Den Klang verstehen

um diesen zu lenken.

Grob lässt sich der typischen Klavierklang analysieren und von anderen Instrumenten unterscheiden. Dafür werden der charakteristische Partialtonaufbau, die vom Anschlag angeregten perkussiven Anteile und der Zeitverlauf beobachtet. Hieraus nun den Unterschied zwischen einem Klavier und einer Geige zu erkennen ist recht einfach. Die deutlich hörbaren Unterschiede zwischen zwei verschiedenen Flügel sind dagegen kaum erkenntlich. Es bedarf da schon etwas kompliziertere Software um deutliche Darstellungen zu generieren. Der benötigte theoretischen Tiefgang und die ausdauernden Messungen um diese Unterschiede darzustellen, schieben dieses Vorhabe in die Rubrik Forschung und Wissenschaft.

Sucht man zusätzlich den Zusammenhang zwischen Klang und Konstruktion wird es noch viel komplexer. Betrachtet man das ganze experimentell, so könnte nach einer konstruktiven Veränderung die Klangveränderung gemessen und dargestellt werden. Will man das ganze dagegen im Detail physikalisch erklären um die Ursachen zu verstehen, übersteigt dies die bisher geleisteten Forschung zum Thema Klavier.

Der Praktiker hat es da etwas einfacher. Mehr beiläufig trainiert er seine Intuition, welche Ursache und Wirkung verknüpft. Da dies aber subjektiv geschieht, kann dieses Wissen nur schwer vermittelt werden. So wurden die komplette Klavierentwicklung bis weit ins 20 Jhd. hinein, primär experimentell quasi evolutionär nach Versuch und Irrtum vorrangeschoben. Das Verständnis war aber so schwer zu vermitteln, dass über die Hintergründe bis auf wenige Literatur kaum etwas bekannt ist.

Heute nutzen wir vereinfachte physikalische Modelle, welche zwar deutlich übervereinfacht sind, aber gut kommuniziert werden können. Sofern man die Vereinfachung nicht ignoriert sondern immer wieder hinterfragt, werden Irrwege vermieden. So lassen sich mittels dieser Modelle und passender Messungen zuvor unsichtbare Parameter und Hintergründe rekonstruieren. Als Beispiel sei da die Hammerelastizität genannt. Zwei optisch identische Hämmer können doch verschieden klingen, so ist hier die optische Beurteilung irreführend. Es bedarf daher anderer Parameter, die die Funktion treffend beschreiben.

Auf der oberen Abbildungen ist eine Mechanik nachgestellt. Der Hammer schlägt hier jedoch gegen einen Kraftsensor. Ein Beschleunigungssensor misst dabei dessen Bewegung. Die hieraus darstellbaren Hysteresen sind auf der unteren Abbildung zu sehen. In rot dargestellt, ein vereinfachtes Computermodell eines simulierten Hammers.