피아노의 내부를 잘 들여다보면 피아노의 현은 교차되어있다. 이를 교차현 방식이라고 부른다.
지난번 포스팅인 업라이트 피아노의 개발 역사에서
짧게 토마스 라우드에 대해서도 다루었다.
토마스라우드는 업라이트 현을 대각선으로 배치하면서 피아노 공간의 효율성을 높인 인물이다.
그의 대각선 배치는 현재 교차현방식의 초기적 형태로 평가되며
피아노 역사에 큰 의미를 가진다.
오늘은 피아노 현의 교차에 대해 알아보겠다.
* 토마스 라우드의 특허
토마스 라우드는 영국에서 태어나 미국으로 이주한 피아노 제작자이다.
토마스는 1802년 3월 9일, 특허번호 British Patent No. 2591의 새로운 특허를 발표한다.
제목은
"업라이트 그랜드 피아노를 제작하는 새로운 개선 방식"
A new and improve mode of constructing the upright grand pianoforte
- 대각선 현 배치 Diagonal stringing
이 특허에서 토마스라우드는 다음과 같은 새로운 개선 방식을 제안했다.
1)수직 방향으로 현을 배열한다. 공간사용이 효율적이어진다.
2)수직형 구조에 맞는 내부 케이싱, 구조를 새롭게 설계했다.
3)저음부 현을 대각선으로 배치해 저음부가 더 길어질 수 있다.
풍부하고 깊은 저음 소리를 확보한 것이다.
현재의 발전된 교차현 배치와 다르지만,
교차현 배치의 초기적,선구적 형태를 가진 수직 대각선 방향 배치이다.
교차현 방식의 초기 형태이기때문에
초기형,원형 교차현 Proto-overstringing
이라는 표현을 쓰기도 한다.
* 토마스라우드의 아이디어를 정교화시킨 스타인웨이Steinway
1859년 헨리 E. 스타인웨이(독일이름Heinrich Engelhard Steinweg) 는 미국에서 특허를 낸다.
토마스라우드의 아이디어를 적용시키고 업그레이드해서
그랜드피아노에 교차현 방식과 철제 프레임을 결합한다.
이후 1860년~1880년대에는 이러한 방식이 본격적으로 상용화되기 시작했고,
이로써 현대 피아노의 기본 구조가 완성되었다.
Mateusz Dach님의 사진: https://www.pexels.com/ko-kr/photo/320335/
- 교차현 cross-stringing
교차현 방식은 저음부 현이 중고음부 현 위를 대각선으로 교차해 지나가는 방식을 의미한다.
기존은 모든 현이 공명판과 평행하며 직선으로 나란히 배치되어있었다.
저음 현은 길이가 충분히 길지 않으면 빈약한 소리가 난다.
베이스 현이 풍부하고 깊은 소리를 내기 위해서는 충분히 굵고 길어야한다.
스테인웨이는 저음 현을 대각선방향으로 길게, 다른 현 위를 교차 하듯 통과하게 끔 배열했다.
공명판의 중앙부를 매우 알뜰하게 활용하는 것이다. 이것이 교차현이다.
공간의 효율성을 극대화시켜
같은 크기의 피아노라도 보다 더 좋은 소리를 낼 수 있게 되는 것이다.
물론 교차현이 그저 단순한 대각선 배열만을 뜻하는 것은 아니다.
교차현은 진보된 피아노의 설계기법이다.
우리가 아는 완벽한 피아노의 소리가 날 수 있도록
구조적 설계, 음향적 설계를 고려한 특수한 배열 기법이다.
* 교차현 ? 오버스트링?
교차현cross-stringing 과 오버스트링overstringing은 거의 동의어이다.
그러나 교차현방식 cross-stringing은
중,고음부 현 위를 베이스 현이 교차하고 있는 피아노설계의 특징을 설명하는
가장 보편적인 명칭이다.
오버스트링 overstringing은 over을 사용해 현이 겹쳐진다는 느낌이 더 강조되는 용어이다.
대각선 현 diagonal stringing은 초기형태의 대각선 현 배치이다.
토마스라우드 특허의 핵심 아이디어였던 현의 대각선 배열 만을 의미한다.
(=초기형 교차현Proto-overstringing)
* 이중 교차현 Double cross-stringing ?
때때로 이중교차현이라는 표현이 등장할 때가 있다.
하지만 이중교차현은 공식적으로는 등장하지 않는 용어이다.
대부분의 현대 피아노는 단일 교차 방식이며
이의 정확한 표현은 앞서 언급했던 용어들인
교차현방식, 오버스트링, 대각선배현 등이다.
-그렇다면 이중 교차현이라는 용어가 사용된 배경은 무엇일까?
원래 현이 교차될 때는 저음부 현만 교차되는데,
일부 피아노 설계에서 중음부도 추가적으로 고음부 현 위로 겹쳐 배치하는 사례가 생긴다.
이때 구분을 위해 이중교차현이라는 비공식적인 용어를 사용한 것으로 추정한다.
하지만 그렇다고 해도 현이 두 층으로 겹쳐지는 것은 아니며
모든 현대피아노는 저음이 중고음위에 올라가는 단일 교차구조임을 기억해야한다.
그리고 이러한 방식은
피아노 제작사에서도 실험적으로 설계한 것이다.
더 효율적인 공간사용, 고른 음향 등을 구현하기 위해 개발한 방식이지만,
높아진 복잡성과 비용 증가에 비해 드라마틱하게 음향이 좋아지는 것이 아니기에 비효율적이다.
(현재 보편화된 피아노 제작 방법도 충분히 음향이 뛰어나다 !)
결론, 이중 교차현이라고 칭하는 방식은 현재 보편적인 피아노 제작 방식이 아니다.
* 교차현과 이중 교차현,
일반적인 교차현 cross-stringing 은 저음부만 교차되어있는 형태이다.
이중 교차현은 바로 위에서 언급했듯 저음부 이외의 중음부에서도 교차가 일어난 설계이다.
1. 저음부는 항상 대각선이다.
-즉, 교차되어야한다. 현이 길고 두꺼워서 그렇다.
2. 중음부는 대부분 직선이다.
-이중교차현의 경우 중음부의 일부 영역이 교차된다, 하지만 보편적이지 않다.
3. 고음부는 항상 직선이다.
-짧고 팽팽한 현이다. 물리적으로 교차 불가능하다.
정리하자면, 일반교차현이든 이중교차현이든 저음부는 항상 교차되며, 고음부는 항상 비교차된다.
이중교차현일 경우 중음부가 교차되지만, 이는 매우매우 특수한 경우로 대부분의 중음부는 직선이다.
일반적인 교차현은 현대 표준 제작 방식이다.
거의 모든 피아노(업라이트.그랜드)는 이 교차현 방식을 따른다.
그리고 일반교차현 만으로도 충분히 좋은 음질을 얻을 수가 있다.
* 문제풀이 한번 해보기
| 1802년 토마스라우드가 고안한 저음부와 중음부의 이중교차현의 간격 거리는 타현 부위에서 몇 mm 인가? 답 : 8mm |
토마스라우드가 고안한 특허와 관련된 기술은 저음부 현이 중고음부 위를 한번만 사선으로 통과하는 기술이다.
이는 대각선 현배치인 Diagonal stringing (혹은 초기형 교차현Proto-overstringing )를 사용해야한다.
이중교차현이나 교차현 설계는 라우드 당시에는 아직 체계화되거나 상용화되지 않았다.
따라서 문제에서 '이중교차현'이라는 표현은 부정확하다.
토마스라우드의 초기형 교차현의 피아노는 철제 프레임이 없었다.
장력도 낮고, 공면판이 작으며 진동폭도 작았다. 간격이 클 필요가 없다.
따라서 현재와 비교해 조금 더 좁았을 약 6mm~12mm가량,
답은 중간 쯤 8mm로 보면 되는 것 같다.
(현재는 넓게 잡아 10~20mm정도)
오늘은 토마스라우드의 대각선방식부터, 스테인웨이의 교차현방식에 대해 알아보았다.
결론은 현재 피아노 현 배치는
토마스라우드 특허의 대각선현배치(초기교차현이자 업라이트,수직형)를 토대로,
스타인웨이 특허의 교차현 설계(그랜드)가 보편화되었다.
이중교차현이라는 표현도 등장하지만 이는 비공식적이 용어이며 보편화된 기술도 아니다.
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