Исследование: тонкие движения пальцев пианистов влияют на тембр звука

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что тонкие движения пальцев пианистов напрямую влияют на изменение тембра (также известного как «окраска звука») инструмента.

Изменяющееся во времени движение клавиши пианино. Автор: Синъити Фуруя

Хотя известно, что слуховые характеристики, такие как громкость и темп, связаны с физическими движениями музыкантов, более тонкие особенности, такие как тембр, изучены недостаточно. Многие пианисты интуитивно верят, что тембр можно изменять с помощью моторных движений, и новое исследование подтверждает эту теорию.

Учёные использовали высокоточную бесконтактную сенсорную систему «Hackkey» для отслеживания движений всех 88 клавиш пианино с временным разрешением 1 мс и пространственным разрешением 0,01 мм.

HackKey, высокоточная система отслеживания движений клавиш пианино. Автор: Синъити Фуруя

В первом эксперименте 18 опытных пианистов исполнили короткий отрывок из упражнений Ханона с разными тембральными намерениями: вес (лёгкий–тяжёлый), ясность (чёткий–размытый) и яркость (яркий–тёмный). Затем 20 других пианистов и 20 немузыкантов прослушали записи. Обе группы смогли достоверно определить задуманные различия, причём пианисты показали большую чувствительность.

Анализ выявил конкретные особенности движения клавиш, связанные с воспринимаемым тембром. Как объясняют авторы исследования:

«Наблюдаемые тембральные вариации были связаны лишь с подмножеством движений клавиш, включая скорость опускания клавиши и ускорение на моменте срыва (escapement), временные соотношения между нажатиями и синхронность движений обеих рук. Это демонстрирует, что точный моторный контроль у пианистов лежит в основе создания воспринимаемых качеств веса, ясности и яркости тонов».

Во втором эксперименте один пианист извлекал отдельные ноты с контролируемыми различиями в ускорении клавиши, а 16 других пианистов оценивали получившийся тембр. Исследователи идентифицировали ускорение на моменте срыва — мгновение перед тем, как молоточек ударяет по струне, — как определяющий фактор тембра.

«Валидационное исследование дополнительно показало, что когда два тона избирательно отличались по конкретной характеристике движения клавиши, а именно ускорению на моменте срыва, слушатели достоверно воспринимали соответствующие различия в тембре».

Эта работа подчёркивает связь между физическим мастерством и художественной выразительностью и может помочь музыкальным педагогам в описании нюансов звукоизвлечения.

Источник: Kaori Kuromiya et al, Motor origins of timbre in piano performance, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2425073122