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谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

一、键盘的手感其实很重要

购买一款MIDI键盘,手感是非常重要的考量因素,因为不同的手感会影响到乐能否手顺畅的演奏音乐,以及对于细腻之处的表达。作为一个乐手,弹奏时必须感觉手感舒服,才可能发挥最好水平,因此大家不要低估了手感的重要性。而目前市面上的MIDI键盘手感,主要分成了无配重、半配重以及全配重三种,分别具有不同的特点,适应不同的人群和演奏需求。

关于手感的选择,通常与乐手的演奏习惯、演奏风格有关。比如你之前一直是弹钢琴的,熟悉了钢琴的手感,转而弹奏没有配重的电子琴,就会不习惯,弹出来的是什么鬼自己也不清楚了。这时候就需要一款全配重的键盘,手感与真实的钢琴非常接近,这下就舒畅多了。再比如你要在演奏中进行速弹,比如一段超高速炫技Solo,这时全配重键盘按起来可能就有些费劲儿,你可能需要一个手感很轻、回弹快的无配重键盘,让你的弹奏更加轻松。

而结构最简单、手感最轻的无配重手感键盘出现的时间最早,经历了一系列发展、一大篇故事才有了着全配重的概念,那么我们就一起来侃侃键盘那些事儿。

二、无配重键盘

电子键盘的历史

说起早期的电子键盘,不要说什么配重不配重,手感不手感的事情了,它甚至连力度感应的功能都不具备。也就是说,按下 这个键,它就会接通一条电路发出一种声音,松开电路就断开了,只有响和不响两种选择,置于声音大小,这不是靠琴键能控制的事儿。

甚至在20世纪50年代合成器刚出现时,还有这种现在看起来相当反人类的演奏设计——用一根电笔去触碰键位来接通电路,从而演奏出声音。就别说力度感应了,更别说和弦和声演奏了,能顺畅的演奏出一个旋律就挺不错的了。

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英国摇滚歌手David Bowie也常常拿这个把玩

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流行音乐人玩复古

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没有多久人们意识到这也不是个事儿,于是给这块裸露的电路板加上了键盘,这下操作起来可直观多了,会弹钢琴的、懂些音阶乐理的弹奏起来上手都很容易。但依然是按下什么键就发什么声,只是将刚才的电笔换成了一个个琴键而已,顺畅的演奏起一段旋律或和弦已经是轻松惬意了。

我们可以看到被誉为合成器之父BOB MOOG正在倒腾他的设备,他在19岁时(1960s)发明了一台Theremin电子琴,并以每台50美元的价格出售,赚的了人声第一桶金,也开启了Moog合成器的传奇之路。当然,其早期的合成器也都是所谓No-Dynamic——无力度感应的。

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但这些No-Dynamic无动态的演奏方式,一直发出同样音量的声响,听得久了会让人觉得颇为乏味,别说表现出抑扬顿挫的感情了,就连强拍弱拍的动态感都没法得到。不久乐手们感到了厌倦,想为这种新兴的电子乐器加上动态感,能够像钢琴一样通过按键轻重,演奏出可大可小的声音,让乐手的演奏更加丰富,感情表现力更加充沛,力度感应键盘呼之欲出。

插曲:原声乐器的历史比对

说起乐器的动态,原声键盘类乐器也经历了类似的发展轨迹,从中世纪一些没有动态的键盘乐器,到后来能够表现出一定的动态,再到后来钢琴的出现和工艺的进一步发展,动态表现已经非常的丰富。

从最早的无动态说起,比如管风琴、羽管键琴都是No-Dynamic类的乐器,在它们常出现于中世纪晚期作曲家巴赫、亨德尔等的作品中,尤其是纯管风琴作品,听起来是波澜不惊。因为按下琴键它就会发出相应的声音,无论用什么力度去按键,响度均不会有区别。

比如拿管风琴来说,按下琴键就会打开一根吹管的风口,至于这个口开多大、风力有多强都不是按下键盘能控制的,所以在响度上只能听之任之了。

教堂中宏伟的管风琴

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可以看到右下角的鼓风机,音量大小与鼓风机风量有关,大小是乐手没法控制的。

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管风琴背后的机构,简单来说就是——按下一个按键,打开一个风口。

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到了中世纪晚期(14世纪初),具有一定动态范围的ClavChord琴被发明出来,国内通常称之为古钢琴。它的机械结构非常简单,只经过了一个杠杆结构,从现在的眼光来看就是有点简单粗暴,因此动态范围并不是很出色。

它出现于欧洲中世纪晚期,文艺复兴之火正成燎原之势,可以看到它生逢其时,沾染了一身艺术气息。

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当然也有屌丝版古钢琴,一个用来观赏,一个用来弹奏。

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到了18世纪初期,钢琴出现了,它采用了独特而复杂的机械联动结构,并带动琴槌敲击琴弦的方式发声,具有相当出色的动态范围,允许钢琴手进行丰富的感情表现,钢琴也一直享有着乐器之王的称号。其具体结构和手感方面的事儿后面再说。

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可以想见,有300年历史的钢琴都已经有着非常优秀的动态表现了,20世纪中叶出现的合成器还只能发出同样响度的声音,这个心理落差、手感落差也忒悬殊了,钢琴手转键盘手们感到颇为不爽。

力度感应的现世

此后,键盘设计师、工程师们挥聪明才智,为电子键盘加上了一个速度感应器,键盘的移动速度越快则声音越响,总算是达到了力度感应的目的。速度感应装置的结构非常的简单,有两个位置感应点,键盘通过两点所需要的时间可以算出移动速度,从而根据速度发出一定响度的声音。而键盘下面还需要弹簧顶着,让键盘按下后还可以回弹。

谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

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目前市面上无配重键盘大致都是这样的基本结构了,我们说起力度感应时,其实常常是指的英文中的这个词——Velocity-Sensitive,也就是速度感应。而其他的还包括有位移距离感应、压力感应等方式(触后即是此感应方式),不过最常见的还是简单又好用的速度感应。

 

无配重键盘手感如何

无配重键盘通常给人以廉价、手感一般的印象,产生这种印象当然也能理解,因为从机械结构上说它确实非常简单,同等的工艺规格来说造价确实要比配重键盘更低。但并不能因为造价低而认定它的手感差,更重要的是看合不合适,适合不同的人、不同的演奏习惯、不同的音乐风格,甚至是去适合乐曲中不同的乐段。

它常常使用塑料材质键盘,相比于钢琴键长采用的实木甚至象牙材质,手感非常轻盈,且回弹速度非常快,弹奏起来非常轻松不费力,适合进行速弹,比如摇滚或Funk乐中要有一段急速的SOLO,用无配重键盘来演奏就会感觉更加轻松些。

另外,对于没有钢琴基础的音乐人来说,上手无配重键盘也并不会有什么不习惯的感觉,那它上手入门,无配重手感一直用下去也没什么问题。但是对于有一定钢琴基础的乐手来说,这手感可能就相当糟糕了,毕竟其原理和结构与钢琴完全不同,导致手感差异特别大。

金属乐队梦剧院键盘手Jordan Rudess玩玩无配重的iRig Keys Pro

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用小键盘也能演绎凶狠的重金属…

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故事到了这里,电子键盘演奏者们已经享受到了力度感应带来的福利,可以通过手指的缓急来控制音量,演绎出更加丰富的顿挫感和动态感。但这时候,钢琴键盘手们又有了更高的要求,力度感应带来的欣喜渐渐退却,他们又开始叫嚣着——这键盘下面好像垫了一层棉花,软绵绵、轻飘飘的手感着实心塞… 这些乐手若要在钢琴和键盘间来回换着演奏,总要重新去适应不同的手感,多来几次整个人都感觉不好了。

为了让手感不这么轻飘飘的,就要想办法为键盘增加点阻力,让手按键的时候不那么轻松,更接近真实的钢琴,人们又开始开动脑筋了。

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三、半配重键盘

配重的出现

早期,人们为了让这轻盈的塑料键盘手感更真实,人们想出了一个最直接的办法,为键盘加重量——往键盘里装一些金属块。如下图的样子,金属重块直接镶嵌在键盘下面,为钢琴带来一定的重感。

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这种为键盘直接进行配重的方式,称其为半配重, 它的力度感应原理和无配重键盘如出一辙,同样是用键盘的移动速度来作为声音大小的依据。只不过是为键盘加上了一个金属重块,让它的手感不至于太轻飘。

当时市场对于仿真实手感的键盘需求很强,配重键盘一经推出便得到了市场的追捧,但刚推出时仍有一个很严重的问题,就是重量是在不容小觑,一个88键的全音域配重键盘通常在二三十公斤左右,携带去演出很不方便。好在现在这种状况有了很大改善,如KeyStation 88这款半配重全音域键盘重量也就在10公斤左右。

如何评价半配重

半配重键盘常被认为是介于全配重与无配重之间的折中方案,既能保留些许的真实钢琴手感,又不会有太高的价格。但它的手感还是相当独特的。

它从无配重手感重,取走了速度感应式的发声方式,以及全音域手感无差别,即高低音符的手感不会有轻重差异的两个主要特点;而从真实钢琴手感中汲取了更重的手感,相比于轻盈的无配重,演奏时手指需要更用些力气,会产生出一种让一些人感到舒服的回馈感。综合来说,无配重和全配重相比,手感还是有自己的个性的,目前的使用也很广泛,并不能认定它就是一个高不成低不就的杂交品种。比如下面这款定位高端的Yamaha XF7就采用了半配重手感,演奏起来完全不输于一些全配重键盘。

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半配重的到来,在此了却了钢琴键盘手们的一桩心事,它带来的阻尼感,让他们弹奏时不再有那种有劲使不出的感觉了。但好景不长,问题又出现了,他们发现半配重和真是钢琴在细微的手感上还是有非常明显的差别,弹习惯了半配重的电子琴再回去弹钢琴,还是需要花不少时间来适应,这时候一个新的需求出现了——“我们要更真实的钢琴手感,杠杆结构带动琴槌砸向琴弦的那种不可言喻的微妙手感!”

键盘设计师们看到了市场的呼声,一片蓝海已在眼前涌动,创造力即将再次全面迸发。

 

四、全配重

钢琴手们要求这么多,真的是钢琴手们的错吗,一深挖突然发觉,似乎不怪他们,都是这钢琴复杂的机械结构惹的祸。

钢琴的特殊手感是如何产生的?

从当时钢琴手们的抱怨声中,我们可以得知真实钢琴的手感非同寻常,不是那么随随便便就能模仿得来的。那么是什么东西为钢琴带来了这样别致的手感呢?

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就是这结构巧妙而复杂的内部机械结构,我们从下图中即可看到,内部的各个部件非常之多,相当的精密而繁琐,眨眼看去不是那么容易明白。但总的来说,可以把这个联动装置看做两个部分:

一部分是一个杠杆,按下琴键就如同下图的犀牛踏上了跷跷板,将另一端翘起。当然,钢琴中的杠杆结构要复杂得多。

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按下琴键

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然后经过了一些不知所云的联动结构,但起码我们可以认出来箭头所指的这个琴槌吧!

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按下琴键后,杠杆末端连接着的琴槌,会砸向琴弦,Duang!发出声音!

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下面是整个机械结构的动态图,第一幅是三角钢琴,第二幅是立式钢琴

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谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

 

这是一个立式钢琴结构的清晰图片,其中指明了各个组成部件

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这是一个三角钢琴(Grand Piano)的机械结构图,57个部件结构可谓复杂

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想要更加详尽的了解钢琴的构造、发声特性,可以参考这篇学术论文!

http://www.gutenberg.org/files/17571/17571-h/17571-h.htm

 

正是这复杂的机械结构,导致了不一般的手感,那它的手感到底有什么特别之处?

 

弹奏钢琴是怎样一种体验——手感详述

原声钢琴是一个机械结构,通过琴槌与琴弦的物理接触来发声,而其中的每一个零件都会对手感起到一定的影响,因此不同种类的钢琴,甚至每一架钢琴的手感都可能不同,但我们仍然可以总结出来它的一些共有的特性。

1、非线性效应

由于弹奏的整个物理过程和联动装置十分精密也颇繁杂,有许多个杠杆、支点、弹簧、琴槌和减震器等,这种复杂的物理过程会造成这样的结果——弹奏的力度和最后的声音是非线性的关系。也就是说,你用一个力度弹和两倍的力度弹,它出来的声音就不一定是倍数关系,力度-响度曲线是一条曲折的线。

这与电子键盘并不相同,早期的电子键盘其速度与声音的响度是成线性关系的,也就是速度大一倍声音就会大一倍。好在现在的MIDI键盘可以设置不同的力度曲线,更适应演奏者的手感。

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2、不同音符不同手感

钢琴从低音到高音,琴弦的长度有所不同,琴锤杠杆的长度和重量也会有差异。最后会导致低音区琴键的手感与高音区的手感有差别,弹奏的音符越高,手感会更轻,阻尼感小,而弹奏更低的音符时,手感重阻尼感大。

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3、弹响琴的门槛力度

重重的按下琴键,琴槌会重重的砸在琴弦上而发出很大声音,而用中等力度,声音则会小一些,这是废话。但是不断减小力度去弹奏到一个临界值,这个杠杆可能就没有足够的力度,去驱动琴槌砸到琴弦上,从而不出声。

这也就是说,钢琴有一个最小力度的阈值,或门槛,只有我们的弹奏力度超过了这个阈值才能出声音。这就与速度感应式键盘有着很大的差异了,使用后者弹奏时,特别小的力度也总能出点信号,只要力度曲线别设置的太妖艳。而弹钢琴时,你需要弹奏一段异常安静、特别轻柔的乐段时,就需对发声阈值有一个很强的把控,因为很可能力度太小,中间有几个音就没声了。

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4、惯性效应

我们可以回顾下下面这张图。由于琴槌是经过了一定的运动距离,才砸到琴弦上发出声音的,因此在这个运动过程中就有了惯性效应。而对于演奏者,惯性效应能为手感带来哪些不一样的地方呢?主要是一种特殊的弹法,按下琴键的深度很浅然后立刻离开键盘,但是很用力,即便不一直按到底,琴槌也会因为有较高的初速度而由于惯性去敲击琴弦,继而发出声响。

谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

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5、琴槌琴弦一拍即散

琴槌砸向琴弦后,会因为回弹力而立刻离开琴弦,而不会一直依附在琴弦上,即便你一直按着琴键到底不放手,琴槌也会毅然决然的离开,随着琴槌的下落就会产生一点送劲儿的感觉,这也是非常微妙且细致的手感。

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6、弱音器带来的微妙重感

我们可以从下面这张图不仅能发现琴槌会立刻弹开,还可以看到,按下琴键后弱音器会抬起,而松开后弱音器又落在了琴弦上。而按下琴键一直不动,它会有很长的延音,因为弱音器此时是抬起的。可以看到琴键的末端哟一个抬起消音器的动作,这对手感也会有很微妙的影响。

而我们踩下钢琴上的延音踏板时,这个消音器就会一直处于升起的状态,这时候在弹奏则会一直有持续的延音。

谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

 

MIDI键盘中的全配重是如何模仿的?

经过分析,我们可以看到这复杂的机械联动结构决定了这特别的手感,而纯靠配重和简单的结构根本达不到这些钢琴老手的苛刻要求。那么唯一的选择,就是尽可能的将钢琴中的机械结构移植到电子键盘中。真正说起来全配重键盘,还真没有什么好说的了,因为它基本就是将上述的原声钢琴键盘的内部结构照搬了过来,具体结构参照上面也。

但有两个基本要素是会被保留下来并进行模仿的:

一是杠杆带动琴槌的物理结构,即所谓的锤感是钢琴手感中很重要的部分;

二是不同音高不同配重,高音符的手感轻而的音符手感重,这也是一个保留项目。至于其他更细微的点,比如上一章节中的5、6两项,有时候会被忽略,因为他们对于手感来说总体影响并不大,都是很微妙的东西。一些高端型号的全配重可能会将其考虑在内。

1、杠杆-琴槌机械结构

按下琴键后会带动一个联动装置,当然也会装有一个琴槌和一个敲击点来代替琴弦。刚才的钢琴结构已经看明白的话,这电子琴键中的结构也就是大同小异了。

我们来看看不同品牌的配种原理,不同的品牌其内部机械结构不尽相同,我们例举几个品牌的配重稍作讲解。

Casio

下图是Casio Privia系列全配重钢琴的结构示意图,我们从中可以看到其结构并不算复杂,只是经过了一个杠杆结构就可以带动琴槌了。因此售价也不高,一般在4K以上。

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而其CELVIANO系列电钢琴的配重技术定位更高端一些,从原理图上看机械结构差别不大,传感器位置有所不同。从官网上看,它们都以模仿三角钢琴的手感为主。而Celviano系列则对音色的发觉更深,包括相邻琴弦的共鸣作用、不同键区琴槌响应时间、指尖离开瞬间音色变化、琴盖打开关闭时的音色变化等,主要是在音色上的差异。

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http://www.casio-europe.com/euro/emi/technology/trisensor/ Hammer Action 全配重的演示视频

Yamaha

Yamaha电钢琴手感主要分为GHS、GH/GHE和GH3三大类,档次也是从低到高。

其中GHS系列是面向初学者的入门级逐级配重键盘,它将88个键盘分成了4组,22个键盘一组具有相同的配重,可以想见这种分组还是十分粗糙的,更适合初学者使用。

GH/GHE系列则面向有一定演奏经验的中级用户,它分组更为细致,每3个键盘一组进行逐级配重,手感无疑会细腻很多。

而GH3则是在GH系列的基础上,加入了三颗感应器来提高力度判断精度,而GH和GHS系列都只有两颗。同时,GH3键盘去除了键盘中的弹簧装置,回弹更快,对指尖带来的压力更小。

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这是Yamaha CLP-565GP配重键盘的示意图,它所模仿的是Grand Piano的手感,也就是平常见到的三角钢琴,它具有更为复杂的机械结构。这是属于Yamaha全配重手感中的高端货。

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下面来看看一位外国dior’s拍摄的雅马哈GHS全配重技术的效果视频


 

 

Kawai

Responsive Hammer Action II象牙触感全配重技术

而这是Kawai电钢琴的独家锤感技术——Responsive Hammer Action II的示意图,它的感应器的位置与之前的Casio则明显不同(图中的Triple Sensor),位置偏下。

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RM3 Grand II action木质三角钢琴手感配重技术

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下面来看看Kawai全配重技术的大致结构

 

2、不同的音高加上不同的配重

为了模仿钢琴的这一特性,主要以使用不同重量的琴槌来实现,实现此功能并不算复杂,所以不详细讲。

但需要注意的是,一般常见的全配重是Graded-Hammer逐级配重,即按一组按键来区别配重手感,比如一组12个按键手感相同,更高一组12个键手感更轻并且相同,此所谓逐级配重。另外还有Progressive Hammer,即逐个配重,每高一个音符,琴键的手感都会有差异,对真实钢琴的模仿更加细致入微,不过这么干的型号似乎并不算多,现在还是Graded Hammer的天下,钢琴手们表示还能忍。

谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

 

3、多传感器的使用

更多位置摆放传感器,能够更好的模仿细微的手部动作带来的音色变化,比如惯性效应、指尖离开琴键的变化等等,细节处理更到位。

 

五、用武之地

无配重

根据第一张的讲解,其特点已经很明显了。

首先,它售价相对较低,而不具备原声钢琴的手感,适合没有钢琴基础的初学者买来上手,或者是乐队中的吉他手用来丰富乐队的配器等。

其次,它有着轻盈的手感和比较快速的回弹, 速弹手们可以用它来进行激情的Solo演奏,当然前提是没有钢琴基础…

最后,也是非常重要的一点,就是它的体重相对于配重键盘十分轻便,拿去演出或排练、出门进行旅途创作,或者有移动便携需求时,一只无配重的键盘无疑会让你的出行更加轻松。当然,又是钢琴基础,但此时钢琴家们意志已经开始动摇了…

半配重

被认为是想要全配重键盘,但有囊中羞涩的钢琴手适合的类型,在花费不太多的情况下有着接近真实钢琴的手感,一种折中方案。

但之前也说到,半配重键盘有着自己独特的手感,结合了无配重和全配重两种手感的一些特色,你要硬说它不伦不类那也无可厚非,但半配重手感已经在很多高端键盘中得到了使用,比如下面这款3800刀的Korg 61键键盘。

谈谈Midi键盘的手感——关于配重那些事儿

Synth Action

注意看上面的图,可以看到Synth-Action(合成器手感)这个词汇北框了出来,简单的说一下这个词的概念。之前大家可能会被某些错误说法所误导,认为无配重和Synth Action 合成器手感是等同的。其实不然,这种手感主要包含两个充分条件:弹簧回弹和速度感应,为键盘加了重块成为半配重,它依然是靠弹簧回弹和速度感应,因此它还是Synth Action。也就是说,我们常用的无配重和半配重的速度感应键盘都可称之为Synth Action合成器手感。

全配重

将真实钢琴的机械结构移植到电子键盘内,从而更加真实的模拟钢琴的手感,满足钢琴手们的需求。也是目前高端电子键盘的代表,最高端的型号基本都会上全配重,置于它的手感特点,在讲述原声钢琴手感的章节中已经描述的挺清楚的了,因此在这里就不必多说。

钢琴手们,或者是想通过电子键盘过度到钢琴演奏的朋友们,选择一款全配重键盘是必须滴。

 

六、简要总结

本文大致讲述了每种配重方式的基本原理和手感特征,相信对大家进行键盘选购能起到一些帮助,但真正具体到每个品牌、每个型号的键盘,即使属于同一种类的配重,手感也可能会千差万别。如果有条件,最好能去实体店亲手一试,方能知道自己真正喜欢那一款键盘的手感,毕竟适合的手感能让你在演奏时更加的舒畅自如。

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