Морозов_Искусство резонансного пения

Искусство резонансного пения

51

Именно поэтому все искусство пения заключается в том, чтобы переложить усилия по производству звука с голосовых связок на резонаторы, максимально освободить гортань и голосовые связки от напряжения и вместе с тем максимально активизировать резонаторы. На языке вокалистов этот принцип выражен в известном афоризме: «Петь надо на проценты, не трогая основного капитала».

3.2.1.Резонансная природа образования высокой певческой форманты1

Верхнюю певческую форманту следует считать основным и важнейшим качеством хорошо поставленного певческого голоса.

С.Н. Ржевкин

Перейдем теперь к рассмотрению конкретной роли различных резонаторов в формировании и генерировании важнейших особенностей певческого голоса. Этой задаче будет посвящен не только настоящий раздел, но и последующие.

Система певческих резонаторов в целом является множественным резонатором, способным перенастраиваться на усиление различных звуковых частот в определенных пределах. Вместе с тем есть области частот, которые певческими резонаторами усиливаются наиболее значительно и постоянно. Это высокая и низкая певческие форманты. Напомним, что формантами называются области значительного усиления амплитуды тех или иных обертонов голоса, что существенно влияет на тембр, фонетические свойства и силу певческого звука в целом.

Высокая певческая форманта (ВПФ) - это группа усиленных обертонов в основном в области re-sol четвертой октавы (примерно 2400-2700 Гц у мужчин и 2700-3500 Гц у женщин), придающих голосу звонкость и полетность (см. § 3.4.2.). В этой области у мастеров пения, как нами показано (Морозов, 1965, 1967, 1977), сосредоточивается от 20 до 50% (и даже более) энергии певческого голоса (см. рис. 9, а также Приложение 2). У неквалифицированных певцов (с точки зрения академического сольного пения) ВПФ выражена слабо (3-10%).

1 Раздел печатается по материалам доклада, сделанного автором на XI Сессии Российского Акустического Общества (Морозов, 2001а).

52	В.П. Морозов

Рис. 9. Огибающие спектров пяти русских гласных, пропетых на ноте mi (165 Гц) высококвалифицированным оперным певцом Н. Охотниковым (А) и невокалистом Л.П- ком (Б). Вершина ВПФ указана стрелкой, вершина основного тона - крестиком, гласныеобозначенысоответствующими буквами.

По горизонтали - средние частоты прозрачности полосовых 1/4-октавных фильтров спектрометра SM1/2i-3a, немецкой фирмы RFT в Гц; по вертикали- интенсивность спектральных составляющих (дБ над уровн. 1 мВ) (по Морозов, 1977).

Сравнение спектров А и Б. Показывает их весьма значительные различия. Певческие гласные имеют четко выраженную ВПФ, практически одинаковую для всех гласных по уровню (=40%) и частотному расположению (=2400 Гц). Речевые же гласные имеют в этой области спектральные максимумы, значительно различающиеся, как по уровням, так и частотному расположению. Данным а к у с т и ч е с к и м различиям А и Б соответствуют значительные различия слухового в о с п р и я т и я и ф и з и о л о г и ч е с к и х механизмов образования вокальных и речевых гласных.

В литературе существуют разноречивые предположения о механизмах образования ВПФ и НПФ. Происхождение ВПФ еще С.Н. Ржевкин (1936) предположительно объяснял резонансом не-

Искусство резонансного пения

53

большой надгортанной полости. Л.Б. Дмитриев экспериментально с помощью рентгеновских снимков показал образование такой полости у хороших певцов за счет сужения входа в гортань (Дмитриев, 1968)- рис.10. Однако акустических доказательств происхождения ВПФ не было получено.

Рис. 10 Контуры надсвязочной полости гортани у хороших (а) и плохих (б) певцов. (Для сравнения взяты певческиегласные анасредней части диапазона каждого голоса.)

1 - вход в гортань; 2 - контур черпаловидных хрящей; 3 - контур надгортанника; 4 - голосовые связки; 5 - просвет трахеи; 6 - надсвязочноепространство гортани (по: Дмитриев, 1968).

Примечание. Внимание! Любому вокалисту очень важно знать,

что этот несомненно интересный объективно установленный феномен (сужение входа в гортань) - у лучших певцов отнюдь НЕ сопровождается ощущением сжатия горла во время пения, а наоборот, - сопроваждается субъективным ощущением широкой глотки, как при зевке, и эластической свободы гортани без каких-либо ее зажатий! См. об этом психофизиологическом парадоксе в гл. 5, § 5.3.2., 5.1.6., а

также 4.9.2., 4.9.3., гл. 7, § 7.5. идр.

Ибо зажатие гортани ведет к горлопению и потере голоса. Об этом предупреждали все выдающиеся певцы - Ф.И. Шаляпин, Л. Тетрацини, Э. Карузоидр.

Э. Карузо. Самая худшая ошибка многих певцов состоит в том, что они издают горловой звук... При самой крепкой конституции этого не можетвыдержатьдажесамыймощныйголосовойаппарат.

Л. Тетрацини. Самое главное - в подаче звука. Абсолютное большинство певцов страдают от изъяна, называемого «горлопением» при подаче звука, то есть атакующий звук или начало ноты у них

образуется в горле (очевидно, по ощущению. -В.М.). Рано или

поздно такое пение приводит к потере даже самого красивого голоса»).

Е.А. Рудаков считал причиной происхождения ВПФ «краевой тон» голосовых связок (Рудаков, 1963), т.е. собственно голосовой

54	В.П. Морозов

источник, для чего, по его мнению, «вовсе не нужна резонаторная надставная трубка» (Рудаков, 1963, с. 167). Гипотеза Е.А. Рудакова, которую он назвал «новой теорией образования ВПФ» (Рудаков, 1964), до настоящего времени не получила критической оценки специалистов. Между тем она весьма малоубедительна, поскольку спектр голосового источника по своей природе не содержит сколь- ко-нибудь выраженных максимумов (Фант, 1964). Кроме того, края голосовых связок при пении нот разной силы и высоты сильно изменяют свои физические свойства (плотность смыкания, длину колеблющейся части, просвет голосовой щели в фазе размыкания и др.). Это должно было бы сказываться и на изменении частотных характеристик ВПФ. Однако этого не происходит, и у хороших певцов частота ВПФ при изменении силы и высоты голоса остается практически неизменной (см. рис. 11). Это говорит скорее о резонансном механизме ее происхождения.

Рис. 11. Огибающие спектров певческой гласной А на различных по высоте нотах.

Тенор В. П-й, 1 - sol1, 392 Гц; 2 - mi1, 330 Гц; 3 - do1, 262 Гц; 4 - sol, 196 Гц; 5 - mi, 165 Гц. Высота основного тона обозначена крестиками, вершина ВПФ - стрелкой.

Спектры показывают, что несмотря на изменение частоты основного тона и перых формант, частота ВПФ стабильно остается водной итойжеобласти - 2500 Гц (по: Морозов, 1977).

Исходя из своей концепции «шумоподобного» механизма образования ВПФ голосовой щелью, Рудаков также писал, что голосовая щель порождает высокочастотные составляющие, негармоничные по отношению к основному тону. Это мнение также не под-

Искусство резонансного пения

55

тверждается экспериментально. На любых спектрах, как мужских, так и женских голосов (рис. 12, 13, 14, 15), полученных при достаточно узкополосном компьютерном анализе (1/20-1/8 октавы и уже), можно видеть, что область ВПФ включает гармонические составляющие спектра голосового источника с небольшими отклонениями от гармоничности, вызванными нестационарностью работы живого голосового источника и воздействием резонаторной системы голосового тракта.

Наконец, как известно из музыкальной акустики, в образовании звука в лабиальных системах, использующих в качестве возбудителя шум струи воздуха, рассекаемой щелью, т.е. «краевые тоны» по Рудакову (свистки, органные трубы, флейты), прилежащий резонатор всегда является неотъемлемой и важнейшей частью, формирующей звуковысотные, громкостные и тембровые свойства системы.

Рис. 12. Спектр голоса Ф. Шаляпина, «Легенда о двенадцати разбойниках», гласная О в заключительной фразе «...за Кудеяра-разбОйника будем мы Бога молить» в слове

«разбойника», нота mi1. Область ВПФ отмечена полосой затенения. Цифры справа: ВПФ=57,8%- относительный уровень ВПФ (Кзв голоса); Fmax=2527 Гцчастота вершины ВПФ; Fl, F2, F3 и т.д. - частота первой, второй, третьей и др. спектральных составляющих.

Спектр, полученный при разрешении фильтровой функции компьютера 1/20 октавы, позволяет видеть «микроструктуру» ВПФ, которая состоит из двух основных максимально усиленных гармоник (F8 и F9) и двух дополнительных (F7 и F10), входящих в зону ВПФ лишь частично и потомуменееусиленных.

Резонансная природа образования ВПФ (точнее- 3-й речевой форманты, соответствующей области ВПФ) была экспериментально подтверждена нами с использованием данных теории речеобразования В.Н. Сорокина (1985, 1992). Спектры речевых гласных отличаются от певческих значительной вариабельностью частотного положения формантных максимумов, в частности - третьей форманты, расположенной в зоне ВПФ и поблизости от нее (Фант, 1964; Sundberg, 1987, р.103). По теории В.Н. Сорокина расчет час-

56	5.77. Морозов

тоты формант производился по совокупности размеров и конфигурации всего артикуляционного тракта в целом, с учетом акустического взаимодействия различных его частей. Однако, согласно теории рупора Рокара (Y. Rocard), частоты спектра выше 2 кГц мало зависимы от резонансных процессов, обусловливающих низкочастотные области спектра (Husson, 1960, 1962). Это дает основание предположить, что надгортанную полость, порождающую высокочастотные максимумы спектра, можно рассматривать как локальный резонатор Гельмгольца, практически независимый от резонансных характеристик глотки и ротовой полости, с собственной резонансной частотой F0.

								Таблица1
	Расчет надсвязочного резонатора
голосового тракта для разных гласных
		А	Э	И	О		У		Ы
ОбъемV см3		4,22	4,23	2,57	4,26		4,83		4,82
Длина излуч. Е см		0.88	0,88	0,66	0,88		0,88		1,10
Площадь излуч. S см		0,68	0,65	0,68	0,65		0,67		0,65
Резон, частота Fo Гц		2345	2345	3769	2282		1948		1918
3-я форманта F3 Гц		2405	2235	3094	2316		2042		1874
(по Сорокину, 1992)
Разница ∆F=F3 - F0%		-2,5%	+4,9%	+21,8%	-1,5%		-4,6%		+2,3%

Это предположение было подтверждено нами экспериментально (см. табл. 1). Расчет собственной резонансной частоты надгортанной полости по формуле резонатора Гельмгольца (2) показал, что данная частота F0, изменяется на различных речевых гласных от 1874 Гц до 3094 Гц и определяется параметрами надгортанного резонатора, т.е. его объемом V, который варьировался в данной модели речи от 2,57 см3 до 4,83 см3 для разных гласных, длиной «горла» резонатора L, которая составляла от 1,34 см до 3,08 см, и площадью поперечного сечения «горла» S (т.е. сужения входа в гортань), изменявшейся незначительно от 0,65 см2 до 0,68 см2. Вычисленные таким образом значения резонансной частоты надгортанного резонатора по формуле резонатора Гельмгольца (2) практически совпали с частотами третьей форманты гласных по модели В.Н. Сорокина, с незначительными для подобного рода расчетов расхождениями: от 1,5% до 21,8%. Небольшое несовпадение на гласной И (∆F=21,8%) вызвано, очевидно, тем, что на 3-ю форманту этой гласной влияет также маленькая переднеязычная полость, а сильное перекрытие ротовой полости языком при ре-

Искусство резонансного пения

57

чевой артикуляции мешает выходу акустической энергии, сформированной надгортанным резонатором. Это нежелательное для певцов явление преодолевается хорошими профессионалами путем пения гласной И, равно как и У, при достаточно широко раскрытом ротовом отверстии. Мне часто приходилось наблюдать это у хороших певцов и удивляться, как при столь необычно широко раскрытом рте, гласные на слух не производят впечатление искаженных.

Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что надгортанная полость человека является локальным резонатором типа резонатора Гельмгольца, усиливающим высокочастотные гармоники спектра голосовых связок в области ВПФ (2,4-3,5 кГц). Судя по стабильности частотного положения вершины ВПФ в спектре хороших певческих голосов при пении разных гласных (рис. 9) и нот разной высоты (см. рис.11, 17), надгортанная полостьрезонатор у таких певцов сохраняется по своим размерам и форме практически неизменной. Это хорошо согласуется с требованиями многих опытных вокальных педагогов сохранить неизменное, предпочтительно пониженное (как при зевке или полузевке) и притом свободное положение гортани.

Рис. 13. Сонограмма голоса нар. арт. СССР, сопрано Т. Милашкиной, гласная А в слове «умолЯю», нота fa2 (сцена письма Татьяны из оперы «Евгений Онегин»). Синусоидальный характер гармоник спектра вызван периодическими изменениями ЧОТ (∆F1=76 Гц), происходящими вследствие вибрато (6,38 Гц). Зона ВПФ лежит в области 3000-3500 Гц. Можно видеть, что по причине вибрато в зону ВПФ попеременно входят: либо пятая (F5) при min ЧОТ, либо четвертая (F4) при max ЧОТ гармоники спектра (см. рис. 14 и 15).

58	В. П. Морозов

Резонансная природа ВПФ наглядно иллюстрируется на рис. 13 (сонограмма) и рис. 14 и 15: спектральные срезы в области min и max частоты основного тона (ЧОТ) и, соответственно, всех гармоник спектра (Fl, F2 и т.д.). Благодаря феномену вибрато певческого голоса (частотная модуляция всех гармоник) в зону резонанса ВПФ входят попеременно то 5-я, то 4-я гармоники спектра, соответственно усиливаясь (при входе в зону резонанса) или ослабевая (при выходе из нее).

Рис. 14. Спектр голоса сопрано Т. Милашкиной, снятый в фазе min ЧОТ вибрато (F1=694,4Гц), показывает, что в зону резонанса ВПФ попадает в основном 5-я гармоникаспектраF5=3492,5 Гц., относительныйуровень23,1%.

Рис. 15. Спектр того же голоса, снятый в фазе max ЧОТ вибрато (Fl=771,l, Гц), показывает, что в зону резонанса входит уже четвертая гармоника (F4=3144,9 Гц, относительный уровень 32,5%), a F5, оказавшись частично вне зоны резонанса ВПФ, существенноослабевает.

Резонансная природа ВПФ находит и другие любопытные подтверждения в спектрах голоса высококвалифицированных певцов. Так на рис. 16 и 17 видно, что после четко выраженной ВПФ с весьма высоким относительным уровнем (64,5%) следуют еще три убывающих по амплитуде максимума спектра: F9=5284,3 Гц, F10=7959,0 Гц и еще один небольшой максимум в

Искусство резонансного пения

59

районе 10 кГц. Легко подсчитать, что эти следующие за ВПФ максимумы по своей частоте приблизительно в 2, 3 и 4 раза превышают частоту ВПФ, то есть являются как бы гармоническими составляющими ВПФ. Таким образом, надгортанный резонатор, порождающий ВПФ, выступает как бы своеобразным генератором более высокочастотных гармонических составляющих спектра.

Рис. 16. Г. Селезнев. Романс С. Рахманинова «Вчера мы встретились...», гласная О в слове «Боже» во фразе «О Боже, как она с тех пор переменилась!», нота mi1. (+10 цент.). Спектральные максимумы в низкочастотной части спектра, кроме обозначенных символами Fl, F2, принадлежат звукам музыкального сопровождения (рояль). Для голоса данного певца характерен весьма высокий уровень ВПФ (64,5%), расположение ее типично для высокого баса в области Fmax=2629,7 Гц. Наличие небольших высокочастотных максимумов, расположенных на октаву выше ВПФ (F9, F10), характернодлямногиххорошихпрофессиональныхголосов.

Рис. 17. Г. Селезнев. Романс С. Рахманинова «О нет, молю, не уходи...», шесть гласных в заключительной фразе «...пОбУдь со мнОй, нЕ УходИ!». Прекрасно сформированная и практически одинаковая по амплитуде и частоте ВПФ на всех шести гласных - свидетельство высокого профессионализма вокально-технического певца. Согласно РТИП, это результатбольшойактивностиистабильностинадгортанногорезонаторапоющего.

60 ______________________ В.П. Морозов_____________________

Это явление вполне согласуется с теорией резонанса и подтверждается на примере духовых музыкальных инструментов, например органных труб, в которых труба-резонатор генерирует не только основной тон, но и ряд гармонических обертонов (см. § 2.1.).

Возвращаясь к гипотезе Е.А. Рудакова о генерировании ВПФ голосовой щелью «без участия резонаторов», следует подчеркнуть: приведенные экспериментально-теоретические результаты не позволяют приписать голосовым связкам как весьма не эффективному источнику звукообразования (Фант, 1964) (и вместе с тем нежному и легко ранимому) свойства генерирования громадной акустической энергии в области ВПФ (до 50%) при общей силе звука до 130 дБ и более (!) в надсвязочной области (Husson, 1962) без ка- кого-либо участия резонаторов, как считал Рудаков. Только «его величеству резонансу» под силу создать такую колоссальную концентрацию энергии в весьма узкой области спектра певческого голоса. Теория и экспериментальные факты свидетельствуют о резонансном происхождении ВПФ и о резонансном же механизме защиты голосовых связок от перегрузок (Морозов, 2000; Morozov, 2000, Морозов, 20016).

3.2.2.Резонансное происхождение низкой певческой форманты1

Резонансная природа НПФ достаточно очевидна, хотя нет единого мнения о том, какой именно резонатор ответствен за ее происхождение. Наиболее распространенное мнение: НПФ образуется в глотке.

Обобщение собственных исследований, проведенных мною в разные годы, а также работ других авторов, приводит нас к выводам о том, что НПФ, во-первых, представляет для певческого голоса значительно большую роль, чем это считалось раньше, а вовторых, - происхождение НПФ связано с резонансной активностью двух наиболее крупных полостей голосового тракта певца - ротоглоточного и трахеобронхиального резонаторов.

Рассмотрим сначала роль ротоглоточного резонатора, исходя из признания, что голосовой аппарат певца в акустическом отношении аналогичен духовым музыкальным инструментам.

Каковыоснованиядлятакогородадопущения?

Голосовой аппарат певца по механизму голосообразования, несмотря на всю его специфику, аналогичен амбушюрным духовым инструментам (труба, корнет, тромбон, валторна, туба и др.). Эта анало-

1 Раздел печатается по материалам доклада, прочитанного автором на XI Сессии Российского Акустического Общества (Морозов, 2001а).