Dünnwaldparametrar som hjälp vid fioltrimning

Uppdaterin 20150320: Det ser ut som om det har rätt stor betydelse hur skalan spelas. Min gissning är att det är skäl att spela skalan i halvtonssteg för att inte av misstag överbetona vissa resonanser och därigenom skapa en falsk fild av de ”verkliga” parametrarna. Det här kräver en del extra experimenterande. Jag återkommer senare med ytterligare kommentarer.

 

Anders Buen har skrivit en intressant artikel om tonfärgsparametrar och ljudnivå i inspelningar av gamla violiner. Det visar sig att tre parametrar är tillräckligt för att skilja klassiska fioler av Stradivarius- eller Guarneriustyp från majoriteten av nya violiner. Buens artikel bygger på forskning av H. Dünnwald.

Dünnwald jämförde inspelningar av 15 st erkänt goda Stradivariusvioliner och 15 erkänt goda Guarneriusfioler med moderna fioler och kom fram till att man med hjälp av tre parametrar, genom mätningar, i allmännhet kan lägga de gamla Cremonensiska fiolerna i en grupp och moderna instrument i en annan grupp.  Dünnwalds parametrar är extremt enkla att beräkna … något som gör dem mycket intressanta om man vill utnyttja dem som hjälpmedel då man stegvis optimerar en fiol.

Definition av Dünnwaldparametrarna

Sonoritetsparametern ”L” är ett mått på hur djup bas instrumentet har. Parametern definieras som:

L(dB) = Lmax(244-325Hz) – Lmax(649-1090Hz)

Man jämför i praktiken de högsta topparna inom de angivna frekvensintervallen. Notera att t.ex. G på den lösa G-strängen inte finns med eftersom denna resonans i allmänhet ligger långt nedanför t.ex. resonansen D (vid ca. 294 Hz). I moderna instrument ligger värdet på L-parametern ofta lågt kanske inom området -10 eller lägre. Resultatet kan vara en bas som känns ”torr” eller ”sträv”.

Nasalitetsparametern ACD-B i dB definieras som skillnaden mellan medelamplituderna inom intervallen:

ACD-B = Leq(190-650Hz och 1300-2580Hz) – Leq(650-1300Hz)

Brillians DE-F i dB definieras som (medelvärdet i de olika områdena):

DE-F = Leq(1640-4200Hz) – Leq(4200-6879Hz)

Paramerarna beskriver fioler på följande sätt:

L(dB)        Höga värden erhålls för goda och basrika fioler.

ACD-B     Höga värden för fioler som inte är ”nasala”

DE-F         Höga värden för fioler som är klara/brillianta. Låga värden ger instrument som låter sträva.

Dünnwald definierade följande frekvensområden som beskriver ”Cremonensiska” instrument och som kan användas till att gruppera Cremonensiska instrument i en gemensam grupp jämfört med de flesta ”moderna” instrument.

Områdena betecnas A, B, C, D, E och F och jag har av praktiska orsaker valt att numrera samma områden 1 … 6 på följande sätt:

1 = A betecknar området 244 – 325 Hz

2 = B betecknar området 649 – 1090 Hz

3 = C betecknar området 1300 – 1640 Hz

4 = D betecknar området  1640 – 2580 Hz

5 = E betecknar området 2590 – 4200 Hz

6 = F betecknar området 4300 – 7000 Hz

Hur används Dunnwaldparametrarna vid injustering

Arbetsgången är följande:

Spela in en skala t.ex i G-dur från låga G på G-strängen upp till H (B) på E-strängen. Spela alla toner kraftigt med ett bestämt tryck på stråken och använd kraftigt vibrato på de toner där det är möjligt. Jag använder en Zoom R8 inspelningsapparat och en högklassig kondensatormikrofon med stort membran (Rode NT1, den nyaste versionen).

  • Läs in inspelningen i Audacity. Klipp bort onödigt material från inspelningen d.v.s. störningar före/efter skalan.
  • Välj hela den inspelade skalan och normalisera amplituden (Effect/Normalize)
  • Kör ett spectrum på den inspelade skalan (Analyze/Plot Spectrum). Ställ in spectret Hanning Window, Log frekvens och fönsterstorlek 4096.
  • Exportera spektret som en textfil.
  • Kör ditt program som beräknar Dunnwalparametrarna och som skapar en fil för uppritning av parametrarna. I mitt fall Dunn_A.py .

Resultatet blir en serie grafer som i sig så småningom börjar ge användbar information samt Dunnwaldparametrarna för ifrågavarande modifikationssteg.

Inläsning i Audacity ger en amplitudkurva som visar skalan vi spelade i grafisk form:

Demo_Audacity_harding_fiddle

Hardangerfela, inspelat ljud efter 17 justeringssteg.

Notera att Dunnwalparametrarna har bestämts utgående från inspelad musik (från skiva). Detta betyder att toppviolinerna spelas med naturligt vibrato. Filen ovan är också spelad med vibrator för att göra den egna inspelningen mera kompatibel med Dunnwalds material.

Följande steg är att beräkna ett spektrum utgående från den kompletta inspelade skalan.

Screenshot - 19.03.2015 - 10.48.04

Spektrum genererat med Audacity från inspelningen ovan (Hardangerfiol).

Vi exporterar därefter filen som en textfil som består av de datapunkter ovanstående spektrum består av.

Frequency (Hz) Level (dB)
10,766602 -61,425014
21,533203 -57,003529
32,299805 -57,556839
43,066406 -59,613266
53,833008 -63,019962
64,599609 -67,556679
75,366211 -70,066673
86,132812 -70,658653
96,899414 -72,279839
107,666016 -75,024010
118,432617 -77,286835
129,199219 -78,456154

… e.t.c.

Textfilen behandlas därefter i programmet Dunn_A.py som är ett såkallat Python-script. Programmet använder definitionerna på Dünnwaldparametrarna ovan och beräknar ifrågavarande Dünnwaldparametrar för spektret ovan. All analys görs under Linux men det är självklart att samma sak kan göras också under Windows … men jag gillar inte Windows som utvecklingsomgivning!  Resultatet blir:

./Dunn_A.py 17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt

File to process: 17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt
Dunnwald parameters for :17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt
A = 57.2790034651
B = 55.5393324333
C = 52.5985449688
D = 51.3234882299
E = 49.7805976623
F = 39.7953643065
L[Db] = -3.600813
ACD – B = -2.3831962358
DE – F = 10.5492311683

Vi ser att fiolen i slutskedet av slipprocessen har Dünnwaldparametrarna:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

Jämförelse med toppfioler. Jämförelsen är tagen ur Anders Buens artikel ”On Timbre Parameters and Sound Levels of Recorded Old Violins”.

Allmänt kan det sägas att högre värden på Dünnwaldparametrarna är bättre. Likaså är antagligen ett högt värde på summan av parametrarna ett mått på instrumentets godhet.

Exempel #1

Jag har via min son Sebastian, som är yrkesviolinist, haft tillgång till en fransk Chanot toppfiol. Bara möjligheten att provspela det här instrumentet lärde mig att lyssna efter en klarhet/tonfärg som saknades i mina egna fioler innan de justerades.

./Dunn_A.py chanot_vibrato_dominant_20150318.txt

File to process: chanot_vibrato_dominant_20150318.txt
Dunnwald parameters for :chanot_vibrato_dominant_20150318.txt
A = 56.2209502326
B = 53.89373555
C = 46.5512793437
D = 49.6366710345
E = 50.0042672649
F = 39.7148046734
L[Db] = -8.702337
ACD – B = -3.11884555617
DE – F = 10.1550891796

Notera att Hardangerfiolen efter en serie justeringssteg ligger över Chanot toppfiolen för alla Dünnwaldparametrar. Fiolen har nu faktiskt ett mycket gott ljud! Notera också att värdena är angivna i decibel (dB). Man anser i allmänhet att skillnader större än 2 … 3 dB börjar vara hörbara.

Hur mäter Hardangerfiolen in jämfört med kända Stradivariusfioler och Guarneriusfioler?

Exempel #2

Guarneriusfiolen ”Wieniawski” mäter in på följande sätt:

L(dB)    = -2,3

ACD-B = 0,6

DE-F     = 13,6

Hardangerfiolen ligger mycket nära. Skillnaden är liten men den bör vara hörbar:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

Exempel #3

Guarneri del Gesu från 1742 ”Sloan” mäter in så här:

L(dB)        =  -2,7

ACD – B   =   0,1

DE – F       =  13,2

Hardangerfiolen mäter in:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

Exempel #3

Stradivarius ”Hellier” från 1679 mäter in så här:

L(dB)     =  -6,0

ACD-B  =  -1,2

DE-F      =  10,3

Hardangerfiolen mäter in:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

 

Förändring i Dünnwaldparametrarna under injusteringen

En violin kan korrigeras om den mäter in dåligt. Det faktum att den mäter in dåligt kan alltid höras då man spelar på instrumentet. I början av justeringsprocessen var mätresultatet för Hardangerfiolen:

L[Db] = -14.525938
ACD – B = -2.91313386481
DE – F = 9.31585192488

Speciellt L-värdet är lågt och man hör tydligt en viss ”strävhet” då man spelar på instrumentet. Orsaken till den sträva tonen är att basens grundton saknas nästan helt och den första övertonen är svag.

Justeringen gjordes på följande sätt:

  • Knacktestade bottenplattan som saknade ”ring”. Slipade bottenplattan på insidan tvärs över vid övre och nedre ringnoderna. Det här förbättrar generellt basresponsen. Slipning av noden uppe vid halsen (bottenplattan) verkar också påverka brilliansen positivt. Noderna uppe/nere slipas så att knacktonen blir jämn tvärs över bottenplattan.
  • Kanalen mellan hals och basbjälke på locket slipades för att ge tonen aningen mera djup.
  • Kanalen i locket mellan basbjälke och bottenkloss slipades. Basen blir bättre men tonen ljusnar i viss mån.
  • Kontrollerade knacktonen mitt på bassidans f-hål som var lägre än det stora området i fibrernas riktning ungefär vid största bredden på locket. Höjde knacktonen området vid f-hålet genom slipning. Slipning av detta område tenderar att ge mera ”märg” år G- och D-strängarna. L-parametern tenderar att stiga eftersom toppen D vid ungefär 294 Hz tenderar att stiga.
  • Brilliansen ökas genom att slipa E-sidans f-håls inre kant ungefär vid mitten av f-hålet. Det kan löna sig att experimentera i små steg och slipa mitt på f-hålet både på insidan och utsidan.

Alla justeringar bör göras i små steg d.v.s. 50 – 100 slipdrag varefter ljudet mäts på nytt och Dünnwaldparametrarna beräknas. Parametrarna ger en mycket bekväm och lättläst återkoppling d.v.s. man ser genast om en modifikation för instrumentet i fel riktning. Om slipning på en specifik plats ger en försämring så försöker man naturligtvis på en annan plats och fortsätter inte slipa fram en ytterligare försämring.

Det är vart att notera att 100 slipdrag motsvarar ungefär en uttunning på 1/100 mm vilket med konventionella mätmetoder är omätbart men resultatet hörs tydligt. Den extrema känsligheten för tjockleksförändringar är enligt min uppfattning orsaken till att det inte finns en pålitlig metod att försöka kopiera fioler genom att mäta lock och botten och därefter kopiera orginalets dimensioner. Kopian kan inte bli exakt! Däremot är det självklart att en välgjord platta kan efterjusteras av en skicklig instrumentbyggare så att instrumentet efter justering blir bra.

Dunnwald_raw_data

Bilden visar hur de olika områdena A … F förändras vid justering. Ur de olika kurvorna kan Dünnwaldparametrarna enkelt beräknas om så önskas. Notera att ett specifikt spektralban kan förändras med över 10 dB till följd av justeringen.

 

 

Några länkar:

http://www.maestronet.com/forum/index.php?/user/25136-anders-buen/

Anders Buens artikel:

http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCQQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.akutek.info%2FPapers%2FAB_Timbre_Parameters.pdf&ei=6K0KVaO1O5DxaOW-gNAE&usg=AFQjCNF4h1UWWcqbdVWNCUE0PxQR-twRsw&bvm=bv.88528373,d.d2s

What is old Italian Timbre:

http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.maestronet.com%2Fforum%2Findex.php%3Fapp%3Dcore%26module%3Dattach%26section%3Dattach%26attach_id%3D8999&ei=6K0KVaO1O5DxaOW-gNAE&usg=AFQjCNFRQRdfC_aWzlxSDx9SeLv9-JhFCA&bvm=bv.88528373,d.d2s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Etiketter: , , , , , ,

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: