Стулова

Технические условия томографии: напряжение на трубке 70—80 кВ, фокусное расстояние 110 — 120 cм, выдержка — 1,25 с, угол качания — 30°, глубина среза — 6 см3.

Рис. 13. Снимок гортани спереди:

1 — ложные голосовые складки; 2 — морганиевые желудочки; 3 — истинные голосовые складки; 4 — подскладочное пространство; 5 — трахея; 6 — грушевидные карманы.

2.3. Аудиторский анализ

До недавнего времени аудиторский анализ был единственным способом оценки качеств звучания певческого голоса, который осуществляется на основе слухового восприятия специалистов. Однако исходя из противоречивости суждений о регистровом звучании певческого голоса на основании субъективных качественных оценок можно сказать, что человек может лишь очень приблизительно определить спектральный состав звука голоса. Он может различать звуки, более богатые или более бедные по обертоновому составу, но не может с точностью измерить их количество по слуховому ощущению. Каков порог тембральных различий с точки зрения спектрального насыщения гармониками? Как он зависит от тесситуры? Эти вопросы, как и многие другие, еще ждут своих исследователей. Очевидно одно: чем опытнее педагог, чем более тренировано его ухо, тем его порог тембровых различий должен быть меньше. Следовательно, усредненные данные нескольких опытных педагогов при аудиторском анализе певческого звука можно считать достаточно надежным Критерием его качественной оценки, хотя и с большими допусками. Однако ухо опытного педагога имеет еще и другие преимущества.

61

Мозг человека — это очень сложная биологическая система, которая сложна логикой обработки информации. Мозг человека способен выполнять такие операции, какие ни одна машина пока выполнить не может. Например, когда педагог слушает грудной женский, мужской или детский голос, то исходя из каких-то параметров он их может оценивать и сравнивать. Хотя грудное звучание ребенка по своему тембру не будет таким же, как грудное звучание взрослого певца, тем не менее оно оценивается как грудное. Машина пока этого сделать не может.

Поэтому аудиторский анализ должен служить необходимым дополнением к аппаратурным методам оценки звучания певческого голоса.

В нашем исследовании мы пользовались методом аудиторского анализа достаточно широко:

—при отборе детей в экспериментальные группы;

—для определения фонетической определенности синтези рованных по спектрограммам гласных;

—в процессе практической работы с детьми;

—для оценки типа регистрового звучания певческого го лоса детей при массовом обследовании, что стало возможным после соответствующей слуховой тренировки экспертов на ос нове разработанных нами акустических эталонов крайних ти пов регистрового звучания детского голоса;

—в процессе развития вокального слуха учащихся и др.

2.4.Принцип разработки эталонов крайних типов регистрового звучания детского голоса

Сцелью выявления особенностей спектральной картины голоса детей от 7 до 10 лет при фальцетной манере звукообразования в различной области их диапазона, т. е. с различной частотой основного тона Fo, нами было проведено специальное исследование на базе учащихся детской хоровой студии «Горнист» г. Москвы.

Вэкспериментальную группу были отобраны дети в количестве 16 чел. от 7 до 10 лет с легким, звонким голосом от природы, который принято называть фальцетным звучанием. Испытуемых отбирали в присутствии компетентной комиссии, в которую входили: 3 педагога-вокалиста, из специалистов в области вокального воспитания детского голоса, и врач-фониатр. Все дети, вошедшие в экспериментальную группу, занимались в младшем хоре указанной хоровой студии в течение одного года. Фальцетная манера звукообразования была методом работы хормейстера с детским хором.

При подготовке к эксперименту с детьми было проведено по два инструктивных занятия в индивидуальном порядке с

62

целью освоения программы эксперимента, которая сводилась к следующему заданию: пропеть гласные А, Э, И, О, У в указанном порядке на трех уровнях высоты — в верхнем участке их диапазона Ре2 — Фа2; среднем Fa1—До2; в нижнем

До1 —Ми1.

Каждая гласная тянулась 2—3 с. После каждого гласного звука возобновлялось дыхание. Тон задавали по камертону.

Эксперимент проводился в лаборатории экспериментальной фонетики и психологии речи МГПИИЯ им. Мориса Тореза.

Каждый ребенок исполнял заданную программу по несколько раз. Голоса испытуемых записывались на магнитофон со скоростью 38 см/с. Запись производилась в студийных условиях (в безэховой камере), что обеспечивало достаточную чистоту записи голоса, без примеси посторонних шумов.

Спектральный анализ полученной записи производили при помощи 48-канального спектрографа типа С-48, разработанного и изготовленного в ЛЭФ и ПР, где и проводились наши исследования. Этот прибор представляет собой спектроанализатор параллельного типа с последовательной (покадровой) регистрацией результатов анализа. Благодаря наличию 48 фильтров звуковой сигнал разлагается на частотные составляющие в диапазоне от 80 до 12050 Гц. Запись звукового сигнала на быстродействующем динамическом спектрографе С-48 производится с помощью системы кинорегистрации на 16миллиметровую пленку.

В результате такого спектрального анализа исследователь получает покадровое изображение певческого звука в его динамике, длительность каждого кадра равна 15 мс.

При анализе спектрограмм выбирали участки, наиболее стационарные по своей картине. Эти участки на киноленте занимали, как правило, центральное положение. Например, если звук тянется 3 с, то на киноленте получится 200 спектрографических кадров, так как каждый кадр по времени занимает 15 мс. Таким образом, всего было получено и проанализировано 2400 кадров. Наиболее характерные из них приводим в нашей работе (приложение VIII). Для удобства сравнения располагаем их в порядке, соответствующем программе эксперимента. По заранее известной высоте звучания голоса устанавливали частоту основного тона Fo в Гц.

Из общей картины спектра, снятой с экрана спектроанализатора, были выбраны только те гармоники, частоты которых кратны частоте основного тона по закону Фурье, так как остальные частоты, соответствующие резонансу фильтров, Для количественной оценки гармонического колебания практического значения не имеют. Спектрограмма дается в коорди-

65

натах А — F, где по горизонтали отложены частоты гармонических составляющих в Гц; по вертикали отмечается их инвенсивность в мВ.

Для выявления акустических эталонов фальцетного и грудного звучания детского голоса нами были получены спектры с голосовых складок при полном и краевом режимах их колебаний по следующей методике.

В лаборатории физиологии пения ГМПИ им. Гнесиных был сконструирован специальный микрофон величиной с булавочную головку, который подобно ларингоскопу вводится в глотку ребенка на уровне входа в гортань, что позволяет записать звук непосредственно с голосовых складок. Влияние надставной трубы при этом ничтожно и для решения такого вопроса, как регистровое звучание голоса, он не является помехой певцу.

Спектральный анализ делали с тех записей, которые были получены при ярко выраженном полном или краевом режиме работы голосовых складок детей, что устанавливалось врачом-фониатром В. Л. Чаплиным при помощи ларингоскопии и электронной стробоскопии.

Рас. 14. При краевом режиме колебаний голосовых складок.

Рис. 15. При полном режиме колебаний голосовых складок.

Аудиторский анализ звука на выходе при этом определил звучание при краевом колебательном режиме как фальцетное, а при полном — как грудное.

Из полученных данных видно, что грудной голос детей характеризуется богатым спектром с постепенным убыванием по амплитуде его гармонических составляющих в сторо-

64

ну высоких частот, образуя пологий наклон огибающей спектра; фальцетный же голос детей, напротив, характеризуется бедным спектром, с резким падением огибающей.

Следовательно, различные случаи переходных режимов, которые обычно определяются на слух как смешанное звучание (или микст), будут характеризоваться спектральной картиной промежуточной между первой и второй, типичной для двух крайних случаев регистрового звучания голоса.

Таким образом, в результате 1-й серии наших экспериментов была подтверждена ранее известная в вокальной практике качественная оценка различных регистровых звучаний как бедного или богатого обертонами звуков голоса. Теперь эта качественная оценка стала наглядной, что позволяет нам вывести и ее количественную оценку.

Следующая серия экспериментов была посвящена изучению структурно-функциональных особенностей голосообразования у детей при фальцетном и грудном типах регистрового звучания их голосов, так как, чтобы понять все многообразие переходных процессов, необходимо эталонизировать прежде всего их крайние случаи. Это оказалось возможным с помощью глоттографического метода.

Критерием оценки голосообразования у детей был отработанный нами принцип чтения глоттограмм: чем более грудным будет звучание голоса, тем ближе к прямоугольной по форме будет его глоттограмма, а чем чище фальцет, тем ближе она будет к синусоиде.

Справедливость этой точки зрения можно обосновать и теоретическими положениями из курса акустики, откуда нам известно, что, чем спектр сигнала любого звука имеет меньше гармоник, тем его огибающая ближе к синусоиде, и наоборот, чем спектр сигнала богаче гармониками, тем его огибающая ближе к прямоугольной функции. Разным по форме колебаниям соответствуют и разные спектры. Простое колебание — по форме чистая синусоида. Это означает, что его спектр состоит из одной составляющей с частотой основного тона. Чем сложнее колебание, тем более остроугольное оно по форме и тем богаче обертонами его спектр.

Приведем несколько примеров различных форм акустических сигналов и соответствующих им спектрограмм, взятых из справочника по математике1.

Третий пример (рис. 18) в работе Г. Фанта2 принят за эталон для нормального грудного звучания речевого голоса взрослого диктора, которому соответствует спектр источника

сопределенным наклоном огибающей: 12 бд. на 1 октаву.

1Б р о н ш т е й н И. Н., Семендяев К. А. Справочник по матема тике. М., 1957.

2Фант Г. Акустическая теория речеобразования. М., 1964.

5-П54

65

Из приведенных примеров можно сделать вывод, что идеально грудному звуку соответствует теоретически бесконечный ряд гармонических составляющих, кратных по частоте

Рис. 16.

Рис 17.

Рис. 18.

основному типу, почти с незатухащей амплитудой; чисто фальцетному звуку соответствует спектр из одной составляющей, а какому-то нефальцетному звуку — относительно богатый спектр с постепенно затухающей амплитудой гармоник

всторону высоких частот. К такому же выводу мы пришли

врезультате предыдущего эксперимента при выявлении спектральных характеристик источника у детей в крайних режимах работы голосовых складок.

Чтобы доказать, что сигнал с глоттографа адекватен акустическому сигналу с голосовых складок, мы провели следующий эксперимент.

По методике эксперимента 1 при помощи акустического зонда снимали сигнал с голосовых складок. Параллельно на уровне щитовидного хряща подключались электроды глоттографа. Сигналы с голосовых складок и глоттографа последовательно пропускали через спектроанализатор. Полученные спектрограммы сравнивали методом наложения, что позволило сделать вывод относительно их адекватности.

Для выявления у детей глоттографической картины, типичной для крайних случаев регистрового звучания их голоса, в лаборатории физиологии пения ГМПИ им. Гнесиных был проведен эксперимент по следующей методике.

Методом аудиторского анализа были отобраны дети 7— 10 лет из учащихся детской хоровой студии «Горнист» в две группы по 5 чел. В первую группу вошли те, кто имеет от природы голос более фальцетный по тембру, а во вторую — с более грудным звучанием голоса. Первых настраивали на фальцетное звучание, которое им удается легче, а вторых — на грудное по той же причине. Методом электронной стробоскопии подтверждался краевой или полный колебательный

66

режим голосовых складок. Параллельно на уровне щитовидного хряща подключались электроды глоттографа. Две из полученных глоттограмм, типичных для крайних случаев регистрового звучания голоса детей младшего школьного возраста, сфотографированные непосредственно с экрана катодного осциллографа, приведены на рис. 19 и 20.

Примеры глоттограммы Лены Т. 8 лет при пении гласной «У» в различных регистрах

Рис. 20. При грудном звучании голоса.

Если сравнить полученные кривые с соответствующими им спектральными характеристиками, можно сказать, что структура глоттограммы однозначно связана с картиной спектра акустического сигнала с голосовых складок.

Все это позволило нам вывести эталоны крайних типов регистрового звучания голоса детей.

2.5. Психо-физиологические приемы оценки соотношений восприятия звуков и воспроизведения голосом

В процессе исследования были использованы различные психо-физиологические приемы, которые будут описаны по ходу изложения результатов исследования.

Таким образом, для решения поставленных задач использовали различные методы, предназначенные для акустического анализа звукообразования (спектрографию, индикатор регистровости, синтезатор) и для биомеханического анализа звукообразования (ларингоскопию, стробоскопию, глоттографию, рентгенотомографию), а также методы аудиторского анализа, психо-физиологические приемы, педагогические наблюдения.

67

Глава 3

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОЛОСООБРАЗОВАНИЯ У ДЕТЕЙ

3.1. Акустические эталоны крайних типов голосовых регистров у детей

3.1.1. ФАЛЬЦЕТНЫЙ РЕГИСТР

Проанализировав полученные материалы, можно отметить, что фальцетное звучание детского голоса характеризуется прежде всего бедностью спектра на выходе звука 2—3 гармоники. Очевидна зависимость их числа от частоты основного тона: чем выше частота основного тона, тем беднее спектр, т. е. тем чище фальцет, и наоборот. Понижение частоты основного тона вдвое при одном и том же гласном влечет за собой увеличение количества спектральных составляющих в несколько раз. С повышением частоты основного тона наблюдается обратная картина.

Как и следовало ожидать, для характеристики спектра фальцетного звучания детского голоса из-за бедности его гармоническими составляющими понятие «форманты» неприемлемо из-за отсутствия формантной структуры вообще. Поэтому определение спектра касается самих гармонических составляющих, которые приобретают основное информативное значение.

Таким образом, с точки зрения спектрального анализа чисто фальцетное звучание детского голоса характеризуется следующими особенностями :1) особенность спектра по обертоновому составу: 2—3 гармоники; 2) структура спектра одноформантная, а следовательно, при фальцетном звучании детского голоса высокая певческая форманта равна нулю (ВПФ = 0); понятие «форманты» при этом утрачивает свое значение, поскольку в данном случае речь идет о 2—3 гармонических составляющих; 3) при восприятии на слух фальцетный тип звучания соответствует легкому, звонкому голосу при исключительно головном резонировании.

Полученные нами данные относительно количественной оценки спектра фальцетного звучания детского голоса совпадают с данными В. Л. Чаплина относительно фальцетного звучания голоса взрослых певцов. Разница в спектрограммах при этом будет касаться частоты основного тона и интенсивности звука, тогда как по количеству спектральных составляющих они будут подобны.

Итак, за эталон чисто фальцетного звучания детского голоса мы принимаем такое звучание, которому соответствует

68

спектр из 2—3 гармонических составляющих как на выходе звука, так и с голосовых складок.

Теперь сопоставим некоторые данные.

Из методической литературы по вопросам вокального воспитания детского голоса известно, что дети в возрасте от 7 до 10 лет пользуются только фальцетной манерой звукообразования. В то же время из наших экспериментов следует, что при фальцетном звучании голоса ни о какой высокой певческой форманте не может быть и речи. И если в спектрах голосов детей данного возраста В. П. Морозов наблюдал появление высокой певческой форманты, то это означает, что испытуемые не пели фальцетом, а использовали иную манеру звукообразования, нежели фальцетную, т. е. это были дети с ярко выраженным микстовым или даже грудным звучанием.

Таким образом, данный вывод полностью опровергает установившееся в методической литературе последних лет утверждение о том, что все без исключения дети в возрасте до наступления мутации могут пользоваться только фальцетной манерой звукообразования.

3.1.2. Грудной регистр

При определении количественной оценки грудного звучания певческого голоса аппаратурным методом необходимо, чтобы единица количественной оценки была единой для всех голосов, чтобы можно было их сравнить, но для различных типов и групп голосов должен быть введен поправочный коэффициент. К сожалению, пока мы не располагаем данными относительно количественной оценки грудного звучания голосов взрослых певцов, чтобы сравнить их с детскими голосами и вывести значение поправочного коэффициента регистровости Кр. Поэтому в данной работе ограничивались пока количественной оценкой чисто фальцетного звука певческого голоса детей: 2—3 гармоники. Все другие звуки, в спектре которых содержится более, чем три, составляющих, не являются чисто фальцетными. Чем больше в спектре такого звука набор обертонов, тем ближе он к грудному типу голоса.

Гармонический состав спектров грудного звука детей значительно отличается от взрослых не только по частоте основного тона и интенсивности звука, как при фальцете, но и в отличие от фальцета по количеству спектральных составляющих.

Если для взрослых в спектре грудного звучания может оказаться до несколько десятков обертонов, то у детей, конечно, намного меньше: в среднем 15 составляющих. Границы грудного звучания могут быть очень индивидуальны и зависят от различных причин: возраста, типа голоса от природы и многих других. Из анализа полученных данных мож-

69

но отметить, что, чем меньше ребенок по возрасту, а также по своей конституции и общему физическому развитию, тем меньше количественный состав спектра его грудного звучания.

Таким образом, грудному звучанию детей можно дать лишь приблизительную количественную оценку: 10—15 составляющих. Для примера приведем несколько типичных спектрограмм, при пении грудным голосом гласных «У» и «А» на высоте Ля-бемоль малой октавы.

Спектрограммы сняты с голоса девочки 7 лет (Тани З.). Звучание оценивалось на слух как грудное при средней силе. Фониатрический осмотр установил грудной тип колебаний голосовых складок. Одновременно были сняты спектры и с уровня источника звука, что отражено на рис. 21 и 22.

Если сравнить полученные спектральные характеристики каждого звука на выходе и с источника, то можно заменить, что по количеству спектральных составляющих более богатым будет сигнал с голосовых складок, чем сигнал на выходе. В иных случаях артикуляции или при различной степени напряженности работы артикуляционного аппарата эти расхождения могут быть еще более ярко выраженными. Однако при относительно одинаковой манере артикуляции различных гласных это несоответствие спектров по их обертоновому составу с источника и на выходе проявляется по-разному. Мы сравнили спектры на выходе и с голосовых складок для всех пяти русских гласных, в результате чего было отмечено, что самый широкий спектр излучаемого звука и менее всего искаженный воздействием речевого тракта получается на гласном звуке «Э» или открытом «А». Следовательно, при определении типа регистрового звучания голоса наиболее информативной будет гласная «Э» или «А».

Таким образом, если при фальцетном звуке спектры с источника и на выходе совпадают по количеству спектральных линий, то при грудном голосе такой идентичности нет. Это обстоятельство усугубляет неточность оценки степени грудного звучания по сигналу на выходе не только на слух, но и при помощи спектроанализатора, так как причина отсутствия в его спектре более высоких частот неизвестна: или их нет, или они отфильтрованы артикуляционным аппаратом.

Следовательно, по сигналу на выходе при нефальцетном звучании голоса его оценка в отношении чистоты регистра лишена какой-либо объективности, т. е. ни спектроанализатор, ни тем более человек и не могут точно определить степень чистоты регистрового звучания голоса, отличного от чисто фальцетного, по сигналу на выходе. Если фальцет по звуку на выходе определяется на слух довольно безошибочно, то в отношении иного (нефальцетного) звучания эта оценка может быть лишь относительной.

70