ピアノの設計：弦編 (Scale)

ピアノの設計：弦編 (Scale) v2.7.2

ピアノの設計を始めるにあたって響板・鉄骨・アクション（材料・技術・工具）なども大切ですがまずその音響の大本となる(?)弦の設計を見てみましょう。

MD5 (Scale.zip) = 8e310e12ce9b7af41396951f2df931d5
	＞	(S M L)	Source File ・ Scale.zip (SIZE = 23444)

使い方：

(※修正箇所：
v2.7.2['18/02/04] [Calc]ボタンの動作不良を修正し [Set]に改名しました。 Vectorをジェネリックス型(Vector<>)に変更しました。
v2.7.1['18/02/04] HTML5版ピアノの弦 XHR を追加しました。

HTML5版です。

v2.7['16/09/18] [Cent]表示からインハーモニシティ値を加え無くしました。
v2.6.1['13/12/03] Wire.java 密度と張力の計算を訂正しました。
v2.6['13/12/02] データを線グラフから点グラフに変更しました。データ表示のセレクタを追加しました。 [Cent]画面ではカーソルのドラッグで値を上下出来ます。etc.
v2.5['13/11/30] 「All.Di: 総弦直径」の表示を訂正しました。 Wire.java(v5.3)を改定しました。
v2.4.2['13/02/13] Tuningのシミュレーション(TuningFormula2.java)を catenary型に改定しました。
v2.4.1['12/12/21] cssファイルを別にしました。 [Cent]の描画がJavaの版に因って乱れるのを訂正しました。
v2.4['08/05/12] [Curve]曲線のTuningを加えました。「design_cosh.mwd」曲線の弦データを追加しました。
v2.3['08/02/20] パラメータ Dirnmへの対応を行いました。
v2.2['07/05/22] Tuning部分を別のクラス(TuningTension.java) にしました。
v2.1['06/09/13] [Text]で「混合密度(Density)」が表示されなかったのを修正しました。Wire.java(v5.1)
v2.0['05/11/15] 画面構成を大きく変更しました。
v1.9['05/10/09] 弦長がマイナスになるのを修正しました。インハーモニシティ値の表示に基準線を追加しました。
v1.8['05/09/04] ReadWire部分を別クラスにしました。Wire.java(v5.0)
v1.7.2['05/04/28] 小修正。
v1.7.1['05/04/17] 小修正。
v1.7['05/04/13] [Tune]の計算方法を改訂しました。
['04/04/09] 弦データ「Broadwood 1816」「Kirkman 1820」の2つを追加しました。
v1.6['04/02/11] 「S・M・L」でJava画面のサイズを変更出来るようになりました。弦データ選択後に計算結果が異常になるのを修正しました。
v1.5['03/06/22] 「S-crv/Equal」を無くし「Tun/Flat」に変更しました。周波数表示がインハーモニシティ値の変化に対応していなかったのを修正しました。etc.
v1.4.6['03/05/24]「Col.55/Col.70」を無くし自動化(?)しました。etc.
v1.4.3['03/05/01] インハーモニシティの倍音での値を表示するようにしました。etc.
v1.4['03/04/09] Wire.javaを改訂しました。
弦の伸長 [Extension] を [Elongation] に訂正しました。
v1.3 張力を±するボタンなどを追加しました。
v1.2 [Cent]でのセント値の表示をインハーモニシティ値をベースとして表示するように変更しました。
v1.1 一部のボタンの図案・位置を変更しました。
v1.0['02/08/31] 画面構成・ボタン・スイッチなど大幅な改訂を行いました。[Wire]ボタンで元データを読み出せます。
v0.9953 「Stress」ボタンでグラフを表示。古楽器のデータ 3 -> 8 に
v0.995「小渕晶男の楽器工房」さんのハープシコードなどの弦データが利用出来るように改訂しました。引用を許可して頂いた小渕さんにこの場を借りてお礼申し上げます。
v0.994 小修正
v0.993 テキストエリアサイズの切り替えボタン追加
v0.992 マウスの操作変更
v0.99 張力目盛最大150[Kg]に変更。Class構成を変更)
画面上段はテキストフィールド：文字情報を表示します。弦のデータと [Inha.] ではインハーモニシティ値・[Wire] では張力と応力・[Cent] ではビートを表示します。
その下に左からスイッチボックス：画面表示変更・Tuningなどを行います。
1. 「:SV」は（トグルスイッチです）テキストの区分文字を「,」または「:」に切替えます。（視やすさからは「:」ですが文字情報のペースト時には「,」が便利かも知れません）
2. 「 Type 」は[Wire]で表示中の弦の並び方を GP-Type（バス弦上）と UP-Type（バス弦下）に切替えます。（トグルスイッチで押す毎に切り替わります）
3. 「Curve / Straight」 [Tune]を計算式[Curve]とこれまでの 2オクターブ方式 [Straight]に切替えます。
  独立したボタンからここへ戻しました。
4. 「Tune / Clear」2オクターブの‘うなり’数 1つで全体を調律します。 (フォルテピアノでは‘うなり’数 0.1です。)
5. 「A:+1 | A:-1」はピッチ A49(440Hz)を 1[Hz]上下します。
6. 「A:440 / A:415」A(49)のピッチを 440[Hz]又は 415[Hz]に切替えます。（データによって自動的に切替えるようにしました）
7. 「Chord」ボタンは総張力の計算でピアノ弦の時芯線は 3本分 3倍で計算していましたがチェンバロ弦など用に「Chord」ボタンを押す事で 3->1->2->3（倍）とトグル式に循環して計算し「ton(3):OOO」表示します。
8. 「G:+ / G:-」弦の張力を 1[Kg]増減します。（フォルテピアノの場合は 0.1[kg]です）
  動作中は画面右上に「Tension.G +1[kg]」等と表示されます。
9. 「 Data 」トグルボタンで弦データの表示|非表示を切替えます。
「< | >」弦を1本ごとに移動します。（マウスの移動でも弦が変わります）
[> <]の表示範囲では移動先が画面の中心になります。
[ P.5th ] [text]で表示するビートを選びます。
[ design.mwd ] は弦のデータを選びます。
1. design.mwd : Design で作成したイマジナリーピアノです。
2. design_cosh.mwd : 曲線のイマジナリーピアノです。
3. sample_1.mwd : UP piano
4. grand.mwd : GP?風の試作品?
5. s2-ante.mwd : 古UP piano 修復前
6. s2-post.mwd : 古UP piano 修復後
7. bwood.mwd : 「小渕晶男の楽器工房」から「Broadwood 1815」
8. hubert.mwd : ″ 「C.G.Hubert」
9. geigenwerk.mwd : ″ 「Geigenwerk」
10. ridolfi.mwd : ″ 「Giacomo Ridolf」
11. ptaskin.mwd : ″ 「Paskal Taskin8」
12. mjadra.mwd : ″ 「Marco Jadra」
13. flemish4.mwd : ″ 「Flemish4」
14. flemish8.mwd : ″ 「Flemish8」
15. bwood-1816.mwd:「Broadwood 1816」
16. kirkman.mwd :「Kirkman 1820」
◆ピアノ弦のファイルは以下のようなテキスト形式のデータです。
```
10,48,30       （1本巻き線終了弦番号・2本巻き線終了弦番号・芯線開始キー番号）
1210, 23, 2.40 （弦長・番手・巻き線太さ［芯線の場合は 0］）
1200, 23, 2.30 （最低音の弦から始まる。最低音はA2(27.5Hz)からに固定(?)）
...            （途中省略）
56,13,0
53,13,0        （最高音）
```
「小渕晶男の楽器工房」など古楽器のデータはピアノ弦と互換性を持たせるよう以下の様にしました。
```
20,20,21,8,1               （始めから 3つのデータはピアノ弦と同じ・
0                            A2(27.5Hz)から 8鍵無し (Fキーから始まる)
0                           (その間を 0 とする)・新データのサイン(1)）
0
...                        （途中省略）
0
1444.00,0.75,0.45,8.54,2.5 （弦長・芯線太さ・巻き線太さ・芯線密度・巻線ピッチ）
1419.50,0.75,0.45,8.54,2.5  
...
79.50,0.52,0,7.77          （［芯線の場合］弦長・芯線太さ・0・芯線密度）
76.00,0.52,0,7.77
```
[ 弦径(Diameter) ... 応力(Stress) ] 弦の表示するデータを選択します。
画面左「Cent」は調律曲線をセント値で表します。 (v2.7)インハーモニシティ値を加え無くしました。

グラフィックス画面ではマウスの上下のドラッグでセント値を変えられます。
[Text] で弦データと選択したビートが表示されます。
「Wire」は弦長を表示します。

選択されている弦は緑色・巻き線はピンク色・芯線は白色で表示されています。（打弦点は便宜的に1/8に統一しています）
グラフィックス画面ではマウスの左右の移動で弦長を変えられます。

弦のデータは灰色の点線で表されています。

張力は（[Tension.G] で表示を ON-OFF出来ます）オレンジ色の折れ線点線で表されています。
左側が 0・右端で 150[Kg]。下端に 10[Kg]毎の目盛があります。
総張力はグラフィックス画面右下に「ton():OOO」と全弦の張力を合計した値をトン数（1ton=1000Kg）で表示します。

応力は（[Stress] で表示を ON-OFF出来ます）青色の折れ線点線で表されています。
左側が 0・右端で 250[kgf/mm²]。上端に 10k毎の目盛があります。

[<Wire>] で弦の表示を ON-OFF出来ます。

[Text] では元データを表示します。画面のドラッグでテキストデータのコピーが出来ます。
又変更したデータを保存して別名としこの「index.html」ファイルの <applet> </applet>で囲まれた部分
```
...
<param name="mwdata10" value="flemish4.mwd">
<param name="mwdata11" value="flemish8.mwd">
    （... ここに加える ...）
<param name="all_f" value="12">
...
```
にデータファイル名を追加して [value=]の値に追加したファイル数を書き加えるとブラウザで見る事が出来るでしょう。
「Inha(rmonicity)」はインハーモニシティのセント値を対数グラフで表示します。
灰色の点で A(49)を起点にしたインハーモニシティの基準値(2√2)を表示します。

マウスのドラッグでインハーモニシティの倍音での値を表示します。上へのドラッグで倍音数は増加し,下方では減少します。最大 20倍音まで表示します。
「Graph / Text」グラフィックス又はテキスト画面に切替えます。

[Text]では「セレクター」で選択した弦データを表示します。
「< > / > <」トグルスイッチです。
「< >」では全ての弦を「> <」では現在選択された弦を中心に前後 6本の弦（13本分）を表示します。
「_v_」「>｜」ボタンで画面下のインプットエリア：画面右のセレクターエリア：を ON-OFF（表示/非表示）出来ます。
「Text」時に [ < | > ]ボタンで弦データとビートが表示されます。
```
＜ビート例＞
...
2octave <: -0.276>: -0.26
Octave <: -0.028: -0.028>: -0.025
Maj.6th <: 2.593: 2.581>: 4.715
P.5th  <: -0.314: -0.318>: -0.401
P.4th  <: 0.215: 0.206>: 0.559
Maj.3rd <: 3.191: 3.172>: 3.934: 3.934
...
```
“< >”内の値は下方に取った時のビートをその右は上方に取った時の値です。
二つの値があるのはその弦に対して2本の弦がビートの対象となる時に表示されます。
画面右はセレクターエリア： [text]で表示する弦データの内容を選択します。
1. Length : 弦長[mm]
2. Diameter : 芯線直径[mm]
3. Gauge#(Dia) : 番手[#](12以下は芯線直径[mm])
4. Copper.Dia : 銅線直径[mm]
5. All.Dia : 総弦直径[mm]
6. Density : 混合密度[g/cm³]
7. Tension : 張力[N]
8. Tension.G : 張力G[kgf]
9. Load(ing factor) : 負坦率[%]
10. Inharmonicity : インハーモニシティ[cent]
11. Elongation : 弦の伸長[mm]
12. Stress : 応力[kgf/mm²]
13. <Wire> : 弦のグラフィックス表示の ON-OFF
「Tension.G : 張力」と「Stress : 応力」はグラフ表示の ON-OFFも行います。
画面下段はインプットエリア：情報の入力・選択欄です。
(※)「Calc.」「Set」はインプットされた値で計算しグラフィックス・テキストに反映します。
(※)以下のボタンで初期値がセットされますので値を変更する時は弦長はカーソルのドラッグで番手と銅線の場合はそれぞれのセレクタで選択した値が記入されます。
「:Length」は弦長をキーボードから入力します。（それ自身もリセットボタンで初期値に戻す時に使います。「:Gauge」「:Copper」もリセットボタンです）
「:Gauge」はチョイスボタンで芯線の番手を選びます。（12番手以下の数値を入れると直接弦の太さになります）
「:Copper」は銅線の直径をキーボードから入力します。
[Cent]画面でカーソルの上下のドラッグで増減します。
画面中央はグラフィックスエリア：
マウスの移動で弦長が変わります。
その弦に固定する時はクリックして下さい。再びクリックすると弦長はマウスによって変わるようになります。