A húr rezgését első közelítésben úgy képzeljük el, mint egy nulla vastagságú szakasz kitérését. E szakasz hossza a rezgés közben változatlan, ezért tökéletes szinuszt kapunk. Ha egy kicsit továbbgondolod a dolgot, akkor már tudod, hogy a húr a nyugalmi helyzethez képest a kitérés során megnyúlik, mégpedig annál jobban, minél nagyobb a kitérés. A kitérés mértéke állandóan, periodikusan változik a rezgés során. A húr rezgése két összetevőre bontható. Az egyik a húrra merőleges, ez lenne az ideális szinusz, a másik a húr hosszának irányában történik. Az egyik transzverzális, a másik longitudinális (lásd a sorozat 12. részét). A húr nem tökéletesen rugalmas, nem nulla a vastagsága, sok minden fékezi, s mindezek következtében rengetegféle húzó, feszítő, csavaró, hajlító erő nyaggatja, ami ellenállást vált ki belőle. Ennek a következménye, hogy a billentyű leütése után némi idővel a zongora elhallgat. Azonban amikor megszólal, nemcsak az a húr jön rezgésbe, amit a kalapács végén levő filc megütött, hanem különböző mértékben az összes többi, hiszen a „torz”, nem szinuszos rezgés csatolódik a többi húrral. Amikor a sorozat 172. részében kibeleztük az akusztikus zongorát, szó volt a rezonánslap és a többi szerkezeti elem hangzásmódosító hatásairól, amelyek következtében oly jellegzetes a zongora hangja a teljes hangtartományban és minden hangerőn. Jellegzetes, holott másképp szól a hangszer, ha hangosan játszol rajta, és másképp, ha halkan; másképp, ha a mély hangokhoz tartozó billentyűket püfölöd, és másképp, ha a magasakhoz tartozókat; módosul a hangzás, ha több billentyűt ütsz le egyszerre, mintha csak egyet; másképp, ha nyitva van a fedele, mintha csukva vagy kicsire nyitva – és így tovább. Mégis mindig felismerhető, hogy zongora szól. A digitális zongorának is egységes hangkarakterrel kell megszólaltatnia, úgy kell vezérelnie a hanggenerátorait és az elektronika többi részét, hogy zongorát halljon a hallgató.

E vezérlés akkor kezdődik, amikor megütöd vagy lenyomod a digitális zongi valamelyik billentyűjét. Ahhoz, hogy a billentyű megmozduljon, kell valamekkora nyomóerő, s már szó volt arról, hogy mivel az akusztikus zongorákban ez az erő a hangmagasságtól is függ, a digitális zongikban is szimulálják ezt a különbséget. Az erő nagysága beállítható és mérhető, a Sweetwater nevű kereskedő cég, amely ismeretterjesztő írásokat is szokott közölni, 2020. nyarán végzett is ilyen mérési sorozatot. 37 digitális elektronikus hangszert (néhány nem zongorát is) vizsgáltak meg.

A hang megszólaltatásához kb. 0,7 N … 1 N erő kellett, ami elég jelentős szórás. A digitális zongorákban nincs mérleg, nem mérik az erőt. Nem kell különösebb ész ahhoz, hogy te is ráébredj, minél nagyobbat csapsz a billentyűre, annál gyorsabban fog mozogni. Tehát amikor lenyomod a billentyűt, akkor elindul az időmérés, és amikor a billentyű a legalsó állásba ér, vagyis amikor megszólaltatja a hangot, akkor a mérés befejeződik. Az időmérés is egyszerű: Nem is kell hozzá más, mint két jól elhelyezett érzékelő. Az első elindít egy impulzust, a második meg leállítja azt. Lehet két külön impulzusadó is, ekkor a két impulzust kivonjuk egymásból. Az impulzus hosszával pedig a hangerőt szabályozza az elektronika. Nagyon finom szabályozás is megvalósítható így, hiszen az impulzus hossza analóg mennyiség, tehát csupán az analóg-digitális átalakító felbontásától függ, hogy hány hangerő fokozat van.

Az érzékelő kapcsolója legtöbbször egyszerűen két kis gumiszén darab, amelyet finom membránkeret vesz körül. Ez a keret aztán idővel megpusztul, hogy a hangszerjavítóknak is legyen munkájuk.

Érdekes, hogy még az egészen drága modellek között is ritkaság, hogy optikai érzékelőket – fénydióda-fototranzisztor – használnak.

Bármily egyszerűnek is tűnik ez, a billentés sebessége és a hangerő közötti kapcsolat nem egyszerű fordított arányosság, hanem attól függ, hogy milyen jelleggörbét állítunk be. Az impulzusszélesség-hangerő karakterisztika, az un. sebességgörbe sokféle lehet, ettől függ – pontosabban, ettől is függ – a hangzás keménysége vagy lágysága, s az is, hogy milyen a hangszer hangszíne, kifejező képessége.

A legjobb zongoristák kb. húszféle „hangerővel” variálnak, s a digitális zongik előnye, hogy a billentyűzet sebességgörbéjét a művész a saját játékához igazíthatja. A midi 1.0 ajánlás, 128 sebességértéket (0-127) határoz meg (lásd a sorozat … részét). A „0” értéknél valójában nem kell hallani hangot, 127-nél pedig a leghangosabb szól. Az ígéretes midi 2.0 ajánlást (lásd a sorozat … részét) többek között azért dolgozták ki, mert ez nem mindig elegendő. Léteznek olyan billentyűzetek is, amelyek nagyfelbontású jelet adnak ki olyan szoftverzongorák számára, amelyek fel tudják ezt dolgozni. A helyesen beállított sebességgörbe hozzájárul az előadó kellemes zongiérzéséhez, csakúgy, mint a billentyűzet és a mechanika szerkezete, mert ezek határozzák meg, hogy mekkora erővel kell játszani egy hangszeren. Ha túl erősre van beállítva, soha nem érheti el a maximális hangerőt, mert lehet, hogy az előadó nem játszik eléggé állat módjára. Másrészt előfordulhat, hogy soha nem szólalnak meg a legpuhább – mondjuk, az 1-19 midi értékhez tartozó – hangok, mert már egy nagyon könnyű érintés 20-nál nagyobb sebességértéket vált ki. A legtöbb digitális zongora ma már legalább három előre beállított sebességgörbét kínál. Néhány kiváló minőségű eszköz szoftvere elemzi az előadó szokásos játékmódját, és fölajánlja a személyre szabott sebességgörbét.

Az egyes sebességértékekhez tartozó midi üzikkel nemcsak a hangerőt vezérlik, hiszen akkor éppen az hiányozna, ami a zongora egyik fő jellemzője, a hangerőfüggő hangzásmódosulás. A mintavételen alapuló szintézisre épülő zongorák memóriájában a különböző sebesség tartományokhoz más-más hangminta tartozik. Minél többféle minta van, annál zongorább a digitális zongora hangja. S persze annál drágább is a hangszer. Az olcsó digitális zongorákkal gyakran tisztán hallhatod, hogy a hangszín hirtelen megváltozik-e, ha a billentés túllép egy bizonyos sebességet vagy az alá esik.

Mint említettem, a jobb digitális zongorákban a hangminták finom váltását modellezésen alapuló szintézissel valósítják meg. Ha a zongora csakis modellezett szintézissel működik, akkor a megfelelő algoritmusok segítenek a sebességtől függő hangzás kialakításában. Az ilyen algoritmusok elkészítése nagyon sok mérést – ideértve az anyagszerkezeti vizsgálatokat is – és nagyon komoly programozói felkészültséget igényel. A neten találhatsz néhány résztanulmányt a zongora egyes szerkezeti elemeinek modellezéséről, ám ezek megértése felsőfokú matematikai ismeretek naprakész tudása szükséges. A modellezésen alapuló szintézissel készített zongorák legismertebb szériája a Roland Piano V család, amelyet 2009. óta gyártottak és tökéletesítettek 2019-ig.

A Roland lényegében elengedte a fizikai modellezést, de az RD-2000 színpadi zongora egyik hangcsiholó része nem más, mint a Piano V. (Erről a hangszerről a sorozat 207, részében már volt szó.)

A következő videóban az RD-2000-t a már említett Kawai MP11SE-vel mérték össze.

Ha egy digitális zongorán leütötted a billentyűt, majd elengedted, a szerkezet visszatért a nyugalmi állapotába. Egyes cégek a visszatérés sebességével is masszíroznak valamit a digitális zongi hangján. De mi van, ha a billentyűnek nincs ideje teljesen vízszintesbe ugrani, mert a muzsikus hamarabb nyomja le? Ezt megteheti, hiszen a jó zongora lehetőséget nyújt az ismétlő, repetitív játékra. Hogy ilyenkor is lehessen a hangerőt és más paramétereket szabályozni, egyes cégek - napjainkban már szinte mindegyik – az alsó és a felső érzékelő közé egy harmadikat is beépítenek. Kétféle megoldást is láthatsz erre. Az első olcsóbb, ezt a Casio alkalmazza.

A másikat a Kawai. A videóban a lányka kicsit rosszul használja a „félig súlyozott” fogalmat, de amúgy is a képet kell nézni.

Az alábbi videóban egy Casio és egy Kawai zongit hasonlított össze a csávó. Mind a két hangszer klaviatúrájában három érzékelő van billentyűnként Az mindenesetre kiderül, hogy az árkülönbözet nem véletlen. A videó megtekintését követően pedig olvasd el a hozzászólásokat is, a gugli egészen jól fordítja.

A digitális zongorák vezérlésének része a pedál, feltéve, hogy igazi zongoraérzést akarsz. A sorozat 172. részének végén bemutattam a három hagyományos pedált. Egyes digitális zongorákhoz expressziós pedált (lásd a sorozat 258. részét) is lehet nyomni. Nem meglepő, hogy a kiváló minőségű digitális zongorák pedáljait néhány gyártó meglehetősen kidolgozottan készíti el. A legfontosabb az úgynevezett félpedál effektus megvalósítása. Akusztikus zongora esetén a csillapítók nem hirtelen emelkednek föl, hanem finoman. Amikor a muzsikus a pedált félig lenyomja, a húrok már nem teljesen csillapítottak, de még nem tudnak teljesen szabadon rezegni. Sok olcsó digitális zongora esetén a csillapítás hirtelen be- és kikapcsol, mert amikor a pedálra lép a játékos, csak két állapot van. A félpedál effektust utánzó modellek viszont lehetővé teszik a pedál folyamatos működését. A speciális pedál esetenként kiváltható expressziós pedállal.

Néhány csúcskategóriájú digitális zongora esetén a pedálellenállás változását is a lehető leghitelesebben szimulálják. A zongorapedál ellenállása attól függően változik, hogy a pedál mennyire van lenyomva. Egyes gyártók megpróbálják utánozni ezt a viselkedést, ami a félpedál effektussal együtt árnyalt játékot tehet lehetővé.