Wer eine Taste eines Klaviers drückt, setzt eine Mechanik in Gang, die einen kleinen Hammer gegen die im Inneren des Instruments gespannte Saite schlägt. Deren Schwingungen wiederum übertragen sich auf den hölzernen Resonanzkörper und erzeugen den Schall, den wir als Ton wahrnehmen. Dabei gilt: Je kräftiger man in die Tasten haut, desto lauter wird es. Das Tempo eines Musikstücks bestimmt man, indem man die verschiedenen Tasten schneller oder langsamer nacheinander anschlägt.
„Ob und wie feinere Merkmale wie die Klangfarbe von Tönen ebenfalls durch geschickte motorische Fähigkeiten manipuliert werden können, ist dagegen nach wie vor unbekannt,“, erklärt ein Team um Kaori Kuromiya von Sony Computer Science Laboratories Inc. in Tokio. Zwar weisen Klavierlehrer ihre Schüler oft an, bestimmte Töne besonders „hell“, „schwer“ oder „klar“ zu spielen. Aber lässt sich diese Klangfarbe wirklich durch die Spieltechnik steuern? Und kommt das, was der Spielende ausdrücken will, auch beim Publikum an?
Klavier mit Sensoren
Um diese Fragen zu klären, baten Kuromiya und ihre Kollegen 20 preisgekrönte Konzertpianisten, eine simple Fingerübung auf sieben verschiedene Weisen zu spielen: mechanisch, leicht, schwer, klar, verschwommen, hell oder dunkel. Das dabei verwendete Klavier hatten die Forschenden zuvor mit zahlreichen Messeinheiten ausgestattet. Unter anderem befand sich unter jeder der 88 Tasten ein Lichtsensor, der die Position der jeweiligen Taste auf eine Millisekunde und 0,01 Millimeter genau erfasste. Zusätzlich nahm das Forschungsteam die verschiedenen vorgespielten Versionen auf und spielte sie 20 anderen Pianisten sowie 20 Menschen, die selbst nie ein Instrument gelernt hatten, vor.
„Unser Hörtest zeigte, dass die Klangqualitäten, die die Pianisten mit ihrem Klavierspiel ausdrücken wollten, sowohl von anderen Pianisten als auch von musikalisch untrainierten Personen wie beabsichtigt wahrgenommen wurden“, berichten die Forschenden. Das belegt, dass sich die Klangfarbe tatsächlich gezielt beeinflussen lässt, obwohl es stets die gleichen Saiten im gleichen Instrument sind, die angeschlagen werden.
Vom Tastendruck zum Klang
Aber wie erreichen die Pianisten diese Effekte? Die Auswertung der Tastenbewegungen ergab, dass vor allem ein Moment dafür entscheidend ist: Mit welcher Geschwindigkeit und welcher Beschleunigung bewegt sich die Taste, unmittelbar bevor der Hammer auf die Saite trifft? Eine relativ schnelle Bewegung lässt den Ton leichter und heller erscheinen – auch wenn die Tonhöhe selbst unverändert bleibt. Die Klarheit wird dagegen davon beeinflusst, wie schnell der Pianist die entsprechende Taste wieder loslässt und wie stark der verklingende Ton mit dem nächsten überlappt.
