Вокальный резонанс можно определить как «процесс, посредством которого основной продукт фонации усиливается по тембру и/или интенсивности за счет заполненных воздухом полостей, через которые он проходит на пути к внешнему воздуху». [1] В вокальной литературе используются различные термины, связанные с резонансом, в том числе: усиление, фильтрация, обогащение, расширение, улучшение, интенсификация и продление. Специалисты по акустике поставили бы под сомнение многие из этих терминов со строго научной точки зрения. Однако главное, что певец или оратор может извлечь из этих терминов, заключается в том, что результатом резонанса является создание лучшего звука или, по крайней мере, соответствующего определенной эстетической и практической области.
Голос, как и все акустические инструменты, такие как гитара, труба, фортепиано или скрипка, имеет свои особые камеры для резонирования тона. Как только тон создается вибрирующими голосовыми связками, он вибрирует внутри и через открытые резонирующие каналы и камеры. Поскольку голосовой тракт часто связан с разными областями тела, разные резонансные камеры могут называться: грудь, рот, нос/«маска» или голова [ нужны разъяснения ] .
Различные применяемые термины могут представлять вокальные «цвета» в более символическом/перцептивном, а не физическом смысле, в непрерывной шкале: от темного ( грудного ) резонанса до яркого ( головно-носового ) резонанса. Мы можем назвать этот спектр резонансным треком. В нижнем диапазоне преобладает грудной/темный цвет; в среднем диапазоне доминирует рото-носовой резонанс; а в более высоком диапазоне преобладает головно-носовой резонанс (яркий цвет). Цель использования таких изображений несколькими учителями и тренерами — овладеть всеми «цветами спектра». Это, в конечном счете, может позволить расширить возможности эмоционального выражения. Эмоциональное содержание текста или фразы предполагает цвет и громкость тона и является личным выбором исполнителя.
Есть певцы, которых можно узнать по ярко выраженному гнусавому характеру; тогда как другие известны своим глубоким, темным и грудным звуком; а третьи отличаются хриплым или пьянящим звуком; и так далее. Частично такая индивидуальность зависит от строения голосового инструмента певца, т. е. от свойственной ему формы и размеров голосовых связок и речевого тракта.
Качество или цвет голоса также зависит от способности певца развивать и использовать различные резонансы, управляя формой и размером камер, через которые проходит звук. Электрографически в форме «голосовых отпечатков» было продемонстрировано, что, как и отпечатки пальцев, не бывает двух одинаковых голосов. [2]
В техническом смысле резонанс — это взаимосвязь, существующая между двумя телами, вибрирующими с одинаковой частотой или кратной ей. Другими словами, вибрации, исходящие от одного тела, заставляют другое тело вибрировать в гармонии с ним. Резонатор можно определить как вторичный вибратор, который приводится в движение основным вибратором и который добавляет свои собственные характеристики к генерируемым звуковым волнам. [3]
Существует два вида резонанса: симпатический резонанс (или свободный резонанс) и вынужденный резонанс (или кондуктивный резонанс) [4]. Существенная разница между обоими типами заключается в том, что заставляет резонатор начинать вибрировать. При симпатическом резонансе нет необходимости в прямом физическом контакте между двумя телами. Резонатор начинает функционировать, потому что он воспринимает вибрации через воздух и отвечает на них сочувственно, пока собственные частоты колебаний резонатора совпадают с возбуждающими колебаниями. При вынужденном резонансе резонатор начинает вибрировать, поскольку он находится в физическом контакте с вибрирующим телом, что «заставляет» резонатор повторять его колебания. [5]
Оба типа резонанса действуют в человеческом голосе во время разговора и пения. Большая часть вибрации, ощущаемой певцами во время пения, является результатом вынужденного резонанса. Волны, создаваемые потоком воздуха, модулируемым вибрирующими голосовыми связками, распространяются вдоль костей, хрящей и мышц шеи, головы и верхней части груди, заставляя их вибрировать за счет принудительного резонанса. Существует мало свидетельств того, что эти вибрации, воспринимаемые тактильными нервами, вносят какой-либо существенный вклад во внешний звук. [6]
Однако эти же вынужденные вибрации могут служить для певца ориентирами ощущений, независимо от их воздействия на внешний звук. Эти ощущения могут свидетельствовать певцу о том, что его голосовые связки формируют сильные первичные вибрации, которые передаются от них к голове и груди. Таким образом, эти вибрационные ощущения могут дать певцу сенсорную обратную связь об эффективности всего голосового процесса.
Напротив, звук, который человек слышит от певца, является продуктом симпатического резонанса. Колебания воздуха, возникающие на уровне голосовых связок в гортани , распространяются по голосовому тракту (например, по протокам и полостям дыхательных путей). Другими словами, результирующая голосовая волна фильтруется голосовым трактом: явление симпатического резонанса. [7] Голосовой резонатор не является декой , сравнимой со струнными инструментами . Скорее, это столб воздуха, проходящий через речевой тракт, имеющий не только сложную, но и весьма изменчивую форму. Веннард говорит:
Таким образом, он может вибрировать как целиком, так и в любой из своих частей. Нетрудно представить себе, что это вибрирует одновременно в нескольких направлениях. Действительно, большинство вибраторов так и делают, иначе у нас не было бы тембра, состоящего из нескольких частот разной интенсивности, звучащих вместе. Воздух способен на это в полной мере, как и любая другая среда; действительно, звуки многих различных инструментов доносятся до ушей одним и тем же воздухом, направляются в один и тот же крошечный канал и все же могут быть услышаны как один звук или как звуки из отдельных источников, в зависимости от того, каким образом мы передаем их. внимание. [5]
Существует ряд факторов, определяющих резонансные характеристики резонатора. К ним относятся: размер, форма, тип отверстия, состав и толщина стенок, поверхности и комбинированные резонаторы. Качество звука можно существенно изменить при весьма небольших изменениях этих обусловливающих факторов. [6]
Как правило, чем больше резонатор, тем на более низкую частоту он будет реагировать; чем больше объем воздуха, тем ниже его тон. Но на высоту звука также будет влиять форма резонатора, размер отверстия и количество выступов или шейки резонатора. [3]
Резонатор конической формы, такой как мегафон , имеет тенденцию усиливать все звуки без разбора. На резонатор цилиндрической формы в первую очередь влияет длина трубки, по которой распространяется звуковая волна. На сферический резонатор влияет количество отверстий, а также наличие у этого отверстия выступа. [6]
Три фактора, относящиеся к стенкам резонатора, влияют на его работу: материал, из которого он сделан, толщина его стенок и тип поверхности. Резонансные характеристики музыкального инструмента, очевидно, будут различаться в зависимости от материала, и количество используемого материала будет иметь определенный эффект. [3]
Особое значение для пения имеет соотношение поверхности резонатора с его тональными характеристиками. Резонаторы могут быть высокоселективными, то есть реагировать только на одну частоту (или кратную ей), или они могут быть универсальными, то есть могут реагировать на широкий диапазон частот. В общем, чем тверже поверхность резонатора, тем он будет более избирательным, а чем мягче поверхность, тем более универсальным он станет. «Жесткий резонатор будет реагировать только тогда, когда вибратор содержит обертон, который точно гармонирует с резонатором, в то время как мягкий резонатор пропускает широкий диапазон основных частот без демпфирования, но добавляет свою собственную частоту, например, при обертоне, гармоническом резонаторе. или негармоничным, в зависимости от обстоятельств». [5]
Чрезвычайная жесткость приведет к получению проникающего тона с несколькими очень сильными высокими нотами. Мягкость, доведенная до крайности, приведет к мягкому, ненаправленному тону, малохарактерному. Между этими двумя крайностями лежит целая гамма тональных возможностей. [3]
Последний фактор, который следует упомянуть, — это эффект объединения двух или более резонаторов. В общем, эффект соединения двух или более резонаторов заключается в том, что резонансная частота каждого из них снижается в разных пропорциях в зависимости от их емкости, их отверстий и т. д. Правила, регулирующие комбинированные резонаторы, применимы и к человеческому голосу: горло, рот, а иногда и нос, функционируют таким же образом. [3]
Есть семь областей, которые можно назвать возможными голосовыми резонаторами. Этими областями в порядке от самой нижней части тела к самой высокой являются грудная клетка, трахеальное дерево, сама гортань, глотка, полость рта, полость носа и пазухи. [6]
Грудная клетка не является эффективным резонатором, несмотря на то, что многочисленные голосовые книги и учителя говорят о «резонансе грудной клетки». Хотя сильные вибрационные ощущения могут ощущаться в верхней части грудной клетки, они не могут внести существенного вклада в резонансную систему голоса просто в силу своей структуры и расположения. Грудная клетка в основном связана с расположенными выше структурами дыхательных путей, такими как легкие и трахея (например, под голосовыми связками ). Там он имеет высокую степень вибрационного поглощения и практически не имеет акустической функции по отражению звуковых волн обратно в гортань . [3]
Трахейное дерево не вносит существенного вклада в резонансную систему, за исключением негативного влияния на его резонансную частоту. Трахея и бронхи объединяются, образуя перевернутую Y-образную структуру, известную как трахеальное дерево . Он расположен чуть ниже гортани и, в отличие от внутренней части легких , имеет отчетливую трубчатую форму и сравнительно твердую поверхность. Реакция трахеального дерева одинакова для всех звуков, за исключением собственной резонансной частоты. Когда эта резонансная частота достигается , реакция подсвязочной трубки действует как акустический импеданс или помехи, которые имеют тенденцию нарушать голосовую функцию гортани . Исследования показали, что резонансная частота подсвязочной системы или трахеального дерева вокруг ми-бемоль выше «средней до» как у мужчин, так и у женщин, несколько варьируясь в зависимости от размера человека. [8]
Из-за своих небольших размеров гортань выполняет функцию резонатора только для высоких частот. Исследования показывают, что одним из желательных атрибутов хорошего вокального тона является выраженный обертон, лежащий между 2800 и 3200 герцами, при этом мужские голоса ближе к нижнему пределу, а женские голоса — к верхнему. Этот атрибут определяется как блеск или, чаще, как кольцо или форманта певца , как полностью описано Сундбергом. [9] В гортани или рядом с ней есть несколько областей, которые могут резонировать на таком высоком тоне. К ним относятся воротник гортани, желудочки Морганьи, валлекула и грушевидные синусы. Гортань не находится под сознательным контролем, но все, что производит «звон», может косвенно стимулироваться осознанием учеником и учителем звуков, которые его содержат.
Глотка является наиболее важным резонатором благодаря своему положению, размеру и степени регулируемости . Это первая полость любого размера, через которую проходит продукт гортанного вибратора; другие надгортанные полости должны принимать все, что передает им глотка. Грин утверждает:
«Надгортанные резонаторы, находящиеся в основных мышечных и подвижных структурах, должны произвольно контролироваться для создания условий оптимального резонанса либо за счет различной степени напряжения их стенок, либо за счет изменения размеров их отверстий и полостей во время артикуляционных движений». [ нужна цитата ]
Полость рта является вторым по эффективности резонатором. [5] [7] Форма и расположение язычка кардинально меняют форму этого резонатора. Размер резонатора также определяется степенью открытия или закрытия рта. Наконец, губы формируют финальный фильтр звука, завершая заключительный этап «орального резонанса».
Полость носа является третьим по эффективности резонатором. [5] [7]
Несмотря на то, что многие певцы и учителя традиционно называют их резонаторами, пазухи состоят из небольших закрытых воздушных карманов, акустически не связанных с речевым трактом и не имеющих доказанной роли в голосовом резонансе. [5] [7] Можно утверждать, что поверхность головы и более глубокие нервы, расположенные рядом с пазухами, могут обнаруживать пассивные вибрации, вызванные голосом, генерируемым и передаваемым через речевой тракт. Эти ощущения могут способствовать сохранению образа пазух как эффективных резонаторов.