 영역 = 가벼움)로 구분하고 구성 부품의 물리적 무게를 줄였습니다.

이러한 중량 감소로 인해 악기 본체의 전체 중량 감소를 달성했습니다.

GH(그레이드 해머) 건반

우리는 실제 그랜드 피아노의 느낌을 얻기 위해 노력합니다. 건반의 건반 무게(저항)를 점진적으로 변경(저음 영역 = 무겁음 ↔ 고음 영역 = 약함)하여 매우 자연스러운 피아노 느낌을 얻었습니다.

GH3(그레이드 해머 3) 건반

GH3 키보드 액션 어셈블리에 세 번째 센서(댐퍼 센서)를 추가했기 때문에 그랜드 피아노처럼 동일한 건반을 반복적으로 빠르게 연속적으로 연주할 수 있습니다.

그 외에도 GH 건반과 마찬가지로 건반의 키 무게(저항)를 단계적으로 변경합니다(저음 영역 = 무거움 ↔ 고음 영역 = 약함)

GH3X (그레이드 해머 3 X) 건반

GH3 키보드에 “Escapement”를 추가했습니다. 이를 통해 실제 그랜드 피아노와 거의 같은 미묘한 반응 피드백을 느낄 수 있어 매우 부드러운 터치로 건반을 작동할 수 있습니다.

NW(Natural Wood) 키보드 *현재 라인업에 없음

이 흰색 건반은 어쿠스틱 피아노와 마찬가지로 단단한 천연 나무로 만들어졌습니다. 우리는 목공 기술을 광범위하게 사용하여 키의 진동과 뒤틀림을 최소화했습니다. 그랜드 피아노처럼 연주할 수 있습니다.

그 외에도 GH3 건반과 마찬가지로 건반의 키 무게(저항)를 단계적으로 변경합니다(저음 영역 = 무거움 ↔ 고음 영역 = 약함)

NWX(천연목X) 건반

NW 키보드에 “Escapement”를 추가했습니다. 이를 통해 실제 그랜드 피아노와 거의 같은 미묘한 반응 피드백을 느낄 수 있어 매우 부드러운 터치로 건반을 작동할 수 있습니다.

피아노

¹⁾

그래서 VSTI 등의 가상악기에서는 페달을 살살 밟으나 강하게 밟으나 항상 일정한 크기의 페달 노이즈가 재생되서 매우 현실감이 떨어지는 원인이 되기도 한다. 오히려 끄고 사용하게 되는 기능이 되버린다.

²⁾

Let off

³⁾

위의 사진에서도 볼수 있듯이 댐퍼는 건반의 가장 후단에서 지지되어 올라가도록 되어있다. 지렛대가 길수록 적은 힘으로 큰 무게를 들어 올릴 수 있기 때문이다.

⁴⁾

어느 한 음이 연주되었을때 같이 눌린 다른 건반음들이 미세하게 소리가 같이 나는 식, 하지만 실제의 교감공명은 그렇게 작동하지 않고 일종의 미세한 잔향 효과로 작용한다.

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