Muro Box N40 進度報告#11 -
穆風版(N40 Sublime)的音梳設計細節
研發N40的過程中，我們收集到許多音樂盒愛好者來信詢問N40兩種版本—【穆風】及【標準版】的細節，不論是聲音的差異性，或是基座材質的不同造成的影響等。
【穆風】及【標準版】最大的不同，就是兩者皆有40個音階，穆風卻有80根音梳的齒，演奏時產生sublime效果是是其最大的特色，而它的原理到底為何？
另外也有眼尖的客戶發現【穆風】比【標準版】多出的2片音梳是上下顛倒安裝在基座上；大家也都很關心這些音梳的耐用度、敲擊速度的限制等。
我們整理出這篇關於 N40穆風 的音梳開發說明，來一一為大家解答，一起看下去吧！
摘要
穆風機種的緣起
首先感謝 Siegfried Pattyn 先生跟我們提出了 Sublime Harmony 這個概念。當時我們乍聽到其實也是不明所以，完全不了解其運作的原理，為何-14 cents 就會有聲音抖動的效果？因此這個概念在一開始時只是放在心裡，並沒有採用。
所以最初規劃的 N40 方案，其實是委託協櫻開發一片長達12公分的新音梳，用一片震動板一次支援40個音階。
但仔細推敲後，突然頓悟，目前 N20 滾筒的設計，直接用新增/反裝二片震動板的方式，不就可以立即達到 Sublime Harmony 的配置嗎？
這樣我們就有了兩個開發方案：
一：開發全新的音梳：必須承擔音梳開發失敗的風險，還要重新設計一個12公分的滾筒，全部都成功後，最後才能測試 Sublime Harmony 的效果。
二：使用現有的音梳：可以直接升級 Sublime Harmony！
所以在衡量開發困難度後與風險後，我們決定使用現有 N20 音樂盒基座當作起點，以 Sublime Harmony 當作主訴求的方式設計 N40 新機種—穆風。
穆風第一台樣品機首次亮相影片：
歡迎欣賞 穆風 演奏「古老的大鐘」，其Sublime Harmony共鳴效果帶來清甜明亮的音色，正是復刻高級古董音樂盒獨有的特色!
一片40音階的音梳，與兩片20音階的音梳，哪種設計比較好？
由於多片音梳的音樂盒很少見，首先我們思考的問題，就是為何現有的音樂盒機種不這樣做？難道是因為聲音不佳所以無人使用？我們也就此問題多次詢問協櫻的黃龍溪總經理。
其實這個問題，在地球上已經沒有幾個人能夠回答了，因為真正有開發音樂盒經驗的人，在世的人已經寥寥無幾。以下是我綜合設計音樂盒期間所獲得的知識而得到的答案，如果與事實有出入也請見諒。
首先多音梳配置其實很常見，只是因單價通常較高，所以流通率較低而不常在市面上見到罷了。例如下圖是位於台中現代音樂鈴博物館內的館藏，為兩個 50音階的基座組成的100音階音樂盒。兩個基座底下隱藏著連動兩個基座的機構，其中只有一台基座可以上發條，但同時帶動兩個滾筒等速旋轉。這很明顯就是為了 Sublime Harmony 而做出的設計。這台音樂盒標價是11萬新台幣。
那聲音的差別呢？我的結論是音梳本身的總寬度並不是影響聲音的關鍵，每個音的齒型才是聲音特徵的關鍵。
Muro Box 的音梳原本是使用在三協的20音階打孔紙音樂盒，因為 Muro Box 的聲音特徵較為厚重：
1.要配合打孔紙的洞寬度，所以音齒較寬。
2.為了不額外加裝鉛錘為目標，音齒為了增重刻意設計較寬以增加音齒自重，且根部切削的較薄。
所以同為源自三協的震動板，三協品牌的高音階數音樂盒卻沒有這些限制，所以通常音齒寬度較細，音齒根部較厚，聲音特徵會比較高亢(尖銳)。
而一個音梳的總音階數是好壞的分別嗎？我認為不是。的確有聲音特徵的差別，但就像每個人的口音不同，好壞見仁見智，只要喜歡就是好不是嗎？
所以在我終於領悟到音梳聲音特徵的原理之後，就沒有堅持一定要重新開發一片12公分的40音階震動板。因為我們的機構限制，每一個音階的間隔為 3mm 無法改變，而且協櫻目前不能在音梳使用鉛錘，所以音齒的厚度也不會改變。只要這兩點沒有改變，兩片短音梳與一片長音梳的聲音效果就會是相近的，沒有必要重新發明一個輪子。
N40 穆風 使用黃銅基座，聲音會比較好嗎？
不一定。如果你覺得聲音延續較久、較和緩，是一個好的音樂盒的特徵，答案就是「更好」。但若你喜歡每個音符間清楚分明不相連，那延音較久的特性對你而言也許並不吸引，尤其是中式樂器的使用者普遍喜歡更乾淨的聲音。
穆風機種的延音特性，原因並非基座的黃銅材質造成，而是與基座本身體積放大且總質量增加有關，讓聲音延續較久聽起來較和緩。假使基座改使用鋅合金材質，其結果聲音仍會非常接近，有延音的效果。
至於為何重量增加會讓延音增加與和緩，各位可以將基座想像成電池，它能儲蓄震動的能量。如果基座質量較小，音梳的能量存在基座裡的就比較少，沒有被儲存的能量就立即變成聲音擴散，所以音量會是大聲但是短暫。我們找一個較明顯的例子：中國製作的小音樂盒其基座普遍質量很輕，所以聲音會一次性放出，造成大聲但有點破音的感覺。反之如果基座質量大，震動的能量就會儲存在基座裏且緩慢釋放，聲音較小但可延續較久。
關於基座材質的選擇，我們也特別請教過協櫻黃龍溪總經理。雖然真正影響聲音的單一因素是重量，但是生產還需考慮另一個更重要的因素—成本。協櫻過往也曾經測試過各種基座的材質，例如鑄鐵，其結果聲音是可以的，但是鑄鐵加工精度低，後加工成本高，所以沒有採用。
至於為何現在音樂盒都使用鋅合金？是因為鋅合金比重較高(6.7，稍低於黃銅8.5)，而且加工成本低，可以用壓鑄法一次成形，且精度高不用後加工，是所有金屬加工種類中生產單價最低的，所以被大量使用。
也許您會想為何不用鋁？因為鋁比重太低(2.7)了，也就是相對於鋅合金，需要雙倍體積才能達到一樣重量，所以成本與空間利用上不適合。
至於黃銅呢？黃銅本身材料重是很好，但是單價非常貴，鑄造成本極高，卻精度低必須後加工調整，吃力不討好，考量成本上並不是音樂盒量產的明智選擇。
那為何【穆風】機種要使用黃銅這種高單價的材料？因為我個人喜好啊！仔細想想，跟其他音樂盒一樣使用鋅合金很無聊不是嗎？且黃銅就是當年音樂盒盛行的年代所使用的基座材質，【穆風】不僅以復刻黃銅基座來致敬古董音樂盒，其金屬色澤更有一番華麗的氣質。喜歡就用，還需要其他理由嗎？
黃銅基座太重會影響音量嗎？
其實會的。
基座重量不是越重越好，因為每個基座相對應重量，都有一個 「最小震動推力」需要克服。高過這個力量聲音才會打開，反之則如蚍蜉撼樹，聲音會悶住很小聲，這也是高單價音樂盒音量普遍較小的原因。
但在設計音樂盒時，聲音大聲並不是唯一的核心價值，外觀細節與重量手感也是優先考量之一。
穆風版本因為使用黃銅基座，總重量達到 3.5 Kg，所以正常音量會比 N20 機種還小。為此，針對【穆風】機種，我們將會開放選項，讓顧客選擇希望音量的大小：
如果您想在臥室使用音樂盒，我們會建議使用正常音量的版本（聲音小於 N20），在安靜的室內播放有著正好舒服的音量。
但若您是要錄音，正常音量就比較不適合，因為人耳可以察覺的音量，麥克風不一定能夠完整收錄。如果您想在客廳的大空間，或是表演/錄音時使用，則您可以選擇特規組裝音梳的版本，讓聲音更加嘹亮，細節更加清楚。但在晚上使用會稍嫌大聲，隔音不好的話鄰居有可能也會聽得到音樂盒的聲音。
為何穆風要有兩個分開的基座
我們未來會規劃推出 N20 的 Sublime Harmony 版本，這樣設計可以讓 N40 與 N20 未來共用基座。
N40 有40個音階，為何有80根音梳的齒？
極簡的說，Sublime Harmony的原理，就是讓兩個頻率稍微錯開的聲音疊加在一起，因為聲音波型相加相消的物理特性，會讓合音依照頻率的差距，不斷變大變小聲，會有一種聲音在抖動的錯覺。
在不管成本的情況下，大型的音樂盒常常會有雙碟片/雙音梳的設計，就是為了解決這個問題。有興趣觀看大型高級音樂盒用雙音梳演奏的效果者，可以看看這個以下這部影片。
而在 Muro Box 上實現同時發出兩個頻率錯開的聲音，這就需要利用我們專利滾筒的設計。Muro Box 滾筒每圈有八的對稱的凸點。旋轉的時候，當一個凸點往上旋轉時，滾筒對角的凸點就是以一樣的速度往下旋轉。因此我如果在滾筒對面多放一個往下撥的震動板，兩個震動板，一個往上，一個往下，就會同時被撥動，創造出錯開頻率的合音。(這也是客戶發現穆風的四片音梳有兩片是反裝的緣故。)
所以我們要做的，就是在原本音梳的對面，倒放一個調音相差14 cents 的音梳，自動就會被滾筒對角的兩個凸點同時撥動，完成 sublime harmony 的特殊效果。多放了兩個 -14 cents調音，倒裝的 20音階音梳，新增了40個音階，總共音梳上有 80 個調音的音階。
其實協櫻黃龍溪總經理已經跟我們多次提醒，按照音樂盒業界的慣例做法，N40 穆風 應該稱作 N80 穆風才是，因為我們提供的是 80 個不同的音階。
但我們衡量之後，最後是以音樂人的角度來做命名。也就是編曲上實際能夠彈奏的音符只有40個音階，剩餘40個音階因為只是輔助用途，作曲時並不能選擇。所以 N40 才是符合實際使用的命名方式。
Sublime Harmony 的效果好聽嗎？
我們很喜歡，但不一定每個人都會喜歡。尤其是如果您喜歡乾淨聲音，音符間顆粒清楚的人，則讓聲音抖動的特性不一定適合您。Sublime Harmony 是音樂盒很重要的一個技巧，代表著200年歷史的文化，頂級與奢華的傳統，但卻不是當作樂器時必要的特性。
因此，N40 穆風 將多提供一個選項：相同的黃銅基座，您可以選擇不使用相差 14 cents 的兩組震動版，使用相同頻率的震動板。這樣華麗外觀的同時，也可以讓聲音更單純，希望能符合您的期待。
穆風 中文名稱的由來
因為 Sublime Harmony 並沒有中文翻譯，所以我們必須 “發明” 一個新中文名詞描述這種特性。出自於我們對此機種的重視，我們希望中文名稱要能反映出音樂盒的文化底蘊，因此我們刻意在詩經中找尋相關情境的詩句。
「吉甫作誦，穆如清風。」
音樂盒的旋律如同詩歌般莊嚴肅穆，如清風撫過般沁入心脾。
我們衷心的期待您也能從 N40 穆風 的演奏的中得到相同的體驗。
N40的音梳音階並非順階，而是交錯的!
你知道嗎？N40 【標準版】的兩片音梳或【穆風】的四片音梳它的音階是交錯排列，左邊從低音Fa開始，下一個音-低音Sol則排到右邊的音梳上，以此類推，N40的40個音是交錯排列，而非像一般鍵盤樂器是順勢排列。
請看以下我們用動畫演示「音階交錯排列」的實際情況：
左右各兩片音梳，下面的音梳為原本音準，上為 -14 cent 的音準，左右交錯排列的音符順序及及對應的頻率，我們依照左右兩方音梳分成兩個表：
左邊音梳從低音的G2開始：
| 第幾個音 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 音名 | G2 | B2 | D3 | E3 | F#3 | G#3 | A#3 | C4 | D4 | E4 | F#4 | G#4 | A#4 | C5 | D5 | E5 | F#5 | G#5 | A#5 | C6 |
| 原本頻率 | 196.0 | 247.0 | 293.7 | 329.6 | 370.0 | 415.3 | 466.2 | 523.3 | 587.3 | 659.3 | 740.0 | 830.6 | 932.3 | 1046.5 | 1174.7 | 1318.5 | 1480.0 | 1661.2 | 1864.7 | 2093.0 |
| -14 cent 頻率 | 194.4 | 245.0 | 291.3 | 326.9 | 367.0 | 412.0 | 462.4 | 519.1 | 582.6 | 654.0 | 734.0 | 823.9 | 924.8 | 1038.1 | 1165.2 | 1307.9 | 1468.1 | 1647.8 | 1849.7 | 2076.1 |
右邊音梳從低音的F2開始：
| 第幾個音 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 29 | 31 | 33 | 35 | 37 | 39 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 音名 | F2 | A2 | C3 | D#3 | F3 | G3 | A3 | B3 | C#4 | D#4 | F4 | G4 | A4 | B4 | C#5 | D#5 | F5 | G5 | A5 | B5 |
| 原本頻率 | 174.6 | 220.0 | 261.6 | 311.1 | 349.2 | 392.0 | 440.0 | 493.9 | 554.4 | 622.3 | 698.5 | 784.0 | 880.0 | 987.8 | 1108.7 | 1244.5 | 1396.9 | 1568.0 | 1760.0 | 1975.5 |
| -14 cent 頻率 | 173.2 | 218.2 | 259.5 | 308.6 | 346.4 | 388.8 | 436.5 | 489.9 | 549.9 | 617.3 | 692.9 | 777.7 | 872.9 | 979.8 | 1099.8 | 1234.5 | 1385.6 | 1555.4 | 1745.8 | 1959.6 |
為什麼要這麼做呢？我們在上一段文章中已經說明決定使用兩片20音階的音梳的原因，而這兩塊音梳在還未打磨前原型相同，會依據所要的音準進行加工，磨出對應的厚度。
那麼「兩塊音梳都各有高低音」的製作將比「低音集中一塊音梳、高音集中一塊音梳」更有效率且品質穩定。這就是為什麼依序的音階在我們的40音音樂盒上會是兩塊音梳交錯演奏，當你在觀賞音樂盒機械的療癒時刻，這樣的錯位轉動不僅是視覺上的趣味，背後也蘊藏著設計的用心呢！
穆風版跟N40標準版的音色差異，去哪邊可以試聽?
歡迎聆聽 Muro Box-N40 | 穆風版、標準版音質比較－演奏【古老的大鐘】
直播機已上線，歡迎前往試聽、試玩：https://murobox.com/zh/our-story-2/murobox-n40-journey-zh/muro-box-n40-update-9-zh/#TWITCH
點進網頁將出現直播機演奏的視窗，我們會讓 N40 穆風 / 標準版 用子母畫面方式呈現在官網的直播視窗上，請您分兩次登入不同機種指定配對的測試帳號，即可分別控制這兩台音樂盒演奏您熟悉的曲目，藉此比較同一首樂曲在兩款 N40 音樂盒實驗的音色效果。
在2023年的10月~11月底，我們在新北三重辦公室總部，將會在週末時間舉辦實體線下試聽會，歡迎您在我們活動報名表預約。也歡迎您填寫表單預約平日上班到我們辦公室試玩時段。
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如果您有認識新竹或高雄店家，請協助我們在挖貝群募期間(2023年10~11月)去當地舉辦Muro Box 講座+試聽會，歡迎來信推薦我們。
以下是9月初我們在台北與台中的公開演講，特別攜帶第一台 N40穆風 現場給民眾試玩，還有客戶已經事先預購挖貝三倍券後跟我們約時間到三重辦公室現場試聽比對兩款N40機台音質，最後愛上尾韻更甜的N40穆風版：
穆風版可否切換特殊嗡嗡尾韻效果(Sublime Harmony)?
穆風特殊的共鳴尾韻Sublime，是因為音樂盒演奏同一個音符時，音筒會同時敲擊原音準和-14 cent的兩片音梳，因此無法切換要不要sublime這個效果。因為機械結構設計緣故，因此在App中也沒有切換sublime的功能。
如果您看到這裡，腦中想到「那手動移除-14 cent的音梳不就能切換sublime效果嗎?」
我們很感謝您認真閱讀前文，跟著我們的文章脈絡理解了Muro Box的機構原理！但於此同時也要提醒您，我們不建議這麼做。因為當你希望再次聽到美妙的Sublime Harmony的尾韻時，將很難將這兩片音梳精確地安裝回原正確位置。音梳的組裝深淺影響音量：每根音齒與滾筒上的凸點咬合越多，敲擊時演奏音量越大，但咬合太多容易使音梳因為長時間演奏損傷或斷裂；如果咬合太少又會讓音梳敲擊力量太小，音量則太小。
N40 最多可同時敲擊幾個音? 敲擊速度有限制嗎? 有曲目長度限制?
(1)演奏速度限制：最快可以每秒敲擊4下，也就是在以八分音符為單位時，連續單音可以最快達到每分鐘120下。最多可以同時有10個音同時間敲擊演奏。我們詢問了編曲老師的意見，訂出高速連續音的標準為每秒鐘四拍，也就是每秒鐘，同一個音要可以連續敲四下。這種速度雖然有其限制，但大部分的歌曲都可以演奏，或透過編曲調整，替代或省略重複且過快的音符。
請注意：如果同一個音階演奏速度無法超過一秒四次，音樂盒會過濾過快的節奏。
(2)檔案格式限制：智慧音樂盒不管是哪個機種都只能讀取單軌的MIDI檔，不支援其他格式。
(3) N40機台的演奏音域限制：最低音是F2，最高音是C6，其中D3~C6為連續音階所有半音都有包含在內。低音區F2~C3之間缺少了以下半音：F#2，G#2，A#2，C#3。關於為何我們決定捨棄以上四個半音的設計考量，請見這篇進度報告#8有詳細說明。
(4) 曲目長度限制：APP設定[每首歌]最長可演奏30分鐘，以免手機上的資源空間不足。
音梳耐用度有多長? 可有實驗過? 音梳故障要怎樣維修更換零件?
我們 Muro Box 的所有機種的音梳材料提供者，是位於台中的協櫻精密工業，有著40年生產音樂盒的悠久歷史。他們生產的音梳，有著日本設計的血統。Muro Box 使用的是特規的 20 音階音梳，並在設計時有通過1000小時的壓力測試。但音梳本身仍然是消耗品，有可能會磨損或是折斷。
我們建議顧客不要自行組裝音梳，因為組裝時一點點的誤差，就有可能會讓震動板直接損毀。我們提供一年保固三年保修，所以請您盡情的使用音樂盒，維修的麻煩工作，就交給我們就好！
Muro Box-N40即將誕生
10月26日-12月3日，募資平台【挖貝】上線中
開賣4小時就達標!
N40設計真的完成了？來試聽會看看吧！
N40 音樂盒機械結構部分可以說九成已經完成，各位看到我們推廣影片中的機器，是非常非常接近真實會收到的商品，裡面的音樂也是實際的麥克風收音。而且剩下的一成要更動的都是要更優化的部分，所以成品一定還會比現在看到/聽到的更好。請各位務必要在我們各地巡迴展示N40機器時前來看看，親身感受一下為何用喇叭無法取代音樂盒。
尤其是之前購買N20的顧客，就算您沒有打算在這次群眾募資中贊助，也您一定要來看看我們的成長。N40就如同我們八年的努力軌跡，蓄力待發，有著無限可能。
預先推出集資3倍券
N40專案即將啟動，預先推出集資3倍券，預計於10月26日開始在募資平台【挖貝】正式展開 N40 集資專案。這最後一哩路，感謝有你，我們推出比早鳥更早的【3倍券】超級優惠，現在搶先贊助900元，集資專案開跑時可直接折2700元。
若您覺得N40或N20Lite電池版就是您想要的產品，請現在贊助3倍券支持我們，就能在集資專案開始時，搭配早鳥優惠後，再折2700元！！除了金錢的支持，提早贊助3倍券，能讓我們預先規劃機台生產的數量，提早與供應商採購適合的零件，往達成計畫又更前進了一步！(※三倍券贊助金額如最終沒有使用，可以無條件申請退款)
