只与琴键本身的重量有部分关联,因为它也与要用多少力量来弹出相同音量有关。所以调音师必需要在音槌的软硬间做一个权衡,必需软到可以发出柔美的音色,也必需硬到可以发出足够的音量。除了最高等级的钢琴外,大多数的钢琴都要将音槌调到较硬的状况,以求能弹出足够的音量,及能有较轻盈的触键,这会让弹奏柔音变的困难些。这就是为何在原本不需要使用踏板的地方却使用踏板的原委。
在大多数的直立钢琴,当柔音踏板踩下时,所有的音槌都会向琴弦靠近,这会让音槌的行程变短,而使音量降低。这与平台琴不同,直立钢琴在柔音踏板踩下时,是无法弹出大的音量。但是直立钢琴的好处是,当柔音踏板踩下一半时,有一半的效果。只有少数的直立钢琴,弱音踏板的机制是与平台钢琴相同的。
大多数的平台钢琴,踩下柔音踏板,整个击弦系统会往右移动半个琴弦间的距离(在同一个音有 3 条琴弦的区域,其琴弦间的距离)。这会使音槌只敲击到 2 条琴弦,使得声音变的柔和。这个移动的距离,不能够是一个琴弦的间距,因为如此会使得音槌触击琴弦时,仍是在音槌凹陷的位置(译注:在 3 条琴弦的位置,相对应的音槌上也有 3 个凹槽,这是音槌正常触击琴弦的位置)。因为这个位移无法相当精确的控制,所以会使得有些琴弦会落在音槌的凹槽上,有些则否,如此会造成音色不均匀。再则,使用音槌上凹槽间较不常用到的部位击弦,会获得较温和的声音。为了要了解柔音踏板对于音色的影响,我们必需去了解琴弦间共震的音响机制(参阅附录中《美国科学杂志》(Scientific American),译注:台湾译本名为《科学人》杂志)。
我们听到的钢琴声音几乎都是琴弦震动的常态模式(Normal Mode),这也是为何,钢琴的声音总是一致与合谐的。常态模式通常可以分解成两个模式,水平震动与垂直震动。声音的波长是琴弦长度的整数分数(即 , 1/1, 1/2, 1/3, 1/4 )。为何琴弦总是发出常态模式的声音,而不是其它波长的声音?当音槌锤击琴弦的一瞬间,琴弦是会发出各种不同波长的声音。如果你将手放在钢琴上,你会发觉钢琴会震动一下子。这就像背景杂音(White Noice)一般,能量分布在很宽的频谱上,这些能量很小,所以我们听不到。这些能量很快的在琴弦震动几次后便消失。这发生在几个毫秒间,由于时间太短,我们并没有办法听出来。
只有常态模式的震动会持续在琴弦上。因为在常态模式的情形下,琴弦两端是节点,在节点上,琴弦不会震动。因为在没有震动的情形下,能量不会传递出去,所以常态模式的震动会持续在弦上。但是琴弦的两端并非绝对静止,琴桥与琴弦在设计上就有一些弹性,以利于琴弦将能量传到响板上。这就是钢琴如何产生合谐基频的机制。只有这些谐音会停留在琴弦上,因为只有这些音的节点会重叠在琴弦两端。因为音槌垂直敲击琴弦,所以常态模式基本上都是垂直的分量。一架便宜的钢琴,无法使用像高价钢琴一般的坚固材料,所以节点都会较松,这会使琴弦的能量容易消散。所以较便宜的钢琴,声音的延续性较差。较大的钢琴由于琴弦较长,所以能够产生较大的音量,琴弦的张力较强,也能储蓄较多能量,较重的琴架,较坚固的节点,也较能防止能量的散失,所以声音的延续性也较佳。
将三条琴弦的端点放在一起,那它们的常态模式又会如何呢?琴弦可以朝同一个方向震动,钢琴会被拉往这个方向,或是琴弦朝相反方向震动,这种情形下钢琴本身是不会跟着移动的。这种相反震动的模式称之为对称模式(Symmetric mode),此时,琴弦绕着琴弦的重心,依相反方向震动。琴弦的重心在此时是不动的。因为钢琴本身的重量太重,以至于非对称模式的震动很快就消失,只有对称模式会持续下去(对 3 条弦而言)。在 3 条弦的情形下,垂直震动只有一种常态模式存在,就是中间的弦往一个方向震动,旁边两条往相反的方向震动,但是振幅只有一半。水平分量有两种常态模式:一种是中间的弦不动,旁边的弦朝相反的方向震动,另一种是中间的弦往一个方向震动,旁边的弦朝相反方向震动,且震幅只有一半。对于双弦的系统,没有垂直震动的常态模式!一条弦往上,另一条往下的震动模式不是常态模式,这种模式会扭转整个钢琴。只有一种水平震动的常态模式存在,就是两条弦往水平不同的方向震动。缺乏对称震动模式,是位于低音段的双弦与单弦系统的基音较弱的原因,但是它仍然可以维持相当的谐音。琴弦的震动可以是各种常态震动的组合。不同组合的常态模式震动,决定了琴