回复：分析卡林巴制作的一些经验

去年开了这个贴属于心血来潮，当时懂得有限，望大家包含，过去一年，我不管是理论知识还是实践经验都又上了一个层次，以下是我觉得可以算是目前阶段结论性的成果了，都集中在一个贴里方便找得到吧。也希望更多的爱好者加入进来可以一起探索新的知识。
卡林巴制作的方法论
如何系统地积累实践中的经验以致知识的获得，这是任何钻研中的核心问题。我记得我最开始的时候，总是盲目地重复各种步骤，把固定压条的表面打磨得完全平整；螺丝拧得特别紧等等，虽不确定是否有用，但在无其他依靠的情况下只能宁可信其有。后来，我接触了一些他人实践的总结，发现了一些有更详细系统的论述的书籍，于是渐渐变得豁然开朗了。直到现在，我觉得可以这样总结：
卡林巴的制作或任何缺少可借鉴的经验的东西的制作，包含三个阶段，输入，黑箱，和输出，输入的是各种制作材料要素，在黑箱里我们以特定的方式組装加工，让物理现象以我们控制的方式发生，而输出的就是拥有我们设计期望的卡林巴成品。在什么都并不知道的情况下，我们的尝试往往会很盲目而徒劳。摆脱徒劳的第一步是定义，先定义你所需要的输出的各项指标的科学意义，什么是音色，什么是频率，什么是响度，什么是延音，泛音又是什么。这样你就有更明确的目标，也更容易通过我们能够理解的方法达到的目标。第二是定义输入要素的各项指标，什么是木头的Janka硬度，什么是密度，什么是弹性模量，什么是金属的HRC硬度。输入的材料要素被现实条件约束，我们选择有限。但在黑箱里，有着无数种的组合方式和可能，我们如何找到对于以确定的输出指标最有利的构型呢？那就是逐步定义各个要素间的关系，构建尽可能多的桥梁，直至连接输入和输出。这时，我们需要的就是大量的经验，或可靠的前人经验里总结出来的规律。而在卡林巴制作这一狭小的领域，经验不是特别多。这时候，其他乐器制作的经验就能提供很好的借鉴和启发，尤其是吉他和小提琴，相关知识已经相当丰富也相对易得。就犹如方程，把变量联系起来，你就有了验证要素间互相影响的出发点了。
此外，我们提出猜想构建理论，离不开已有的基础知识和理论的框架，比如很多讨论都要基于从震动源到共鸣器到放射器到空气到人耳的路径这样一个解构，有了这些概念你也就能有条理地针对不同环节找出问题。这就需要扎实的物理学基本知识，最好可以读几本声学基础书籍。

1卡林巴琴结构与原理
从箱式琴说起
箱式卡林巴工作方式比板式复杂，为了切身体会可以花点钱买四个相同的最便宜的烧火棍级别的箱式卡林巴，然后分别：1不拆2拆前板3拆背板4前后音板都拆掉。比较之间的区别你就可以更透彻地理解这种设计的卡林巴的工作原理了。通过观察比较，一个重要的结论是琴身震动主要来自背板，也就是琴的“肢体末端”，阻抗的阶梯的最下层。
箱式的不同构型
在箱式琴里往往有两种设计路线，一是很厚的前板加比较薄的背板，前板厚到板式的厚度以自身的牢固保证弹片固定，二是薄前板但依靠某种体积小但强力的固定弹片的结构，比如梦弦的表板上固定琴键的额外木块。我们常见的Hugh型量产琴则是一块半大不大的木块从前板后方支撑固定琴键，算是位于上述两者的中间地带。第一种路线的箱式保留泛音最多，但音量则是前板更薄的第二种更强，Hugh型两项都居中。
音孔
经典的Hugh Tracy构型箱式卡林巴有三个开口，前一个大的，后两个小的。开口的作用，一是让空气共鸣从各个方向传出，得到理想的混合效果，二是通过手动改变开口大小来改变共鸣腔对共鸣频率的选择，得到哇音。哇音最明显的频率也就是空气共鸣发生最强烈的频率段。总合开口面积越大空气共鸣越趋向高一些的频率，更小的话则趋向低一点的频率。Hugh Tracy型箱式音孔全开时空气共鸣范围在G4左右，盖住两个副音孔以后空气共鸣范围就跑到C4-E4之间了。理论上是可以开更多的孔，通过覆盖和开放这些孔让更广的范围的音可以通过空气共鸣发哇音，但实际使用的便利也要考虑在内。过度缩小开口以增强低音的代价是整体更沉闷的声音，在提振低音上增大琴身大小是比过度缩小音孔更理想的方案。
音柱与音梁（额外）
作为连接共鸣箱前后板的结构，音柱存在在很多乐器上，箱式琴的设计里使用到音柱的结构也是可能的。高音很难带动背板震动，很大一个原因是高频震动的传播距离短，衰减快，音柱则能减少高频震动传输到背板的距离。但是，音柱的存在却又限制了背板的活动范围，将减弱其他音的音量。而且假如装在一个随便的外置，音柱对其他音的压制往往不均衡，某个音会大幅失去延音，这是因为这个音在背板上的震动模式的波腹刚好被音柱顶住了。位置巧妙得当，音柱将可以平衡各频率的音量，压低本身响度突出的中高音，增强音量不够的倍高音。就算是成功的设计，音柱对倍高音的影响也是两方面的，在提升音量的同时延音也将缩短，如同以更快的速度打完有限的子弹，毕竟我们生活在能量守恒的世界。在我有限的尝试里，我觉得的背板的木材不是很刚的琴加音柱效果更好，可能因为因为不很刚所以加了音柱以后就算妨碍某个音以前的震动模式，这个音大概率会在背板上找另一个位置震动，而更硬的背板则有可能该音不能找到另一处替代的位置震动了。软质金属材料的背板和音柱也非常相容，加了音柱后各个高低频率的音量会变得更均衡也太不会出现过度抑制的现象。
音梁则是来自吉他音板的结构，目的是让各个频率的音更均衡，音色更丰富，这方面有大量信息和经验，可以自行了解。同样，卡林巴背板也可以通过添加音梁来达到类似目的。这个方向上我只是浅尝辄止，还不足以传授经验。
音缺弹不响/乏共鸣的原因
箱式琴高音延音差众所周知，而这个普遍问题可能有以下几种原因，不仅限于箱式，但由于箱式琴自身结构原因这些问题在箱式里都比板式要更加严重：
第一是弹片固定部件与琴身的接合不紧密，比如枕木跟琴身间有缝隙，第二是琴身由于过于单薄不能给弹片足够稳定的反向支撑（counterpoise）。这两者情况中，弹片震动时不需要动的东西被带动了，于是造成能量流失，延音变得短促。不够硬的表板，或不够结实的表板后固定螺丝的木块，或枕木粘接面没打磨好没做到与琴身无缝隙连接，都是问题的原因。这两类是量产型中最常见的问题，但对自行设计制造来说是很容易避免的初级问题。这两种问题导致的高音失能，调更高的音只会越来越不行，因为更高音更高能的震动，会需要更结实的琴键固定。
第三，特定材质的琴身在特定尺寸下，特定部分不支持特定频率的震动，缺乏共鸣，尤其见于G5-E6的高音中。这类现象跟驻波干涉很类似，都是输入的能量反而把自己抵消了，但跟驻波干涉的不同是发生的频率范围更宽且不定，可以窄到一个半音的范围也可以宽到好几个半音范围。弹拨时的感觉有时是音头（attack）很强但随后立即衰减，音板的局部发生大幅不参与产生音量的震动，有时又像是被无形的力压制住了震动的感觉。弹拨时将琴身接触到一个体积大的实心物体，比如抵住桌子，延音就会有明显改善，就如同驻波干涉被消除了一样。把音调高或调低，情况的改善则是渐进的。这种现象也可以从琴身自然频率曲线（FRF）的角度解释，那就是在发生问题的频率段，曲线呈明显的凹槽，琴身没有以这段频率震动的趋势，也就难以被这段频率的震动所驱动震动。出现问题的频率也跟琴键固定位置有关，别处的琴键调这个音往往延音会好些，这个改善也存在位置上的渐变，对称型琴身有时左右的问题频率段稍有不一，左右不一的更便于通过调音避开问题频率段。
这种问题的原因通常在于琴身特定材质下的特定尺寸下，不管箱式板式，固定琴键的板身小于2cm厚度时，某个高音出现问题几乎是大概率事件，把琴身做大一些则能跟得到几率上的改善，大到一定地步像阵列姆比拉就根本不用担心了。设计上避免平行线条也是一些圆形弧形箱式琴高音较好的原因，因为任何一个震动源的点到边上都是连续不断变化的距离，而不是一个固定的距离，于是得以在几率上避开了这种机理类似内部驻波干涉的缺乏共鸣。板式可以在发现问题以后切削来解决，但改变的程度和空间相当有限，从两侧减少琴身的宽度将推高问题频率段，打薄厚度则将降低问题频率段，整形可以只针对单侧，把两侧问题频段拉开就能更好地避开了。一种容易出现问题频率的尺寸和造型，在换另一种近似的材料制作后，大概率仍会较为相似地出现，这也就是说，有的造型能对大多数材料不那么容易出现缺乏共鸣的问题频率。
假如不从结构上改变琴身，就只能先考虑通过调音避开缺乏共振的频率段。首先要分别确认左右两边的问题频率段上下限，然后通过设计决定一种避开的方案，假如问题频率较高，就可以把最高的音调得比它还低；假如问题频率比较低，就只能避免某个音正好在问题频率段正中，问题频率段较宽的话这种方法就不好使了。另一个缓解的方法是选用同等材质厚度更薄的弹片，或同等尺寸韧性更好密度更低的弹片。这样的结果是弹片弹拨时对琴身施加的力更小，更顺应自然频率曲线（FRF）低谷部分，让弹拨过程中无谓的震动或震动被压抑感减少，于是得以减少问题频率与其它音在音量和延音上的差别。这一方法终究只是缓解，问题频率还是可以明显分辨，只是不那么突出了，所有其它音也跟着换弹片的话音量延音都一起减少。
板式琴的琴身外形的取舍
板式相较于箱式，有着更丰富的上部泛音的表现及更好的延音。物体更容易被等同及低于自身自然频率的震动带动震动，但较难以被高出自身自然频率的震动带动震动。那些自然频率较高的材料自然也更能表现出较丰富的上部泛音。自然频率曲线有着峰和谷，用位于峰的频率的震动激发则得到强烈的共振，位于谷的频率的震动则只能激发出受压抑般的共振，这也是不同频率琴键音量和延音不同的原因之一。要解决这个问题，要么材料的自然频率曲线要足够平缓，要么曲线主要部分要高于调音音域内所有的音（很难）。
木材的弹性模量跟其被敲击震动时恢复形变的能力密切相关，所以弹性模量很大程度上能预测木材自然频率的高低，而另一个因素是木材密度了。木材里两个不同方向的弹性模量数值差别相当大，垂直木纹方向只有少量木质素粘接所以弹性模量是平行于木纹方向的数分之一。这也决定了在有长宽区别的外形下，最好要将木纹平行于长边，让弹性模量较差的垂直木纹的边尺寸尽量小，这样能尽量提高整体的自然频率。
固定材料和固定大小的情况下，琴身自然频率则取决于外形，这就包括俯视形状、厚度还有边角的处理。让琴身立体形状更近似球体将使琴身自然频率升高，让琴身形状远离球体的改变将使其自然频率降低。这意味着更厚的琴身自然频率更高，因为从薄板外形出发，更厚则更近似球体，聆听的琴在这一规律上搞对了。俯视的外形形状更圆也能提高自然频率，更圆润的外形也通过避免出现平行的两壁防止了的驻波干涉型共振缺失。假如厚度固定，琴身大小则决定自然频率高低，更大的琴身频率更低，因为比例上相当于更薄了。
一次试验中，我将两块14*15*2cm尺寸的工程树脂材料切割掉四角多余的料打造成下部圆滑的扇形后，敲击材料中间激发的震动频率均上升了四个半音，计算后得知平均削掉5%的材料就上升一个半音。从周边削掉材料一方面减少整体大小，一方面俯视外形更接近圆形。我们可以理解为周边材料更多增加了震动时携带的重量负担（杠杆定理）而更少贡献琴身震动过程中恢复形变的力。削掉不同部位的材料边际收益不同，从四方型出发削掉角部同等体积效果要大于削掉边上的，这也就揭示了板式琴的外形中更圆滑的边角要比90度直角要优越。在使用木材的情况下，削减平行于木纹的边与垂直于木纹的边的材料收益也不等，假如木纹平行于琴键，那么削减琴身左右的宽度效果远大于削减上下长度。
更厚的板的自然频率近似于更薄的相同尺寸材料的频率曲线向右横移，但不是平均的横移，曲线中间部分移动更多，两边移动更少，在我们感兴趣的高频部分，曲线就像被压缩了。效果就是那些难以被激发震动的频率区间变高和变窄了，这对我们是有利的。在不同方向有着不同长度/直径的不规则形状能得到不同部位稍微不同的敲击震动频率（tap tone)，这也有益于琴身对不同频率都能产生较均衡的共振反应，不均衡的厚度亦然。在厚度足够，外形足够圆滑的情况下，稍微左右不对称的外形在几率上也更有利于琴身照顾到各个频率。
上述考量也同样适用于箱式琴，总结起来，我们在想方设法把琴身做小，没错，你有没有想过小于17音的10音8音的琴为什么很少出现音色不良？那么我之前不是说过琴身大到一定程度就消除了高频率共振不良的隐患吗，我是在自我矛盾吗？这其实是解决一个问题的两种路线，在制作双手可持的卡林巴上，不可能走大尺寸路线，就只能通过做小做厚了。

2材料与加工
木材
木材是我们用作卡林巴琴身的最常见材料，为什么常用木头而不是人工合成的有机材料或其它材料，主要是因为木材杰出的性价比。木头跟人工复合材料的原理一样，纤维素组成的木质纤维抗拉，而木质素就如同复合材料里用的环氧树脂，把纤维紧密地固定在一起，限定它的受力方式，从而得到树木需要的力学性能。
关于木材的物理知识基础
定义概念是我们开始理解事物的第一步，关于木材，我们可以测量到很多物理量，其中不少是跟我们声学紧密相关的，三个最为有参考价值的分别是密度，硬度和弹性模量。木头作为非均质材料其特点是非各向同性性（anisotropic），更确切地说其具有各向异性性（orthotropic），某些性质比如硬度和弹性模量，在不同方向测试结果是不一样的。一般来说，密度，硬度和弹性模量有一定的相关，一个密度大的木头其它两个性能不会太低，事实上，木材密度数据常被用来推测硬度。
那么，这些性质是如何互相关联，及与我们感兴趣的声音的传播所关联呢？我们要引入一些物理公式了。
c=√(E/ρ)
1，在木头里的声速，可以表示为传播方向木头弹性模量E和密度ρ比值的平方根。一块木头的声速，也界定其作为棍状震动体时频率（弹模越高恢复形变越快，密度越高反之）。温度升高水分含量增加都会降低木材里的声速，高音的声速也会相对低一些。吉他制作里经常提到音速概念，我们追求的其实是跟声速相关的其它物理量，比如下面的音量放射系数R：
R=c/ρ=√(E/ρ³)
R越高的木材音量越大，就越适合做音板，但也有其他的一些条件要满足
Z=cρ=√（Eρ）
2，阻抗z与上面提到的量之间的关系，国外做乐器经常提到阻抗，很多人自己有概念但不尝试从科学角度告诉你阻抗到底是什么。在这个公式里，阻抗可以表示为声速和密度的乘积，或弹性模量与密度积的平方根。阻抗就是一个我们要经常讨论和使用的物理量，我们已经知道阻抗高的物体震动时更能带动阻抗低的，阻抗低的物体震动时却不容易带动阻抗高的，如何寻找准确阻抗数据的材料，这个公式能准确地指导我们。
在不同阻抗的介质间传导的震动，有以下这个公式：
It/I0=4Z1Z2/(Z1+Z2)²
I0为在初始介质中震动的强度，It为传输到次级介质中的强度，Z1Z2分别为初始介质与次级介质的阻抗。我们会发现，It/I0永远不可能大于1，也就是说永远不可能违背能量守恒，当等于1时，Z1=Z2，而当Z1Z2大小差别增大，It/I0也越变越小，也就是说同等阻抗介质间传输震动效率最高，除此以外不管是从高阻抗到低阻抗的传输还是低阻抗到高阻抗的传输都不免因其阻抗差异带来震动强度的降低。我们还可以发现，在两个阻抗差异很大的介质间添加一个阻抗属于中间值的介质，将提升系统效率，这也是乐器制作里一贯的经验。
3，木头对震动的衰减性质不太能用简单的公式将其与其它物理性质关联，但我们可以用很多方法测量这个性质，在不同测量方法下，描述这个性质也有不同的定义名称。其中对我们的目的较有指导价值的是质量因素法，在这个方法中衰减指数
Q=fc/(f2-f1)
fc是目标的频率响应曲线（FRF）里峰值的频率，也就是说很接近自然频率的峰值频率，f2-f1则是峰两侧的半功率频率（-3dB)，Q值越高则木头对震动的衰减更低。所以，传导震动能效率更高的材料有如下特征：自然频率较高，频率范围较窄。较高的自然频率当然对我们实现高音的共振和上部泛音的实现有好处，但较窄的峰值频率范围可能会带来音量的不均，这就需要我们在实践中克服。以亚克力材料(PMMA)为例子（水晶卡林巴），我们通过敲击可以发现，其自然频率较低，而且无明显可识别的频率（频率范围较宽），其用作音板得到的音量也是很低，由此印证了上面公式。
木材选择与加工
卡林巴制作用的木材选择的考量要分箱式和板式，箱式我现在很喜欢音速最高的木材：竹子，高温压合竹板有各种尺寸，价格合理，刚性好够轻，所以音量足够，音色和很清脆。
而板式琴我更喜欢各种密度较高的硬木，其中我发现的规律是越温润的木材，也就是说质地越细腻的越少出现某个频率无法共鸣的现象，高音也比较匀称完美，比如红花梨血檀紫檀微凹黄檀这些。相反的就是硬度甚至更高但是内部不均匀，本身多裂纹或加工易裂的木材，比如紫光檀蛇纹木印尼大叶黄花梨，这些更容易有不完美的高音，某个高音共鸣不行，但除此之外，这些木材的音色里的泛音更突出，只要调音能够避开共鸣不好的高音还是很不错的。除此之外，较软的木材大部分都较为细腻，高音共鸣也都较为均衡，但音色因为缺乏上部泛音，较为单调一些。我们在使用热带硬木的同时，有必要知道很多热带树种正因砍伐收到威胁，我个人觉得出于学术好奇入手小量濒危野生动植物种国际贸易公约（CITES）允许的热带木材不至于造成太大伤害，总之值得我们了解和权衡。
卡林巴制作不管是箱式还是板式，都并不要求多么高超的木工技能，零基础开始从实践中学习足以应付大部分需要。箱式主要就是从各种板材中裁出部件，进行粘接固定，板式更简单就是把材料加工成需要的外形。箱式制作需要锯子，木工胶，木工夹，钳等，板式制作除了锯子外锉刀和日本锉锯都很有用。木制品表面处理可以有一本书来覆盖，但关键的不是知道多少种材料和方法，而是找到适合自己喜好的。我觉得硬木大多在木蜡油下效果最自然好看，虫胶漆也是我选择之一，至于各种漆甚至是聚氨酯我觉得都不同程度失去了自然的感觉。你可以每种类型代表性的都分别尝试，就能知道自己喜好哪些类型然后再选择性深入。

琴键的钢材
卡林巴琴弹片可以是任何的材料，但我们主要用的大多是各种的钢材，因为最容易达到理想的硬度和韧性。缺乏硬度的材料做的琴键震动时难以产生上部泛音比如低碳钢，假如把硬度拉満不顾韧性，比如像钨钢，却又不能有足够幅度的震动。所以某种硬度和韧性兼顾的平衡是最好的。钢可以以其含碳量分为低碳钢，中碳钢和高碳钢，低碳钢是基本无法淬火硬化的。一些中碳钢和高碳钢因为韧性好又被划分为弹簧钢，国内常用的有60SiMn，65Mn及SK5,SK7等。热处理后的弹簧钢韧性比高锰钢强，也就是说压弯更多还可以复原，其硬度则取决于回火温度，低温回火保留最大硬度，但塑性和韧性要差一些。还有一类主要以硬度为考量的钢材叫做工具钢，也就是制作需要耐磨的工具的，常见的有T8A, T9A,T10A等，数字越高硬度越大，但韧性相对就差一些。不锈钢里有低碳的奥氏体不锈钢和高碳的马氏体不锈钢，还有特别抗腐蚀的铁素体不锈钢及奥-铁两向不锈钢。以硬度为考量的话马氏体不锈钢比较突出，但需要淬火回火，奥氏体不锈钢中不少可以冷加工硬化而得到50以上的HRC，如301不锈钢，奥氏体不锈钢更优越的塑性也值得考虑。以硬度著称的还有高速钢这一类，很多在60HRC以上，其韧性也相当出众。此外还有各种合金钢比如量产琴键用的高锰钢，接受冲击硬化可达到将近50HRC，塑性也可以，就是韧性稍差（琴键手感硬）。
除了钢材成分和热处理决定硬度之外，还有冷处理的锻造硬化，传统的非洲姆比拉琴键，就是靠反复捶打提升晶体结构的紧密而得到更好的硬度。表面处理可以用来改变表面硬度，但又不牺牲本来的韧性。各种镀铬工艺可以带来硬度更高的金属铬的表面，同时满足美观和防锈。渗碳，渗氮也是提高表面硬度的工艺，渗碳的表面硬化在传统铁匠手工艺中应用广泛，渗氮较为复杂和昂贵，多用于现代工业中高规格工件。在表面需要防锈的情况下，有一系列的表面处理，如磷化，发蓝发黑等，这些处理方式更重要的是为了得到特定的外观，毕竟镀铬是更为可靠的防锈方案。有弯折需要的话弯折位于哪一步工序很重要，某些钢材淬火后不适宜弯折，某些镀铬工艺也不适合之后再弯折，这就需要用经验与反复尝试来优化工艺流程了。很多流程的技术规范都是固定了的，像各种钢的淬火回火，及小工坊里的渗碳表面硬化，不想花太多时间探索的话可以直接沿用前人的经验。搞淬火钢材的话最好搞一个电炉自己做热处理，因为很多卖家都不太讲究，也无法用户定制工艺。
作为琴键，一定的硬度和韧性是最低要求，决定琴键音色的是它的硬度韧性密度，表面处理，宽度厚度，形状等所有因素的结合。一个琴的音色可以说更多由琴键决定，同种琴键用在不同琴身上都会有某种可辨识的音色特点，而同一琴身换不同琴键音色可以很不一样。
琴键的固定系统
在提供稳固的固定保证有效地传导震动的基础上，固定系统也会影响琴键震动时上部泛音的表达，也就是基音跟泛音在音色中的成分。决定这个的最重要的因素是琴键的材质带来的力学性能，其次则是琴键末端手指接触部位的打磨与弹拨方式及琴键的固定方式。
前后两根金属条，中间一根实心金属压条是最经典的卡林巴固定方式，这种方式的压条没有与琴身接触，由螺丝松紧而改变其下方弹片的压弯程度或固定松紧程度。HughTracy型则用的是固定在琴身上不能动的压条。在Hugh的箱式卡林巴里，因为1.箱式琴音色里泛音较弱，2.后一根金属条的有无对音色影响较小，所以琴索性将后一根金属条用枕木代替了，只有前面金属条还留着。这个设计被仿Hugh的量产琴沿用了，并且板式的量产琴也沿用了。全世界而言，尤其是板式琴里更多制造者还是喜欢前后都有金属条的设计，这样更能激发泛音的表现。刚才说到有金属条就更能激发泛音，根本地来说，更紧密更刚的固定更能有效地传输震动，尤其是高能的高频震动，所以其实与其说“激发”其实是“保留”。而影响更大的是跟琴键震动部接触的前一根金属条，其材质和跟压条的距离都影响泛音表达。更硬的金属更利于泛音，我们一般也不会专门去用铝制或黄铜的金属条，所以只有是钢质的基本上就没什么区别了，比琴键还硬也不会有额外的好处。但柔软的铝制金属条更能弹出更高的音，在一次试验中用铝制金属条能调到C7没压力，钢的则到F6G6都很困难了。这是因为钢制金属条由于自身刚性不能完美地与琴身上凹槽及弹片下表面契合，而柔软的铝在挤压固定中产生形变而得以更好地契合琴身沟槽及琴键下方。其次，相比低音，高能的高音的能量损耗门槛更低出现，固定系统到琴身这一段就已经是主要的损耗源头之一了。
其次就是前方金属条跟压条之间的距离，距离越长，对泛音越压制。琴键被弹奏发生震动时，金属条跟压条之间的这一段琴键也跟着被带动震动，你用手指在这一部分的琴键上施加压力的话，会阻碍琴键震动部的正常震动，说明这一段琴键的震动虽不参与发声，但以一种类似“动态平衡”的方式与震动部分相关联。缩短这一部分的长度的话，也就减少了弹片不需要震动部分的震动。这跟固定用的金具的材质一样，更刚的方式减少不利的能量流失，更有利于泛音。然而，现实中，这个距离往往被螺钉的强度所限制，因为跟短的间距，要让弹片达到同样的固定弯折，压条的螺钉就要经受更大的压力。这对两种压条方式都同样有限制，由螺丝控制松紧型的压条螺丝受力太大拧入时容易断裂，Hugh式压条虽螺丝安全了但弹片就不容易装进去了。实际中，这个距离长度超过常识泛音才明显弱化，减短也面临效益递减效应，所以实际距离更多是现实的各种限制决定的。
前面提到的两类压条方式各有利弊，还有另外一类固定方式近些年进入了我们视野，那就是压条跟前方金属条为一体式的金具的结构，音乃羽工房和果实34音带半音琴都属于这类。这种方式带来的影响是之前我们说的金属条与压条间震动但不参与发声的那段琴键，现在前后都接触同一块金属了，于是金属也被带动震动了。只要是发生震动的东西，其力学性质就影响震动方式，就影响发声。音乃羽曾尝试把鋁的固定系统换成钢，延音得到了细微的提升，这就是金属韧性差别带来的。这类系统，固定金具往往把自身震动模式施加到本来由琴键带动的琴身震动上，于是音色里有了额外的金属感，也就是金具自身震动模式中的非和谐泛音。这种金属音色到目前为止没有太多人喜欢，也许今后有人能通过某种炼金术让其变成和谐泛音，这将是个有意思的课题。

琴键的泛音调律

更多关于上部泛音
上部泛音一词是我对自英文upper partials的擅自翻译，字面意思是“上面的部分”，指的是一个复杂音色的所有泛音部分，学术上准确的对应词汇应该是“倍音”，但倍音这两个字看上去你完全猜不到是什么意思，而泛音（overtone）则学过乐器特别是弦乐的都很熟悉。假如你不熟悉，简单的说弦乐中我们演奏的泛音就是选择性地激发某个上部泛音的震动，而不让弦以第一模式（基音）或其他上部泛音的震动模式震动。管乐也有泛音的演奏，但对于薄片乐器的卡林巴，泛音的演奏方式跟弦乐器最相像，都是用手法。
既然说到，就再重复一次卡林巴泛音演奏方法，这也是我们对泛音调音必须用到的。首先，不是所有琴所有音都能很好地弹出泛音，一般来说板式的低音更适合泛音弹奏，因为它们本身音色里上部泛音明显。基本方法是一只手轻按琴键震动部分末端1/5部分，然后另一种手弹拨，弹拨瞬间前一只手松手。末端1/5部分也就是第二震动模式的波节，按住它就相当于阻碍了除了第二震动模式以外其他震动模式的发生，也就诱导弹片震动主要以第二震动模式。还有一种音量更大的方法是非弹拨手的指甲准备在末端1/5部分上面很近的地方，弹拨时让琴键撞击指甲。利用这种方式，甚至可以制造出以泛音为音的主要频率的琴，低沉的基音则在背景里添加音色的风味。
在考虑影响泛音在音色里的所占比例因素之前我有如下思考过程：
我首先想到的是箱式和板式在音色上的区别，以及同一个板式琴不同音音色的区别，用同样的琴键，为什么有的泛音更强，这是因为琴键的震动模式不同，还是同样震动模式带动的琴身的共鸣方式不同？
在这之前我觉得有必要判断板式琴上的上部泛音是来自弹片直接带动空气震动还是弹片带动琴身再带动空气震动，有一个简便的方法，那就是从正反两面听琴声，结果确实听不出泛音的区别，这就说明传入人耳的上部泛音的确来自琴身震动。下一个问题，板式琴上有的音泛音明显有的基本听不到，泛音不行的琴键是震动时没有以泛音的频率震动，还是震动了但没被琴身放大呢。我们可以从共鸣不好的倍高音出发思考，共鸣不好的倍高音震动衰减时琴键自然也不在震动了，并不是琴键还在震动而琴身发不出音。而且，那些上部泛音不明显的音也难以用弹泛音的手法弹响泛音。所以看起来，琴身震动和琴键震动永远同时发生。琴键都是一样的琴键，某个琴键难以以其长度决定的频率震动是因为琴身抗拒这个频率的震动，也可以看做琴键琴身的整体难以以某个频率震动。
接下来补充影响上部泛音表现的其他因素，首先是弹片末端的弯折和打磨状况还有弹拨方式。弯折越小越粗糙越便于激发泛音，手指用指甲弹和用肉弹，垂直90度方向拨还是顺着琴键斜着拨区别也很大。弹拨动作中手即将离开弹片的瞬间，施力点越集中在末端的话越利于泛音的激发。同样的弹片末端的圆滑处理在中高音段影响更为显著，这是因为在低音的弹片里手脱离弹片过程中接触面位置之于弹片总长比例更接近末端，在中高音里这个有一定大小的接触面在总长度中比例更大。
其次就是音贴，在箱式琴里音贴怎么贴貌似对音色影响不大，但在以金属音色明显板式琴里音贴却有可能完全磨灭上部泛音的表现。其中纸质贴纸最厉害，低音的琴键全长贴上泛音就完全没了，塑胶质的略微好一点，但影响也很惨重，所以人们为了保留倾心的上部泛音只好用小点式的贴纸，或者某种颜料涂装。总结就是，琴键上附着物的总质量越大，自身结构紧密度越低则导致的泛音衰减更重。用来调低音的小磁铁更是会彻底剥夺泛音，因为其总质量跟贴纸更是不同等量级。从物理的角度看，高能的泛音震动，需要想方设法防止能量流失而得以保证，任何松松垮垮不够刚的玩意儿整上去就没戏了。

琴键间互相带动震动的问题
卡林巴的制作，总是要面对的问题就是怎么样让琴键带动琴身恰当地震动，得到我们喜欢的声音。而琴键之间互相带动震动是我们不希望的。卡林巴设计之初，左右交互向上的排列就是考虑到相似频率琴键间共振的问题而把频率最接近的两个音分开在了两边，而初始的最低音C和D，由于频率较低，不容易互相带动震动，所以即是相邻也问题不大。但假如是高频的两个相邻的音放一起的话一个会略微带动另一个震动，造成音色的浑浊。同样，假如加入半音的琴所以的琴键都压在一根钢条上，互相之间又比较近的话，琴键互相共振也会比较严重。梦弦及Hokema的半音琴采用的方式都是把频率近的音错开。
梦弦的琴身设计还从另外两个方面缓解琴键共振，一是用弹性更好的弹簧钢，发出同样音量的弹簧钢琴键手指松开瞬间力更小，但震动中运动幅度更大。第二是用薄前板跟较小的固定琴键的加高木块，震动就像水，水往低处流，震动也先去容易被带动震动的地方。我们可以用水位势或电势差的类比理解阻抗的概念。假如前板很厚很重，那么相对前板，相邻琴键互相之间更容易带动震动，而假如前板够薄够轻，那么相对于旁边另外的琴键，震动更容易被疏导至前板，带来我们需要的琴身震动，而不是带动旁边的琴键无益的震动。在一个有多级传导的乐器里，震动源阻抗最高，在震动过程中自身震动幅度更小，末端阻抗最低，震动中自身运动幅度更大。阻抗高部位容易带动阻抗低部位震动，反过来则不那么容易，比如说你用力敲击琴背板是不能有效带动琴键震动的。什么材料阻抗高，这要看其震动时储存能量密度的高低，琴键是密度更大的金属做的，其韧性和硬度也远高于木头，所以能将弹性势能储存在很小体积内用于带动木质的琴身震动。
然而把相邻频率的音错开不免让琴键排布更加违反直觉，难以适应，造成的结果就是假如不是对这个琴喜欢得要命，我看到很多这些琴的命运就是吃灰了。假如不共用一根金属条，半音就得用另外的金属条，或另外的整套固定系统，现在的每一种方案都并不是特别完美。

添加拾音器
拾音对卡林巴很重要，因为卡林巴本身音量不是很大，用外部的麦克风录音的话就需要环境特别安静，否则任何风吹草动都会盖过乐器本身的声音。从分类上讲，对卡林巴可用的拾音类型有：
1压电/压感拾音器
2磁性拾音器
3电容式麦克风。
1,3的音色跟2有本质区别，因为2采样的是铁金属弹片的震动方式，而1是采样点也就是琴身某处的震动方式，3是琴身带动的附近空气的震动。从弹片自身到琴身，很多泛音会被丢失，音色也带上琴身的震动特点。想要最原始的金属音色，你需要磁性拾音器。在使用磁性拾音器的时候，琴身的材质对音色的影响稍小一点，但不像电吉他琴身材质基本没差别。
1,3中，3只方便用于箱式，1箱式板式都适合，我的试验显示压电/压感拾音器得到的信号强弱与采样部位的振幅相关，也就是说箱式的话装置在背板信号会大于前板，但值得考虑的是背板的压电拾音片也更容易遭受啸叫（feedback）。压电蜂鸣片产生的电压很低，一般来讲线越短越好，长于两米的线就用不了了。为了现场表演，就需要先接入便携式前置（preamp)，或卡林巴得自带前置。板式加装压电拾音器的话，吉他用的压感拾音条会比蜂鸣片更便于打孔装入，现有商品里采用的是把压感拾音条装在琴键下的金属条下面，从信号强度的角度其实没有必要。厂商沿用吉他的逻辑，吉他的音桥是弦接触音板的位置，振幅也最大，卡林巴里则不一样，箱式的话是背板振幅最大，板式的话哪里都差不太多。也有可能在金属条下的拾音能得到更原始的金属音色，这我还没有试验验证，拾音条装在别处的话其长度和与琴身/木纹呈的角度也将是有可能影响效果的因素。

设计的思考
最后的部分我留给最难也是最为重要的，设计。正式因为有了前人积累的原理和技术上的知识，我们才得以更好地把精力放在创造性的工作上。我把我所了解的在中文平台上分享，也是希望在国内也能出现卡林巴制作的爱好者，出现能跟国外的作品媲美的佳作。
量产琴那么便宜，为什么我们还有费劲周折自己做呢。对我来说，我开始自己做的契机主要是不满足17音卡林巴没有半音，但当我开始钻研之后，才发现DIY乐器是一个专门的小众爱好领域，使用DIY乐器也有着独特的文化意义。走在加勒比海国家街头，看着街头艺人以磨损得破破烂烂的自制的乐器演奏，这种美感不是轻易可以复制的，当然背后的文化可以多种多样。现在量产琴厂商主要还是靠走量摊薄成本赚钱，缺乏把东西做精致的驱动力，比如聆听，貌似在音色上找到了比较好的方向，却完全不考虑握感，壁虎现今更是乏善可陈毫无创新。量产琴用来练习不成问题，但真正喜欢卡林巴以后，多花一点代价得到属于自己的独特的卡林巴琴完全值得。
卡林巴设计可以有很多路线，可以在现有构型的基础上改进细节，可以将不同构型的优点糅合进新的设计，也可以完全另辟蹊径。以改进为目标，就要求对现有设计透彻的分析和理解，对各个方面的优劣深入批判。然后尝试以自己的方式来提高和弥补过去设计的不足，制作出来成品，评估自己的改进的有效性，然后周而复始。
乐器的标准化
在这几年以来卡林巴受到极大关注之前，卡林巴一直不是一种标准化乐器，Hugh Tracy的设计只是众多设计中的一种，只是被仿制可能更多一些。当卡林巴受到空前的关注，更多人想要学时，一个标准化的设计就更符合大众化的需要，并有以下优势：
1你练习一个乐器获得的娴熟的技巧也能用在另一个相同设计的乐器上
2就算一家厂商倒闭了还有另一家做，永远可以买到新款
3模块化标准化的部件，可以互换部件修理升级
4更方便交流，以致演奏方式的知识积累
5满足东亚内卷地区人民攀比演奏技巧的需要
从商业的角度，标准的出现，很大程度是由受欢迎程度趋使，销量好的型号会被更多生产，久而久之就成了标准。对于没有特别音乐基础的人群，简单的乐器更容易上手，降低入坑门槛但也牺牲了可玩性；乐器功能太过复杂的话又不一定有够大的进阶玩家市场支撑。也就是说只要卡林巴还只是个小众爱好的话，出现更完善的产品就缺乏商业可行性。
现实也是如此，目前卡林巴热度已经开始消退，少数几个内容up没能带动形成一批水平跟她们相当甚至更高的人，以让这批人再来带动更多的人。而究其原因，我认为创造新的经验的热情是我们动机中重要的一部分，而目前卡林巴能玩出的花样已经被探索殆尽了，你可以把任何还没在卡林巴上演奏过的曲子编曲，但是演奏方式已经不会有任何新意了。在观感上也不会再有早期出现热度时的新鲜感的效果。所以，要么需要出现能搞出更多花样的琴键排列方式，要么标准化卡林巴就得止步于玩具乐器。
当前标准的17音卡林巴就是太过精简而可玩性受限，在卡林巴和阵列姆比拉之间目前还没有一种更好的平衡。卡林巴琴键排布主要有传统的V型排列，类似或模仿钢琴的从左到右的排列，还有阵列姆比拉式八度音放一起的排列。传统的V型排列最简单精妙，一是方便两边大拇指够到所有琴键，二是相邻琴键巧妙地组合成大三和弦和小三和弦的交替，利用滑音演奏和弦成了卡林巴的独特特征，也是我们可以进一步利用的。
17音琴最大的缺陷不是音域，而是没有半音，解决方案之一是将两个调的17音音阶合二为一，将C调音阶跟B调或bG调音阶组合都能补全C调音阶缺少的所有半音，而其它调的音阶跟C调组合都会缺少某些半音。双面琴，以及很多DIY爱好者自制的双层琴都是这种方式。但仅仅使用量产琴压条和固定方式，两排琴键间音色不免会有区别，而且很难做到单层一样好的音色。虽然得到了两个完整的音阶排列，但其中一个必定使用次数低，也就是用作半音的或离手远的一排。你弹C调时，B调或bG调音阶里的滑音和弦没什么用，C调里半音参与的和弦却不能方便地用滑音弹出，也就是说半音那排琴键始终利用率不高。
不然的话就仅仅添加需要的半音，或不完全数量的半音，要用到的每次分别调出来。接下来就要选择是所有音的琴键共享一根金属条，还是把半音的单独用一根金属条，利弊之前也有提到。从前人的作品和我个人的尝试来看，我觉得打乱琴键排列来共用金属条对音色还是很勉强，排列方式也难以适应。我比较看好的共享金属条方案，是半音在中间形成自己的一个小V字，把全音分开在两边，这样半音跟全音交界的琴键是最高和最低频率的，不会互相共振。假如用的是圆柱金属压条而且琴键宽度较小，甚至可以把交界处的半音和全音琴键无间距地交错排列，以节省宽度空间。这种方法的缺点是，假如添加所有半音也会让琴宽度太大，所以只是适宜较少量的半音。
半音和全音分开用不同的金属条，很大程度就需要压条也是分开的，也就是两套独立的固定系统，这样前后排之间就会出现距离，让弹奏不便，但你也可以让后排相同位置的音更低，也就缩短了前后距离。当然也有共享压条，不共享金属条的邪道，要么把金属条在会发生琴键互相共鸣的地方切断并留下微小的间隙，要么在那些有干扰可能的半音琴键接触金属条的前方嵌入一琴键宽的金属条，要比后面的金属条高，半音琴键就被前面的金属粒托起不接触后面的金属条了。方法肯定还有很多，就靠各位的聪明才智了。
当然，成为功能强大的标准化乐器不是卡林巴的唯一出路，作为探索乐器设计的试验性乐器或彰显个性的独特DIY乐器才是卡林巴长久以来的主要担当。诚然，很多爱好者制作的初衷是为了做出来好看，在我眼里就常常华而不实。但也有不少深得乐曲设计制作规律，热衷探索边界的玩家。不论好坏，他人的作品总能给我们提供作为分析样本的宝贵数据，这是省时省力的免费经验。此外，他人的审美、解决问题的思路方法往往能给我们启发，帮我们打开视野。以下是Bart Hopkin在他的书Making Lamellaphones中记载的所有自制卡林巴乐器，我把核心信息总结在一个视频里了，希望给各位带来启发：
https://www.bilibili.com/video/BV1qb4y1z7BC
一件乐器的生命力很大程度来自于设计，好的设计给予乐器更高的演奏潜力，让演奏的过程更加享受，把美妙的音乐传达给更多的人。

nb

z这类欧式的设计，中间那个压根难淘到合适的。@KD快刀一族 有没有资源？