Muro Box−N40 音階選擇，裝飾音與共鳴箱意見調查
各位好，
關於這次的進度更新，我們想與各位討論N40音域範圍的選擇原因，與裝飾音效果的喜好調查。最後我們想要了解您對吉他造型共鳴箱的購買意願。請各位務必在文章最後回答我們的問卷，讓我們做出設計的最佳決策。
這次將是群募上線前最後一次的問卷調查。下次進度更新將是展示我們實際設計的細節，所以請把握現在這個最後機會，告訴我們你的想法。
好了，我們立即開始吧！
關於之前音域範圍的問卷結果：
題目:是否同意將N40標準版的音階設計為不連續的F3~C7? (如下圖的Muro Box N40 (3)所示?
本音階設定主要目的是支援市面上已有的30音音樂盒曲目(Music Box Maniacs為最大曲庫)，可以輸出其曲庫樂曲到Muro Box App讓N40用戶免費聆聽。
根據2023/07/20統計結果：
76位英文讀者之中有57位 (約75%)同意，另有10位(約13.1%)不同意，有9位選(約11.8%)：我有其他想法。
28位中文讀者之中有21位 (約75%)同意，另有4位(約14.2%)不同意，有3位(約10.7%)選：我有其他想法。
我們為何選Muro Box-N40 (3)這個音階安排法
這次40音的音階訂定為表列的第(3)種，我們將這40個音標示在鍵盤上，讓大家更清楚看出用到哪些全音和半音：
音階的特徵是從D4至C7連續包含了每個全音和半音，而低音的部分F3-C4間不連續，捨棄了部分半音。
擁有大範圍半音的40音音樂盒，在cover其他歌曲的表現上更能還原全曲，而自行創作上也有更多的選擇。在旋律及和弦的應用上，都擴充了能運用的音。但40個音還是有其限制，因此在音的考慮上，我們以C大調和a小調這兩個調，來設定音樂盒編曲最適用的音階。這兩個調是簡譜最常使用的調，對一般初學者來說也是最友善的。
當然您還是可以在40音音樂盒做出其他調的歌曲。低音域沒有的音，可在其他音域找到。
低音的部分的抉擇
1.為了與30音打孔音樂盒相容：
與第(0)種全部連續且沒有空音的音階相比，我們選擇第(3)種將低音的範圍擴大到F3，其最大主要的原因就是為了和市面上30音音樂盒相容。目前30音打孔音樂盒的音階制定的實際最低音為F3，所以我們也將最低音設置在相同的音。
註：市售音樂盒的音域表中，雖看到30音音樂盒的所列的最低音是C3，但其實這是錯誤的，請見 30 paper strip F Scale 所列的音，才是30音音樂盒實際的音，最低音是F3。以上資訊出自： https://musicboxmaniacs.com/news/music_box_guide
2.為了將音域變寬，增加編曲伴奏的選擇：
在編曲的時候，音樂盒可以使用的編曲技巧，其中一種就是音域的轉變，高變低或低變高，因此音域橫跨近4個八度時，伴奏和旋律的音域變化就有更多排列組合。
我們選擇「古老的大鐘」這首溫暖優美且耳熟能詳的曲子來呈現音域變寬的應用。曲子總共八個段落，我們安排了不同段落對應不同音域－低音區、中音區、高音區以及全區。
低音區：約落在音域3、4，聲音厚實溫潤，聽起來沈穩。
中音區：約落在音域4、5，聲音飽滿清脆，聽起來明亮。
高音區：約落在音域5、6，聲音高亢響亮，聽起來清甜。
同樣的段落，在不同的音域也可以營造不同的氣氛，這也很常運用在編曲中。來聽看看我們用模擬音樂盒的音色，演奏這首歌的八個段落在不同音域下的效果：
另外，低音我們在音域3的部分選擇了全音F.G.A.B，是因為C大調和a小調的歌曲時常使用的F大三和弦(Fa La Do)、G大三和弦(Sol Si Re)、A小三和弦(La Do Mi)。
和弦音都會用到這些音，而這些低音有作為和弦音和根音的兩種功能，我們判斷低音域這幾個全音用到的機會比其他有半音的組合還高。
Am = A Minor Third Chord
F Δ = F Major Third Chord
G Δ = G Major Third Chord
3.為了讓旋律有更多音符發揮
後來在做取捨時，決定保留高音音域全部的音，是為了把握旋律與cover原曲的還原度。一般來說大家最熟悉一首歌的部分就是旋律，在D4~A7都是連續音的狀況下更容易達成旋律的還原。因此沒有選擇第(1)、(2)種，這兩種音域雖然更往下擴大，但犧牲了C#4.D#4.A#6三個音，尤其是A#6有可能會影響到歌曲旋律的還原。
4.音梳低音製作的限制
至於不選擇低於F3以下的音，則是因為目前我們的配合供應商音梳的製作方式限制，製作出的音梳聲音不達音樂盒標準，也就是聽起來不清脆，會影響音樂盒整體的演奏表現。
更明確的說，要將音梳的音階降低有兩種手段，一是將音梳的尖段加重 (如同傳統音樂盒的使用的鉛塊 (Lead Weights))，二是將音梳的根部削薄。由於我們的音梳供應商協櫻為了滿足ROHS已經改用無鉛製程 (Lead-free process)，所以我們並沒有使用鉛塊的選項。但是現有音梳在調往更低音時，音梳的根部已經太薄，強度不足無法繼續切割。就算勉強完成，也失去的音樂盒特有的清脆特徵。所以目前在兩種方式目前都不可行的情況，我們無法將音階調整為F3以下。
未來解決的方式會是我們必須自行開發全新無鉛製程的增重方式。如果讀者您有特殊的加工方式可以建議給我們，請務必告知讓我們試試看。
高音部分的安排
為什麼選擇捨去C#4，增加C7
考慮到編曲上使用到的頻率，增加C7不僅擴充了高音，讓旋律的表現上多了一個音可以使用，在編曲的結尾時，最後一個音停在該調主音且升高一個不同音域，可增加結束的感覺同時又讓人感受到歌曲的尾韻（請試聽以下音檔，感受用最高音結束的效果）。
而C#4所在音域是伴奏的低音，出現頻率較少，若真的在伴奏中有碰到不可取代的時候，還能高八度找到C#5來使用，因此我們做了這樣的抉擇。
關於裝飾音(Sublime Harmony)
頂級音樂盒常會有一種莊嚴肅穆的”嗡嗡”聲，好似聲音來回震盪的聲音，其實不只是因為共鳴箱的體積大聲響效果好，其實最主要是因為有多個音梳，所以音樂盒可以同時發出相同但是頻率稍微錯開的兩個音。明確的說，是同時發出差距 14 cents (100 cents = 1 semitone) 的兩個音階，因為 cents的調整都是往下降的，以下我們稱這個方法為“降 cent”。
我們現在製作40音的音樂盒也在考慮，是否傳承頂級音樂盒運用多個音梳頻率錯開的方式，在演奏時產生裝飾音(sublime harmony)。請聽看看影片中的音樂盒帶有裝飾音的演奏效果：
「降cent」的數值不同會產生什麼樣的效果呢？我們實際用同一段旋律搭配不同cent來比較一下效果，以下為模擬音樂盒音色演奏-蕭邦/降D大調圓舞曲，作品64之1《小狗圓舞曲》Valse du petit chien的段落：
0為不降 cent，聽起來就是單一個聲音，而相差越多，造成的雙音共鳴的效果也就越大。但相差40 cent聲音就已經偏差過大，影響音準。
我們在研究及測試音梳的過程中，運用了以下的網站換算相關的數值，若您對cents和音頻的關係有興趣，可至網站查詢：http://www.sengpielaudio.com/calculator-centsratio.htm
關於裝飾音物理上的解釋，可以查看以下這個文件 (THE PHYSICS OF MUSIC AND MUSICAL INSTRUMENTS)，第三章，p38 的 Beats章節。：http://kellerphysics.com/acoustics/Lapp.pdf
由於網址目前似乎已經失效，所以我們提供以下原始備份供您參考：https://murobox.com/wp-content/uploads/2023/07/Lapp.pdf
此文章相當精彩，我個人是忍不住一次熬夜看完了他，強力推薦。與音樂盒直接相關的章節請看第七章。
在此我也分享一下我對音樂物理的想法。我相信作為研究方便分析，可能都將樂器過於簡化為屬於某一種類別。例如音樂盒被分類為打擊樂器(percussion instruments) 與 體鳴樂器 (Idiophone)。但事實上我在設計音樂盒的時候，我很明確可以說聲音的特色是整體的，不只是撥音梳的方式，與零件材質，整體造型，甚是所在空間都有關聯。比如說我們音樂盒使用了吉他造型的共鳴箱，得到了吉他聲音的特性，那這時我們音樂盒是打擊樂器，還是弦樂器(string Instruments)？
也就是與其我們爭論音樂盒是屬於哪種樂器，不如討論這是不是我喜歡的聲音就好，您說是嗎？
N40音梳及音箱設計，請你提供意見！
感謝你耐心看到這裡，一同參與N40的研發旅程！看完以上的進度報告，對於現正進行音梳和音箱的設計，你有什麼想法呢?請填寫問卷，幫助我們得到更多的建議！
