Текст
                    АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ
им. И. М. СЕЧЕНОВА
В. П. МОРОЗОВ
БИОФИЗИЧЕСКИЕ
основы
ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ЛЕНИНГРАД • 1977


УДК 612.78 + 534.78 + 784.92 + 634.3 + 154.2 Биофизические основы вокальной речи. Морозов В. П. Л., «Наука», 1977. 232 с. Монография является первой в СССР книгой по биофизике вокальной речи (пения), существенно восполняющей отсутствие публикаций на эту тему как в отечественной, так и в зарубежной литературе. Книга обобщает более чем 20-летний опыт автора по изучению особенностей акустического строения, физиологических механизмов образования и восприятия вокальной речи (спектр, сила, помехоустойчивость, вибрато, разборчивость, гортань, дыхание, резонаторы, вокальный слух, эмоциональная выразительность и др.). Контингент испытуемых — сотни вокалистов разных категорий, включая выдающихся мастеров вокального искусства. Основная идея книги — выделить наиболее характерные акустико-физиологические особенности вокальной речи (по сравнению с обычной речью) и связать их с особым назначением пения как средства передачи эмоционально-эстетической информации. На основе детальной разработки этой идеи формулируется гипотеза об эволю- ционно-историческом происхождении вокальной речи и особо выделяются прикладные аспекты, имеющие практическое значение для вокальной педагогики, медицины (отоларингологии, фониатрии) и технической биоакустики. Лит. — 165 назв., ил. — 103, табл. — 21. Ответственный редактор в. и. Медведев oUdUU-bbU sfis_77 (П) Издательство «Наука», 1977 055(02)-77 w
«Подлинной теории певческого голоса не существует, и, чтобы ее создать, необходимо подробно изучить певческий голос, применяя современные методы акустики и физиологии. Необходимо найти связь работы голосового аппарата с получающимся акустическим эффектом и на основе этого попытаться создать теорию певческого голоса». С. Н. Ржевкин «Несомненно, что именно нашей Родине должна принадлежать первая роль в постановке вокального искусства, ибо мы более чем кто-либо обеспечены серьезными научными достижениями И. М. Сеченова, И. П. Павлова и других отечественных физиологов». Л. А. Орбели ПРЕДИСЛОВИЕ Эпиграфом к книге мы неслучайно избрали высказывания о вокальной речи двух виднейших ученых — одного из основоположников советской акустической науки доктора физ.-мат. наук профессора С. Н. Ржевкина и академика Л. А. Орбели, — ибо в течение многих лет эти слова служили нам руководством к действию в наших трудоемких экспериментально-теоретических исследованиях вокальной речи. Монография является обобщением результатов более чем 20-летних исследований автора и его сотрудников в области вокальной речи. Работа по этой теме была начата нами еще в 1954 г. на кафедре высшей нервной деятельности Ленинградского государственного ордена Ленина университета им. А. А. Жданова и в Ленинградской государственной ордена Ленина консерватории им. Н. А. Римского-Корсакова; Основной экспериментальной базой с 1959 г. была группа физиологической акустики (руководитель — доктор медицинских наук В. И. Медведев) Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Академии наук СССР (директор — с 1975 г. — чл.-кор. АН СССР В. А. Говырин, ранее — академик Е. М. Крепе) и Лаборатория по изучению певческого голоса Ленинградской государственной ордена Ленина консерватории им. Н. А. Римского-Корсакова. Данная лаборатория была организована по инициативе автора в 1960 г. при поддержке ректората и педагогов вокального факультета консерватории с целью экспериментального исследования акустико-физиологических основ вокальной речи. На базе этой лаборатории нами была проведена значительная часть экспериментальных исследований по проблеме 3
вокальной речи. Исследования велись в тесном сотрудничестве с вокальными педагогами кафедры сольного пения (зав. кафедрой — профессор Е. Г. Ольховский, с 1971 г. — кандидат искусствоведения Ю. А. Барсов). Исследования профессиональных певцов, страдающих функциональными заболеваниями голосового аппарата, были выполнены на базе Ленинградского научно-исследовательского института по болезням уха, горла, носа и речи (директор — доцент Б. С. Крылов) в совместной работе с врачами-фониатрами института: кандидатом медицинских наук Т. Е. Шамшевой, кандидатом медицинских наук Н. Ф. Лебедевой и Р. И. Райкиным. Исследования детской голосовой функции были проведены на базе музыкально-вокального сектора Ленинградского Дворца пионеров им. А. А. Жданова с участием старейшего детского вокального педагога Е. М. Малининой и М. Н. Евсеевой, а также в музыкальном училище и хоре мальчиков при Ленинградской государственной академической капелле им. М. И. Глинки в комплексной научно-исследовательской работе с НИИ художественного воспитания АПН СССР (директор — Б. Т. Лихачев, сотрудники — Н. Д. Орлова, Т. Н. Овчинникова и др.). Контингент испытуемых (включая аудиторов) составил около 1100 человек из числа следующих основных категорий: 1) профессиональных оперных певцов, солистов театров (басы, баритоны, тенора, сопрано, меццо-сопрано); 2) студентов-вокалистов Ленинградской консерватории; 3) неквалифицированных вокалистов из числа участников художественной самодеятельности; 4) детей- вокалистов (альты, дисканты) разных возрастных групп (от 7 до 16 лет); 5) профессиональных оперных певцов, страдающих функциональными расстройствами голосового аппарата; 6) лиц, не обладающих никакими вокальными навыками (невокалисты). Кроме того, акустическому анализу были подвергнуты голоса многих выдающихся мастеров вокального искусства (в грамзаписи): Ф. Шаляпина, Э. Карузо, М. Баттистини, А. Патти, Титта Руффо, Б. Джильи, Н. Обуховой, Марио дель Монако, С. Лемешева, И. Козловского, Б. Гмыри, Н. Гяурова и других. Автор считает своим долгом выразить признательность руководителям всех перечисленных выше учреждений, коллективам научно-исследовательских лабораторий и коллегам за помощь и содействие, оказанные в проведении работы. Особенно хочется отметить сотрудника лаборатории физиологии голоса Ленинградской консерватории В. Н. Попова, ныне профессионального певца, солиста Ленинградской филармонии, и наших бывших аспирантов, ныне кандидатов наук—А. Н. Киселева и Г. М. Котляра, — оказавших большую помощь в проведении трудоемких экспериментальных исследований. Написанию и оформлению монографии в значительной мере способствовали ценные советы и замечания, сделанные по поводу различных разделов и этапов работы членом-корреспондентом 4
АН СССР Г. В. Гершуни, доктором искусствоведения Л. Б. Дмитриевым, доктором биологических наук В. А. Кожевниковым, доктором медицинских наук В. И. Медведевым, доктором технических наук Н. Б. Покровским, доктором физико-математических наук С. Н. Ржевкиным, доктором биологических наук Л. А. Чи- стович. Я сердечно благодарен своему другу и постоянному помощнику в научной работе — моей жене Н. П. Морозовой, — разделившей со мной все трудности долгого пути работы над книгой и подготовки ее к изданию. Наконец, особое чувство признательности хочется выразить нашим многочисленным испытуемым: студентам вокального факультета Ленинградской консерватории, детским вокальным коллективам, солистам Ленинградских оперных театров, филармонии и других музыкальных коллективов, которые не только совершенно бескорыстно, но и с искренним исследовательским интересом принимали участие в опытах, что немало способствовало решению наших сложных исследовательских задач. Ограниченный объем книги — причина того, что в некоторых ее разделах изложение материала носит конспективный характер, а список цитируемой литературы далеко не так полон, как хотелось бы автору. Вынося наш многолетний труд на суд читателей, мы отнюдь не считаем его во всех отношениях безукоризненным и с благодарностью воспримем все критические замечания, направленные на пользу дела. Мы считали бы свою задачу выполненной, если нам удалось наметить ряд основных направлений, по которым может развиться дальнейшее, более углубленное изучение биофизических основ вокальной речи.
ВВЕДЕНИЕ ВОКАЛЬНАЯ РЕЧЬ КАК ПРЕДМЕТ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Вокальная речь представляет собой весьма специализированную форму звуковой речи человека, широко известную под термином «искусство пения». Однако в задачу книги не входит рассмотрение вокальной речи с позиции искусства. Цель работы заключается в исследовании биофизических закономерностей, которые лежат в основе процесса вокальной речи и определяют ее характерные особенности: акустическое строение, слуховое восприятие и физиологические механизмы образования и регулирования. Пение как особая форма звуковой речи Основной характерной чертой вокальной речи является специфичность ее целевого назначения. Информацию, которую несет речевой сигнал, принято делить на две категории: 1) семантическую (логическую), 2) эмоционально-эстетическую (Моль, 1966). Если в разговорной речи доминирующей обычно является семантическая информация, то вокальная речь служит, как известно, средством эмоционального воздействия на слушателя, т. е. средством передачи главным образом музыкально-эстетической и эмоциональной информации. Метко охарактеризовал эту основную особенность вокальной речи К. С. Станиславский: «Слово (в пении, — В. М.) — что, музыка — к а к», писал он (1926, с. 509). Эта особенность вокальной речи как специализированного средства звуковой коммуникации человека лежит в основе многих других ее особенностей. От обычной разговорной речи вокальная речь резко отличается прежде всего спецификой своего акустического строения: значительно увеличенной мощностью и громкостью, длительностью гласных, особенностью тембра, характерными модуляциями высоты основного тона и рядом других свойств. 6
Важно отметить, что многие из указанных акустических параметров вокальной речи не являются произвольными, как в обычной речи, а довольно строго предопределены (заранее заданы) нотной записью исполняемого вокального произведения: чередование длительности гласных составляет ритм, а изменение высоты основного тона — мелодию вокальной речи. Как известно, в нотной записи даются также указания о громкости звука (forte, piano, crescendo, diminuendo и т. д.), что в известной мере предопределяет также и характер изменения силы голоса исполнителя. Перечень акустических отличий вокальной речи от обычной будет не полон, если не упомянуть о таком специфическом свойстве вокальных гласных, как вибрато, отсутствующее в обычной речи, а также о повышенной полетности, или носкости, голоса (portata de la voce). Указанные основные акустические особенности вокальной речи определяют своеобразие слухового восприятия ее. Вокальная речь характеризуется также рядом особенностей физиологических механизмов образования (особый тип дыхания, работы гортани, резонаторов и т. п.). О термине вокальная речь Термин вокальная речь в сущности обозначает то же самое, что и термин пение. Вместе с тем имеются некоторые основания и для разграничения этих терминов, поскольку связаны они с принципиально разными сторонами изучаемого явления. За термином пение исторически закрепилось представление как за музыкально- эстетической категорией явлений, иными словами: термин пение характеризует процесс с точки зрения художественно-исполнительских задач, с точки зрения эстетического восприятия, т. е. обозначает в сущности искусство пения. Под термином вокальная речь понимается биофизическая сторона певческого процесса, т. е. пение рассматривается с чисто акустико-физиологических позиций. Кроме того, предмет наших исследований по ряду признаков (общность артикуляционного аппарата, акустического приемника, фонетического строя и т. д.) представляет в сущности речевую функцию, что и оправдывает употребление термина речь. Речь эта, однако, сильно видоизменена и деформирована требованиями искусства. Поэтому для характеристики указанного процесса и в целях выявления его особенностей по сравнению с разговорной речью в настоящей работе использованы современные методы и средства акустико-физиологического анализа, применяемые для исследования обычной речи.1 1 Необходимо, правда, оговориться, что специфика функции вокальной речи потребовала разработки совершенно новых методов и приборов, о чем будет сказано несколько ниже. 7
Как уже упоминалось, одна из существенных особенностей вокальной речи — значительное преобладание гласных над согласными. Длительность гласных в пении в десятки раз превышает длительность гласных в обычной разговорной речи. Это обстоятельство является причиной того, что пение часто называют вокалом (Ржевкин, 19566).2 С этих позиций термин вокальная речь можно рассматривать как речь, в которой доминируют гласные. Таким образом, черты определенного сходства с обычной речью дают основание назвать анализируемый процесс речью, а черты существенных различий оправдывают термин вокальная. Имея в виду ярко выраженный эмоциональный характер вокальной речи, Ч. Дарвин назвал пение эмоциональной речью (Дарвин, 1953а, с. 746). Известный советский фониатр И. И. Леви- дов (1939) в свое время предложил термин омузыкаленная речь. Термин этот, однако, не вошел во всеобщее употребление. Термин вокальная речь проявляет большую жизненность: им все чаще и чаще пользуются вокальные педагоги и исследователи. О значении исследований вокальной речи Обычно считается, что исследования в области вокальной речи имеют главным образом прикладное значение, в плане научного обоснования вокально-педагогической практики. Большинство из имеющихся работ по вокальной речи выполнено именно с этой целью. Не отрицая несомненной важности прикладных работ в этой области, необходимо подчеркнуть не меньшую (а может быть и большую) важность научно-теоретических исследований вокальной речи. Известно, что такие ученые, как Г. Гельмгольц, И. М. Сеченов, Л. А. Орбели, придавали большое значение исследованиям музыкально-вокального искусства и не раз обращались к творчеству певцов и музыкантов с целью иллюстрации законов общей физиологии. Подчеркивая важность научно-теоретических исследований в этой области, академик Л. А. Орбели писал: «Меня как ученого драматическое и музыкальное искусство интересует с точки зрения понимания и развития павловского учения о высшей нервной деятельности человека» (1945, с. 62). Леон Абгарович был глубоко убежден в возможности научной интерпретации многих не ясных еще сторон творчества вокалистов, о чем свидетельствует его высказывание, помещенное в качестве эпиграфа к книге (Орбели, 1958, с. 5). В трудах И. М. Сеченова мы находим многочисленные ссылки на специфические особенности творчества певцов и музыкантов (Сеченов, 1952). Известно также, что некоторые из своих публичных лекций И. М. Сеченов неоднократно посвящал физиологии певческого голосообразования. 2 От слова vocalis (итал.) — гласный. 8
Современные исследования в области вокальной речи имеют, на наш взгляд, большое значение прежде всего для психофизиологии речи. В последние два-три десятилетия в связи с развитием теории связи и идей кибернетики в психофизиологии речи достигнуты немалые успехи. Объединение усилий различных специалистов (физиологов, психологов, акустиков, лингвистов) позволило создать теоретические основы речевой функции (Жин- кин, 1958; Зиндер, 1960; Покровский, 1962; Сапожков, 1963; Фант, 1964; Галунов, Чистович, 1965; Речь, 1965; Мясникова, 1967; Бондарко и др., 1968; Фланаган, 1968; Мясников, Мясникова, 1970; Чистович, Кожевников, 1972; Физиология. . ., 1976). Однако, несмотря на успехи, проблема речи еще далека от своего окончательного разрешения как в теоретическом плане (расшифровка интимных психофизиологических механизмов образования и восприятия речи), так и в практическом отношении (разработка универсальных и надежных систем автоматического распознавания речи, повышение надежности передачи речи в особых акустических условиях, индивидуальная и эмоциональная вариативность речи и т. д.). В этой связи изучение акустико-физиологических особенностей вокальной речи (как особой разновидности речи) имеет то значение, что существенно расширяет круг сведений об изучаемой функции, дает более богатый материал для выделения общих закономерностей. В частности, представляется возможным более точно судить о пределах тех видоизменений, которые может претерпевать речевая функция, сохраняя при этом свои основные коммуникативные свойства. Как показали наши исследования, пределы эти могут быть весьма значительными. Приведем только один пример: в главе 1 показано, что спектры вокальных гласных практически не имеют ничего общего со спектрами обычных речевых гласных, и тем не менее вокальные гласные хорошо опознаются на слух и не теряют своей фонетической разборчивости (при правильном вокальном произношении). Нам представляется, что эти данные могут иметь определенное значение при поисках инвариантных признаков фонем в спектральных характеристиках гласных, равно как и при анализе механизмов мозга, выделяющих эти признаки. Помимо теоретического значения, исследования в области вокальной речи имеют также несомненное практическое значение, прежде всего для нужд вокальной педагогики. Вокальное искусство, как известно, является наиболее доступным и популярным среди народа видом искусства. Поют миллионы людей. В нашей стране насчитывается 41 театр оперы и балета, 21 театр музкомедии, 23 музыкальных вуза, 114 музыкальных училищ, не говоря уже о многочисленных самодеятельных и профессиональных вокальных коллективах, кружках сольного пения, оперных студиях и т. п. Советское вокальное искусство может по праву гордиться именами ряда выдающихся певцов, высокое вокально-художествен- 9
ное мастерство которых получило всемирное признание. Однако высокого вокального мастерства из миллионных масс поющих достигают лишь единицы. К сожалению, нередки случаи ухудшения и даже потери голоса в процессе обучения или в самом начале профессиональной певческой деятельности. Основной причиной указанных недостатков, по мнению многих компетентных специалистов, является недостаток знаний певцов и вокальных педагогов о естественной природе певческого голоса и как следствие — неумение управлять развитием голоса в соответствии с законами этой природы. О назревшей необходимости повышения уровня вокального искусства на научной основе неоднократно высказывались многие видные деятели в области вокального исполнительства и методологии (Лисициан, 1961; Плятт и др., 1961; Львов, 1964; Дмитриев, 1966, 1968; Шпиллер, 1972; Нестеренко, 1976). Энергичные призывы привлечь науку на службу вокальному искусству содержатся в резолюциях всех всесоюзных вокальных конференций и совещаний (Назаренко, 1968). О состоянии проблемы Несмотря на несомненное теоретическое значение и практическую важность, проблема вокальной речи в акустико-физиологическом плане исследована далеко не достаточно. Анализ литературных данных показывает, что число работ по вокальной речи составляет лишь незначительную часть от числа работ по обычной речи. Поэтому сегодня еще справедливы слова одного из исследователей, назвавшего эту область «падчерицей науки» — stepchild of the sciences (Pepinsky, 1945). Правда, в последние годы наблюдается некоторое оживление интереса исследователей к вокальной речи. Появляется ряд работ известного французского исследователя певческого голоса Рауля Юссона (Husson, 1960, 1962, 1965; Юссон, 1974), выдвинувшего новую, так называемую нейрохронаксическую теорию образования голоса. Начались систематические исследования по акустике вокальной речи в лаборатории Фанта, проводимые Сундбергом (Sundberg, 1968, 1974, 1975). В 1973 г. в США создана международная ассоциация по экспериментальному изучению пения (JAERS),3 ставящая своей целью объединение усилий различных исследователей (в том числе и советских ученых), работающих в этой области. В ноябре 1975 г. в США в Сан-Франциско состоялся первый международный конгресс по экспериментальному изучению пения под председательством Дж. Ларжа (J. Large), организованный JAERS совместно с Американским акустическим обществом (Program. . ., 1975). В эти же годы в Европе организуется «Союз европейских фониа- 3 Сокращенно от слов International Association for Experimental Research in Singing. 10
тров» (под председательством Евы Седлачковой Прага, ЧССР), ставящий своей целью объединение усилий врачей-фониатров для разработки эффективных методов профилактики и лечения расстройств голосовой функции. В нашей стране в последние годы вышел из печати ряд монографий и методических руководств, основанных на результатах экспериментальных исследований вокальной речи (Морозов, 1965, 19676; Петрова, 1966; Дмитриев, 1968; Детский голос, 1970; Ермолаев и др., 1970). В задачу краткого введения не входит подробный литературный обзор состояния проблемы; необходимые литературные данные будут приведены и прокомментированы по ходу изложения материала, т. е. в соответствующих главах. Здесь же следует лишь подчеркнуть, что общее состояние акустико-физиологических исследований вокальной речи еще далеко не удовлетворительно, как по числу ученых, принимающих участие в разработке этой проблемы, так и по неизученности многих вопросов. В этой связи не потеряли своей актуальности высказывания основоположника в области акустических исследований певческого голоса в нашей стране доктора физико-математических наук профессора С. Н. Ржевкина, которые мы поместили в качестве эпиграфа к книге (Ржевкин, 19566, с. 306). Основные задачи работы В соответствии с основной идеей настоящей работы, высказанной в предисловии и введении, наиболее общие задачи книги сводятся к следующему: Первая задача состоит в детальном исследовании акустических характеристик вокальной речив плане сравнения их с характеристиками обычной разговорной речи и выявлении типичных (инвариантных) особенностей вокальной речи. В число исследуемых акустических свойств включены следующие: спектр (гл. 1), сила голоса, или динамические характеристики (гл. 2), помехоустойчивость и полетность (гл. 3), вибрато (гл. 4), высота основного тона голоса (гл. 6), дикция или разборчивость (гл. 5). Ввиду того что носителями основных отличительных свойств вокальной речи являются гласные, основное внимание в указанных разделах обращено на исследование именно гласных звуков, за исключением главы 5, где анализируется также и роль согласных. В целях лучшего выявления инвариантных акустических признаков вокальной речи исследованию подвергнуты различные категории вокалистов, отличающиеся по степени квалификации, типу голоса, возрасту, состоянию здоровья и т. п. Вторая задача заключается в установлении связи акустических характеристик вокальной речи с физиологическими механизмами образования звука в голосовом аппарате. Как известно, классическая фи- 11
зиология делит голосообразующий аппарат на три части: 1) вибратор (гортань), 2) резонаторы (артикуляционный аппарат), 3) энергетическую систему (дыхательный аппарат). Поэтому основные физиологические исследования были проведены согласно этой схеме: физиологический анализ колебаний голосовых связок (гл. 6), особенности работы дыхательного аппарата (гл. 7), особенности деятельности резонаторной системы (гл. 9). Кроме того, существенные материалы, касающиеся роли физиологических факторов в происхождении акустических особенностей вокальной речи, рассмотрены в акустических главах (гл. 1, 2, 5). Третья задача касается выяснения роли основных сенсорных систем, ив первую очередь слуха, как ведущего анализатора в формировании акустических особенностей и регулировании физиологических механизмов вокальной речи. Решение этой задачи мыслилось разными путями: 1) путем сопоставления акустических характеристик сигнала вокальной речи с физиологическими параметрами слухового анализатора (гл. 1, 2), 2) путем исследования особенностей субъективного слухового восприятия вокальной речи (гл. 1, 3, 4, 5), 3) методом нарушения обратпой акустической связи путем заглушения шумом, задержкой сигнала обратной связи во времени, искажения спектральных характеристик обратной акустической связи (гл. 8). Исследование других афферентных систем проведено: 1) путем функционального «выключения» ведущего, т. е. слухового, анализатора (гл. 8), 2) методом создания искусственных каналов обратных связей на основе вибрационного (гл. 9), а также — зрительного (гл. 11; 1.9) анализаторов. Четвертая задача состоит в изучении связи основных художественно-эстетических и эмоциональных характеристик пения с акустическими и психофизиологическими характеристиками вокальной речи. Эта задача находит решение в сопоставлении субъективных и объектив- t ных показателей (гл. 11, Заключение), выделении или усилении значимых для эстетического восприятия акустических параметров вокальной речи методами электроакустики (гл. 1), статистики и моделирования (гл. 10). Таким образом, книга в целом преследует научно-теоретические цели. Вместе с тем мы сочли возможным на основании полученных новых данных сделать ряд практических выводов и рекомендаций, полезных, как нам представляется, для решения прикладных задач вокальной педагогики, медицины и технической биоакустики. Прикладные аспекты затрагиваются практически во всех отделах книги, а кроме того им специально посвящена глава 11.
Глава 1 ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРА ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ 1.1. О тембре певческого голоса Важнейшей акустической характеристикой голоса певца является тембр. Эстетические качества голоса любого певца в значительной степени зависят от характера тембра: тембр может быть красивый и некрасивый. Тембр является критерием деления певческих голосов на тип ы: басы, баритоны, тенора, сопрано, меццо- сопрано, колоратурное сопрано и т. п. Наряду с типологическими и индивидуальными особенностями певческий тембр имеет и некоторые инвариантные черты, присущие любому хорошему певцу. К числу таких свойств можно отнести звонкость, яркость, серебристость и в то же время мягкость, округлость, ровность (одинаковость) на всех гласных и нотах и т. п. Какие объективные свойства звука лежат в основе таких субъективных оценок певческого тембра? Приоритет в исследовании тембра певческого голоса принадлежит советскому акустику С. Н. Ржевкину, который еще в 1928 г. в совместной работе с В. С. Казанским проанализировал спектральный состав вокальных гласных при помощи анализатора Мадера (Казанский, Ржевкин, 1928). Результаты этой и более поздних работ Ржевкина (1936, 1956а, 19566) показали, что спектр вокальных гласных характеризуется наличием двух основных формантных областей: 1) в области низких частот (300—600 Гц) и 2) в области высоких частот (2500—3000 Гц). Первая форманта, придающая, по мнению автора, тембру певческого голоса мягкость, округлость и массивность, была названа низкой певческой формантой, а вторая получила название вы- с о к о й, или верхней, певческой форманты. Исследования спектрального состава певческого голоса, произведенные разными авторами, показали особо важную роль высоких спектральных составляющих (Husson, 1960, 1962; Sundberg, 1968, 1974, 1975; Юссон, 1974). По мнению ряда авторов, высокая певческая форманта как раз и придает звуку вокальных гласных присущую им звонкость и серебристый тембр (Bartholomew, 1934; Wolf et al., 1935; Ржевкин, 1936, 1956a; Рудаков, 1963, 1964; Морозов, 1964в, 1965, 1966а, 1970а; Морозов, Лебедева, 1974). Кроме того, высказываются мнения, что высокая певческая фор- 13
манта обеспечивает голосу певца хорошую полетность, т. е. свойство преодолевать большие расстояния и противостоять заглушающему воздействию посторонних звуков (Winchel, 1956; Рудаков, 1964; Морозов, 1965, 19676, 19706). Несмотря на важную роль высокой певческой формантыг в обеспечении профессиональных качеств певческого голоса, изучена она далеко не достаточно. В частности, не исследовано, как зависит ВПФ от типа голоса певца, его квалификации, характера гласной, силы голоса, высоты ноты, различных технических приемов пения, возрастных особенностей людей и т. п. Экспериментально не изучена роль ВПФ в обеспечении эстетических качеств звука и полетности голоса. В настоящей главе обобщены наиболее существенные результаты проведенных автором и его сотрудниками исследований спектральной структуры певческого звука и в особенности ВПФ. 1.2. Аппаратура Исследования спектрального состава голоса певцов были проведены при помощи различных типов спектроанализаторов: отечественного третьоктавного спектрометра звуковых частот СЗЧ, имеющего диапазон анализируемых частот от 45 до 23 000 Гц, четвертьоктавного спектрометра SMl/2i=3a германской фирмы RFT (диапазон 40—17 000 Гц), датского третьоктавного фильтра типа 1612 (диапазон 25—40 000 Гц), спектрального интегратора (видоизмененный вариант конструкции В. С. Мартынова), совмещенного с фильтрами SMl/2i=3a. Для исследования инфра- и ультразвуковых составляющих спектра были применены треть- октавные спектрометры СИЧ (диапазон 0.9—142 Гц) и СУЧ (диапазон 10 000—100 000 Гц). Последовательные этапы спектрального анализа гласных схематически представлены на рис. 1.1. Звук голоса испытуемых вокалистов вначале записывался на магнитофон (МАГ), для обеспечения возможности многократного воспроизведения и анализа спектра. Неравномерность частотных характеристик звукореги- стрирующего тракта (микрофоны типа МИК-5 и МК-6, магнитофон МЭЗ-28а и др.) не превышала4 дБ в полосе частот 80—15 000 Гц, что не вносило существенных искажений в спектральную структуру анализируемого сигнала. Для регистрации инфра- и ультразвуковых компонентов спектра применялись специальные приемники и тракты, описанные в соответствующих разделах. Применение спектрального интегратора (ИНТ) давало то преимущество, что наряду с исследованием спектров отдельных глас- 1 Термин высокая певческая форманта в дальнейшем для краткости будет обозначаться символом ВПФ. 14
ных предоставляло возможность проанализировать статистические характеристики спектра голоса певцов при исполнении ими вокальных произведений за время интегрирования (2.5— 3 мин). щ) SM1/2l=3a 01В3 г4 инт лв. Рис. 1.1. Схема спектрального анализа. М— микрофон; МАГ — магнитофон МЭЗ-28а, SMl/2i = 3a —спектрометр; Ф1э Ф2, . . .; • . ., Фи — электрические фильтры спектрометра; ИНТ — спектральный интегратор; ЛВ^ ЛВ2 — ламповые вольтметры переменного тока, ЛВ3 —ламповый вольтметр постоянного тока (интегратора). 1.3. Спектры голоса выдающихся мастеров вокального искусства На рис. 1.2 (см. вклейку между стр. 16—17) приведены спектры гласных выдающихся оперных певцов — Ф. Шаляпина, М. Бат- тистини, Титта Руффо, Э. Карузо, Б. Джильи, Л. Собинова, А. Дидура, Ф. Таманьо, Н. Обуховой, П. Лисициана, М. дель Монако, Н. Гяурова, И. Козловского, С. Лемешева, Б. Гмыри — в сравнении со спектрами гласных неопытных певцов и спектрами речевых гласных (спектрометр СЗЧ, экран с подсветкой). Высокая певческая форманта на этих спектрах помечена штриховой дугой сверху. Можно видеть, что уровень высокой певческой форманты в спектрах главных мастеров пет*я (см, спектры №№ 1—6, 10—18) намного превосходит (на 15—20 дБ) уровень этой же форманты в спектрах гласных неквалифицированных певцов (спектры №№ 7—9). На рис. 1.3 даны спектры, снятые с экрана спектрометра без подсветки (при затемненном экране). Кроме спектров взрослых певцов, здесь приведены для сравнения спектры гласных детей разного возраста. Хорошо заметно, что спектры детских гласных, во-первых, значительно беднее спектральными составляющими, а во-вторых, содержат значительно более низкий уровень ВПФ (помечена крестиком), чем спектры взрослых квалифицированных певцов. Таким образом, важнейшей особенностью спектра вокальных гласных высококвалифицированных певцов является наличие четко выраженной высокой певческой фор- 15
i—I—i—i—i—i—t \ i I i i i I ' ' ■ ■ « » i ■ ' i i i . i i i i i i i i i—i—I—i—i—I—I 0.102 0.5102.05.010. 0.1020.51.02.05010. 0.102 0.5 W 2.0 5.010. Рис. 1.З. Спектры вокальных гласных известных мастеров вокального искусства и детей разного возраста. Фото сняты при затемненном экране спектрометра СЗЧ. Вершина ВПФ помечена крестиком. Частота спектральных составляющих обозначена цифрами (кГц) для нижнего ряда спектров. На остальных спектрах частота спектральных составляющих обозначена горизонтальными масштабами, соответствующими цифровым обозначениям на нижних спектрах. 1 — Е. Нестеренко, А, в слове на [балкон] из «Серенады Дон Жуана» П. Чайковского (фермато в конце романса); 2-Е. Образцова, О, в слове больно, фермато в конце романса П. Чайковского «И больно и сладко»; 3 — В. Атлантов, А, изолированный гласи, (фермато) из арпеджио до-мажор; 4 — Р. Лоретти, А, в слове Лючия из неаполитанской песни; 5 — Люда 3-ря, 13 лет, О, из песенки про лисичку; 6— Юра Г-ко, 11 лет, А, в слове ланда из песенки про партизан; 7 — Вова Г-ун, 7 лет, О, в слове ходит из песенки «Ходит Ваня»; 8 — Вова Г-ун, //, в слове ищет из песенки «Ходит Ваня»; 9 — Наташа Н-ва, 7 лет, А, в слове устало из песенки про солнышко.
манты. Этот вывод хорошо иллюстрируется рис. 1.4, на котором сопоставлены огибающие спектров голоса Ф. Шаляпина, П. Лисициана, Э. Карузо, Г. Зобиана. Важно отметить, что, дБ 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О ' 115 160 225 320 450 640 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 10000 Ги, / т 1 \г A|pf ' Мл h I llwuvl i \ Ш\Ь\ i III/ nil \l »M i \W m #1 ! Uf Ш ; mm] to и ml mm /1Л 7 I /Jf 1 Vf -f Г — I T Mil ТТГТГ Ш Ш vk N Ш \i 1 1 1ч '1 Рис. 1.4. Огибающие спектров гласных известных мастеров вокального искусства. 1 — Ф. Шаляпин, гласи. А, нота mi' (330 Гц); 2 — П. Лисициан, гласи. Л, нота sol' (392 Гц); 3 — Э. Карузо, гласи. О, нота 1а' (440 Гц); 4 — Г. Зобиан, гласи. Л, нота 1а>' (415 Гц). По горизонтали — средние частоты прозрачности полосовых V4-OKTaBHbix фильтров спектрометра SMl/2i-3a в Гц; по вертикали — интенсивность спектральных соста» вляющих (дБ над уровнем 1 мВ). ВПФ обозначена стрелкой. помимо большого уровня ВПФ (указана стрелкой), наблюдается четко выраженная пониженная предформантння область, или «нуль» (1500—1800 Гц), хорошо оттеняющий вершину форманты (полюс). Это обстоятельство, как известно, значительно увеличивает акустическую эффективность формантной области (Фант, 1964). 1.4. Высокая певческая форманта (ВПФ) и ее основные свойства Наиболее рельефно основные спектральные особенности певческого голоса по сравнению с речевым обнаруживаются при сравнении спектров речевых и вокальных гласных в форме огибающих. Так сравнение рис. 1.5, А, где изображены огибающие спектров пяти русских гласных, пропетых высококвалифицированным певцом (лауреат международных конкурсов, солист Ленинградского академического театра оперы им. С. М. Кирова Н. Охотников — 17
115 160 225 320 tfO 6W 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 10000 Гц Рис. 1.5. Огибающие спектров пяти русских гласных, пропетых на ноте mi (J65 Гц) высококвалифицированным оперным певцом Н. Охотниковым (Л) и невокалистом Л.П-ком (£). Вершина ВПФ указана стрелкой, вершина основного тона — крестиком, гласные обозначены соответствующими буквами. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.4.
бас) с рис. 1.5, Б, на котором даны спектры тех же гласных, произнесенных диктором обычным речевым голосом, позволяет убедиться, что ВПФ вокальных гласных не только имеет более высокий уровень, но и располагается в одной и той же частотной полосе во всех гласных (у данного баса около 2300 Гц). Это свойство ВПФ является одним из важнейших. Не менее важным свойством ВПФ является стабильность ее частотного положения при изменении частоты основ- дВ 50\ | | | | | | | | | | | | | | | I | | | | |—I 1 I 1 I | 45 I 1 [ 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I I il 1 1—г4~НЧЧ 115 160 Z25 320 450 640 900 1300 1600 2500 3500 5100 7100 Ги, Рис. 1.6. Огибающие спектров гласи. А на различных по высоте нотах. Тенор В.П-й, студент консерватории. 1 — sol', 392 Гц; 2 — mi', 330 Гц; 3 — do', 262 Гц; 4 — sol, 196 Гц; 5 — mi, 165 Гц. Еысота основного тога обозначена крестиками. Остальные обозначения тс же, что и на ри> . 1.4. ного тона голоса, причем в довольно широких пределах (при пении нот разной высоты). Эта особенность ВПФ хорошо иллюстрируется рис. 1.6, на котором изображены спектры гласного А, пропетого певцом на разных нотах диапазона голоса. Хорошо видно, что, несмотря на значительное смещение вершины основного тона (от 165 до 395 Гц) по шкале частот (вершина основного тона обозначена крестиком) и соответственное смещение низких формант гласного, ВПФ остается довольно стабильной в пределах своей частотной области (2500 Гц; вершина ВПФ обозначена стрелкой). Стабильность частотного положения ВПФ хорошо иллюстрируется также рис. 1.4, где изображены спектры разных гласных, спетых разными высококвалифицированными певцами на различных по высоте нотах. 19
Отметим, что третья форманта речевых гласных, соответствующая по своему частотному положению ВПФ (на рис. 1.5, Б обозначена стрелкой), в разных гласных существенно изменяет как свою интенсивность, так и свое частотное положение. Таким образом, четко выраженная и стабильная по частоте ВПФ является специфическим свойством спектров вокальных гласных. Указанное свойство ВПФ позволяет пользоваться для ее выделения из различных гласных сравнительно узким полосовым фильтром. 35 50 \ 35 \ 30 25 20 15 10 5 ° 115 160 225 320 450 640 900 1300 1600 2500 3500 5100 7100 10000 Гц 1 7 / '! 1 > Л I \ \ \ л V jf <j/ jf^ п /LI* 1 г / /J V // г/ -0 ^ Kj j 1 1 1 / *-> k i Л r 's / / r у f 1 / L % X \2 l l I 1 * К X Рис. 1.7. Смещение вершины высокой певческой форманты в сторону высоких частот в результате сильной назализации звука. 2 — вершина ВПФ нормального гласного А (нота mi'); 2 — вершина ВПФ того же гласного, но сильно назализованного (тенор П. Т-в). Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.4. Следует, однако, указать, что дальнейшие наши детальные исследования ВПФ, проведенные, в частности, при помощи интегратора, показали известную зависимость ее частотного положения от ряда условий, в частности от типа голоса певца. Приведем результаты определения типичного частотного положения ВПФ у разных категорий певческих голосов (Гц): Басы и баритоны 2100—2500 Теноры 2500—3000 Сопрано и меццо-сопрано 3000—3500 Детские голоса (альты и дисканты) 3500—4000 В спектрах голоса квалифицированных хороших певцов ВПФ занимает не более V4 октавы (на уровне —3 дБ от верпганы) и имеет форму остроконечного пика. В спектрах гласных неквалифи- 20
цированных певцов ВПФ занимает несравненно более широкую частотную область и имеет нередко форму усеченного конуса или трапеции. Необходимо заметить также, что частотное положение ВПФ заметно смещается в сторону высоких частот, если певец чрезмерно назализирует звук или, как говорят вокальные педагоги, начинает «злоупотреблять носовым резонатором». Подобный же эффект нередко наблюдается и в том случае, если певец форсирует голос, т. е. поет не свободно — «зажимает горло» (рис. 1.7). Это свойство ВПФ позволяет использовать спектральный анализ в качестве объективного показателя ненормальной (чрезмерной) назализации и форсирования звука (Ермолаев и др., 1964). 1.5. ВПФ и пространственная направленность звука голоса певца Важным профессиональным свойством гласных высококвалифицированных певцов является хорошая направленность звука. Ка- 225° 180° 135° Рис. 1.8. Характеристики направленности голоса в горизонтальной плоскости. 1 — баритон А. К-в, профессиональный певец, 2 — тенор А. Л-н, непрофессиональный певец. кова роль различных спектральных составляющих, и в частности ВПФ, в обеспечении этого важного свойства певческого голоса? Исследование пространственной направленности звука голоса певцов были произведены в звукоизмерительной (звукозаглушен- 21
ной и звукоизолированной) камере Института эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова АН СССР. На рис. 1.8 представлены характеристики направленности голоса профессионального певца баритона А. К-ва (кривая 1) и непрофессионального певца тенора А. Л-на (кривая 2). Можно видеть, что голос А. К-ва, отличающийся хорошими профессиональными качествами, имеет 1Z5 ZOO 315 500 800 1Z50 2000 3150 5000 8000 1Z000 Ги, Рис. 1.9. Зависимость спектра голоса певца от азимута регистрации. <р — угол расположения микро t>OHa. заметно большую направленность, чем голос А. Л-на. Ширина диаграмм направленности по уровню 0.7 составляет для А. К-ва около 110°, для А. Л-на — около 180°. Вычисление коэффициентов концентрации (в горизонтальной плоскости) характеристик направленности по Бобберу (Bobber, 1970), показывающих, как известно, во сколько раз акустическая энергия излучения во фронтальном направлении превосходит средний уровень акустической энергии, излучаемой во всех направлениях, дало следующие результаты: для голоса баритона А. К-ва Дер, =2.6; для голоса тенора А. Л-на Д<р2 = 1.4. 22
Таким образом, направленность голоса профессионального певца только в одной горизонтальной плоскости оказалась приблизительно в два раза большей, чем у непрофессионала. В целях выяснения причин этого явления были проведены спектральные анализы голоса. На рис. 1.9 представлены спектры голоса А. К-ва, зарегистрированного под разными углами по направлению к фронтальной оси фонации. Хорошо заметно более крутое падение спектральных составляющих к высоким частотам при отклонении угла расположения микрофона от нулевого азимута. Z?5° 180° 134° Рис. 1.10. Характеристики направленности различных спектральных составляющих певческого голоса. Баритон А. К-в, гласи. Л, нота mi'. 1 — 315 Гц, 2 — 630 Гц, 3 — 1250 Гц, 4 — 2500 Гц, 5 — 6300 Гц. Роль различных спектральных составляющих в формировании общей характеристики направленности голоса иллюстрируется рис. 1.10. Коэффициенты фронтальной концентрации акустической энергии соответственно составили: для основного тона голоса (F0=329 Гц) — 1.8; для низкой певческой форманты (Fx= =630 Гц) — 2.1; для средней формантной области (F2=1000— 1250 Гц) — 2.4; для высокой певческой форманты (F3=2500 Гц) — 3.0; для четвертой формантной области (F4=6300 Гц) — 4.2. Из теории распространения звуковых волн известно, что направленность источника звука определяется отношением диаметра излучателя к длине волны излучаемого звука. Следовательно, при прочих равных условиях направленность растет с увеличением 23
частоты звука. Эти теоретические положения и нашли подтверждение в результатах наших экспериментов. На слух голос А. К-ва воспринимается как более звонкий и насыщенный обертонами по сравнению с голосом А. Л-на, который имеет «матовый» тембр. Эти слуховые впечатления согласуются с объективными измерениями спектра голоса А. К-ва и А. Л-на, представленными ниже (рис. 1.16 и 1.17): уровень ВПФ в голосе А. К-ва (рис. 1.16) заметно выше, чем в голосе А. Л-на (рис. 1.17) — разница в уровне ВПФ (F3) по отношению к низкой певческой форманте (Рг) составляет не менее 5—7 дБ. Это дает основание полагать, что более сильно выраженная общая направленность голоса А. К-ва определяется большим относительным уровнем высоких спектральных составляющих, и в частности ВПФ, акустическая энергия которой в голосе данного певца составляет 30%. 1.6. ВПФ и полетность голоса В практике вокальной педагогики высоко ценится свойство голоса озвучивать большие концертные залы, хорошо слышатся на фоне звуков музыкального сопровождения и т. п. Это свойство голоса было названо нами термином полетность (Морозов, 1965; Морозов, Барсов, 1965). Как будет показано в главе 3, свойство полетности голоса в значительной мере связано со свойством помехоустойчивости звука певческого голоса. Вместе с тем эксперименты показывают достаточно высокую корреляцию этого важного технического свойства профессиональных певческих голосов со степенью выраженности высокой певческой форманты (см. 3.4). 1.7. Опыты с искусственным выделением и подавлением ВПФ в голосе певцов Предыдущие исследования касались выяснения роли ВПФ в обеспечении технических свойств певческого голоса. Каково, однако, влияние ВПФ на эстетические качества голоса человека? В свете изложенного в предыдущих разделах следовало ожидать, что искусственное удаление ВПФ из певческого звука должно резко изменить и ухудшить его профессиональные тембровые качества. Подобные акустические опыты были нами проделаны с магнитофонными записями звука голоса некоторых известных мастеров вокального искусства (Ф. Шаляпин, Э. Карузо, М. Ланца, П. Лисициан, Г. Зобиан, Л. Маршалл и др.), а также студентов Ленинградской консерватории и профессиональных оперных певцов. Отдельные фразы из оперных арий или романсов в исполнении указанных певцов записывали на магнитофон. Далее записанный звук пропускали через полосовые фильтры, которые по- 24
давляли в спектре полосу частот от 2000 до 3500 Гц, т. е. всю область ВПФ, а звуки с удаленной формантой переписывались на ленту другого магнитофона.^Далее группе компетентных слушателей (вокалистов Ленинградской консерваюрии) предлагалось сравнить звучание голоса певцов в неискаженном виде с голосом без певческой форманты. Уровень интенсивности сравниваемых образцов голоса подбирался одинаковым по ламповому вольтметру на выходе магнитофона. Все слушатели сходились во мнении, что голоса певцов с удаленной певческой формантой воспринимались на слух как глухие, тусклые, лишенные блеска. Звучность (громкость) голосов резко падала (при той же интенсивности звука!). Разборчивость слов заметно ухудшалась. Тембр многими слушателями характеризовался как старческий, матовый, бесцветный. Следует, однако, указать, что женские голоса после удаления высокой певческой форманты изменяются в значительно меньшей мере, чем мужские. Это можно объяснить тем, что в женских голосах уровень высокой певческой форманты заметно ниже, чем в мужских. Большой интерес представляет звучание высокой певческой форманты в изолированном виде. При помощи других фильтров певческая форманта из голосов тех же певцов была выделена в изолированном виде и «перенесена» на отдельную пленку магнитофона. При воспроизведении этой записи можно было слышать звонкий мелодичный звук, похожий на свист или громкое чириканье птицы. Звук этот слышится при пении певцом любой гласной на любой ноте, заметно ослабевая при пении piano и усиливаясь при пении forte. В ряде опытов слушателям перед прослушиванием преобразованных указанным образом звуков вокальной речи были розданы анкеты с просьбой записывать свои впечатления. Ниже приводим содержание некоторых записей:2 «Голос, лишенный певческой форманты, звучит на слух тускло, без .звона и яркости, радующей у хорошего певческого звука» (Т. Мелентьева). «Впечатление такое, что теряется вся полетность голоса. . .» (В. Орлова). «Голоса певцов без певческой форманты звучат гораздо слабее по силе звука, значительно теряют в чистоте и яркости тембра, звук „пестрый", „с песком", почти старческий. Страдает и четкость дикции» (Г. Счастнева). «Без форманты голос кажется беспомощным, старческим и даже больным» (В. Красин). «Форманта сама по себе прелестна: напоминает соловьиную трель» (Г. Комякова). Эти акустические опыты наглядно иллюстрируют Важнейшую роль ВПФ в обеспечении специфической особенности тембра певческого голоса — его звонкости. 2 Прослушивание производилось в конференц-зале Ленинградской консерватории на заседании СНО вокального факультета. 26
1.8. Коэффициент звонкости голоса Чтобы количественно охарактеризовать степень выраженности ВПФ в гласных у различных певцов, мы определяли отношение ее интенсивности (Uf) к общей суммарной интенсивности гласного (£/б), в котором эта форманта измерялась (U'fIU$. Обе эти величины выражались в милливольтах: Uf измерялось на выходе одного из четвертьоктавных фильтров в полосе 2100— 3500 Гц, at/ц — непосредственно на выходе магнитофона (рис. 1.1). Их отношение выражалось в процентах. Измерение относительного уровня ВПФ в спектре гласных было произведено с целью избежать зависимости уровня измеряемого напряжения на выходе фильтров (Uj) от уровня входного напряжения сигнала (£/е), который в свою очередь зависит от коэффициента усиления магнитофона и может быть в известной мере произвольным. Имея в виду результаты опытов, изложенных в предыдущем разделе и свидетельствующих о том, что ВПФ придает голосу певца прежде всего такое важное профессиональное качество, как звонкость, мы назвали процентное содержание ВПФ в спектре голоса певца коэффициентом звонкости голоса: Кзв = = ' 100% (Морозов, 1965, 19676). U E 1.9. Измерение относительного уровня ВПФ у различных категорий певцов В табл. 1.1 и на графике (рис. 1.11) суммированы результаты относительного уровня ВПФ (Кзь) в различных гласных у различных групп обследованных нами лиц. Представлены средние величины коэффициента звонкости (Кзь) для всех пяти гласных (А, Э, И, О, У) по данным всех испытуемых каждой группы. Можно видеть, что наибольшим Кгъ у всех испытуемых обладают гласные И, Э, наименьшим У, О. Это можно объяснить, на наш взгляд, особенностями формантной структуры гласных. Известно, что И является наиболее высокочастотной гласной (Фант, 1964). Даже в речевом произношении она имеет значительную концентрацию энергии в полосе 2000—3000 Гц, т. е. как раз в области высокой певческой форманты. Гласная Э является второй после И по степени «высокочастотности». Что же касается У и О, то максимум спектральной энергии этих гласных сосредоточивается в низкочастотной части спектра. Это обстоятельство, по-видимому, и накладывает определенный отпечаток на акустическую структуру вокальных гласных. Вместе с тем можно наблюдать, что у квалифицированных вокалистов гласные меньше различаются между собой по величине ВПФ, чем у неквалифицированных. Акустически это выражается в одинаковой звонкости и ровности всех вокальных гласных. 26
Таблица 1.1 Средние значения относительного уровня высокой певческой форманты ( K3B = -fj— • 100), вычисленные для различных групп Исследованные группы лип Известные мастера вокального искусства (смешанная группа) Профессиональные оперные певцы и студенты консерватории: мужские голоса женские голоса Неквалифицированные певцы(мужские голоса) Дикторы-чтецы (гласные в речевом произношении) Дети-вокал исты старшей группы (И — 16 лет) Дети-вокалисты младшей группы (8— 9 лет) К-во исследованных 15 22 15 5 4 9 7 исследованных Сила голоса f f р f р f р f F р f Р лиц Значения Кгь Л 25.1 13.2 13.6 6.6 9.7 4.2 5.9 2.7 5.3 3.3 3.5 2.7 э 27.9 17.3 17.0 13.5 14.5 5.0 14.2 2.8 12.5 6.4 9.4 5.9 для различных гласных И 35.9 24.4 19.2 12.5 18.8 8.1 15.0 11.2 12.7 6.8 4.0 2.6 о 22.9 12.8 13.7 8.5 9.3 3.0 1.7 1.0 4.4 2.8 1.3 1.2 У 24.5 12.1 11.6 5.7 7.6 2.2 0.7 0.8 1.7 0.8 0.8 0.8 Среднее значение 32.7 26.8 15.9 15.0 9.0 11.9 4.5 7.5 3.7 7.3 4.0 3.8 2.6 и 6.4 6.3 5.8 5.1 3.2 — — — — 1.8 2.0 2.4 1.4 Примечание, f — forte, p — piano, <т — среднеквадратическое отклонение.
У неопытного же певца, как правило, имеются хорошие гласные, которые звучат достаточно звонко, и плохие, на которых звучание голоса не удается. Гласные такого певца вокальные педагоги нередко именуют пестрыми. Как показывают наши исследования, эта пестрота вокальных гласных во многом зависит от уровня интенсивности ВПФ: пестрые гласные имеют разные уровни ВПФ в отличие от ровных вокальных гласных, уровень ВПФ которых более или менее одинаков. Известное постоянство уровня ВПФ отличает голос квалифицированных певцов не только на различных гласных, но и на Ь00 Рис. 1.11. Средние значения Кзв различных гласных, фонируемых разными группами вокалистов. 1 — известные мастера вокального искусства (смешанная группа), средние данные для всех гласных; 2,3 — профессиональные оперные певцы и студенты консерватории: мужские голоса (2) и женские (3) голоса; 4 — неквалифицированные певцы (мужские голоса); 5 — невокалисты; 6 — дети-вокалисты старшей группы (И — 16 лет); 7 — дети-вокалисты младшей группы (8—9 лет). различных нотах диапазона голоса. Малоквалифицированный певец имеет, как правило, более или менее удовлетворительный уровень ВПФ только где-то в средней части диапазона голоса, а на нижних и особенно верхних нотах интенсивность ВПФ заметно падает (рис. 1.12). Как показывает табл. 1.1, интенсивность ВПФ существенно зависит от силы голоса: на forte ВПФ приблизительно в два раза больше, чем на piano. Это явление объясняется зависимостью от спектра голосовых связок: огибающая спектра голосового источника при ослаблении голоса более круто падает к высоким частотам (Фант, 1964). Наибольший относительный уровень ВПФ свойствен голосам группы выдающихся мастеров вокального искусства (32.7%). Эту группу составили известные оперные певцы, спектры голоса которых приведены на рис. 1.2: Ф. Шаляпин, М. Баттистини, Титта Руффо, Э. Карузо, Б. Джильи, Л. Собинов, А. Дидур, Ф. Таманьо, Н. Обухова, П. Лисициан, М. дель Монако, Н. Гяуров, И. Козловский, С. Лемешев, Б. Гмыря (всего 15 человек). Поскольку выделение «чистых» гласных для анализа из музыкаль- 28
ных произведений в грамзаписи встречает определенные трудности, у каждого из певцов этой группы были проанализированы не все гласные, а лишь некоторые, и результаты усреднены. Ввиду этого уровень ВПФ гласных данной группы условно помечен штриховой линией (рис. 1.11). Интенсивность ВПФ существенно зависит не только от квалификации певца, но и от принадлежности к тому или иному типу голоса: в женских голосах средняя интенсивность ВПФ законо- 110 131 165 220 262 330 1 1 it > > 1 it it i it G А Н с d e f у a he' d' е'Р Рис. 1.12. Коэффициент звонкости голоса на различных по высоте нотах у певцов разной квалификации. 7 — высококвалифицированный певец, бас Н. О-ов; 2 — малоквалифицированный певец, бас К. К-ов. Средние данные для всех пяти гласных. мерно ниже (15.0—9.0%), чем в мужских (26.8—15.9%). В группе же мужских голосов наиболее высокий уровень ВПФ наблюдается у басов и баритонов и несколько меньший — у теноров. Вообще следует заметить, что ВПФ мягких лирических голосов любых типов заметно меньше, чем ярких драматических. По этой же причине интенсивность ВПФ* у сопрано, как правило, меньше, чем у меццо-сопрано. Однако в табл. 1.1 и на рис. 1.11 это подразделение голосов на подгруппы в зависимости от уровня ВПФ не произведено с целью выделить наиболее существенные групповые различия между мужскими и женскими голосами. Исследования показали, что средняя интенсивность ВПФ неквалифицированных певцов составляет 11.9% (на forte), а в речевых гласных еще меньше (7.5%). 1.10. Особенности спектра вокальных гласных детей Наиболее низкий относительный уровень ВПФ обнаружен нами в спектрах детских голосов. При этом установлено, что чем меньше возраст ребенка, тем менее выражена у него ВПФ. Эти данные согласуются с исследованиями Е. А. Рудакова (1963). Зависимость уровня ВПФ от возраста хорошо иллюстрируется сравне- 29
нием спектров гласных, приведенных на рис. 1.3. У некоторых детей младшего возраста (7 лет) уровень ВПФ настолько мал, что ее вершина не обнаруживается на экране спектрометра (7—9). У детей более старшего возраста (11—13 лет), не вступивших, однако, еще в мутационный период, ВПФ уже становится достаточно заметной (5, #), хотя и не достигает уровня, свойственного взрослым профессиональным певцам (1—3). Наибольший уровень ВПФ среди детей был обнаружен нами у тринадцатилетнего Робер- тино Лоретти (4). дБ 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О 115 160 225 320 450 640 900 1300 1600 2500 3500 5100 7100 10000 Гц /1 / / It* hi In 7 / r /'' \r I > Л 11 ill 4 \\\ i • \\ V \ > i i /i if // III 7/ /; >' ^ ! » U w l< / 1/ It 11 • ►' ^ \ i S >'' i \ ^ i i • t i \) \ > I \ \ \ \ • V 1 1 1 1 J у -<? ^ \ / Рис. 1.13. Высокая певческая форманта у вокалистов разного возраста. 1 — О. Б-ва, 7 лет; 2 — Л. 3-я, 12 лет; 3 — И. А-ва, 20 лет. Гласи. А, на ноте 1а' (440 Гц). Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.4. Зависимость уровня ВПФ от возраста представлена графиками на рис. 1.11 (кривые б и 7), а также хорошо обнаруживается сравнением огибающих спектров, приведенных на рис. 1.13. На последнем рисунке хорошо также заметно, что чем меньше возраст певца, тем выше по частотной шкале располагается вершина ВПФ. Низкий уровень ВПФ у детей даже высокоодаренных в вокальном отношении говорит о том, что это свойство голоса не является природным, а приобретается в процессе индивидуального развития человека и связано с возрастом. Даже у такого выдающегося вокалиста среди детей, как Р. Лоретти, относительная интенсивность ВПФ не превышает 10—20%. Несмотря на то что уровень ВПФ в женских голосах и, особенно, в детских голосах значительно ниже по сравнению с ее нормой в мужских голосах, голоса женщин и детей нередко 30
кажутся на слух довольно звонкими. Это кажущееся противоречие объясняется, с одной стороны, тем, что в женском и детском голосах хорошо выражены обертоны, располагающиеся поблизости от ВПФ (1000—2000 Гц), которые так же, как и ВПФ, придают голосу звонкость, хотя по существу и не входят в ее область (рис. 1.13, кривые 7, 2). Этим, в частности, объясняется, почему при удалении ВПФ (в акустических опытах) женские и детские голоса менее теряют в звонкости, чем мужские. С другой стороны, причина звонкости женского и детского голосов заключается в отсутствии низких спектральных составляющих (основной тон женского и детского голосов на 1 — —1.5 октавы выше мужского). Таким образом, спектры женских и детских гласных оказываются более узкими (упрощенными) и как бы сдвинутыми в сторону высоких частот. Это обстоятельство и является причиной большей пронзительности и звонкости женских и детских гласных даже при условии сравнительно небольшой интенсивности ВПФ. Тем не менее следует подчеркнуть, что, несмотря на сравнительно меньшую выраженность ВПФ в женских и детских голосах, последняя играет и здесь весьма существенную роль. Так, например, произведенное нами удаление ВПФ (в акустических опытах) из голоса сопрано Луиз Маршалл превратило ее голос в меццо-сопрано. В процессе развития ребенка в возрасте 13—15 лет наступает так называемый мутационный период, который характеризуется резким изменением звучания голоса и переходом его от характерного детского тембра к тембру взрослых (Мали- нина, 1967). В этот период наблюдаются нарушения голосовой функции, проявляющиеся в укорочении диапазона голоса, смещении его вниз по частотной шкале, потере высоких тонов голоса, утрате звонкости, появлении в голосе хриплости и т. д. Проведенные нами исследования показали, что если в тедмутационном периоде ВПФ выражена сравнительно хорошо (для детского возраста), то с наступлением мутации относительный уровень ВПФ значительно снижается (Морозов, 19666, 19706). 1.11. О физиологических механизмах образования высокой певческой форманты в голосовом аппарате человека Некоторые исследователи связывают происхождение ВПФ с резонансом полости гортани (Ржевкин, 1936, 1956а). Экспериментальное подтверждение такого рода мнения было получено в работах Л. Б. Дмитриева (Дмитриев, 1955, 1959, 1962, 1964, 1968). Им было обнаружено, что при переходе от речевой позиции к певческой у опытных вокалистов образуется небольшая надгортанная полость. Сверху эта полость отделяется от ротоглоточяой полости путем сужения (иногда довольно значительного) входа в гортань за счет сближения надгортанника (рис. 1.14, 15) с мяг- 31
кими тканями черпаловидных хрящей (рис. 1.14, 5; 1.15). Можно полагать, что указанная полость выполняет роль своеобразного резонатора высоких частот и приводит к избирательному усилению спектральной энергии в полосе ВПФ. Особой точки зрения относительно механизмов образования ВПФ придерживается Е. А. Рудаков — один из старейших сотрудников лаборатории музыкальной акустики Московской государственной консерватории. По его мнению, ВПФ является так называемым краевым тоном, который возникает на уровне голосовых связок в результате трения воздуха, аналогично тому, как образуется губной свист (Рудаков, 1963, 1964, 1966). Подобная точка зрения, по- видимому, не противоречит ранее высказанным взглядам на механизмы образования ВПФ, поскольку известно, что при возникновении звука в свистках резонаторы прилежащих полостей играют весьма важную роль. Рис. 1.14. Схема голосообразующего тракта человека в саггитальном разрезе. 1 — мягкое небо, 2 — язык, з — задняя стенка глотки, 4 — контуры шейных позвонков, 5 — контуры черпаловидных хрящей гортани, 6 — подсвязочное пространство, 7 — полость трахеи, 8 — бронхи, 9 — носовая полость, 10 — твердое небо, 11 — зубы, 12 — верхняя губа, 13 — ротовая полость, 14 — полость глотки, 15 — надгортанник, J б — надгортанное пространство, 17 — голосовые связки. В последнее время новые доказательства важной роли надгортанных полостей в формировании ВПФ получены в работах Сундберга (Sundberg, 1968, 1974, 1975). Путем сопоставления спектральных характеристик голоса профессиональных певцов с рентгенограммами их голосового аппарата Сундберг показал, что при переходе от речи к пению наблюдается понижение уровня гортани и расширение sinus Morgani, что приводит к смещению частотного положения третьей форманты, сближению ее с четвертой формантой и увеличению общего уровня ВПФ. Таким образом, механизмы образования ВПФ несомненно связаны с особенностями работы гортани и окологортанных резонаторов. Немаловажная роль в формировании тембра вокальных гласных, в том числе и ВПФ, принадлежит, по-видимому, и другим отделам голосообразующего тракта, в частности, конфигурации ротовой полости (Зданович, 1965; Ямштекин, 1976), жесткости мышечных стенок резонаторов (Ржевкин, 1936), влиянию 32
носовой полости как акустического фильтра, связанного с основной резонаторной системой через носоглотку, благодаря двигательной активности мягкого неба (Ермолаев и др., 1964). Речь Пение Рис. 1.15. Образование надгортанной полости путем сужения входа в гортань у квалифицированного певца при переходе от речевой фонации гласных к пению (по: Дмитриев, 1964). Чтение схем следует вести по обозначениям рис. 1.14. Горизонтальными линиями отмечен уровень гортани в покое. 1.12. Интегрально-статистические характеристики спектра вокальной речи и тип голоса певца Данные предыдущих разделов характеризуют спектральный состав отдельных гласных певцов и касаются в основном изучения роли ВПФ. Весьма интересно, однако, выяснить, какова средне- 33
статистическая картина спектра голоса квалифицированного певца, какие другие формантные области, кроме ВПФ, в ней имеются. Традиционно профессиональные певческие голоса делятся на ряд категорий, или типов: бас, баритон, тенор, контральто, меццо-сопрано и т. д. Практика вокального искусства выработала ряд критериев определения типа голоса певца. Одним из основных является тембровый критерий, т. е. оценка на слух по характеру звучания, по «окраске» голоса. Так, несмотря на наличие индивидуальных различий, тембр басов субъективно дБ 50 45 W 35 30 25 20 15 10 О, и \/ f п 1 1\ t 10 ч Fo <*>* / f/ + ' и / ' ( ~~# * / '/ F, & Ft \\ V . it F3 У А¥- \\ у V 4s ^ N s>. < ч \s \ м \\ \ 95115 160 225 320 450 640 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 10000 Гц, Рис. 1.16. Интегральные характеристики спектра голоса баритона А.К-ва. Песня «Санта Лючия»; 1 — исполнение на русском языке, 2 — на итальянском, F0 — область основного тона, Ft — первая формантная область, соответствующая низкой певческой форманте, F2 — вторая формантная область, F3 — третья формантная область, соответствующая ВПФ. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.4. характеризуется как густой, мужественный, баритонов — мягкий, бархатный, теноров — светлый, нежный, яркий, и т. п. В этой связи возникает важный вопрос: какими объективными различиями в акустической структуре звука объясняются эти особенности субъективного восприятия тембра разных типов голосов? Иными словами: имеют ли место инвариантные статистические различия по спектру между различными категориями голосов — басов, баритонов и теноров, а также женских голосов? С целью решения этой задачи нами впервые был применен метод исследования статистических характеристик спектра вокальной речи при помощи спектрального интегратора — видо- 34
измененный вариант конструкции В. С. Мартынова (Морозов и др. 1973; Морозов, Лебедева, 1974). Спектральный интегратор представляет собой прибор, сум- мирующий (накапливающий) электрическую энергию исследуемого сигнала одновременно и параллельно во всех полосах прозрачности гребенки фильтров за длительный промежуток времени (2.5—3 мин и более). Всего было обследовано 35 профессиональных вокалистов, солистов ведущих оперных театров г. Ленинграда, в возрасте от 26 до 45 лет: 8 басов, 8 баритонов, 12 теноров, а также 7 сопрано. В качестве первоочередной задачи было изучено, насколько зависят показания интегратора от характера исполняемого певцом произведения. Вопрос этот весьма существен, так как нельзя было предполагать, что все испытуемые могут исполнять одно и то же вокальное произведение. Исследования показали, что при достаточно длительном времени интегрирования (2.5 мин) характер огибающей спектра оставался для данного певца практически неизмененным, не зависящим ни от характера исполняемого произведения (рис. 1.16), ни от его тональности (рис. 1.17). Вместе с тем интегральные спектры разных испытуемых существенно отличались между собой (рис. 1.18). На рис. 1.16 приведены интегральные характеристики спектра голоса баритона А. К-ва (высокий баритон), исполняющего песню «Санта Лючия» дважды: на русском языке (1) и на итальянском (2). Как видно, огибающие спектров почти полностью совпадают, несмотря на существенное различие в фонетическом составе текста и даже на различие в языке исполняемого произведения. Поскольку приведенная интегральная спектрограмма вокальной речи является типичной, отметим ее основные черты. Индексом F0 отмечена область основного тона голо, а певца. Расположение максимумов в этой области несомненно зависит от тесситуры исполняемого вокального произведения и скорее характеризует произведение, чем голос певца. Интерес для нас представляют три максимума в области более высоких частот, расположение которых на частотной шкале, по-видимому, соответствует среднестатистическим значениям основных формантных областей данного певца и отражает индивидуальные тембровые характеристики его голосообразующего тракта: F± соответствует области низкой певческой форманты, F3 — ВПФ, F2 — занимает среднее положение между двумя описанными в литературе певческими формантами. На рис. 1.17 приведены интегральные спектры тембра А. Л-на при пении романса «Я встретил вас» в низкой (1) и в высокой (2) тональности. Можно видеть, что, несмотря на существенное изменение высоты основного тона (максимум F0 сместился со 190 до 270 Гц), все три частотные максимума остались без изменения, т. е. в данном случае /\=540 Гц, 7^=1100—1300 Гц и F3 — 35
86 50 45 I/ I I I I I I I l_l I I I I I I I I 1 I II I I. I I LJ 115 160 225 320 tfO 6W 900 1300 WO 2500 3500 5100 7100 10000 Гц Рис. 1.17. Интегральные спектры голоса тенора А. Л-на. Романс «Я встретил Вас»; 1 — в низкой, г — в высокой тональности. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.4. 86 50 \ | | | | | | | | ■ | . | | | | | | | | | | I I I I I I 115 160 225 320 Ш 6W 900 1300 1600 2500 3500 5100 7100 1С0СС ц Рис. 1.18. Индивидуальные интегральные спектры 8 басов — солистов Малого оперного театра г. Ленинграда. F0 — область основного тона, Fx—F^ — формантные области.
около 3000 Гц. Это дает основание полагать, что интегральные характеристики спектра голоса данного певца не зависят от изменений высоты основного тона. Рис. 1.J8, на котором сопоставлены интегральные спектры 8 басов — солистов оперы, хорошо иллюстрирует индивидуальные различия между певцами по степени выраженности, форме и расположению спектральных максимумов Fl4 F2 и F3. Таким образом, интегральные спектрограммы, не зависящие при достаточно большом времени интегрирования (2.5—3 мин) ни от характера исполняемого произведения, ни от его тесситуры, отражают индивидуальные характеристики голоса певцов. 115 160 225 320 W № 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 100001W00 Гц Рис. 1.19. Типовые (усредненные) интегрально-статистические спектры вокальной речи профессиональных оперных пеяцов. 1 — басы, 2 — баритоны, з — тенора, 4 — обобщенная интегрально-статистическая характеристика спектра обычной речи при чтении текста. Значения F0—F4 те же, что и на рис. 1.18. В целях решения основной задачи — выявления типологических отличий между басами, баритонами и тенорами — были произведены операции по усреднению интегральных спектров однотипных мужских голосов во всех трех группах, путем вычисления среднестатических значений напряжения на выходе всех каналов интегратора. Таким образом нами впервые были получены усредненные интегральные характеристики спектров вокальной речи для каждого типа голоса: 8 басов, 8 баритонов и 12 теноров (рис. 1.19). На этом же рисунке для сравнения приведена усредненная интегральная характеристика спектра обычной речи этих же певцов (28 человек), которая имеет существенно более крутой спад спектральных составляющих к высоким частотам и весьма не четкие намечающиеся области формант- ных максимумов, 37
Сопоставление спектров позволяет отметить следующие особенности. Наибольших уровней в мужских голосах достигают 3-я и 1-я формантные области, известные в литературе под терминами высокая и низкая певческие форманты (Ржевкин, 1956а; Рудаков, 1964; Морозов, 1966а). Как уже указывалось, высокая певческая форманта (F3) придает голосу певца такие важные профессионально-эстетические качества, как звонкость и полетность, а низкая певческая форманта (Рг) — мягкость, массивность и округлость тембра. Вторая формантная область (F2), по частоте более всего соответствующая второй форманте гласной А, выражена в интегральных спектрах певцов менее четко, чем F3 и Fx. Четвертая формантная область (FA) выражена еще менее существенно и располагается по уровню значительно ниже F2. Таким образом, можно считать, что статистически усредненная спектральная картина мужского певческого голоса является в основном трехформантной. Типовые различия между басами, баритонами и тенорами проявляются прежде всего в частотном расположении максимумов всех трех формантных областей: чем выше тип голоса, тем выше по частотной шкале сдвинуты формантные области (табл. 1.2). Таблица 1.2 Частотное расположение основных формантных областей Тип голоса Баритоны . . . . Формантная область (Гц) Fi 380-540 450-540 540-640 ^2 760-1100 1100 1300 ^3 2100—2500 2500 2500-3000 Помимо этого, типовые различия проявляются в относительном уровне F± (по отношению к F3): чем ниже тип голоса, тем выше уровень первой (низкой) певческой форманты. На основании приведенных данных можно полагать, что специфические типовые особенности тембра голоса басов, баритонов и теноров определяются указанными особенностями их типовых спектральных характеристик. Обратимся теперь к рассмотрению спектральных особенностей профессионального женского голоса. На рис. 1.20 и 1.21 представлены интегральные спектры двух сопрано — солисток оперы. Так же как и в спектрах мужских голосов, здесь можно отметить три ясно выраженных максимума, в основном соответствующих первой, второй и третьей формантам мужского голоса. Особенности женского спектра, однако, в том, что область основного тона голоса (F0)f располагающаяся у женских голосов на октаву 38
дв 55 50 45 35 30 25 20 15 10 / I 1 I 2. / / > ^ (' 1- } h f I у / ( x i i / / ^ N i / r* >-. ! t( \ \ r) V k. J r-* KN ^ ^ ) 1—< ►—i / / F3 1 7ЧЧ1 i \ \ 1 >-< ) 1/1 Nl Л If- Г /ц 115 160 225 320 ttO 6W 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 10000 Рис. 1.20. Интегральные спектрограммы вокальной речи солистки оперы И. JI-дь (сопрано). 1 — пение вокального произведения «Зацветет черемуха», 2 — чтение текста. 96 50 45 40 35 30 25 20 15 10 115 160 115 3Z0 450 640 900 1300 1600 2500 3500 5100 7100 10000 Гц Рис. 1.21. Интегральные спектрограммы солистки оперы И. Ч-вой (сопрано). 1 — пение вокального произведения, 2 —чтение текста. Ill \FM \\\А 1111 ^ 111111 Jrbsl И|Ч Ms] 1 / 111 МмТ 1 М Л - Тч 4- ш \}\ Y 1 1 \ м/N Vr т "т-4 ■Wzv К Mini rt"N и И N t " T 1 l/l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1' T
выше, чем у мужчин, практически совпадает на интегральных спектрах с областью низкой певческой форманты (F1=450 Гц на рис. 1.21). Поэтому частотное расположение первого спектрального максимума практически определяется тесситурой исполняемого певицей вокального произведения. Форманта F2 выражена у женщин достаточно четко (лучше, чем у мужчин). Третья форманта, или высокая певческая (F3), располагается в области от 3000 до 3500 Гц и имеет уровень вершины ниже уровней Fx и F2. На рис. 1.20 и 1.21 изображены также интегральные спектры речевого голоса тех же певиц (чтение художественного текста «Муму» Тургенева 2.5 мин), показывающие более крутое падение спектральных составляющих к высоким частотам. 1.13. О трехформантной структуре статистической картины спектра вокальной речи Итак, статистические измерения спектра вокальной речи, произведенные нами впервые (Морозов и др., 1973), позволили установить, что в отличие от статистического спектра обычной речи, не имеющего сколько-нибудь заметных формантных максимумов (Покровский, 1962; Сапожков, 1963), статистический спектр вокальной речи имеет, как правило, три ясно выраженных максимума — Fx, F2 и F3, в основном соответствующих расположению трех первых формантных областей обычной речи (рис. 1.22). Максимумы более высоких порядков — F4 и т. д. — располагаются значительно ниже уровня первых трех максимумов. Поэтому тембр голоса и разборчивость вокальной речи певца, по- видимому, определяются в основном первыми тремя спектральными максимумами. Как уже указывалось, в литературе описаны две певческие форманты: низкая (Fx) и высокая (F3) (Ржевкин, 1936, 1956а, 19566; Рудаков, 1963). Статистический анализ спектра позволяет выявить также достаточно рельефно выраженный спектральный максимум F2, который по аналогии, по-видимому, может быть назван средней певческой формантой. В мужских голосах F2 выражена менее четко — там преобладают ВПФ и НПФ, зато в женских F2 нередко занимает главенствующее положение (по уровню). Если высокая певческая форманта (F3) придает голосу певца звонкость и полетность, а низкая певческая форманта (Fx) — мягкость и округлость тембра (Ржевкин, 1956а; Рудаков, 1963; Морозов, 1965, 19676), то средняя певческая форманта (F2), очевидно, более всего связана с фонетической разнокачествен- ностью гласных. Хотя из акустической теории речи известно, что фонетическое качество гласных (обычной речи) определяется частотными и энергетическими характеристиками всех первых трех формантных областей (Fant, 1960), которые в разных 40
гласных значительно мигрируют по частотной шкале (рис. 1.22), для вокальной речи Fx (НПФ) и особенно F3 (ВПФ) оказываются значительно стабилизированными по своему частотному положению и- энергетическому уровню. Ими в основном и определяется такое специфическое качество вокальной речи, как вокальность или певческий тембр, сохраняющийся у хорошего певца при пении любой гласной на любой ноте. Этот наш вывод хорошо согласуется с данными Сундберга (Sundberg, 1968, 1974), полученными при анализе шведской речи и пения (рис. 1.23). Что же касается средней певческой форманты (F2), то на спектрах отдельных гласных она занимает наиболее динамическое положение между низкой (Fj) и высокой (F3) певческой формантами как по частотному, так и особенно по амплитудному Рис. 1.22. Частота формант (Fx—F3) шести русских гласных (по: Фант, 1964). По Г горизонтали г— обозначении гласных; по вертикали — частота формант (Гц). 1 — расчет, 2 — измерения. значению, чем, по-видимому, в значительной мере и определяется фонетическое качество вокального звука. Вместе с тем и эта форманта (F2) в разных вокальных гласных мигрирует по частоте не столь значительно, как это происходит со второй формантой речевых гласных (рис. 1.22). По своему частотному положению средняя певческая форманта более всего соответствует второй речевой форманте гласной 1 и на интегральных спектрах располагается в полосе от 900 до 1500 Гц. Любопытно, что хотя певец и поет целое вокальное произведение, в котором встречаются всевозможные сочетания гласных — А, Э, И, О, У, Ы, в статистически усредненном спектре преобладает форманта гласной А (рис. 1.19). Наличие ясно выраженной формантной структуры статистического спектра вокальной речи объясняется значительно более стабилизированным расположением на частотной шкале певческих формант отдельных гласных по сравнению с речевыми формантами. В обычной речи, служащей главным образом для 41
передачи логической информации, мы наблюдаем достаточно сильно выраженную вариабельность частотного расположения формантных областей гласных (Сапожков, 1963; Фант, 1964), хорошо иллюстрируемую рис. 1.22. Эта вариабельность обеспечивает фонетическую разнокачественность речевых звуков, надежность их слухового различения и помехоустойчивость речевого сигнала. М [о:] [а:] (*:] [в:] [I:] [у:] М [*] Рис. 1.23. Частота формант гласных в речи и пении (по: Sundberg, 1974). По горизонтали — обозначения гласных по международной фонетической транскрипции; по вертикали — частота формант (кГц). 1 — речь, 2 — пение. Ft—Fb — кривые частотного расположения формантных областей. Для вокальной речи передача логической информации отступает на второй план, а первоочередной задачей является передача эмоционально-эстетической информации. В процессе исторического развития вокальное искусство выработало ряд требований к певческому голосу, среди которых одно из первых мест занимает требование ровности тембра певческого голоса. Именно голоса неопытных певцов, у которых проявляется речевая манера произнесения гласных, вокальные педагоги и называют пестрыми. Выразительно охарактеризовал эту особенность неровных голосов К. С. Станиславский, интересовавшийся, как известно, не только техникой сценической речи, но и техникой пения: «Как неприятны эти пестрые голоса, — писал он, —- в которых звук А вылетает из живота, звук Е из голосовой щели, 42
М протискивается из сдавленного горла, О гудит, точно в бочке, а V, Ы, Ю попадают в такие места, из которых их никак и не вытащить» (Станиславский, 1955, с. 67). Хорошая школа пения, которую проходит певец, приводит к сглаживанию тембральных различий между гласными (выравниванию гласных, по терминологии вокальных педагогов), что акустически и выражается в частотной стабилизации основных формантных областей: низкой, средней и высокой певческих формант. Физиологически это достигается стабилизацией резонансных полостей голосообразующего тракта певца, о чем говорят рентгенологические исследования (Дмитриев, 1968; Sundberg, 1968). Стабилизация формантной структуры вокальной речи отнюдь не означает отсутствия индивидуальных тембральных различий между голосами певцов, а также возможности определенных тембральных изменений голоса каждого из певцов в отдельности, применяемых певцами в художественно-исполнительских целях. Выдающийся итальянский певец Титта Руффо писал: «Я стремился создать при помощи специфической вокальной техники подлинную палитру колоритов. При помощи определенных изменений я создавал звук голоса белый; затем, затемняя его звуком более насыщенным, я доводил его до колорита, который называл красным, затем к черному, то есть к максимально темному. Чтобы добиться этой переливающейся цветами радуги палитры, я извлекал звуки, которые называл звуками полости рта. . .» (Титта Руффо, 1966, с. 302). Неповторимым тембровым разнообразием обладал, как известно, голос Ф. И. Шаляпина. Вместе с тем и голос Шаляпина (высокий бас), и голос Титта Руффо (баритон) характеризуются ярко выраженными типовыми и индивидуальными тембровыми свойствами, которые \i основном и определяются среднестатистическим расположенном на частотной шкале основных формантных областей их голосов. 1.14 Об инфра- и ультразвуковых составляющих спектра голоса человека Спектральный анализ, результаты которого описаны в предыдущих разделах, был проведен, как это обычно принято, в звуковом диапазоне частот (полоса 50—17 000 Гц). Естественно, возникает вопрос о наличии спектральных составляющих звука голоса человека за пределами этого диапазона, т. е. в инфра- и ультразвуковой области спектра. В литературе имеются данные о наличии в спектре речевого сигнала человека как инфра-, так и ультразвуковых составляющих (Мясникова, 1967; Мясников, Мясникова, 1970). Вместе с тем нам не удалось найти в литературе данных по исследованию инфразвуковой области 43
спектра певческого голоса. В этой связи нами было проведено специальное исследование (Морозов и др., 1972). Приемником звука служил измерительный конденсаторный микрофон специальной конструкции (автор конструкции — П. А. Пуолокайнен), имеющий практически линейную частотную характеристику от 0.3 до 2000 Гц. Исследования проводились в звукоизмерительной камере (звукоизолированной и звукозаглушенной) Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова АН СССР. Микрофон подвешивался в центре камеры на уровне головы испытуемого и на расстоянии 0.5 м от него. На рис. 1.24 (см. вклейку между стр. 16—17) представлены спектры звуков речи и пения, снятые с экрана СИЧ при помощи фотоприставки при времени экспозиции 0.5 с, с подсветкой экрана спектрометра. Спектрограммы 1—4 сняты при произнесении речевых звуков, 5—6 — при пении. Как можно видеть, интенсивность инфразвуков, reHQpnpyeMbix человеком в процессе речи, довольно значительна и в приведенных случаях соизмерима с уровнем основного тона голоса. Максимумы спектральной энергии инфразвуков располагаются: 1 — при произнесении фразы где же наши инфразвуки — в области 4—5 Гц; 2 — при счете от 21 до 30 — 4 Гц; 3 — при произнесении фразы у попа папа поп — 4 Гц; 4 — при произнесении звука Р — 25 Гц; 5 — при пении гласи. А — 5 Гц; 6 — при пении гласи. Э — 6 Гц. При произнесении речевых отрывков хорошо видна гармоника основного тона (около 100—142 Гц). Происхождение инфразвуков в процессе речи связано со слогоделением, т. е. с модуляцией воздушного потока, выходящего из легких, артикулярным аппаратом диктора. Частота инфра- звуковой волны в этом случае соответствует средней частоте артикуляции слогов (Морозов, Черниговская, 1975). Происхождение инфразвуков в процессе пения имеет, очевидно, иную природу. Поскольку при пении гласных рот певца широко открыт и артикуляция, в сущности, отсутствует, можно полагать, что генерация инфразвука осуществляется дыхательным аппаратом певца (диафрагмой) и гортанью. Это предположение базируется на том факте, что в процессе пения у певцов часто наблюдаются заметные колебания диафрагмы и гортани, синхронизированные с частотой выбрато (рис. 4.3). Таким образом, происхождение вибрато певческого голоса, по-видимому, связано с генерацией инфразвука голосовым аппаратом певца. Нами также были проведены исследования ультразвуковых составляющих спектра в речи и в пении при помощи микрофона и усилите ш фирмы Брюль и Кьяр, магнитофона МУ-25 и спектрометра СУЧ. Опыты показали наличие в голосе как дикторов, так и певцов ультразвуковых составляющих от 10 до 50—70 кГц. В этом диапазоне можно наблюдать формантные максимумы, зависящие как от характера фонируемого звука, 44
так и от индивидуальных свойств испытуемых. Интенсивность УЗ спектральных составляющих значительно ниже уровня звуковых компонентов и имеет тенденцию уменьшения с увеличением частоты. Эти опыты в целом согласуются с данными Юссона (Husson, 1965). 1.15. Особенности спектра вокальной речи и слух человека Несмотря на то что спектр вокальной речи простирается в инфра- и ультразвуковую области частот, основная акустическая энергия в вокальной речи сосредоточивается в звуковом диапазоне дБ 80 60 U0 го о 0.1 02 ОЛ 1.0 1.0 4.0 80 кГц, Рис. 1.25. Перемещение максимума спектральной энергии вокальной речи в область максимума слуховой чувствительности человека. 1 —среднестатистический спектр обычной речи (по: Покровский. 1962); 2 — среднестатистический спектр вокальной речи (по: Морозов и др., 1973); 3 - среднестатистическая кривая порогов слуховой чувствительности человека (по: Шейвехман и др., 1956). спектра, и в общем в той его части, которая характерна и для речевого спектра. Вместе с тем мы наблюдаем существенные перемещения максимума спектральной энергии вокальной речи по сравнению со спектром обычной речи. Статистический спектр последней, как известно, представляет собой кривую с максимумом в области 200—500 Гц и довольно круто (~12 дБ/окт) спадающую к высоким частотам (Покровский, 1962; Фант, 1964). В значительной мере это объясняется тем обстоятельством, что третья форманта в речевых гласных (а гласные составляют основную часть энергии спектра) выражена весьма незначительно (за исключением гласного И): относительный уровень третьей форманты в среднем на 20 дБ ниже уровня первой форманты (Сапожков, 1963). 46 Л у ' «J N N N ~^<^ j N ^. ^-ч2 ч% 1 *\ 3/ * ^\ -Ч *\ I / /
В вокальной речи относительный уровень ВПФ не только не ниже уровня первых формант, но часто даже и превосходит его. Вследствие этого максимум спектральной энергии вокальных гласных (квалифицированных певцов) перемещается из области низких частот в область высоких (рис. 1.25). Каковы эволюционно-исторические причины подобной деформации спектра вокальных гласных? Вокальная функция, как известно, развивается в тесном взаимодействии со слуховой. Что же касается свойств последней, то многочисленными исследованиями, начиная с классических работ Г. Гельмгольца, показана неодинаковая чувствительность слуха человека к звукам разной высоты.3 Максимум слуховой чувствительности, судя по кривым абсолютных порогов и кривым равной громкости, располагается в области частот 2000—3000 Гц (Ржевкин, 1936; Цвиккер, Фельдкеллер, 1971). Но, как мы видим, именно в этой же самой полосе частот располагается и высокая певческая форманта, в области которой у лучших вокалистов концентрируется более 30% энергии всего спектра гласного (рис. 1.25). Случайно ли такое совпадение? По-видимому, не случайно. Мы склонны объяснить это явление приспособлением вокальной функции к особенностям слуховой, выработавшимся в процессе длительного исторического развития вокальной речи. Смысл этого приспособления, как легко видеть, заключается в достижении максимальной громкости звука при минимальной затрате физической энергии голосового аппарата певца. Ряд теоретических соображений, изложенных в главе 3, и литературные данные (Покровский, 1962; Сапожков, 1963) дают априорную уверенность в том, что сложный звук с максимумом спектра, соответствующим максимуму слуховой чувствительности, будет восприниматься как более громкий по сравнению со звуком, максимум спектра которого расположен в низкочастотной области (разумеется, при условии, если эти сравниваемые звуки имеют одинаковый уровень интенсивности). Приведем данные одного эксперимента, имеющего целью установить количественные различия в субъективных уровнях громкости подобных звуков. Были взяты два гласных звука, из которых один (Г. Зобиан, гласи. Э, в слове Кармен из арии Хозе) был с нормально выраженной ВПФ [тг- - 100 = 35%)» а второй — с полностью отфильтрованной ВПФ [jj^- 100 — около 0]. Оба сигнала были записаны на ленту магнитофона, из лент были склеены кольца, и записи воспроизводились с двух идентичных магнито- 3 Биологический смысл подобного свойства, выработавшегося в процессе эволюционного развития, состоит в обеспечении возможности избирательного реагирования на сигналы определенной модальности, имеющие жизненно важное значение для живого существа (Гершуни, 1958, 1968, 1973). 46
фонов типа МЭЗ, выходы которых через ключ типа «или-или» поочередно подавались на головные телефоны слушателя. Результаты опытов показали, что при задании уравнять громкости этих звуков все слушатели устанавливали уровень интенсивности гласного с отфильтрованной ВПФ на 8—12 дБ выше уровня нормального гласного. Таким образом, роль ВПФ в обеспечении громкости звука весьма значительна. С этой точки зрения гласные обычной разговорной речи являются менее совершенными, поскольку максимум их спектральной энергии не соответствует максимуму слуховой чувствительности. По-видимому, это оправдано тем, что в обычной разговорной речи не возникает необходимости достижения максимальной звучности голоса и не предъявляется особых требований к качеству тембра. В вокальной же речи высокая звучность и звонкость голоса (а также, как будет показано в главе 3, высокая помехоустойчивость и полетность гласных) являются важнейшими требованиями техники искусства пения. Эти требования выполняются не столько путем увеличения чисто физической силы голоса певца, сколько более рациональным путем наилучшего согласования свойств сигнала со свойствами его приемника: спектр вокальной речи перемещается из области низких частот в область максимума слуховой чувствительности (рис. 1.25). Эта важнейшая особенность вокальной речи (формирование максимума в области ВПФ) обеспечивается особенностями функционирования голосообразующего аппарата певца, о чем говорилось выше. Однако ведущая роль в возникновении этой особенности тембра вокальной речи принадлежит, по-видимому, слуховому анализатору как приемнику звука и важнейшей системе обратной связи голосового аппарата. Обычно считается, что особенности тембра певческого голоса (звонкость, серебристость или металличностъ звука) обусловлены не чем иным, как эстетическими требованиями (звонкий тембр более приятен на слух, чем глухой и завуалированный). Не отрицая роли эстетических критериев в происхождении указанных особенностей тембра вокальной речи, следует подчеркнуть важную роль и чисто физиологических закономерностей, а именно: вышеописанных механизмов энергетической эффективности и физиологической целесообразности звукообразования. Не исключена возможность, что эти факторы как раз и лежат в основе несомненно более сложных эстетических критериев нашего восприятия вокальной речи.
Глава 2 СИЛА ГЛАСНЫХ В ПЕНИИ Важнейшей характеристикой речевого процесса является энергетическая характеристика сигнала, т. е. его интенсивность. Динамика интенсивности речевого сигнала составляет существенную часть информации о всем процессе в целом и, как будет показано ниже, теснейшим образом связана с физиологическими механизмами образования звука в голосовом аппарате человека. Вокальная речь значительно отличается по интенсивности от обычной разговорной речи. Если уровень обычной разговорной речи колеблется примерно в пределах 70—80 дБ, то уровень вокальной речи достигает 110—120 дБ, что по мощности превосходит обычную речь в 10 000 раз. Однако для характеристики физиологических особенностей вокальной речи интерес представляет не только и даже не столько сам факт значительного превосходства вокальной речи по мощности, сколько закономерности изменения ирегулирования этой мощности. В связи с этим особую важность приобретает изучение силовых особенностей речевого сигнала в зависимости от различных индивидуальных и групповых особенностей испытуемых, возраста, пола, типа голоса, характера фонируемых гласных, высоты основного тона голоса и пр. Литературные данные, касающиеся этого вопроса, весьма ограничены. Среди исследований на эту тему следует указать на работу B. Д. Зернова (1909), впервые объективно измерившего силу голоса некоторых известных певцов (Шаляпин, Пирогов и др.) методом диска Рэлея. Ряд сведений о силовых особенностях вокальных гласных находим мы в работах Флетчера (Fletcher, 1929), А. В. Рабиновича (1935), Вольфа и соавторов (Wolf et al., 1935); C. Г. Корсунского (1950а), И. Д. Симонова (1950), Юссона (Hus- son, 1960). Сведения эти, однако, далеко не полны и не систематичны в отношении сформулированных нами выше условий, а также методических средств исследования и единиц измерения. 48
2.1. Аппаратура Оценка силы голоса певцов производилась по измерению уровня звукового давления (УЗД)1 вокальных гласных в децибелах относительно стандартного нулевого уровня 0.0000204ньютона на 1 м2. Схема измерительного тракта представлена на рис. 2.1. Приемником звука служил высококачественный конденсаторный микрофон типа МИК-5 с усилительно-питающим устройством УПУ-2. С выхода УПУ-2 сингал измеряется ламповым вольтметром (ВЗ- Рис. 2.1. Схема измерительного тракта и его градуировки по УЗД в звуко- измерительной камере. МИК-5 — конденсаторный микрофон, УПУ-2 — усилительно-питающее устройство, Н-110 — самописец уровня, ЛВ — ламповый вольтметр, 2606 — стандартный измерительный шумомер фирмы Брюль и Кьяр, ГШ — генератор широкополосного шума, D — излучатель шума. 2А) для оценки УЗД в барах и поступает на вход быстродействующего логарифмического самописца уровня электро-акустических колебаний типа Н-110. Шкала самописца отградуирована в децибелах относительно стандартного нулевого уровня (2«Ю-5 Н/м2). Измерительный тракт в пределах звукового диапазона частот (80—14000 Гц) имел неравномерность частотной характеристики не более +3 дБ, нелинейность амплитудной характеристики не более ±5% и чувствительность в среднем 165 мВ/Н/м2, при собственном шуме МИК-5 на выходе УПУ-2 не более 2 мВ. Таким образом, данная аппаратура не вносила существенных искажений в регистрируемый сигнал. 2.2. Коэффициент неравномерности гласных по силе Рядом исследователей, занимавшихся изучением интенсивности речевых звуков (Sacia, Beck, 1926; Fletcher, 1929; Ржевкин, 1936; Fairbanks, Hause, 1950; Жинкин, 1954), установлено, что акустическая энергия разных гласных различна. Установлено, что наибольшей интенсивностью обладают речевые гласные А% О, наи- 1 Поскольку звуковое давление (Р) связано с интенсивностью звука (W) определенным соотношением: W=kp2, где к — коэффициент пропорциональности, можно считать, что уровень звукового давления гласных (в дБ) относительно стандартного нулевого уровня (0.00002 Н/м2) отражает энергетическую характеристику звука, т. е. его интенсивность. 49
меньшей — IT, У, при этом разница в интенсивностях между самой сильной и самой слабой гласной часто оказывается довольно значительной — 4—6 дБ (табл. 2.1). Таблица 2.1 Сравнительная энергетическая характеристика речевых гласных (по данным разных исследователей) Авторы Sacia, Beck, 1926 . . Fletcher, 1929 Fairbanks, Hause, 1950 Жинкин, 1954 Морозов, 1970а .... A 34 25 18.3 1.00 76.2 э 17 22 16.7 0.89 75.6 и 12 20 14.8 0.74 68.0 о 47 24 17.6 0.97 76.0 г 13 23 14.1 0.84 69.0 Единицы измерения»]] мкВт » дБ относительно произвольного уровня Произвольные единицы дБ относительно стандартного уровня (0.00002 Н/м2) В этой связи представляет интерес выяснить, каково различие по интенсивности между гласными вокальной речи. Для решения этой задачи потребовалось, с одной стороны, исследование большого числа вокалистов разной квалификации и для сравнения — дикторов (невокалистов), а с другой стороны — применение количественного критерия для оценки степени неравномерности гласных по силе. В качестве последнего мы избрали широко распространенный в математической статистике критерий среднеквадра- тического отклонения от среднего (а), назвав эту величину коэффициентом неровности гласных по силе и условно обозначив его индексом АЛ. Вычисление производилось по общепринятой формуле для среднеквадратического отклонения: АД = \1^^РЦ(п — 1), где АД — коэффициент неровности гласных по силе, п — число гласных (в данном случае 5), АР^ — сумма квадратов отклонений звуковых давлений гласных от среднего уровня. Как показывает рис. 2.2, применение указанного критерия (АД) позволяет достаточно удобно количественно оценить степень неровности гласных (рис. 2.2). Поэтому данный критерий был применен для массового обследования испытуемых. Величина АД вычислялась для каждого испытуемого и отдельно для каждой высоты основного тона голоса (для каждой ноты). Для вычисления групповых значений Ai? результаты осреднялись. Были проведены исследования силы голоса на разных гласных для группы невокалистов (дикторов-мужчин, 5 человек). Высота основного тона при исследовании УЗД речевых гласных была произвольной. Степень неравномерности речевых гласных у данной группы испытуемых, опреде шемая коэффициентом ДД7 составила в среднем 4.5 дБ, УЗД = 73 дБ» 60
Средние коэффициенты неравномерности вокальных гласных (АД) у различных групп вокалистов наряду с другими акустическими показателями суммированы в табл. 2.2. Коэффициент неравномерности гласных (Ai?) для каждой из групп испытуемых вычислен отдельно для каждой градации высоты основного тона голоса (для каждой ноты диапазона с шагом V3 октавы) и двух градаций громкости. Поэтому значения АД представлены в табл. 2.2 двумя числами: первое число характеризует АД при пении forte, второе — при пении piano. дб 100 90 60 Рис. 2.2. Сравнительная оценка неравномерности вокальных и речевых гласных при помощи коэффициента А/?. По горизонтали — гласные, по вертикали — уровень звукового давления гласных (дБ относительно 2-Ю-5 Н/м2), 1 ~- пение, Ai?! = = 2.4 дБ; 2 — речь, ДК2=5 1 дБ. Анализ полученных результатов позволяет прийти к следующим заключениям: 1) коэффициент неравномерности вокальных гласных по УЗД у квалифицированных певцов существенно меньше (в среднем 2—3 дБ у мужчин и 1.5—2 дБ у женщин), чем у дикторов (невокалистов) и неквалифицированных вокалистов (3—5 дБ); 2) среди квалифицированных певцов АД меньше у женщин, чем у мужчин; 3) у детей-вокалистов младшего возраста неравномерность гласных несколько больше (особенно на высоких нотах), чем у старших детей и взрослых квалифицированных певцов; 4) при усилении голоса (пение forte) чаще намечается тенденция к некоторому увеличению АД по сравнению с тихим пением (piano); 5) наиболее сильными вокальными гласными в большинстве случаев являются А, О, Э, наименее сильными — И, У (исключение составляют высокие ноты женских и детских голосов, где в группу слабых гласных попадает фонема Э, а У не является слабой); 6) индивидуальные различия среди испытуемых по величине Aj? в пределах каждой группы могут быть существенными и обусловлены вокально-техническим мастерством певца; 7) у одного и того же человека вокальные гласные меньше разнятся по силе, чем речевые (рис. 2.2). < к \ \ \ \ ч? А ' г / / / 7 X 1 2 1 61
Таблица 2.2 Энергетические характеристики вокальных гласных различных категорий вокалистов (средние данные в дБ для каждой группы) I. Мужские голоса Категория обследуемых Басы и баритоны (п=8) Тенора (я=9) Неквалифицированные певцы (гс=7) Энергетическая характеристика Р AR D Р AR D Р AR D Высота основного тона (в нотном обозначении и в герцах) Lai?, 104 83.5 2.6; 2.2 14.3 81.8 3.2; 2.8 9.7 do, 131 87.2 2.2; 2.1 15.9 81.0 3.3; 1.2 11.8 85.7 3.0; 3.4 11.0 mi, 165 92.5 2.1; 2.0 20.7 88.7 2.3; 2.1 16.1 84.7 3.1; 2.8 11.7 lab, 20S 96.3 3.0; 2.6 23.0 94.0 3.0; 2.3 19.5 87.9 4.2; 4.2 10.9 do', 262 103.3 3.3; 2.5 27.1 98.3 2.8; 2.2 22.2 92.7 4.8; 5.4 11.0 mi', 330 102.1 2.5; 3.2 22.6 102.0 2.6; 2.0 23.3 95.3 4.7; 7.6 9.0 lab', 415 104.1 1.8; 2.4 24.0 90.9 1.4; 3.9 10.0 II. Женские и детские голоса Категория обследуемых Сопрано и меццо-сопрано (лг=10) Дети старшей группы — 11—16 лет (лг=11) Дети младшей группы — 7—8 лет (п=12) Энергетическая характеристика Р AR D Р AR D Р AR D Высота основного тона (в нотном обозначении и в герцах) do', 262 84.9 3.0; 2.9 14.7 mi', 330 88.2 1.9; 1.5 15.8 77.4 2.9; 2.6 7.8 74.6 3.0; 1.9 8.9 lab', 415 92.6 1.9; 2.3 20.0 82.0 3.3; 3.1 7.7 77.5 3.0; 2.5 8.8 do", 523 99.1 1.5; 21 20.1 86.6 2.3; 3.2 9.3 79.2 3.6; 3.4 7.1 mi", 659 103.1 1.6; 2.6 21.2 88.6 2.5; 3.5 8.8 78.8 4.0; 3.7 5.5 lab", 831 107.0 0.5; 1.9 22.7 — Примечания. Р — средний уровень звукового давления гласных А, Э, И, О, У; AR — средний коэффициент неравномерности гласных по силе голоса; D — динамический диапазон; п —число обследованных лиц. Значения AR представлены двумя числами, первое число характеризует ДД при пении forte, второе — при пении piano.
Таким образом, общий вывод таков: вокальные гласные оказываются более ровными (по уровню звукового давления), чем речевые; при этом, чем выше вокально-техническое мастерство певца, тем гласные ровнее. Этот факт был впервые экспериментально обоснован и опубликован нами в 1964 г. (Морозов, 1964в). В дальнейшем он нашел подтверждение в работе Е. П. Петровой по исследованию динамики звука певческого голоса (1966). Какое физиологическое объяснение можно найти этому экспериментальному факту? При пении действуют физиологические механизмы, приводящие к сглаживанию акустической разномощ- ности вокальных гласных. Методом рентгенографии установлено, что если объем и конфигурация резонаторов при произнесении речевых гласных сильно варьируют в зависимости от типа гласной, то при вокальном произношении степень различий в архитектонике резонаторов при фонации различных гласных оказывается значительно нивелированной (Дмитриев, 1955, 1959, 1962, 1964, 1968). Стандартизация физиологического механизма образования вокальных гласных и приводит к нивелированию акустических различий между ними, т. е., с одной стороны, к усреднению спектральных различий между гласными и, в частности, к преобладанию во всех гласных ВПФ и стабилизации частотного расположения ВПФ и других формант (см. 1.4, 1.13), а с другой стороны — к выравниванию акустической мощности разных гласных. Это обстоятельство приводит к тому, что на слух вокальные гласные оказываются несколько похожими друг на друга или, по выражению вокальных педагогов, сглаженными, ровными. Такое сглаживание или выравнивание вокальных гласных осуществляется под контролем слуха и является непременным условием и эстетическим требованием искусства. Выше уже говорилось о пестрых гласных неопытных певцов. Наши исследования показали, что эта «пестрота» гласных объективно выражается в неровности их по силе (Mi более 4—5 дБ), а кроме того — в значительных спектральных различиях, как это было показано в главе 1. 2.3. Зависимость силы голоса от высоты основного тона Сила голоса человека определяется не только характером гласной, но также и высотой основного тона, что в свою очередь связано с частотой колебаний голосовых связок. Рассмотрим более подробно эту важную закономерность. Средние данные об уровнях звукового давления гласных, представленные в табл. 2.2, говорят о количественных пределах этой зависимости. Индивидуальные данные представлены графически на рис. 2.3. Каждая точка данных кривых получена путем усреднения звуковых давлений всех пяти гласных (А, Э, II, О, У). Во всех случаях испытуемым давалась инструкция петь все гласные и все ноты голосом одинаковой силы (графики отражают максимальную силу голоса — forte). 63
Хорошо видно, что, несмотря на инструкцию не изменять силу голоса, уровень звукового давления гласных (Р) всех без исключения испытуемых увеличивается по мере повышения высоты основного тона голоса. Легко подсчитать, что увеличение это составляет в среднем 12 дБ на октаву (у неквалифицированных певцов и детей младшей группы — несколько меньше). Особенностью квалифицированных певцов является сравнительно плавное увеличение УЗД по мере повышения ноты (рис. 2.3, 1, 2, 3, 5, 6, 7). дБ 110 100 90 во 70 60 1, , 4 А 'i: / / / ( л У/ ь* f ^ > *гЗ ^ ^ ^ Г ! ► J i ( !^> г л ^ > -V"*"4 / I <-—-* £ r i / / /-1 г / S f *-~~ У\ Т1 <Л* 1 р-вг^И 10 Z5 № 131 165 206 262 330 415, 523 659 631 Lab do ml lab do' ml' lab do" mi lab Гц Рис. 2.3. Зависимость силы голоса от высоты основного тона у различных испытуемых. По горизонтали — высота основного тона в нотном обозначении {снизу) и соответствующая частота колебаний голосовых связок в герцах (сверху); по вертикали — средний уровень звукового давления в дБ (относительно Ро=2.10-5 Н/м2). I, 2, 3 — квалифицированные певцы-мужчины (I — бас Е. С-в, 2 — баритон В. Т-в, 3 — тенор В. П-в); 4 — невокалист Л. П-к; 5, б, 7 — квалифицированные вокалисты-женщины (5 — сопрано Л. Ш-ва, в — меццо-сопрано И. Б-ва, 7 — сопрано С. Б-я); 8, 9, 10 — дети, обучающиеся пению, разного возраста (8 — К. Ф-в, 10 лет; 9 — Н. Н-а, 7 лет; 10 — В. Г-н, 7 лет). Для неквалифицированных и неопытных вокалистов характерно скачкообразное изменение силы голоса, на что указывает ломаный ход кривых (4, 8, 9, 10). Очевидно, эта особенность связана с тренированностью голосового аппарата и со стабильностью его работы при изменении условий фонации. На плавное изменение силы голоса в зависимости от высоты ноты как на особенность высококвалифицированных певцов в свое время обратил внимание еще В. Д. Зернов. По его данным, наибольшей ровности кривая силы голоса достигла у Ф. Шаляпина, который был в числе его испытуемых (Зернов, 1909). Подобные результаты получены Е. Н. Петровой (1966). Эти данные наряду с нашими исследованиями дают основание считать характер кривой силы голоса (в зависимости от высоты основного тона) объективным показателем совершенства вокальной функции. 64
2.4. Динамический диапазон Как известно, один и тот же гласный на одной и той же высоте основного тона любой человек может произнести тихо и громко. Динамическим диапазоном вокальных гласных называется разница (в дБ) в уровнях звукового давления звука, спетого forte 36 а /Г 100 90 до 70 60 PLclti0 № 131 165 206 262 330 Lab do ml lab do mi' Ги, ЮН- 131 165 206 262 330f Lab do mi lab io' mi' Ги, Рис. 2.4. Динамические диапазоны голоса (заштрихованные области) различных категорий вокалистов (средние групповые данные)-. а — басы и баритоны (8 чел.), б — неквалифицированные певцы (мужчины, 7 чел.)- Значение осей то же, что и на рис. 2.3. и piano. В искусстве пения динамический диапазон играет исключительно важную роль, так как не только является средством художественной выразительности, определяя глубину различных динамических оттенков голоса (forte, piano, crescendo, diminuendo и т. п.), но и считается важным показателем совершенства вокальной техники. Опытные профессиональные певцы имеют более глубокий динамический диапазон, чем неопытные вокалисты (Кор- сунский, 1950а; Симонов, 1950; Морозов, 1964в; Петрова, 1966). Цифровые данные о средних величинах динамического диапазона для певцов разной квалификации (групповые данные) приведены в табл. 2.2 и на рис. 2.4. Можно видеть, что наибольшим динамическим диапазоном обладают взрослые профессиональные певцы (около 27 дБ), наименьшим — неквалифицированные певцы и дети (5-12 дБ). Общий для всех певцов динамический диапазон (с учетом данных всех групп испытуемых) простирается примерно от 65 до 120 дБ, т. е. составляет около 55 дБ. Если же учесть, что индивидуальные отклонения встречаются в пределах до 10 дБ, то общий динамический диапазон вокальных гласных всех певцов должен быть увеличен до 65 дБ. Очевидно, таким динамическим диапазоном должна обладать радиотехническая аппаратура, предназначенная для качественной передачи вокальной речи. 55
2.5. О физиологических механизмах взаимосвязи силы и высоты голоса Кривые силы голоса как forte, так и piano (рис. 2.3, 2.4) идут почти параллельно друг другу, т. е. показывают постоянное увеличение силы голоса по мере повышения высоты основного тона. Таким образом, несмотря на способность любого человека произносить звуки определенной высоты голосом разной силы, тенденцию увеличения средней силы голоса по мере повышения высоты основного тона следует считать закономерностью. Вследствие этой зависимости сила голоса piano на верхних нотах оказывается иногда даже больше, чем forte на нижних (рис. 2.3, 2.4). Проявляется эта закономерность и при обычной разговорной речи (Мартынов, 1962). При исследовании динамического диапазона речевых гласных, который, как оказалось, составляет в среднем около 20 дБ, нами установлено, что звуки forte все испытуемые произносят в то же время и на более высоких нотах, чем те же звуки piano. Разница в целом составляет от 3 до 6 тонов, т. е. 0.5— 1.0 октавы.2 В. Р. Тонковой-Ямпольской (1964а, 19646) установлено наличие подобных соотношений между силой голоса и высотой основного тона при акустическом анализе криков новорожденных детей. Эти данные, а также тот факт, что усиление голоса взрослых людей по мере повышения высоты основного тона происходит вопреки их намерениям сохранять силу голоса постоянной, говорят о том, что изменение последней в связи с изменением высоты основного тона происходит непроизвольно. По нашему мнению, указанная зависимость является свидетельством важной роли подсвязочного давления в регулировании частоты колебания голосовых связок. Известно, что усиление голоса требует увеличения подсвязочного давления. Это в свою очередь приводит к увеличению плотности смыкания голосовых связок, наблюдаемому на рентгенотомограммах (Husson, 1960, 1962), увеличению жесткости системы, что и ведет к увеличению ее резонансной частоты. Таким обгазом, увеличению частоты колебания голосовых связок (т. е. повышению основного тона голоса) способствует увеличение подсвязочного давления (что приводит также и к увеличению силы голоса). И наоборот: для образования низких нот диапазона подсвязочное давление должно быть значительно уменьшено, что естественно приводит и к уменьшению силы звука на этих нотах. Эта закономерность и находит отражение в исследованиях силы голоса у певцов. Указанная зависимость является существенным аргументом в пользу миоэластической теории голосообразования и будет рассмотрена ниже (гл. 4). 2 В связи с этим уместно вспомнить, что человека, по тем или иным причинам начинающего говорить громко, обычно просят не повышать голоса. так как основной тон при усилении голоса непроизвольно повышается,
Глава 3 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ И ПОЛЕТНОСТЬ ГОЛОСА ПЕВЦА 3.1. Проблема помехоустойчивости и полетности в практике вокального исполнительства В практике вокального искусства изданна высоко ценится свойство голоса певца преодолевать значительные расстояния, заполнять концертные залы большого объема, а главное — противостоять маскирующему воздействию окружающих звуков (оркестр, хор, музыкальное сопровождение). Старые итальянские вокальные педагоги назвали это свойство термином portata de la voce, что означает способность голоса нестись. В отечественной литературе нередко употребляется термин носкость голоса (Аспелунд,1952), что, очевидно, связано с буквальным переводом итальянского portare (нести). Мы считаем, что для обозначения указанного свойства голоса более удачным русским термином является по- лётностъ голоса (Морозов, 1965; Морозов, Барсов, 1965; Морозов, 19676). Весьма любопытно, что по наблюдениям практиков вокального искусства полетность не является обязате 1ьной принадлежностью больших голосов. Нередко оказывается, что голос певца, производящий впечатление мощного звучания в небольшом помещении (например, в классе), «не звучит» на сцене, в большом концертном зале, маскируется звуками музыкального сопровождения («не режет оркестр», по выражению дирежеров), воспринимается на слух глухо и завуалированно. С другой стороны, встречаются весьма «скромные» голоса, казалось бы совершенно не способные озвучить большие объемы помещений, но на деле прекрасно звучащие на болыпй сцене, хорошо слышные во всех точках театрального зала, четко выделяющиеся среди звуков музыкального сопровождения и других голосов, т. е. полетные голоса. Выдающиеся мастера вокального искусства и опытные педагоги всегда придавали исключительно большое значение развитию хорошей полетности голоса (Аспелунд, 1952). Профессор вокальной кафедры Ленинградской консерватории Е. Г. Ольховский писал: «Полетность (по современной терминологии) голоса Баттистини была исключительной. Он обладал редкой способностью преодолевать значительные расстояния, пло- 57
хие акустические условия зрительного зала, преувеличенное звучание оркестра» (Ольховский 1966, с. 9; разрядка наша,— В. М.). Несмотря на важность исследуемой проблемы, практика вокального искусства не выработала количественных критериев для оценки полетности голоса. Полетность обычно оценивается на слух и характеризуется лишь в приблизительных, качественных терминах (хорошая или плохая). С этой целью жюри обычно располагается подальше от сцены в глубине зала. При этом самым существенным критерием определения полетности признается свойство голоса певца противостоять маскирующему воздействию звуков оркестра.1 Последний критерий весьма существен, так как позволяет предполагать, что полетность определенным образом связана с помехоустойчивостью вокального сигнала. Предположение это, однако, экспериментально не обосновано, что и побудило нас предпринять специальные исследования с педагогами вокальной кафедры Ленинградской консерватории (Морозов, Барсов, 1965). 3.2. Метод измерения помехоустойчивости вокальных гласных При разработке метода измерения помехоустойчивости вокальной речи возникла необходимость в первую очередь решить два вопроса: 1) о выборе помехи, 2) о критериях помехоустойчивости. Что касается первого вопроса, то несмотря на то что в теории и практике музыкального искусства голос певца и музыкальное сопровождение представляют собой два гармонических компонента единого целого (т. е. ансамбля), с интересующих нас позиций (и понятия помехоустойчивости) звуки вокальной речи целесообразно рассматривать как «полезный сигнал», а музыкальное сопровождение — как «ш у м» или «помех у». Вместе с тем вполне естественно, что избрать в качестве «помехи» звуки музыкального сопровождения (например, оркестр) не представляется целесообразным ввиду чрезвычайной нестационарности и вариабельности акустических параметров этой «естественной помехи» (флюктуации в широких пределах, ур>вня интенсивности, спектрального состава, частотно-временных характеристик и пр.). Ввиду этого в качестве стандартной помехи мы избрали широкополосный шум (рис. 3.1), приближающийся по своему спектральному составу к наиболее типичным акустическим помехам (Сапожков, 1963), нередко употребляемым инженерами связи для 1 Известно, что на последних турах всех конкурсов вокалистов певцы поют в сопровождении оркестра. Одной из важных целей оркестрового сопровождения, по мнению спецалистов, является выявление степени полетности голоса. 58
исследования помехоустойчивости трактов электро-радиосвязи (Покровский, 1962). Типичные шумовые помехи подобного рода известны под термином шум речевого спектра, комнатный шум, шум Хота и т. п. Избранный нами шум, имеющий максимум спектральной энергии в полосе 160—700 Гц и постепенное спадение к высоким спектральным составляющим, аналогичен подобного дЬ 60 W го о 100 300 500 1000 гООО 5000 10000 Рис. 3.1. Спектр стандартной шумовой помехи. рода шумам, а кроме того — близок к усредненному спектру оркестра, т. е. к «естественной помехе» вокальной речи. Эти соображения и позволили нам применить указанный шум в качестве стандартной помехи при наших исследованиях. В качестве критерия помехоустойчивости вокальных гласных мы избрали критерий пороговой маскировки сигнала шумом. Блок-схема для измерения помехоустойчивости гласных избранным нами методом изображена на рис. 3.2. Исследуемый сигнал (той или иной гласный), воспроизводимый с магнитофона (МЭЗ), микшировался с шумовой помехой, подаваемой на микшер с генератора шума (ГШ). С выхода микшера «смесь» сигнала с шумом подавалась на головные телефоны оператора (ГД-6). Интенсивность данного шума, подаваемого на микшер, была постоянной (500 мВ), интенсивность сигнала можно было изменять плавным регулятором на выходе магнитофона. Задача оператора, выслушивающего через телефоны «смесь» сигнала с шумом, состояла в изменении уровня сигнала до установления его пороговой величины в шуме. После нахождения оператором пороговой величины сигнала шум отключался и установленная им интенсивность сигнала измерялась при помощи лампового вольтметра. Критерием помехоустойчивости было взято отношение шум/ сигнал, которое выражалось по формуле 3 = 20lgC/m/C/o дБ, 59
где р — коэффициент помехоустойчивости сигнала (в дБ); Um — напряжение (в мВ), развиваемое сигналом шума на телефонах оператора; Uc — пороговая величина сигнала (в мВ) на телефонах оператора.2 Операторами в наших опытах (по обнаружению сигнала в шуме) была группа лиц (9 человек) из числа студентов разных факультетов Ленинградской консерватории. Предварительно операторы проходили тренировку, с тем чтобы избежать возможности случайных ошибок. Пороги маскировки каждого Рис. 3.2. Схема установки для исследования помехоустойчивости гласных. МЭЗ — магнитофон, АТТ — магазин затухания, ГШ — генератор шума (помехи), й,ий,- сопротивления, эквивалентные внутренним сопротивлениям генератора шума и динамических телефонов ТД-6, Л В — ламповый вольтметр, ТД-6 — телефоны оператора. сигнала в шуме оператор находил по нескольку раз, пользуясь как методом увеличения уровня сигнала от нуля до пороговой величины, так и методом уменьшения его от заведомо надпорого- вой величины к порогу. Все показания операторов суммировались и для каждого сигнала находилась средняя величина, характеризующая среднюю помехоустойчивость данного сигнала. С целью обеспечения непрерывного звучания исследуемого сигнала в течение всего опыта по определению порогов, который длился не менее 7—10 мин, был применен «метод кольца». Гласные разных испытуемых записывались на магнитофонную ленту, участки ленты с записью этих гласных вырезались и концы ленты склеивались. Образованное кольцо с записью гласного при помощи оттяжки с роликом воспроизводилось на магнитофоне (рис. 3.2), обеспечивая непрерывное звучание гласного. 3.3. Сравнительная помехоустойчивость вокальных и речевых гласных При исследовании помехоустойчивости гласных испытуемые (всего 45 человек) были разбиты на 4 группы: 1) профессиональные оперные певцы, обладающие (по мнению специалистов) отличной 2 Двадцатикратный логарифм взят ввиду того, что измеряемые электрические напряжения сигнала и шума на телефонах оператора пропорциональны, как известно, не интенсивности звука (Вт/см2), а звуковому давлению (Н/м2). 60
полетностью голоса, 2) студенты Ленинградской консерватории с отличной и хорошей полетностью голоса (по мнению вокальных педагогов), 3) группа невокалистов (с заведомо плохой полетностью), 4) группа детей разного возраста. Особо следует оговорить, что т[етья группа была сформирована из лиц, не обладающих какими-либо особыми вокальными данными: эти испытуемые пением специально не занимались. В целом способ звукообразования у всех испытуемых этой группы мог быть охарактеризован как речевой способ: они просто протяжно фонировали обычные речевые гласные. Поскольку гласные эти резко отличались от вокальных (не обладали необходимым «вокальным» тембром, в них отсутствовало вибрато и т. д.), мы в дальнейшем будем называть их просто речевыми гласными.2 Результаты исследования, приведенные в табл. 3.1, говорят о том, что вокальные гласные обладают большей помехоустойчивостью (Р=20—25 дБ), чем речевые (Р = 17 дБ). Вместе с тем как среди певцов, так и среди невокалистов наблюдаются существенные индивидуальные различия по величине коэффициента помехоустойчивости. Анализ этих различий позволяет заключить, что наибольшей помехоустойчивостью обладают гласные высококва- Таблица 3.1 Коэффициенты помехоустойчивости гласных (р = 20 lg -jf*-1 взрослых певцов и невокалистов (гласный А на средних нотах диапазона голоса) Профессиональные оперные певцы испытуемый Л. О-и Г. 3-н В. К-в Н. К-н Н. О-в И. К-я В. М-ва Средне тип голоса Тенор » » Баритон Бас » Сопрано е . . . Р (ДЬ) 27 26 22 21 24 24 28 24.6 Студенты консерватор испытуемый В. А-в В. П-й О. С-в С. Т-в И. С-в И. Б-ва Н. К-ва Среди тип голоса Тенор » ' Баритон » Бас М.-сопрано » ее .... ИИ Р(ДБ) 26 18 23 23 17 22 21 21.4 Невокалисты испытуемый В. И-н Ю. Б-а В. Б-в П. П-в М. 3-р Т. П-ва Средне тип голоса Мужской » » » » Женский е . . . Р(дБ) 17 16 15 19 16 19 17.0 3 Мы отдаем себе отчет в том, что указанные гласные в известной мере отличались и от типичных речевых, хотя бы фактором длительности. Известно, что длительность гласных в речи составляет в среднем 150—250 мс (Бондарко, 1964; Зиндер, 1964), в то время как по нашей просьбе испытуемые специально удлиняли звучание гласных до 3—4 с. Это удлинение речевых гласных было необходимо для того, чтобы обеспечить возможность их исследования «методом кольца», т. е. стандартизировать условия исследования как вокальных, так и речевых гласных. 61
лифицированных вокалистов, звуки голоса которых отличаются большой звонкостью, серебристостью, металлическим тембром. А глухие, завуалированные звуки малоквалифицированных певцов или невокалистов имеют низкие коэффициенты помехоустойчивости. Весьма важно, что при оценке степени полетности исследованных нами звуков на слух квалифицированными специалистами (педагогов вокальной кафедры Ленинградской консерватории) к числу наиболее полетных голосов были отнесены именно те, рдБ Рис. 3.3. Коэффициенты помехоустойчивости различных гласных. 1 — квалифицированный певец А. К-в, 2 — девочка (14 лет), солистка детского хора М. В-а, 3 — невокалист М. 3. По горизонтали — гласные; по вертикали— значения коэффициентов помехоустойчивости. ,8 = 20 lg -=^. которые по нашим измерениям имею! наибольшие коэффициенты помехоустойчивости (Л. О-и, В. А-в, В. М-ва и др.). Это дало нам право укрепиться в ранее высказанных предположениях, во-первых, о том, что полетность голоса определяется помехоустойчивостью гласных, а во-вторых, что избранный нами критерий (Р) в достаточной мере точно и притом количественно отражает изучаемое свойство гласных. Результаты исследования помехоустойчивости вокальных гласных детей составили тему одной из наших специальных работ (Морозов, 19666). Помехоустойчивость голоса детей в общем несколько выше, чем речевых гласных взрослых невокалистов, но ниже, чем помехоустойчивость голоса взрослых певцов. Мы обнаружили известную зависимость коэффициента помехоустойчивости от типа гласной. Типичные результаты представлены на рис. 3.3. Наибольший р характерен для гласных IT, Э, наименьший —для У. Гласные О, А занимают в этом отношении промежуточное положение. Обнаружилось также, что увеличение высоты основного тона голоса приводит к некоторому увеличению коэффициента помехоустойчивости гласных. Вследствие этого высокие женские голоса имеют несколько более высокий Р, чем низкие мужские. 6Ъ гч- 18 14 10 1 > к v ч ч > \ \ \ 1 И 3 А 0 У 62
3. 4. Роль ВПФ в обеспечении помехоустойчивости голоса певца Анализ данных, приведенных в предыдущем разделе, наводит на мысль, что степень помехоустойчивости связана с качеством тембра голоса и, вероятнее всего,— со степенью выраженности высокой певческой форманты. Прежде всего это, разумеется, следует из теоретических соображений, вытекающих из сопоставления спектров сигналов и помехи. Практически этоподтверждается тем, что наиболее помехоустойчивыми являются звонкие, яркие го 15 Рис. 3.4. Сравнение средних коэффициентов помехоустойчивости (Р) и ЗВОНКОСТИ (#зв)- 10 По горизонтали — различные гласные; по вертикали — величины коэффициентов помехоустойчивости р = 20 lg-=-^ и звонке кости А'зв = тг * 10°* 5" Е И 3 А 0 У голоса. Звонкость же, как показано в главе 1, определяется степенью выраженности высоких спектральных составляющих, в основном — уровнем ВПФ. К такому выводу приводит нас также анализ данных рис. 3.3 : наиболее помехоустойчивыми являются именно те гласные {И, Э), относительней уровень ВПФ которых наибольший (гл. 1). Для удобства сравнения на рис. 3.4 приведены средние значения коэффициента звонкости (7£зв) и коэффициента помехоустойчивости (Р) для различных гласных. К2Ъ вычислен на основании данных всех вокалистов, приведенных в главе 1 (рис. 1.11), а средние значения (3 получены на основании данных рис. 3.3. Уже простое графическое сопоставление данных свидетельствует о хорошей корреляции этих показателей. Коэффициент корреляции между сравниваемыми величинами в ряду гласных г составил +0.83, что говорит о достаточно закономерной зависимости степени помехоустойчивости того или иного гласного от уровня ВПФ. G целью дальнейшего изучения количественной зависимости степени помехоустойчивости гласных от относительного уровня ВПФ нами были проделаны опыты по сравнительному измерению помехоустойчивости нормальных вокальных гласных и тех же гласных с полностью отфильтрованной (полосовыми фильтрами) 6% рдВ Г 30 г Г25 \- г -20 1 Г 15 - г*+0.83 ч ч. Л : \ \ к3в \ ч \ ч : V^A V^ - i i i i X* 1 63
высокой певческой формантой. Для этих опытов были использованы (см. 1.1) гласные мастеров вокального искусства, содержащие в норме около 30—35% ВПФ (Г. Зобиан, гласная Л, нота mi7, Н. Охотников, гласная У, нота do'). Таблица 3.2 Изменение порогов восприятия вокальных гласных (Uc) в шуме (Uш =500 мВ) и коэффициентов помехоустойчивости l^=20\g-jp-j при подавлении в спектре гласных высокой певческой форманты Оператор М. 3 Р. А С. А Г. А И. Л л. д Среднее . . Нормальный гласный 17с (мВ) 33.3 27.7 19.5 20.7 21.4 28.1 | 25.2 РСДБ) 23.5 25.1 28.1 27.6 27.4 25.0 25.9 Гласный UQ (мВ) 82.1 100.0 81.2 89.2 63.0 70.0 81.0 без ВПФ Э(дБ) 15.5 13.9 15.5 14.9 17.9 17.0 15.8 Результаты этих опытов, приведенные в табл. 3.2, говорят о том, что при подавлении ВПФ абсолютные пороги обнаружения гласного в шуме (С/с) существенно увеличиваются, а коэффициенты помехоустойчивости ((3) соответственно падают (в среднем с 25.9 до 15.8 дБ). Любопытно, что абсолютный порог обнаружения в том же шуме изолированной высокой певческой форманты (отфильтрованной из тех же гласных) оказался равным 12.5 мВ, что соответствует коэффициенту помехоустойчивости [3=32 дБ. Таким образом, важная роль высокой певческой форманты в обеспечении хорошей помехоустойчивости звука голоса не вызывает сомнений. 3.5. Помехоустойчивость вокальных гласных как результат взаимодействия свойств сигнала, помехи и слуха Известно, что маскирующее действие шума на тональный сигнал или близкий к нему узкополосный сигнал определяется в основном эффективным уровнем энергии спектральных составляющих шума, лежащих в критической полосе слуха для данного маскирующего тона (Fletcher, 1953; Скучик, 1959; Покровский, 1962; Сапожков, 1963; Чистович, 1964). Как можно видеть, в шуме, который служил в наших опытах помехой (рис. 3.1), эффективная 64
энергия спектра в критической полосе для тонов в области 2500 Гц на ~16 дБ меньше, чем в области 540 Гц. Это, естественно, и приводит к меньшему эффекту маскировки компонентов сигнала, лежащих в области 2500 Гц, чем в области 540 Гц. Вследствие этого вокальные гласные, в которых в узкой полосе спектра около 2500 Гц сосредоточивается до 30% всей акустической энергии, выигрывают как в громкости и звонкости, так |и в помехоустойчивости по сравнению с обычными гласными, доля спектральной энергии которых в указанной высокочастотной области (2500 Гц) составляет всего лишь 5—10 %. Величину этого выигрыша можно с известной точностью определить и чисто расчетным путем, применяя известные в литературе методы расчета (Покровский, 1962; Цвиккер, Фельдкеллер, 1971). Необходимо учесть также, что вершина высокой певческой форманты располагается в области максимума слуховой чувствительности, что в свою очередь также вносит известный вклад в общий эффект помехоустойчивости, равно как и дает выигрыш в громкости (величина выигрыша в громдости была определена экспериментально, см. 1.14). 3.6. Помехоустойчивость и полетность голоса певца Термин полетность голоса объединяет два свойства звука: 1) свойство преодолевать большие расстояния, 2) свойство хорошо слышаться на фоне маскирующего влияния других звуков, резать оркестр и т. п. Можно было предположить, что первое свойство — это свойство акустически энергии полетных голосов каким-то образом передаваться на расстоянии с меньшими потерями по сравнению с неполетными голосами. Исходя из этого, в первых предварительных опытах мы попытались количественно определить это свойство звука. Опыты проводились в Малом концертном зале Ленинградской консерватории. Перед певцом' на расстоянии одного метра ставился микрофон с регистратором^ интенсивности^звуко- вой энергии голоса (шумомером). Второй микрофон с таким же регистратором ставился на расстоянии 20 м от первого в конце зала. Предполагалось, что более полетные голоса дадут меньшую разницу в показаниях шумомеров, чем менее полетные. Однако эти опыты не дали четких показателей, ввиду зависимости результатов измерений не только от особенностей голоса певца, но и от ряда других условий, в частности от ориентирования певца в зале относительно дальнего микрофона (влияние направленности) и акустических свойств помещения. Таким образом, как результаты опытов, так и элементарные расчеты приводят к выводу о том, что измерение степени полетности голоса (как свойства звуковой энергии сложного звука передаваться на большое расстояние) прямым методом, тем более в закрытом не- заглушенном помещении не представляется возможным. 65
Кроме того, необходимо учитывать и роль приемника звука в этих опытах, ибо сам термин полетность возник как р е з у л ь- тат слухового восприятия звука певческого голоса, а не измерений при помощи технических индикаторов. Что же касается слуха, то он обладает целым рядом свойств (нелинейность частотных, амплитудных и динамических характеристик, пространственная и психологическая 4 направленность, и т. д.), обусловливающих высокую избирательность восприятия сложных звуковых сигналов (Забродин, 1974), и в первую очередь речевых звуков, не сравнимую с избирательностью технических систем. Исходя из этих соображений, а также учитывая, что полетность определяется и как свойство звука противостоять маскирующему воздействию других звуков (музыкального сопровождения), мы предложили в свое время метод оценки полетности певческого голоса по измерению коэффициента его помехоустойчивости (Морозов, 1965; Морозов, Барсов, 1965; Морозов, 19676, 19706). Как показывают результаты исследований (см. 3.3), имеется достаточно высокая корреляция между степенью полетности голоса, определяемой традиционными методами и предложенным нами методом измерения коэффициента помехоустойчивости. 4 Эффект психологической направленности слуха, обеспечивающий человеку восприятие речи собеседника в шуме других голосов, получил в литературе название «coctail party effect» (Альтман, Дубровский, 1972).
Глава 4 ВИБРАТО ГОЛОСА 4.1. Вибрато как эстетический атрибут вокального и музыкального исполнительства Одной из весьма характерных, важных и еще далеко не достаточно изученных особенностей вокальной речи является наличие вибрато в звуке гласных (Wolf et al., 1935;Seashore, 1936; Potter et al., 1947; Sedlacek, 1962). Иногда это явление обозначают словом вибрация (Рабинович, 1935; Левидов, 1939), что неточно, так как термином вибрация принято обозначать совсем другое явление (гл. 9). На слух вибрато голоса ощущается как ритмические пульсации звука, происходящие с частотой около 5—7 Гц. Любопытно, что эта частота пульсаций вибрато является для слуха наиболее благозвучной, поскольку более редкие пульсации (3—4 Гц) субъективно воспринимаются слушателями уже как качание звука, а более частые (8—9 Гц) — как горошек или барашек в голосе. Считается, что вибрато воспринимается слушателем как тембровая особенность звука (Теплов, 1947) и сильно влияет на эстетическую оценку звука. Звук без вибрато слушатели характеризуют как прямой или тупой, безжизненный и пр., в то время как звук с вибрато — живой, приятный, полетный, ласковый и т. п. Вибрато является одним из важных средств эмоциональной выразительности пения (см. об этом ниже). Вибрато — важный атрибут не только художественного пения, но и музыкального исполнительства — скрипка, виолончель, духовые инструменты и др. (Володин, 1974). С акустической точки зрения, вибрато предсаав- ляет собой модуляцию основных параметров звука — частоты основного тона, амплитуды и спектра — происходящую с частотой рибрато (Корсунский, 1949; Володин, 1974). Исследование амплитудного рибрато составило задачу нескольких наших работ (Морозов, 19676, 1970а, 19706). Для регистрации вибрато мы пользовались самописцем уровня электроакустических колебаний типа Н-110. По нашим данным, величина амплитудных модуляций вибрато у разных певцов составляет в среднем 3—5 дБ. Частота вибрато 4.5—7 Гц. На рис. 4.1 представлены примеры записей уровня интенсивности голоса различных певцов (на ленте самописца Н-110) при исполнении ими от- 67
Рис. 4.1. Примеры регистрации при помощи самописца уровня Н-110 вибрато голоса различных вокалистов при исполнении ими вокальных произведений. j — взрослый певец (баритон) Ю. Б-в, фраза из арии Елецкого; 2 — студентка консерватории Н Ж-ва (сопрано), фраза из арии Лизы; 3 — девушка 17 лет М. П-ва,болгарская народная песня; 4 — мальчик 11 лет К. Ф-в, конец песни «Пусть всегда будет солнце»; 5 — мальчик 9 лет С. Я-в, то же самое, что и К. Ф-в. Хорошо заметны различия в степени выраженности вибрато.
рывков из музыкальных произведений. Можно видеть, что вибра то, хорошо выраженное у взрослых певцов (рис. 4.1, 7, 2), несколько менее выражено у девочки 14 лет (5) и почти совсем отсутствует у детей младшего возраста (4, 5). Наши исследования показали, что у младших детей (7—8 лет) отсутствует также частотное и спектральное вибрато; это подтверждается также слуховым восприятием (звук голоса прямой) и согласуется с литературными данными (Рудаков, 1966). 4.2. Вибрато голоса выдающихся певцов Важной особенностью вибрато мастеров вокального искусства является хорошая периодичность (ритмичность) вибрато. Эта особенность иллюстрируется рис. 4.2. Весьма стабильна и характерна форма амплитудного вибрато выдающихся мастеров пения (Титта Руффо, М. Баттистини, Ф. Таманьо, А. Патти, Н. Обухова, В. Собинов, И. Козловский, С. Лемешев и др.). Нередко она приближается к синусоидальной, хотя и имеет некоторые индивидуальные особенности. У профессиональных певцов можно наблюдать отступление от синусоидальной формы вибрато, однако без нарушения этого основного правила — четкой ритмичности вибрато. Для неквалифицированных вокалистов характерен аритмичный и подчас довольно хаотический характер кривой вибрато, что на слух воспринимается как неустойчивость, неуверенность звука. Наши исследования показали далее, что характер вибрато даже одного и того же певца может видоизменяться в зависимости от высоты основного тона, силы голоса, типа гласной, длительности ее звучания и ряда других факторов. Особо следует отметить, что характер вибрато изменяется в зависимости от эмоциональной настроенности певца: при сильном эмоциональном возбуждении (при пении вокальных произведений) частота вибрато возрастает. Эмоции горя и подавленности вызывают урежение частоты вибрато. Меняется также форма вибрато. В этом отношении наши наблюдения полностью опровергают мнение Вудвортса (1950) о том, что вибрато якобы не может быть средством эмоциональной выразительности, поскольку присутствует в голосе певца всегда и при любых эмоциях. Вибрато действительно присутствует в голосе большую часть времени его звучания, но характер его значительно изменяется как в качественном, так и в количественном отношении, что существенно влияет на тембровые свойства звука. 4.3. О физиологических механизмах образования вибрато Физиологическая природа вибрато певческого голоса изучена крайне недостаточно. И. И. Левидов усматривал причину вибрато голоса в асинхронизме колебаний одной связки по отношению 69
Рис. 4.2. Амплитудное вибрато голоса некоторых выдающихся мастеров вокального искусства, зарегистрированное на ленте самописца Н-110. 1 — Титта Руффо, фраза из арии Риголетто; 2 — М. Баттистини, эпиталама из оперы «Нерон»; 3 — Ф. Таманьо, фраза из предсмертной арии Отелло; 4 — А. Патти, колоратурные пассажи из арии Нормы; 5 — Н. Обухова, фраза из арии Далилы; 6 — В. Собинов, фраза из «Песни певца за сценой»; 7 — С. Лемешев, фраза из песни «Когда я на почте служил ямщиком»; 8 — И. Козловский, заключительная фраза из «Песенки герцога»; 9 — Робертино Лоретти, фраза из неаполитанской песни «Санта Лючия»; 10 — Марио дель Монако, фраза из арии Каварадосси. Расстояние между параллельными линиями ленты самописца соответствует изменению силы год оса на 5 дБ.
к другой, в результате чего, йб его мйению, ьозникает интерференция и биения звука (Левидов, 1939). Несмотря на то что асин- хронизм колебаний голосовых связок наблюдается довольно часто при помощи стробоскопа (Фомичев, 1949), объяснение Левидова не имеет достаточных оснований, так как нельзя предположить, что каждая из двух колеблющихся голосовых связок самостоятельно создает звук с оей собственной частоты колебаний. Юссон, герный своей нейрохронаксической теории, пытается объяснить вибрато изменением частоты моторных импульсов возвратного нерва на уровне химических медиаторов нервных окончаний в голосовой мышце (Юссон, 1974), что маловероятно. Рис. 4.3. Отражение вибрато голоса на пневмограмме (по: Кильчевская и др., 1970). Солистка Миланского оперного театра Ла-Скала Маргарита Гульельми (сопрано). 1 — отметка времени (1 с), 2 — осциллограмма колебаний верхьегрудного уровня, 3 — •уровня нижних ребер, 4 — уроиня живота, 5 — нотное обозначение исполняемых упражнений. Действительной причиной вибрато певческого голоса скорее всего следует считать деятельность всего комплекса звукообра- зующего аппарата и, в частности, периодические, происходящие с частотой вибрато движения гортани, изменения объема резона- торных полостей и содружественные движения дыхательной мускулатуры. Движения эти нередко можно наблюдать у певцов простым глазом, а если во время пения приложить руку к гортани певца, на его грудную клетку или на брюшной пресс, то движения вибрато обнаруживаются совершенно отчетливо. Регистрируются они и при помощи специальной аппаратуры (рис. 4.3). Известную роль в происхождении вибрато играют, по-видимому, биофизические характеристики голосообразующего аппарата как колеблющейся механической системы. В частности, экспериментально установлено, что частотные характеристики 71
легких и грудной клетки человека имеют максимум (т. е. наличие резонанса) на частотах 6—9 Гц, что, по-видимому, и облегчает формирование амплитудно-частотной модуляции вибрато именно в этих частотных пределах (Du Bois et al., 1956). Мы высказали предположение, что ритмические колебательные движения различных частей голосообразующего аппарата, происходящие в процессе генерации вибрато, имеют важное физиологическое значение, способствуя меньшему утомлению голосового аппарата и большей точности его работы (Морозов, 19706). Эта гипотеза базируется на известном в области теоретической физиологии положении о том, что динамический (ритмический) режим работы мышц является значительно более оптимальным с физиологической и энергетической точек зрения, нежели статический. 4.4. Частота модуляций вибрато и тип голоса Исследованию зависимости частоты модуляций вибрато от типа голоса певца мы посвятили специальную работу (Морозов, Рай- кин, 1974). Средняя частота вибрато в основном составляла 5—6 Гц, % 30 [ 20 г 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 10 Рис. 4.4. Гистограммы распределения частоты модуляций вибрато голоса профессиональных певцов. По горизонтали — частота вибрато (Гц); по вертикали — распределение (%). 1 — басы и баритоны, 2 — тенора, з — женские голоса. с предельными отклонениями от 4.5 до 7 Гц. Результаты графически представлены на рис. 4.4. Рисунок говорит об определенной зависимости частоты вибрато от типа голоса: чем выше тип голоса, тем выше по частоте максимум кривой распределения. Представленные на рис. 4.4 данные получены в результате анализа исполняемых певцами отдельных изолированных гласных, лишенных эмоционального содержания. При пении произведений мы наблюдаем несколько больший диапазон изменений частоты вибрато за счет сдвига в высокочастотную область. Для примера приведем значения частоты вибрато голоса известных певцов (по данным рис. 4.2). 72
Частота вибрато (в Гц) Исполнитель в начале фразы Титта Руффо .... 6.7 М. Баттистини Ф. Таманьо . . А. Патти . . . Н. Обухова . . В. Собинов . . С. Лемешев . . И. Козловский М. дель Монако 6.5 7.7 7.0 7.0 6.5 7.5 6.7 6.0 в конце фразы 7.0 6.0 7.9 7.2 7.0 6.5 7.7 6.6 6.5 Как видно, частота вибрато у мастеров пения при исполнении вокальных произведений составляет от 6 до 7.9 Гц, т. е. примерно на 1.0—1.5 Гц выше, чем при пении изолированных гласных. Полученную разницу, впрочем, можно отнести не только за счет влияния эмоциональных факторов, но также и за счет еще не вполне изученных особенностей голосовой функции выдающихся мастеров пения. 4.5. О фазовых соотношениях между AM и ЧМ в структуре вибрато Поскольку известно, что в процессе генерации вибрато происходит амплитудно-частотная модуляция звука (АЧМ), представляет интерес выяснить, в каких фазовых соотношениях находятся амплитудная модуляция (AM) с частотной модуляцией (ЧМ) основного тона голоса. Для изучения этого вопроса мы применили комплексную регистрацию AM и ЧМ параметров вибрато на ленте шлейфного самописца К-115. Кривая амплитудного вибрато была получена в результате детектирования сигнала голоса певца, а кривая ЧМ вибрато выделялась при помощи интонометра специальной конструкции, изготовленного по чашему заказу Таллинским институтом кибернетики Академии наук Эстонской ССР (разработка инженера М. Рохтла). Примеры регистрации AM и ЧМ параметров вибрато при пении различных гласных представлены на рис. 4.5. Можно видеть, что в голосе баса (Г. Б-н) при пении гласной О на нотах do' (131 Гц) и mi' (165 Гц), а также при пении гласной Э на ноте mi' имеют место синфазные соотношения между AM и ЧМ, т. е. максимум AM соответствует максимуму ЧМ, и также соответствуют минимумы. Вместе с тем при пении той же гласной О на ноте sol (196 Гц) обнаруживаются противофазные соотношения между AM и ЧМ: максимуму AM соответствует минимум ЧМ и наоборот — минимуму AM соответствует максимум ЧМ. Подобные явления обнаружены в голосе и других певцов. Подсчет показал, что в голосах исследованных нами вокалистов синфазность преобладает на нижних нотах диапазона. Вместе с тем процент противофазное™ в целом оказался больше в голосах более квалифицированных певцов по сравнению с менее квалифицированными. 73
В литературе имеются лишь единичные высказывания относительно данного феномена голоса певца. В работе Сачердоте (Sacerdote, 1957), а также в недавно выполненной работе Г. М. Котляра (1973) высказано мнение, что для вибрато певцов высокой квалификации характерны противофазные отношения между AM и ЧМ звука. и I NAM тк ЧМ Шш И AM N чм т Ы AM ЧМ NwMwW Рис. 4.5. Фазовые соотношения между амплитудной и частотной модуляцией в структуре вибрато голоса певца при пении гласных. а — гласи. О, нота do (131 Гц); б —гласи. Э, нота mi (165 Гц); в —гласи. О, нота mi (165 Гц); г — гласи. О, нота sol (196 Гц). AM — амплитудная модуляция, ЧМ—частотная модуляция. Вертикальные штрихи — метки времени 0.2 с. Фазовые соотношения между AM и ЧМ в структуре вибрато, по-видимому, сказываются на эстетических свойствах голоса певца. В специальной работе нами установлено, что слух человека имеет весьма высокую чувствительность к изменению фазовых соотношений между AM и ЧМ звука (Морозов, 1967а; рис. 4.6 настоящего издания). 74
15 30 Ь5 60 75 90 Рис. 4.6. Дифференциальные пороги слуха человекам различению] фазовых соотношений между AM и ЧМ в вибратоподобномамплитудно-частотномоду- лированном звуке. I — кривая порогов в нормальных условиях, 2 — в условиях шума. По оси абсцисс — угол фазового сдвига, между AM и ЧМ (ЧМ опережает AM на Д<р°); по оси ординат — процент ответов сигналы разные (по данным 7 испытуемых) при сравнении двух сигналов, различающихся только величиной фазового сдвига между AM и ЧМ на угол Д9°. Штриховыми линиями обозначены пороги различения фазы (в норме и в шуме), соответствующие 75% правильных ответов испытуемых. Эти исследования говорят о существенной роли фазовых соотношений AM и ЧМ в структуре вибрато для формирования тембральных и эстетических свойств певческого голоса. 4.6. Вибрато и помехоустойчивость звука. Опыты с прибором «искусственное вибрато» В литературе имеются указания на то, что амплитудно-частотная модуляция звука определенным образом влияет на его помехоустойчивость (Скучик, 1959). Вместе с тем нам не удалось найти данных, касающихся прямого сравнительного измерения помехоустойчивости звуков с вибрато и без вибрато. Ввиду этого нами были предприняты экспериментальные исследования со звуками виолончели (Морозов, 19706) и с прибором «искусственное вибрато» (рис. 4.7). Прибор «искусственное вибрато», или амплитудно-частотный модулятор звука, позволял моделировать основные параметры вибрато: амплитудную и частотную модуляцию звука (Морозов, 1967а, 19676). Прибор обеспечивал возможность плавного независимого регулирования глубины AM и ЧМ в широких пределах частоты модуляции, от 1 до 15 Гц, и смещения фазовых соотношений между AM и ЧМ в пределах от 0 до 360°, с интервалом дискретности Д<р=15°. 75
При помощи прибора «искусственное вибрато» исследовали влияние амплитудной, частотной и амплитудно-частотной модуляции на пороги обнаружения сигнала (тон 1000 Гц) в шуме, т. е. на помехоустойчивость AM, 4M- и АЧМ-сигналов. В результате было установлено, что AM, ЧМ, а также АЧМ придают звукам большую громкость и помехоустойчивость по сравнению с смодулированными звуками того же эффективного уровня. Разница в среднем составила 2—5 дБ, но не показала существенных зависимостей от фазового соотношения между AM и ЧМ (Д<р)> хотя была обнаружена некоторая тенденция лучшей слышимости АЧМ-звуков при <р=90°.5 Рис. 4.7. Блок-схема прибора для получения амплитудно-частотно-модулированных звуков типа вибрато. ЗГ-2А — звуковой генератор, ЧМ — частотный модулятор, AM— амплитудный модулятор, Кх—К4 — переключатели режимов работы прибора, ТД-6— динамические телефоны оператора. Все испытуемые утверждали, что обнаружение в шуме периодически пульсирующих звуков (т. е. АЧМ-звуков) осуществляется ими с большей уверенностью, чем обнаружение чистого («прямого») тона. Вибратоподобный, модулированный звук, по выражению некоторых операторов, лучше заметен в шуме, в то время как прямой тон быстро теряется. 4.7. О повышенной чувствительности слуха человека к восприятию амплитудной модуляции с частотой вибрато Для феномена повышенной помехоустойчивости амплитудно-частотно-модулированных звуков типа вибрато по отношению к слуховому восприятию можно найти ряд объяснений. В настоящем разделе нам хотелось бы обратить внимание на одно примечательное общебиологическое свойство слухового анализатора человека, имеющее, как нам представляется, непосредственное отношение к объяснению данного феномена. Речь идет о неоднозначной, избирательной чувствительности слуха человека к восприятию AM- и ЧМ-звука. При исследовании порогов восприятия слуховым анализатором человека АМ-звука в диапазоне модулирующих частот 6 Более подробно результаты этих опытов приводятся в одной из наших специальных работ (Морозов, 1969). 76
от 0.1 до 100 Гц нами было обнаружено, что максимум чувствительности слуха наблюдается в области частот модуляции 4—8 Гц (Черниговская, Морозов, 1974; Морозов, Черниговская, 1975). Эта закономерность иллюстрируется рис. 4.8, где представлены усредненные пороги обнаружения низкочастотной AM для группы испытуемых из 8 человек с нормальным слухом (кривая 1). Можно видеть, что при частоте модуляции 4— 8 Гц специально не тренированный слух человека чувствителен к амплитудной модуляции глубиной всего лишь в 3%, что со- 771%, Т , I , 0.1 0Л 1 2 3 4-56 810 20 50 100 Ги, Рис. 4.8. Феномен повышенной чувствительности слуха человека к амплитудной модуляции 4—6 Гц. Средние пороги обнаружения AM для 8 испытуемых до (J) и после (2) тренировки. По горизонтали — модулирующая частота (Гц); по вертикали — глубинаАМ (%). Вертикальные масштабы — доверительные интервалы значений порогов. ответствует глубине AM 0.5 дБ. Как при уменьшении частоты модуляции, так и при ее увеличении чувствительность слуха к ее обнаружению уменьшается (порог возрастает), т. е. обнаруживается достаточно четко выраженное избирательное обострение чувствительности слуха к AM с частотой 4—8 Гц. Эти результаты хорошо согласуются с литературными данными (Дубровский, Тумаркина, 1967; Цвиккер, Фельдкеллер, 1971). Вместе с тем нам не удалось найти в литературе объяснения этого любопытного феномена с эволюционно-физиологических позиций. В этой связи нами было высказано предположение, что избирательное обострение слуховой чувствительности человека к мо- 77
дуляции с частотой 4—8 Гц вызвано постоянной тренировкой слуха человека к восприятию речевого сигнала. В пользу этой гипотезы свидетельствует ряд следующих экспериментальных фактов. 1. Тренировка испытуемых к восприятию AM в широком диапазоне частот (от 0.1 до 100 Гц) снижает пороги главным образом на крайних (низких и высоких) частотах, существенно не сказываясь на частотах 4—8 Гц (рис. 50, 2). Это наводит на мысль 0.8 1.0 1.2 1.6 Z.0 2.5 3.1 4.0 5.0 6.3 8.0 10 13 16 20 25 32 Рис. 4.9. Гистограммы частоты амплитудной модуляции речи разных дикторов. 1 — Ю. Левитан, 2 — Н. Турчанинова, 3 — В. Яхонтов, 4 — Р. Плятт, 5 — И. Ильинский, 6 — И. Андронников, 7 — К. Чуковский. По горизонтали — частота амплитудной модуляции (Гц); по вертикали — вероятность встречаемости AM (%) в 5-минутном речевом отрывке. о существовании тренированности слуха человека к восприятию AM именно этих частот (4—8 Гц), вызванной каким-то постоянно действующим фактором. 2. Таким фактором есть основание считать речевой сигнал, представляющий собой, как известно, глубоко а м- плитудно модулированный звуковой процесс.6 AM речевого сигнала вызвана физиологической деятельностью артикуляторных органов в процессе слогообразования: периодическим чередованием гласных (высокий УЗД) и согласных (низкий УЗД). Специальные исследования показали, что наиболее 6 Точнее сказать, амплитудно-частотно-спектрально-модулированный, что хорошо наблюдается на ленте динамического спектрографа. 78
вероятной частотой AM речевого сигнала является частота 4— 8 Гц (Морозов, Черниговская, 1975; рис. 4.9 настоящего издания). Эти данные хорошо также согласуются с исследованиями длительности речевого слога, которая, как известно, составляет в среднем величину порядка 125—200 мс (Бондарко, 1964), что соответствует частоте повторяемости слогов 8—5 Гц. Цифры такого же порядка — 3—8 Гц, — характеризующие частоту сло- гообразования у человека, были нами обнаружены при исследовании инфразвуков, генерируемых артикуляторными органами человека в процессе речи (Морозов и др., 1972; рис. 1.26 настоящего издания). 3. Исследование слабослышащих детей, не овладевших речью вследствие большой потери слуха (не слышащих речи, но вместе с тем имеющих остатки слуха), показали, что их слуховой анализатор не имеет избирательно-повышенной чувствительности к частотам 4—6 Гц (Черниговская, 1976; Черниговская, Розен- блюм, 1976). Приведенные экспериментальные факты дают определенные основания считать, что избирательная повышенная чувствительность слуха человека к восприятию AM частотой 4—8 Гц является свойством, связанным с восприятием речи,7 и, как это очевидно, обусловливает надежность и помехоустойчивость восприятия речевого сигнала в условиях помех. 4.8. Гипотеза о происхождении вибрато В свете этих данных находит свое объяснение и повышенная чувствительность слуха человека к восприятию вибрато, которое, как показывают исследования, представляет собой амплитудно- частотную модуляцию звука, происходящую с частотой 5—7 Гц и совпадающую с максимумом слуховой чувствительности к AM (рис. 4.10). Здесь мы, в сущности, сталкиваемся с явлением, в известной мере аналогичным совпадению частоты высокой певческой форманты с областью максимума слуховой чувствительности на аудио- грамме человека. Можно полагать, что совпадение частоты вибрато с максимумом чувствительности слуха к модуляции также не случайно, как не случайно совпадение максимума спектральной энергии певческого голоса с максимумом слуховой чувствительности, но в процессе эволюционного развития вокальной речи было продиктовано опять-таки энергетической и физиологической целесообразностью: при одинаковых среднеэффективных 7 Физиологические механизмы данного явления изучены недостаточно. Исследования последних лет (Кузьмин, Лисенко, 1971; Молчанов, 1971, Физиология. . ., 1976) позволяют предполагать наличие в головном мозгу человека механизмов, специально настроенных на выделение и обработку огибающей речевого сигнала. 79
уровнях энергии модулированный сигнал слышен лучше смодулированного, и наибольшей слышимости достигает сигнал, имеющий частоту модуляции, близкую к частоте вибрато. Несмотря на существенные различия в механизмах действия ВПФ и вибрато, между ними есть и одна общая черта: оба эти явления певческого голоса (как перераспределение спектра, так и возникновение АЧ модуляции) приводят к снижению порогов слухового восприятия сигнала относительно его средне- эффективного уровня. В% Р% т% 40 30 20 10 1.2 1.6 2.0 2.5 3.1 h.O 5.0 6.3 8.0 10. 13. 16. 20. 25. Рис. 4.10. Соответствие максимальной чувствительности слуха человека к восприятию амплитудной модуляции звука (т) с областью наиболее вероятной частоты AM речи (Р) и вибрато голоса певца (В). По горизонтали — частота AM (Гц); по вертикали справа — пороговая глубина обнаружения AM слухом человека (т %), слева — вероятность встречаемости AM разной частоты в речи (Р %) и в вибрато (В %). Вертикальные масштабы — доверительные интервалы для уровня значимости 0.05. Но дело, по-видимому, не ограничивается чисто энергетическим выигрышем. Можно полагать, что зоны слуха повышенной энергетической чувствительности (2—3 кГц — на спектрограмме и 4—7 Гц — к восприятию АЧМ) являются в то же время и зонами повышенной эстетической чувствительности слуха человека. В одной из наших работ мы предлагали опытным профессиональным музыкантам, солистам оркестра Ленинградского академического театра оперы и балета им. С. М. Кирова (скрипка, виолончель, тромбон, труба), установить оптимальную на их слух частоту модуляций вибрато на искусственном электронном генераторе вибрато (Морозов, Черниговская, 1977). Всего в опытах участвовало 5 человек. Результаты показали зависимость 80
средней устанавливаемой музыкантами частоты модуляций вибрато от высоты основного тона звука (источником служил звуковой генератор ГЗ-33): Высота заданного звука (Гц) ... 250 500 1000 2000 4000 Средняя частота установленных модуляций вибрато (Гц): М 4.5 5.3 6.2 7.1 7.8 с 1.65 0.85 0.50 0.10 1.41 Эти данные согласуются с результатами изучения частоты вибрато у вокалистов как в отношении предельных изменений частоты вибрато, так и в отношении зависимости от звуковысот- ного диапазона. Таким образом, опытные музыканты, руководствуясь чисто эстетическими критериями, устанавливают частоту искусственного вибрато практически равной частоте вибрато певческого голоса (рис. 4.4). Приведенные экспериментальные факты и соображения позволяют высказать предположение и о возможных эволюционных путях возникновения вибрато в голосе певца, а также в звуках музыкальных инструментов. По-видимому, вибрато возникло, образно говоря, «по заказу слуха» и является отражением повышенной физической и эстетической чувствительности слуховой системы человека к амплитудно-частотной модуляции с частотой 4—8 Гц, слух же эти свойства приобрел в свою очередь в результате адаптации к восприятию речевого сигнала, t |Известно, что длительность гласных в пении, достигающая подчас 3—7 и более секунд (а также длительность музыкальных звуков), значительно превосходит длительность речевых гласных, которая почти в точности укладывается в длительность периода вибрато (150—200 мс). Это обстоятельство, по-видимому, и потребовало дробления протяжных певческих и музыкальных звуков на сегменты, равные по длительности оптимальной длительности речевых сегментов (слогов). Иначе говоря, произошло своего рода уподобление АМ-характеристик пения и музыки АМ-характеристикам речи. Таким образом, есть основание связать происхождение вибрато в пении и музыке с амплитудно-частотно-модуляционными характеристиками речи и слуха. Такая гипотеза в общей форме согласуется с представлениями психологов о происхождении музыкальных ритмов в связи с ритмами рабочих движений и ритмами физиологических функций человека (Теплов, 1947; Назай- кинский, 1972), а также с работами Г. В. Гершуни о соответствии характеристик излучателя и приемника звука в биологических системах коммуникации (Гершуни, 1958, 1968, 1973).
Глава 5 ИЗМЕРЕНИЕ РАЗБОРЧИВОСТИ ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ 5.1. Проблема дикции Как уже упоминалось, информацию, которую несет вокальная речь, можно условно разделить на два рода: 1) семантическую и 2) эмоционально-эстетическую. Если эмоционально-эстетическая информация определяется особенностями тембра голоса, динамикой громкости, высоты и ритма, то семантическая информация зависит от разборчивости вокальной речи. Известно, что вокальная речь многих певцов отличается весьма неудовлетворительной разборчивостью. Характерны в этом отношении высказывания известного оперного певца Э. Карузо: «Многие певцы, к сожалению, пренебрегают хорошей дикцией; слушатели часто не понимают языка, на котором поют певцы на сцене, и довольствуются лишь тем, что знают в общих чертах содержание представления» (цит. по: Назаренко, 1968, с. 144). Именно низкая разборчивость вокальной речи породила, по- видимому, обычай печатать в программе спектакля краткое содержание оперы. В вокальном искусстве и искусстве сценической речи разборчивость обычно обозначается термином дикция (Станиславский, 1955). Вместе с тем термин дикция включает в себя более широкое понятие, чем термин разборчивость, так как связан и с художественно-эстетическими особенностями произношения. Для улучшения разборчивости обычно даются советы в различных руководствах по пению (Садовников, 1958; Виноградов, 1967), однако советы эти касаются лишь отдельных частных сторон произношения и не вскрывают общих закономерностей этого явления. Недостаток этот вызван главным образом отсутствием точных количественных методов исследования разборчивости вокальной речи: последняя обычно оценивается лишь приблизительно, в качественных терминах (хорошая, плохая). Начиная с 1960 г. мы предприняли ряд исследований (Морозов, 1963а, 19636, 19646, 1969, 1970а, 19706) с целью изучения причин плохой разборчивости речи в пении. В этих исследованиях нами был разработан и применен метод количественного измерения разборчивости вокальной речи, 82
5.2. Метод измерения разборчивости вокальной речи За основу этого метода нами был взя! метод слоговой разборчивости (или слоговой артикуляции), обычно применяемый инженерами связи для оценки качества речи, передаваемой по линиям радиосвязи (Ржевкин, 1936; Покровский, 1962). Как известно, сущность данного метода состоит в том, что диктор читает артикуляционные таблицы, а группа слушателей (артикуляционная бригада) слушает и записывает то, что слышит. Число правильно записанных слушателями слов (или слогов), выраженное в процентах по отношению ко всем словам, прочитанным диктором, и составляет количественную меру разборчивости речи данного диктора в данных условиях передачи.1 В теории и практике разборчивости речи находят применение методы фразовой, словесной, слоговой и звуковой артикуляции, между которыми существуют определенные количественные соотношения (Покровский, 1962), позволяющие расчетным путем определить фразовую разборчивость на основании разборчивости другого вида. В качестве первых предварительных опытов нами были проведены исследования разборчивости вокальной речи непосредственно по методу фразовой артикуляции в естественных условиях. При выступлении певца в концертных условиях производилась запись исполняемых им вокальных произведений на магнитофон.2 В дальнейшем эти записи воспроизводились группе слушателей, не знакомых с данными произведениями. Им предлагалось записать текст произведений. Воспроизведение осуществлялось небольшими отрывками, включающими 3—4 слова, с тем, чтобы слушатели могли успеть записать то, что слышат. В результате было обнаружено, что слушатели записывают правильно от 20 до 70 % всех слов вокальных пров введений. Процент разборчивости оказался сильно зависящим от характера музыкального произведения: его темпа, ритма, тесситуры (т. е. доминирующей высоты звука), интенсивности музыкального сопровождения и, по-видимому, индивидуальных особенностей произношения испытуемых. В общей форме удалось установить, что разборчивость вокальной речи у женщин значительно ниже, чем у мужчин. Было высказано предположение, что различие это объясняется большей высотой основного тона женского голоса (у женщин основной тон на октаву выше, чем у мужчин). Поэтому в качестве одной из очередных задач возникла необходимость 1 Как правило, таким методом оценивается не качество речи диктора, а качество тракта связи, в предположении, что речь диктора обладает нормальной разборчивостью, а слушатели — нормальным слухом. В известной мере это предположение оправдывается соответствующим подбором и тренировкой диктора и слушателей. 2 Запись производилась в Малом зале им. Рубинштейна Ленинградской консерватории. 83
измерения зависимости разборчивости вокальной речи от высоты основного тона. Этот вопрос представляет определенный интерес и для обычной разговорной речи. В доступной нам литературе нам не удалось найти указаний на исследование этой зависимости. Для более детального измерения разборчивости вокальной речи мы применили метод слоговой артикуляции. Известно, что слова и фразы связной речи обладают значительной надежностью механизма передачи информации (нередко обозначаемой термином избыточность), позволяющей слушателям догадываться о правильном написании слов и фраз по контексту и смыслу в случае каких-либо нарушений речевого сигнала. С этой точки зрения, метод слоговой разборчивости с применением бессмысленных слогов, не несущих информационной избыточности, является наиболее целесообразным в подобного рода исследованиях. В наших опытах мы употребляли слоговые артикуляционные таблицы, составленные из бессмысленных слогов коллективом фонетиков в содружестве с инженерами связи (Покровский, 1962) и отражающие фонетический состав русской речи. Данные артикуляционные таблицы, как уже указывалось, находят широкое применение для измерения разборчивости обычной разговорной речи. Однако вокальная речь, как известно, обладает целым рядом специфических особенностей (значительно большей длительностью гласных, более широким диапазоном изменения частоты основного тона и пр.). Это диктовало необходимость видоизменения существующего метода слоговой артикуляции. Видоизменение сводилось к тому, что испытуемым-вокалистам предлагалось н е проговаривать, а пропевать слоги артикуляционных таблиц голосом средней силы, притом на совершенно определенных нотах, задаваемых испытуемому на пианино. Последовательность этих следующих друг за другом тонов составляла гаммы, идущие то в нисходящем, то в восходящем порядке. Как показал опыт, это менее утомляло испытуемого, чем пропева- ние многих слогов подряд сначала на одной ноте, потом на другой и т. д. Впоследствии из общего количества слогов, пропетых испытуемым и правильно принятых слушателями, исчислялся общий процент разборчивости вокальной речи (по всему диапазону), а из числа слогов, пропетых на каждой градации высоты, находился процент разборчивости, соответствующий определенной высоте основного тона. Таким образом, разработанная нами методика позволяла определить процент разборчивости вокальной речи не только в целом на всем диапазоне голоса данного певца, но и на каждой ноте в отдельности, в результате чего для каждого испытуемого вычерчивался график зависимости разборчивости от высоты основного тона (Морозов, 19636). Помимо разборчивости вокальной речи, у каждого испытуемого иссле- 84
довалась разборчивость разговорной речи по общепринятой методике слоговой артикуляции (Покровский, 1962). В ряде случаев производился фонетический анализ вокальной речи. Фонетический анализ осуществлялся путем вычисления процента правильно воспринятых слушателями звуков (гласных и согласных) по отношению ко всем звукам этого рода, произнесенным певцами. Результаты выражались в процентах для каждого звука речи в отдельности. Кроме того, находился общий процент разборчивости для различных групп фонетически родственных звуков (гласные, согласные, щелевые, смычные, аффрикаты). Группа слушателей (артикуляционная бригада) в наших опытах состояла из 6—7 человек с нормальным слухом. Предварительно артикуляционная бригада получала необходимые инструкции и тренировалась. Исследования производились методом непосредственного прослушивания в свободном звуковом поле в Малом зале им. Рубинштейна Ленинградской консерватории. Расстояние от испытуемого до слушателей сохранялось равным 10—12 м. 5.3. Сравнительная оценка разборчивости обычной и вокальной речи По данной методике было обследовано три группы испытуемых: мужчины, женщины и дети. Мужскую и женскую группы составили профессиональные певцы и студенты вокального факультета Ленинградской консерватории: 4 баса, 2 баритона, 5 теноров, 1 меццо-сопрано, 3 сопрано. В детскую группу вошли 7 дискантов и 3 альта из хора мальчиков Ленинградской академической капеллы им. М. И. Глинки в возрасте от 10 до 14 лет. Всего исследовано 25 вокалистов. Результаты исследования суммированы в табл. 5.1. Можно видеть, что разборчивость вокальной речи у всех испытуемых ниже разборчивости обычной разговорной речи (в среднем на Таблица 5.1 Средняя разборчивость обычной и вокальной речи у различных групп вокалистов (в %) Испытуемые Мужчины .... Женщины .... В среднем . . . Речь 86.7 88.0 86.0 87.0 Пение 75.0 65.0 72.3 70.7 85
16.3%). Средняя разборчивость обычной речи Составила 87.0%, а вокальной — 70.7%. Далее обнаружено, что вокальная разборчивость у женщин (65%) заметно хуже, чем у мужчин (75.0%). Разборчивость вокальной речи у детей составляет в среднем 72.3%. Существенны индивидуальные различия среди испытуемых по степени разборчивости как обычной, так и вокальной речи. 5.4. Разборчивость вокальной речи как функция высоты основного тона голоса В дальнейшем по каждой группе испытуемых (мужчины, женщины, дети) выводился процент разборчивости (по вышеуказанной методике) для каждой ноты диапазона голоса по данным всех А1 100 во 60 to го Q /о •^ -**! - 98 -J L. 131 1# " "^^ъ^Г^^ 3 1 1 1 165 196 161 1 -LJ L.J .III 330 392 LJ 1 I • \ >> ■ ■I ■ blk 660 70V Ш J-J 1 L_l L_J L_L- /it С A He d ef g a he d' e'f g'a Kc"d"в'Гд»a'K'c Рис. 5.1. Зависимость разборчивости вокальной речи от высоты основного тона голоса. Средние данные: 1 — мужчины, 2 — женщины, 3 — дети. По оси абсцисс сверху — частота основного тона (Гц), снизу — соответствующая высота голоса в нотном обозначении; по оси ординат — слоговая разборчивость вокальной речи (А %). членов артикуляционной бригады. Общее количество оценок по отдельному исследованному уровню высоты голоса (n%) колебалось приблизительно в пределах от 150 до 400. Результаил представлены на рис. 5.1. Как показывает ход кривых, для каждой группы испытуемых имеются участки наилучшей и худшей разборчивости. Область максимальной слоговой разборчивости (около 90%) у мужчин располагается примерно в пределах А—с', что соответствует частоте основного тона от 110 до 262 Гц. Пропевание слогов более высоким голосом дает меньший процент разборчивости, но все же не менее 50%. Разборчивость женской вокальной речи максимальна (^90%) на низких и средних высотах голоса, приблизительно от 330 до 524 Гц (е'—с"), и очень резко падает на высоких тонах. При при- 86
ближении к верхнему с"1 (1048 Гц) слоговая разборчивость женщин стремится к нулю. Кривая слоговой разборчивости детей располагается ниже женской кривой примерно на 10% и имеет максимум приблизительно в тех же пределах высоты, что и у женщин. Таким образом, мужская группа имеет более широкий диапазон хорошей разборчивости (т. е. выше 80%) — около полутора октав, а женская и детская заметно уже (менее октавы).3 Нами обнаружено некоторое снижение разборчивости на высотах основного тона, соответствующих переходным нотам для каждого типа голоса: у басов и баритонов на h—d\ у теноров на e'—fis', у женщин на с"—е". Это явление несомненно связано с несколько увеличенной трудностью звукообразования на переходных нотах у всех певцов. Таким образом, по нашим данным, наилучшая разборчивость вокальной речи наблюдается на средних нотах диапазона голоса певца, соответствующих разговорному диапазону, несколько ухудшается на низких и значительно падает на высоких. Последнее обстоятельство особенно характерно для женских голосов (сопрано и меццо-сопрано). При пении на высоких нотах певцы часто совершенно искажают гласные и согласные, так что слушателям удается записать правильно лишь очень немногие слова. За счет низкого процента разборчивости на высоких нотах значительно снижается и общий процент разборчивости в пении, и, таким образом, в пении разборчивость оказывается у всех испытуемых более низкой, чем в речи. Если же рассматривать разборчивость вокальной речи на той же высоте основного тона, на которой осушествляется и речь певца (т. е. нижней трети диапазона), то оказывается, что вокальная разборчивость на этих нотах не только не уступает речевой, но даже несколько превосходит последнюю. Таким образом, общий низкий процент разборчивости вокальной речи следует целиком отнести за счет резкого падения разборчивости именно на высоких нотах. 5.5. Анализ причин, обусловливающих разборчивость вокальной речи Одной из причин плохой разборчивости при пении на верхнем участке диапазона у женщин, по-видимому, является сама в ы- сота вокализируемого звука. На верхнем с"1 основной тон колебания голосовых связок певицы составляет свыше 1000 Гц. Между тем известно, что многие характеристи- 3 Как известно из работ по исследованию соотношения различных видов разборчивости, слоговая разборчивость 80% и выше соответствует 99% и выше фразовой разборчивости и квалифицируется как отличная (Покровский, 1962), 87
ческие форманты гласных (например, для У), по которым эти гласные опознаются, лежат в области до 1000Гц (Фант, 1964). Вполне естественно, что эти низкочастотные форманты отсутствуют в высоких звуках, основной тон которых превышает среднюю частоту форманты. Предельно высокие звуки мужских голосов значительно уступают высоким женским по частоте основного тона (верхнее теноровое с" соответствует 524 Гц), в связи с чем мужские голоса и не обнаруживают, как женские, столь стремительного падения разборчивости при приближении к верхним тонам. Другой причиной ухудшения разборчивости вокальной речи при пении высоких звуков, по-видимому, следует считать увеличенную по сравнению с нормой напряженность арти- куляторного аппарата певца при фонации высоких нот. В этом случае все усилия певца направлены на то, чтобы обеспечить прежде всего звук необходимой высоты и к тому же приемлемый в вокальном отношении (критерий тембра). Вследствие этого артикуляторные органы оказываются как бы отвлеченными от своей основной задачи — четкой артикуляции звуков, что и ухудшает четкость произношения. Одна из наиболее общих причин низкой разборчивости вокальной речи несомненно кроется в более или менее сильном маскирующем действии музыкального сопровождения, которое, как правило, сопутствует восприятию вокальной речи в концертных условиях. Определенное влияние на разборчивость вокальной речи оказывает, по-видимому, соотношение громкости гласных и согласных в пении. Как было показано (гл. 2), уровень звукового давления вокальных гласных достигает 110—120 дБ, в то время как УЗД согласных не превышает в среднем 40—70 дБ. Такой большой разрыв в УЗД гласных и согласных в пении (около 60 дБ) может вызвать явление самомаскировки речи (или остаточной маскировки) и ухудшение ее разборчивости. При анализе факторов, влияющих на разборчивость, весьма важно выяснить не только зависимость разборчивости от высоты основного тона, но и то, за счет каких гласных и согласных происходит ухудшение общего процента разборчивости. С этой целью, как уже упоминалось, производился фонетический анализ вокальной речи. Так, например, фонетический анализ вокальной речи баса Г. С. показал, что наименее разборчивыми в произношении данного певца являются начальные звуки Ч (27%), Д"(40%), Ж(65%),Б(68%)и конечные: П(54%), #(60%), М (47%), Н (66%). Гласные у данного певца существенно не страдают, все они имеют разборчивость выше 90%. Таким образом, можно полагать, что общий низкий процент слоговой разборчивости данного испытуемого (58%) обусловлен дефектами произношения в основном указанных выше согласных звуков (табл. 5.2). Несколько другая картина наблюдается при фонетическом анализе женского голоса. Так, например, у сопрано Г. Л., по- 88
Фонетический анализ слоговой разборчивости вокальной речи. Исп. бас Г. С. Таблица 5.2 Звуки, пропетые певцом Звуки, правильно принятые слушателями (%) начальные согласные средний % конечные согласные средний % Смычные: глухие звонкие Щелевые: глухие звонкие Аффрикаты и дрожащие . После твердых согласных После мягких согласных . Согласные звуки Л, Б, О, в, Ц, л, т, к Г, Д, М, Н 81. 83. 80 68, 73. 91, 96. 93 97, 73, 80, 87 70, 65, 94, 98 — 40, 27, 73, 98 Ф, X Ш Ж, 3, Л\ Й ЧУ Щ, Р Гласные звуки Э, Ы, О, У I Ел й\ J0, Ю 81.3 84.4 84.2 81.7 59.5 54, 77, 60 47, 66 97,70,47,95 86,57 70, 80, 80, 93 63.6 56.5 77.2 71.5 80.7 97, 97, 97, 98, 97 97, 97, 96, 91, 95 96.2 Таблица 5.3 Фонетический анализ слоговой разборчивости вокальной речи. Исп. сопрано Г. Л. Звуки, пропетые певцом Звуки, правильно принятые слушателями (%) начальные согласные средний % конечные согласные средний % Согласные звуки Смычные: глухие звонкие Щелевые: глухие звонкие Аффрикаты и дрожащие .... После твердых согласных . . . После мягких согласных . . . Л, /\ К Б, Г, Д, М, Н С, Ф, ХУ Ш В, Ж, 3, Л, Й Д, Ч, Ж, Р Глас! А, Э, Ы, О, У Я, Е, И, Я, Ю 89, 84, 98 86, 87, 100, 87, 50 100, 65, 75, 95 81, 100, 92, 70 — 50, 96, 75, 100 ше звуки 1 81 86 90.3 82 83.7 85.7 80.2 100, 94, 84 , 81. 82, 90, 78, 92, 100 62, 25 93, 98, 100, 83 100, 61,55 75, 90,87,91 72 84 90 43.5 93.5 72 85.7 85.4
мимо плохой артикуляции конечных гласных It (25%), Й (55%), Л" (61%), И (62%) и начального согласного JET (50%), был установлен также довольно низкий процент артикуляции гласных, и особенно У (72%) и А (81%), которые, как показал анализ, в основном у данной певицы переходят в О (табл. 5.3). Таким образом, фонетический анализ помогает выявить у певцов индивидуальные причины плохой дикции. Известное влияние на восприятие гласных оказывает сильно выраженная высокая певческая форманта (2300—3500 Гц). Как показано в главе 1, в области высокой певческой форманты у хороших певцов концентрируется до 30—40% всей спектральной энергии звука. Это, естественно, приводит к тому, что фонетическая разнокачественность гласных в певческом произношении начинает несколько затушевываться, что также может быть причиной некоторого снижения их разборчивости. Во всяком случае, этим определенно снижается запас избыточности фонетической информации, которую несут гласные. В этой связи С. Н. Ржевкин выдвинул гипотезу, согласно которой разборчивость вокальных гласных обеспечивается лишь начальными участками их звучания, когда резонаторы певца принимают речевую позицию и формируют в этот момент достаточно четкую для слуха гласную. Далее речевые резонаторы быстро перестраиваются на вокальную позицию и формируют звуки весьма сходного между собой вокального спектра (вокала), которые трудно идентифицируются как гласные (Ржевкин, 1956а). Гипотеза С. Н. Ржевкина, в сущности, трактует о важности для восприятия речи переходных процессов, которым придается все большее значение в механизмах речевосприятия (Физиология. . ., 1967). Методом «пересадки» звуков установлено, что переходные процессы содержат большую часть информации о гласном и согласном, чем стационарные участки спектра (Дукель- ский, 1962). Поскольку же в вокальной речи ввиду значительно больших длительностей гласных, с их стационарными участками спектра, относительная длительность переходных процессов уменьшается, это также может служить одной из причин снижения разборчивости речи. 5.6. Две функции согласных в пении Искажения гласных — далеко не главная причина плохой разборчивости вокальной речи. Фонетический анализ вокальной речи певцов показал, что основной причиной нарушения разборчивости является нечеткая артикуляция согласных (табл. 5.2, 5.3). Как уже указывалось, причиной плохого восприятия согласных может быть маскировка гласными, значительно превосходящими их не только по мощности, но и по длительности звучания. Поэтому одним из основных средств повышения разборчивости вокальной речи следует считать чет- 90
кую артикуляцию согласных. Этот вывод хорошо согласуется с опытом известных мастеров вокального и драматического искусства. К. С. Станиславский писал: «В речи то же самое, что и в пении. Некоторые певцы поют, и вы не понимаете слов. Они поют только одни гласные, а согласные исчезают. Согласные надо петь, смаковать. Шаляпин ясно поет: меня. А некоторые певцы — еня. Шаляпин допевал каждую согласную. Баттистини также» (Станиславский, 1955, с. 145—146). Мы заметили, что испытуемые, показавшие в наших опытах наилучшую разборчивость вокальной речи, весьма четко и даже несколько подчеркнуто артикулировали согласные. Следует добавить, что мастера вокального и драматического искусства прибегают к четкой артикуляции согласных не только для повышения разборчивости речи, но и в целях чисто х у- дожественной выразительности. Так, например, выдающийся певец и вокальный педагог К. Эверарди нередко требовал удвоения согласных М, Н, С и др. Он, например, считал, что согласный звук С в куплетах Мефистофеля (во фразе Сатана там правит бал) должен «свистеть как змея». Этот прием, по свидетельству современников, придавал всей фразе в его исполнении зловещий оттенок (Назаренко, 1968, с. 288). Подобными приемами часто пользовался и Ф. И. Шаляпин, о чем свидетельствуют его многочисленные грамзаписи. Таким образом, звуки речи (как гласные, так и согласные) в вокальном искусстве служат средством передачи не только семантической (или логической) информации, но и э м о- ционально-эстетической. В этом заключается одно из существенных отличий вокальной речи от обычной разговорной речи.
Глава 6 О ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ГОЛОСОВЫХ СВЯЗОК ПРИ ПЕНИИ 6.1. О значении параметра основного тона для речи и пения Как известно, от частоты колебаний голосовых связок зависит основной тон голоса. Последний является важным информационно несущим параметром речевого сигнала, так как определяет слуховое восприятие высоты звука.1 Звуковысотные изменения речевого сигнала несут слушателю информацию различного рода. Ими обусловливается интонация предложения — вопрос, восклицание, повествование (Зиндер, 1960; Артемов, 1974), ударение (Арутюнян, 1967), смысловое значение различных частей, что особенно выражено в так называемых тональных языках (японский, индонезийский и др.), эмоциональное отношение говорящего к предмету разговора (Sedlacek, Sychra, 1962; Бондарко и др., 1975; Манеров, 1975). В процессе обычной разговорной речи частота основного тона изменяется в пределах от 85 до 200 Гц у мужчин и от 160 до 340 Гц у женщин (Мартынов, 1962). Средняя частота основного тона для мужчин составляет 136 Гц, для женщин — 248 Гц, т. е. почти на октаву выше. Дети (до мутационного периода) имеют частоту основного тона голоса приблизительно в женском диапазоне частот. Огромное значение как средство эмоциональной выразительности имеет основной тон в вокальной речи. Если проанализировать мелодический рисунок вокальных произведений, то легко видеть, что наиболее эмоционально насыщенные мелодии выражаются, как правило, звуками наивысшей высоты и силы. Однако наибольшая эмоциональная выразительность в пении достигается не просто высокими звуками, а изменением высоты основного тона в широких пределах (по мелодическим ступеням). Здесь эмоциональный эффект усиливается по закону звукового 1 Следует, правда, заметить, что на восприятие высоты звука известное влияние оказывает также и спектральный состав сложных звуков. Звуки, богатые высокими спектральными составляющими, воспринимаются на слух как более высокие по сравнению со звуками, имеющими ту же частоту основного тона, но со слабо выраженными высокими гармониками (Корсунский, 19506; Гиппенрейтер, 1960). 92
контраста. По такому принципу построено подавляющее большинство вокальных произведений, для исполнения которых профессиональный певец должен обладать звуковысотным диапазоном не менее 2 октав, т. е. примерно в 2 раза больше, чем в речи. Звуковысотные диапазоны, характерные для различных типов певческих голосов, приведены в табл. 6.1. Таблица Звуковысотные диапазоны основных типов певческих голосов 6.1 Мужские голоса Бас В нотном обозначении Mi-fa' La—sol' do—do" В Гц 82-349 110-392 131-523 Женские голоса Контральто .. . Меццо-сопрано Сопрано .... В нотном обозначении mi—fa" la—la" do'—dow В Гц 165-698 220-880 262-1046 Встречаются, однако, певцы, имеющие звуковысотные диапазоны значительно больше установленной нормы, т. е. три и даже четыре октавы (Има Сумак, Мадо Робен и др.). Таким образом, высота основного тона является весьма важным средством передачи смысловой и эмоциональной информации в процессе речевого общения людей. Особо важную роль этот параметр играет в процессе вокальной речи. С этих позиций мелодию вокальной речи можно рассматривать как средство кодирования эмоциональной информации. Ввиду сказанного вопрос о физиологических механизмах регулирования частоты основного тона, т. е. частоты колебаний голосовых связок, представляет несомненный интерес. 6.2. Миоэластическая и нейрохронаксическая теории колебания голосовых связок О том, что гортань является источником звуков голоса, было известно еще во времена Аристотеля и Галена. Однако объяснение механизмов голосообразования стало возможным лишь в середине XIX в. в связи с развитием физиологических и акустических методов исследования (труды И. Мюллера, М. Гарсиа (сына), Г. Гельмгольца, Клода Бернара, И. М. Сеченова). К этому времени относится возникновение так называемой миоэласти- ческой теории фонации, согласно которой голосовые связки колеблются в результате прохождения через их сомкнутые края тока воздуха, создаваемого дыхательным аппаратом. В соответствие с этой теорией, голосовые связки колеблются пассивно, как упругие перепонки, и частота их колебаний определяется эластическими свойствами тканей голосовых связок (Музехольд, 1925; Заседателев, 1935; Багадуров и др., 1954; Berg, 1958). Эластические свойства голосовых связок, а следовательно и частота их колебаний, зависят в первую очередь от сте- 93
пени натяжения m. vocalis. Помимо собственных сокращений m. vocalis, последнее осуществляется еще двумя механизмами: 1) сокращением наружного щитовидно-черпаловидного мускула (m. thyreo-arytaenoideus externus), что приводит к вращению черпал как рычагов II рода и натяжению голосовых связок (рис. 6.1), 2) сокращением перстеневидно-щитовидного мускула (m. crico- thyreoideus; рис. 6.2, а, б). Во втором случае происходит вращение щитовидного хряща вокруг точки О (рис. 6.2, б) ,что и приводит к удлинению и, следовательно, большему натяжению голосовых связок. В противовес миоэластической теории колебаний голосовых связок французским исследователем Раулем Юссоном была вы- Рис. 6.1. Схематическое изображение механизма натяжения голосовых связок при помощи щито- черпаловидного мускула — m. thyreoarytaenoideus (по: Музехольд, 1925). А—В — голосовые связки, Th — щитовидный хрящ, Аг — черпал овидный хрящ; стрелкой обозначено действие m. thyreoarytaenoideus. двинута нейрохронаксическая теория (Husson, 1960, 1962; Юссон, 1974). Согласно теории, развиваемой Юссоном и его сторонниками, голосовые связки человека не пассивно колеблются под действием тока воздуха, а активно периодически сокращаются и расслабляются со звуковой частотой, регулируя тем самым прохождение через гортань воздушных импульсов и, следовательно, частоту основного тона звука. В пользу новой теории говорит тот факт (Юссон проводил наблюдения на ларингоэктомированных больных), что во время фонации гласных частота основного тона голоса и частота нервных импульсов, идущих к голосовым связкам по двигательному нижнегортанному нерву п. laryngeus inferior или п. recurrens n. vagi, полностью совпадают (Husson, 1960, 1962). В процессе обычной разговорной речи генератором двигательных импульсов, поступающих к голосовым связкам по п. recurrens, является, по мнению Юссона и его сотрудников, область diencephalon, а в ряде случаев и бульбарный отдел мозга. В процессе же пения частота ритмических импульсов регулируется двигательной зоной коры головного мозга. Новая теория колебания голосовых связок вызвала среди специалистов большую дискуссию (Berg, 1958; Жинкин, 1958; Медведев и др., 1959; Фант, 1964). Одно из основных возражений, выдвигаемых противниками Юссона, состоит в том, что передача высокой частоты раздражений к голосовым связкам (1000— 2000 Гц) не может быть обеспечена ввиду наличия рефракторной фазы нерва. Как установлено классическими исследованиями Н. Е. Введенского и его последователей, лабильность нерва не превьппает 400—500 Гц. Особые свойства синаптической передачи 94
приводят к тому, что функциональная подвижность системы «нерв—мышца» оказывается еще более низкой. Таким образом, трудно предположить, что нейромоторная единица способна воспроизвести импульсы с частотой, превышающей ее функциональные возможности. Опыты, проведенные на животных с искусственным раздражением п. recurrens, подтвер- Рис. 6.2. Схема прикрепления волокон (а) и механизма действия (б) т. cricothyreoideus, натягивающей голосовые связки (по: Музехольд, 1925). А—В — нормальная длина голосовых связок, А'—В — растянутые голосовые связки вследствие сокращения m. cricothyreoideus (m. Gr.-Th). О — точка вращения щитовидного хряща, Сг — перстеневидный хрящ. Остальные обозначения те же, что и на рис. 6.1. дили, что синхронизм раздражающей частоты с сокращением голосовых связок сохраняется лишь до 100 Гц. При более высокой частоте раздражения m. vocalis впадает в состояние сплошного тетануса (Negus, 1957; Медведев и др., 1959). Предвидя это возражение, Юссон, во-первых, ссылается на особые свойства голосовых связок человека, которые, по его мнению, обладают значительно более высокими функциональными возможностями, а во-вторых, на наличие у человека особого механизма функционального деления п. recurrens на части, по каждой из которых передаются импульсы с частотой, не превышающей нормальную лабильность нерва. Поскольку по каждой из этих частей передаются импульсы со смещением по фазе, этот механизм обусловливает суммарную частоту сокращений голосовых связок в 2, 3 и даже в 4 раза более высокую, чем частота импульсов, идущих по каждой из отдельных частей п. recurrens. Однако убедительных доказательств такого феномена, ввиду сложности опытов на человеке, не имеется. Основываясь на своей нейромоторной концепции механизма колебаний голосовых связок, Юссон считает, что можно определить предельные возможности частоты колебаний голосовых связок человека (а следовательно, и тип его голоса: бас, баритон, тенор и т. д.) путем изменения хронаксии m. sternocleidomas toideus, возбудимость которой, по мнению Юссона, соответствует 95
возбудимости п. recurrens. Исследования Юссона, проведенные совместно с Шене, показали, что наиболее низкие типы голосов (басы, контральто) имеют Chr=120—170 мс, а высокие типы голосов — 55—70 мс (Husson, 1960). Поскольку правильное определение типа голоса имеет большое практическое значение для успешности обучения певца, предложенный метод требует обстоятельной экспериментальной проверки. 6.3. О роли воздушного давления в регулировании частоты колебаний голосовых связок человека Одним из главных выводов теории Юссона, неоднократно им подчеркиваемых, является абсолютная независимость частоты колебаний голосовых связок от воздушного подсвязочного давления, создаваемого в легких. По этому поводу Юссон пишет буквально следующее: «Подсвязочное давление не может оказывать влияния на высоту звука, которая зависит исключительно от частоты рекрентных импульсов» (Husson, 1960, с. 32; разрядка наша, — В. М.). Юссон считает, что силы нейро- моторного происхождения, заставляющие голосовые связки колебаться, примерно в 10 раз больше сил миоэластического происхождения, связанных с воздушным давлением, что и приводит к полной независимости частоты колебаний голосовых связок от силы подсвязочного давления воздуха. Последняя, по мнению Юссона, может оказывать влияние лишь на силу голоса, но не на его высоту. Этот основной вывод Юссона, по нашему мнению, является необоснованным. Выше (гл. 2) приведены данные, свидетельствующие о закономерной зависимости между силой голоса (силой подсвязочного давления) и высотой основного тона у певцов: увеличение частоты сопряжено с непроизвольным увеличением силы голоса (рис. 2.3, 2.4). Эти данные говорят о том, что увеличение подсвязочного давления является необходимым условием генерирования высокой частоты колебаний голосовых связок. Такой вывод, свидетельствующий в пользу миоэластической теории голосообразования, находит подтверждение в литературных данных. Давно было известно, что частоту колебания голосовых связок изолированной мертвой гортани человека удается изменить, варьируя силу продувания воздуха через голосовые связки: чем больше давление воздуха, тем выше частота колебаний связок (Заседателев, 1935; Левидов, 1935). Подобные данные получены на гортани собаки с сохранением нервной связи гортани с центральной нервной системой (Медведев и др., 1959), а также во время операции на гортани у живого человека (Berg, 1957). Зависимость между частотой колебаний голосовых связок человека и силой подсвязочного давления во время речи была изучена в лаборатории физиологии речи Института физиологии им. И. П. Павлова АН СССР. В этих работах, в частности, впервые 96
произведен анализ указанной зависимости при артикуляции не только гласных, но и согласных и установлено, что в процессе речи увеличение частоты колебаний голосовых связок коррелирует с увеличением подсвязочного давления (Речь, 1965; Арутю- нян, 1966, 1967; Венцов, 1966). Подобная зависимость обнаружена также при сопоставлении частоты основного тона и силы голоса у новорожденных детей (Тонкова-Ямпольская, 19646). Приведенные данные касаются обычной речи и выполнены на иевокалистах. Известно, однако, что голосовой аппарат певца значительно более тренирован и, следовательно, более управляем в отношении параметра основного тона. Так, например, известно* что певцы в определенных пределах способны изменять силу голоса, не меняя при этом высоты основного тона. Не является ли этот факт свидетельством в пользу концепции Юссона о независимости частоты колебаний голосовых связок и подсвязочного давления? Если принять точку зрения Юссона, то следует ожидать, что никакие факторы, так или иначе влияющие на величину давления, не должны влиять на частоту колебания голосовых связок певца. С целью проверить это предположение было проделано несколько серий опытов. В первой серии испытуемому предлагалось фонировать гласные звуки, периодически увеличивая и ослабляя силу выдоха (величину подсвязочного давления), что, естественно, сопровождалось пропорциональным изменением силы голоса. При этом всем испытуемым (а их было 4 певца разной степени квалификации) давалась инструкция высоту голоса сохранять постоянной, равной высоте звука, предварительно заданной певцу от звукогене- ратора (200 Гц). Сила голоса и частота колебаний голосовых связок регистрировались осциллографическим методом. В результате анализа осциллограмм были получены графики, отражающие характер изменения частоты основного тона (F) от силы голоса (Р). На рис. 6.3, а отчетливо видно, что частота вибрации связок не остается постоянной во время фонации, а периодически колеблется: увеличивается при усилении голоса и уменьшается при ослаблении. Непроизвольность этих изменений основного тона очевидна, так как происходят они вопреки усилиям певцов, согласно инструкции сохранять высоту тона постоянной. Указанные волнообразные изменения частоты основного тона зависят от индивидуальных особенностей испытуемых: испытуемые из числа более или менее опытных вокалистов допускают изменения частоты основного тона в значительно меньших пределах (197—203 Гц), чем лица, не тренированные в пении (170—215 Гц). Однако как у тех, так и у других изменения частоты колебаний голосовых связок при изменении силы подсвязочного давления все же наблюдаются. Изменение частоты основного тона может быть обнаружено даже на слух, если испытуемому, фонирующему какую-либо определенную ноту, нажать рукой на живот. Вслед- 97
Ствие этого диафрагма оттесняется кверху, подсвязочное давление увеличивается и тон повышается. Явления эти, по-видимому, можно объяснить с позиции мио- эластической теории, так как при повышении подсвязочного давления связки рефлекторно смыкаются плотнее и более напрягаются, чтобы противостоять усилившемуся давлению. Это обстоятельство Рис. 6.3. Изменение частоты основного тона голосовых связок (кривая F) в зависимости от периодических изменений силы голоса (кривая Р). а — в нормальных условиях фонации, б — без слухового контроля (при действии шума). По горизонтали — время (с); по вертикали: Р — в условных единицах (по амплитуде осциллограммы), F — в герцах. приводит к увеличению упругих свойств голосовых связок (увеличивается жесткость колеблющейся системы), что в свою очередь и ведет к увеличению собственной частоты колебания связок. В опытах на мертвой гортани человека можно изменять высоту звука в широких пределах только лишь путем изменения давления воздуха.2 Однако в нормальных условиях фонации голосовые связки не предоставлены самим себе, как в изолированной гортани, а постоянно находятся под контролем центральной нервной системы, регулирующей частоту и силу их колебаний. Поэтому лишь только изменение подсвязочного давления вынуждает голосовые связки повысить или понизить частоту колебания, как центральная нервная система «принимает срочные меры» к тому, чтобы восстановить прежнюю частоту их колебаний. Меры эти, в сущности, сводятся к компенсаторному изменению эластических свойств голосовых связок путем соответствующего перераспределения их натяжения, плотности, жесткости и т. д. Этим, в частности, объясняется, почему певцы способны в известных пределах 2 «. . . при моих опытах мне удавалось только лишь путем усиления вдувания извлекать из мертвой гортани целые музыкальные фразы: „Смейся паяц. . .", „На земле весь род людской!" и т. п.» (Левидов, 1935, с. 224). 98
сохранять высоту звука неизменной, изменяя его силу. Процесс этот осуществляется сложным рефлекторным путем по принципу «обратной связи» при участии в первую очередь слухового анализатора. Легко проверить коррегирующую роль слухового анализатора, «выключив» его из участия в контроле за высотой производимого голосовым аппаратом звука. Последнее достигается подачей на уши испытуемого (через головные телефоны) сильного ммбод.ст Fu. ^ I •ZZOr .zoo\ 180 160 300 200 100 О 300 ZOO 100 о 300YZZ0 мм Sod. cm. . Ttttftttrtft-У 300 zoo 100 0 Г 220 г -zoo\ 160\ ' 160\ I мм бодхт: "■"'"'"■'' ' rwv'i. i Г'гт-У i i i i i УгтМ" с 0.5 1.0 1.5 2.0 Z.5 3.0 3.5 4.0 Рис. 6.4. Зависимость частоты колебаний голосовых связок (Гц) от величины искусственно изменяемого воздушного давления в ротовой полости (мм водн. ст.). J, II —исп. Ю. Ч., III — исп. В. М., IV — исп. В. П. шума (до 110 дБ) от шумового генератора. В этих условиях регулирующая обратная акустическая связь прерывается (испытуемый перестает слышать свой голос), что приводит к значительно большим, чем в норме, изменениям высоты основного тона при периодическом изменении силы голоса (рис. 6.3, б). Во второй серии опытов были проведены исследования по выяснению зависимости частоты колебания голосовых связок 99
от искусственного изменения давления в ротовой полости испытуемого (Медведев, Морозов, 1966). Изменение частоты основного тона голосовых связок под влиянием увеличения давления в ротовой полости можно наблюдать на графиках рис. 6.4. Таким образом, повышение давления в ротовой полости приводит к такому же эффекту (понижение частоты колебаний связок), что и уменьшение подсвязочного давления. Это свидетельствует о том, что голосовые связки реагируют на градиент воздушного давления. На этом же рисунке (рис. 6.4) видно также, что реакция голосовых связок проявляется не столько на саму абсолютную величину давления, сколько на скорость его нарастания или ослабления: чем больше скорость нарастания (или уменьшения) давления, тем заметнее урежаются (или учащаются) колебания связок, и наоборот — связки мало реагируют на медленно возрастающее или плавно спадающее давление. Явление это, по-видимому, обусловлено известной инертностью рефлекторных механизмов, поддерживающих высоту основного тона на определенном уровне: если время, в течение которого голосовые связки вынуждаются под действием давления изменить частоту своих колебаний, достаточно велико, т. е. скорость изменения давления kPIt мала (где t — время), то центральная нервная система оказывается в состоянии обеспечить контроль за частотой колебаний связок и поддерживать эту частоту на определенном уровне. Если же скорость изменения градиента давления велика, то частота колебания голосовых связок изменяется раньше, чем рефлекторный механизм коррекции успевает вступить в действие. Приведенные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что градиент воздушного давления на уровне голосовых связок является и в условиях живого организма весьма существенной силой, влияющей на частоту колебания голосовых связок. Абсолютное отрицание Юссоном действенности этой силы неправомерно. 6.4. О сложной биофизической природе регулирования частоты колебания голосовых связок Анализ собственных и литературных данных позволяет прийти к заключению, что механизм регулирования частоты колебаний голосовых связок имеет сложную биофизическую природу. Немаловажную роль в этом процессе играет градиент воздушного давления на уровне голосовых связок. По данным Фанта (1964), частота основного тона голоса (/0) при прочих равных условиях пропорциональна квадратному корню из подсвязочного давления (Р): f0 = k\JP, где к = const. Однако сила подсвязочного давления далеко не единственная причина, заставляющая голосовые связки изменять частоту вибрирования. Многочисленные опыты на изолированной гортани, 100
а также стробоскопические наблюдения на живом человеке позволили убедиться, что частота звука, издаваемого гортанью, обратно пропорциональна длине колеблющейся части голосовых связок (Музехольд, 1925; Заседателей, 1935). Эта закономерность находит, в частности, отражение в том, что у высоких типов голосов средняя длина связок в полтора раза короче, чем у низких: у сопрано — 14—19 мм, у теноров — 18—22 мм, у басов — 24— 25 мм. Длина колеблющейся части голосовых связок у каждого певца — произвольно регулируемый параметр, благодаря сложному синтициальному переплетению мышечных волокон m. vocalis. Кроме длины колеблющейся части, частота вибраций голосовых связок (/0) определяется также их толщиной (точнее, массивностью) и жесткостью, поскольку известно, что частота колебания механической системы прямо пропорциональна жесткости системы и обратно пропорциональна корню квадратному из величины ее массивности.3 Жесткость связок регулируется в широких пределах путем мускульного напряжения. Массивность колеблющейся части также может регулироваться в известных пределах. Так, например, стробоскопическими, томографическими и в последнее время глоттографическими исследованиями установлено, что в низком (грудном) регистре голосовые связки колеблются всей своей массой, а в высоких регистрах (головном и фальцетном) вибрирующая область ограничивается краями голосовых связок (Багадуров и др., 1954; Husson, 1960, 1962; Дмитриев и др., 1970). Из теории колебаний известно, что на частоту вибратора сильное влияние может оказывать прилегающий к нему акустический резонатор (Музехольд, 1925; Константинов, 1939). Влияние этой закономерности, давно нашедшей свое отражение в конструкции многих музыкальных инструментов (деревянные духовые и язычковые органные трубы), обнаружено и в принципах работы голосового аппарата человека. Л. Б. Дмитриевым (1955, 1962, 1968) показано, что общая длина надставной трубки (верхних резонаторов) певцов тем больше, чем ниже тип голоса. Измерение длины резонаторов (по рентгеновским снимкам) от гортани до губ дали следующие цифры: у сопрано — 15.3—18.5 см, у теноров — 19.0— 22.0 см, у басов — 22.3—25.0 см. При этом показано, что если у певца низкий тип голоса, а длина его надставной трубки не соответствует этому типу (например, слишком коготка), то во время пения певец искусственно (и, очевидно, совершенно безсознательно) приспосабливает длину своих резонаторов путем изменения положения гортани: у низких голосов гортань часто опускается ниже своего ординарного уровня, соответственно изменяя тем самым объем верхних резонаторов (рис. 1.15, гл. 1). 3 Так, например, резонансная частота (/0) натянутой струны определяется формулой /0 = 0.5 VT/LM, где Г —степень натяжения струны, т. е. величина, аналогичная жесткости колеблющейся системы, L — длина колеблющейся части, М — колеблющаяся масса (Иоффе, Ямпольский, 1954). 101
Таким образом, на частоту колебания голосовых связок может влиять целый ряд факторов: их длина, массивность, жесткость, сила подсвязочного давления, объем и форма резонаторов и пр. Юссон считает, что роль всех этих сил в регулировании частоты колебаний голосовых связок пренебрежимо мала по сравнению с обнаруженными им силами прямого нейромоторного происхождения. Как нам кажется, приведенные данные не подтверждают точку зрения Юссона, а скорее свидетельствуют о том, что все многообразие форм колебания голосовых связок можно объяснить исходя из учета указанных выше факторов биофизического происхождения. В числе последних следует подчеркнуть также весьма важную роль эффекта Бернулли, возникающего при движении частиц воздуха между краями голосовых связок и поддерживающего их автоколебательное состояние (Фант, 1964). Этими доводами, однако, отнюдь не умаляется роль центральной нервной системы в регулировании частоты колебаний связок. Напротив, следует подчеркнуть, что все эти акустико-механи- ческие факторы (длина колеблющейся части, жесткость, подсвя- зочное давление, длина резонаторов и т. д.) регулируются ЦНС в соответствии с теми или иными задачами звукообразования. По Юссону роль нервной системы состоит в непосредственном ритмическом сокращении мускульных волокон вибратора. По нашему мнению нервная система регулирует частоту вибратора более сложным, опосредованным путем, т. е. путем создания таких акустических и механических условий для вибратора, при которых он порождает звук именно такой, а не какой-либо другой частоты. При этом огромное значение имеет система биологических обратных связей на основе слухового, вибрационного и проприорецептивного анализаторов, сигнализирующих в ЦНС как о состоянии органов звукопроиз- ношения, так и о результате их деятельности (гл. 8, 9). Наличие не одного, а целой системы перечисленных выше биофизических механизмов регулирования голосовых связок человека создает возможность их (механизмов) взаимной компенсации и замещения, что не только обеспечивает высокую точность и надежность регулирования основного тона, но и позволяет (при неизменном основном тоне) варьировать в известных пределах и другие важнейшие акустические свойства звука: его тембр, силу голоса и вибрато.4 Этим, в частности, объясняется, почему тренированные певцы способны изменять в определенных границах силу и тембр голоса, сохраняя при этом высоту основного тона относительно постоянной. Этим же объясняется возможность фонации при заболевании голосового аппарата и расстройствах регуляции: другие механизмы берут на себя их функцию, т. е. компенсируют утраченные механизмы. 4 Неубедительность объяснений Юссоном механизмов вибрато в свете его теории достаточно очевидна (см. 4.3).
Глава 7 НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ В ПЕНИИ 7.1. Дыхание певца как исследовательская и вокально-педагогическая проблема Дыхательному аппарату в механизмах фонации принадлежит роль своего рода энергетической системы, не только обусловливающей образование голоса, регулирование его силы, но и, как было показано в предыдущей главе, оказывающей определенное влияние на регулирование частоты вибрации голосовых связок, т. е. высоты звука. Многие расстройства речевой функции нередко связываются исследователями с расстройством регуляции фонационного дыхания.1 В процессе вокальной речи, требующей формирования звуков увеличенной силы и продолжительности (по сравнению с обычной речью), роль фонационного дыхания значительно возрастает. Выдающийся итальянский певец Э. Карузо считал, что «. . . на умении набрать достаточно воздуха и умении его правильно и экономно использовать зиждется все искусство пения. У певца может быть самый надежный слух и лучшие намерения, но если он не умеет управлять дыханием, он будет петь нечисто или будет издавать безжизненные, жалкие звуки» (цит. по: Назарепко, 1968, с. 140). Поэтому неслучайно дыхательной функции в вокальной методологии приписывается исключительно важная роль как средства регулирования фонационного процесса (Работнов, 1932; Заседателев, 1935; Левидов, 1939; Органов, 1951; Vogelsanger, 1954; Багадуров, 1956; Борисова, 1958; Злобин, 1958; Сергиевский, Борисова, 1963, 1965; Дмитриев, 1968, 1970; Назаренко, 1968; Кильчевская и др., 1970; Ярославцева, 1976). В настоящей главе будет показано, что для вокальной речи важно не просто поддержание подсвязочного давления на определенном уровне, но важен также и тот способ или механизм, которым это давление поддерживается. 1 Исследованию дыхательной функции в процессе обычной речи посвящено большое число работ. Обзор этих исследований не входит в нашу задачу. Значительное число из них проанализировано в диссертации Э. А. Арутюняна (1967), посвященной этому вопросу, а также в работе М. П. Грангстрем и В. А. Кожевникова (1973). 103
7.2. Аппаратура для комплексной регистрации дыхательных движений звука голоса и вибрации резонаторов при пении С целью усовершенствования существующих методов исследования дыхательной функции нами был разработан и применен ряд приборов, служащих для комплексной регистрации экскурсий грудной клетки, звука голоса и некоторых других биофизических Рис. 7.1. Прибор конструкции автора для комплексной регистрации дыхательных экскурсий различных участков тела испытуемого, силы голоса и интенсивности вибрации резонаторов. 1—7 — перья самописца. характеристик фонационного процесса (Морозов, 1957, 1959а, 1964г). Регистрирующая часть одного из приборов изображена на рис. 7.1. Запись ведется чернильнопишущими перьями на движущейся бумажной ленте. Одновременно с дыхательными экскурсиями прибор регистрирует интенсивность звука голоса и вибрацию поверхности резонаторных полостей речеобразующего тракта человека (в относительных единицах). Динамический диапазон регистрирующей системы — около 30 дБ. Регистрация дыхательных движений осуществлялась при помощи специального каркасного пояса с датчиками пневматического типа в виде гофрированных капсул, прилегающих к различ- 104
ным участкам тела испытуемого: на уровне верхней части грудной клетки, уровне нижних ребер и подложечки и на уровне нижней части живота. При этом на среднем уровне раздельно регистрировались дыхательные экскурсии во фронтальной и сагиттальной плоскостях, т. е. движения нижних ребер и верхней стенки живота в области подложечки вычерчиваются разными перьями самописца. Примеры записи при помощи самописца приведены на рис. 7.4, 7.5. Рис. 7.2. Запись дыхательных движений на магнитофонную ленту одновременно со звуком голоса в лабораторных условиях. 1 — датчик-модулятор дыхательных движении. Помимо описанного прибора, нами был разработан (Морозов, 1964г) метод электронной регистрации дыхательных движений на магнитофонной ленте одновременно со звуками голоса (рис. 7.2). Преимущества этого метода заключаются в том, что имеется возможность сопоставить характер дыхательных движений не только с интенсивностью и динамическими характеристиками звука, но с особенностями его спектрального состава, звуковыСотными особенностями и т. д., что достигается в результате проведений акустического анализа звука на участках магнитофонной ленты* соответствующих определенным фазам дыхательных движений. Запись дыхательных движений, произведенную на магнитофоне, при необходимости легко можно преобразовать в цифровую или графическую форму. В последнем случае сигналы с обоих выходов магнитофона можно подать через детектор на разные 10&
каналы самописца уровня электрических колебаний. Примеры графической дешифровки магнитофонной записи дыхания и звука приведены на рис. 7.3, И О \90mm 1«..»П1П.М I I I 1 I I I I ЛЛ I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ■ ■ I I I I I I . I I I 1111111111111 Рис. 7.3. Графическое изображение записанных на магнитофон сигналов звука голоса (1) и дыхательных экскурсий грудной клетки (2) при пении различных гласных {А, Э, И, О, У). Движение кривой вверх соответствует усилению голоса и увеличению объема грудной клетки; движение кривой вниз — ослаблению голоса и опадению грудной клетки. Масштаб слева соответствует изменению периметра грудной клетки на 90 мм. Внизу — отметка времени (1 с). 7.3. Особенности внешних дыхательных движений у певцов во время пения Нами обследованы дыхательные движения во время фонации более чем у 200 испытуемых из числа солистов государственных оперных театров, студентов консерватории и (для сравнения) лиц, никогда не обучавшихся вокальному искусству (невокалистов). В результате этих исследований удалось установить ряд особенностей фонационного дыхания, свойственных вокалистам. Если для невокалистов и неопытных певцов свойственны большие амплитуды дыхательных экскурсий и особенно в верхней части грудной клетки, то для квалифицированных певцов характерен умеренный размах дыхательных кривых и их своеобразный ход. Эта особенность иллюстрируется сравнением рис. 7.4, отражающим типичный характер фонационного дыхания невокалистов — речевой тип фонации (а, б), а также неопытных певцов (в), с рис. 7.5, на котором даны примеры записи дыхательных экскурсий квалифицированных певцов, как при пении упражнений отдельных гласных (рис. 7.5, а, б), так и при исполнении вокальных произведений (рис. 7.5, в). Нами замечено, что при пении вокальных произведений дыхательные экскурсии вокалистов становятся еще более экономными, чем при пении упражнений. 106
Дыхательные кривые невокалистов и неопытных певцов имеют характерный крутой наклон книзу, свидетельствуя о быстром спаде стенок грудной клетки, что связано с неэкономным расходованием воздуха во время фонации. У квалифицированных певцов дыхательные кривые при пении идут сравнительно полого и нередко даже некоторые из них принимают горизонтальное направление. Особенно часто такой характер движения свойствен кривой нижних ребер (рис. 7.5, 4). Последнее свидетельствует о значительно более медленном спадании стенок грудной клетки во время фонации у квалифицированных певцов, чем у неопытных. С целью получения количественных данных о характерных особенностях певческого дыхания мы провели массовые статистические измерения амплитуд дыхательных экскурсий у различных категорий испытуемых. Амплитуда дыхательных движений оценивалась по изменению периметра корпуса человека на трех уровнях: верхней части груди, нижних ребер и подложечки и низа живота. Результаты этих измерений суммированы в табл. 7.1. В первой графе приведены средние данные измерений объема корпуса в обычном, спокойном состоянии. В следующих графах приведены объемы в состоянии максимального вдоха и выдоха и разница между ними; далее — в состоянии фонационного вдоха и выдоха и разница между ними. Измерение состояния фонационного вдоха и выдоха производилось при исполнении певцом какого-либо вокального произведения, причем показания брались в середине произведения непосредственно сразу же после очередного вдоха (состояние фонационного вдоха) и по окончании фразы (средней длительности и напряженности) непосредственно перед следующим вдохом (состояние фонационного выдоха). Группу профессиональных оперных певцов составили 13 солистов-мужчин оперных театров разных типов голосов. Две группы студентов Ленинградской консерватории (в основном старших курсов) составили певцы с достаточно хорошими голосами. Данные таблицы, отражающие результаты среднестатистических измерений, показывают заметные различия между разными категориями испытуемых как по абсолютным, так и по относительным показателям. Наименьшая относительная величина экскурсий 2 (табл. 7.1, последняя графа) наблюдается у вокалистов всех категорий в области верхней части грудной клетки (20.7% у профессионалов, 28.3 и 26.0% у студентов консерватории). У невокалистов экскурсии в этой области максимальны, т. е. составляют 72.3% от максимально возможной абсолютной величины. По абсолютным величинам экскурсии верхней части грудной клетки составляют 18 и 24 мм у мужчин, 19 мм у женщин и 60 мм у невокалистов, т. е. в 3 раза больше, чем у певцов. 2 В процентах по отношению к экскурсиям при максимальном вдохе и выдохе. 107
По абсолютной величине наиболее хорошо у профессиональных вокалистов и студентов выражены экскурсии на среднем уровне, т. е. в области нижних ребер и верхней части живота (35, 43, 32 мм). У невокалистов экскурсии на этом уровне составили в среднем 24 мм. У мужчин, как профессионалов, так и студентов, наблюдаются заметно большие экскурсии низа живота (14 и 19 мм), чем у женщин (7 мм) или невокалистов (9 мм). в J^~ JL JJL —jfcl- 7 >Ц1)11М11111|||1111|||)11||И1 чтппттщ in ttutmi in) in mttutntnnutni Рис. 7.4. Пневмограммы внешних дыхательных движений во время фонации у невокалиста и неквалифицированного певца в сравнении с силой звука и вибрацией грудной клетки. а, б — невокалист Б. А., ноты \а\> и do'; в — неквалифицированный певец М. Н. (баритон). 1 — сила звука; 2 — интенсивность вибрации грудной клетки в области os sternum; 3—6 — амплитуды дыхательных движений: на уровне верха грудной клетки (5), нижних ребер (4), подложечки (5), низа живота (6); 7 — отметка времени (1 с). Штриховыми стрелками указано спадение интенсивности вибрации грудной клетки. Таким образом, певческий тип фонационного дыхания в целом характеризуется смещением максимума активности дыхательных экскурсий с верхней части грудной клетки в нижние отделы. Заметим, что у лучших вокалистов нередко можно наблюдать значительно выраженные экскурсии нижней части живота (рис. 7.5). 108
Данные дифференцированной пневмографии позволяют уточнить, что на среднем уровне нижние ребра и верхняя часть живота (подложечка) обнаруживают различия в характере движений, что отражается в разной степени наклона соответствующих кривых (рис. 7.5, б, 4 и 5). У многих вокалистов мы могли наблюдать своеобразные движения нижних ребер: перед началом фонации кривая нижних HtntttfUttlltfitntiilftilHllttttit tttlttitliHHHUilWmiiitiltl WttftttttttttJthtilittlftttMmWWtUtittl Рис. 7.5. Пневмограммы дыхательных движений в сравнении с силой звука и вибрацией грудной клетки у профессиональных певцов. а — бас В. К-о, гласи. Л, ноты lab и do'; б, в — баритон Б. Б-в, гласи. А, нота do', крещендо (б) и пение художественного произведения — «Элегии» Массне (в). Штриховыми вертикальными линиями обозначены моменты начала (tj) и конца (t2) фонации гласных. Остальные обозначения те же, что и на рис. 7.4. ребер идет круто вверх, характеризуя вдох, потом быстро опускается почти до своего среднего оптимального уровня, и только тогда начинается фонация. При этом дальнейшего опускания нижних ребер не происходит вовсе или же они опускаются незначительно (рис. 7.5, б, 4). Подобную картину можно нередко наблюдать и у известных мастеров вокального искусства (рис. 7.6—7.8). Мы склонны объяснить это явление стремлением опытных профессиональных певцов удержать стенки грудной клетки во время фонации в состоянии оптимального вдоха. 109
Таблица 7.1 Изменение периметра грудной клетки (в мм) в процессе обычного и фонационного дыхания (средние данные) Группа обследуемых Оперные певцы, мужчины (13 чел.) Студенты-вокалисты, мужчины (29 чел.) Студенты-вокалисты, женщины (21 чел.) Невокалисты, мужчины (8 чел.) Уровень измерения Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний Нормальное состояние 1024 922 913 1010 886 857 908 776 816 931 830 829 Максимальный вдох 1064 981 933 1041 934 883 949 818 821 980 870 837 Максимальный выдох 977 884 892 956 843 843 876 750 807 897 809 817 Разница ■Амавс 87 97 41 85 91 40 73 68 14 83 61 20 Фонационный вдох 1029 942 925 1017 911 872 914 796 817 975 844 834 Фонационный выдох 1011 907 911 993 868 853 895 764 810 915 820 825 Разница Афон 18 35 14 24 43 19 19 32 07 60 24 09 -Афон - • 1UU /с Лмакс 20.7 36.1 34.1 28.3 47.3 47.5 26.0 47.0 50.0 72.3 39.6 45.0
Важным условием, обеспечивающим незначительное спадение нижних ребер во время фонационного выдоха, у квалифицированных вокалистов является фиксация их в состоянии не максимального, а именно оптимального, т. е. очень у м~е р е н- п о г о, вдоха. У некоторых малоопытных вокалистов мы наблюдали стремление зафиксировать грудную клетку в состоянии почти максимального вдоха, т. е. кривая нижних ребер шла круто вверх (предфонационный вдох) и с началом фонации некоторое время была почти горизонтальной. Но удержать стенки грудной клетки в таком экстремальном состоянии (переполненного вдоха) оказывается физически невозможным: по мере фонации кривая нижних ребер горизонтальное направление меняет на наклонное, я чем дальше к концу фонации, тем круче. Такому типу дыхания обычно сопутствует напряженное форсированное звучание голоса. Поэтому опытные певцы и стремятся удерживать грудную клетку во время фонации в состоянии именно оптимального умеренного вдоха, а не максимального. У некоторых хороших певцов мы могли наблюдать не только неспадение нижних ребер во время фонации (кривая идет горизонтально), но даже раздвижение их в стороны к концу фонации (кривая имеет тенденцию подниматься кверху) (рис. 7.5, б, 4). 7.4. Особенности певческого дыхания мастеров вокального искусства При решении вопроса о критериях совершенства певческого дыхания особый интерес представляет дыхание мастеров вокального искусства. На рис. 7.6—7.8 представлены примеры записи певческого дыхания известных оперных певцов весьма высокой квалификации при исполнении различных вокальныу произведений: нар. арт. СССР П. Лисициана (рис. 7.6), нар. арт. LCCP И. Петрова (рис. 7.7), нар. арт. РСФСР Н. Шпиллер (рис. 7.8). Эти записи мы приводим по работе А. Д. Кильчевской, Л. К. Ярославцевой, В. Л. Чаплина, Л. Б. Дмитриева 1970 г., выполненной электропневмографическим методом. При рассмотрении дыхательных кривых мастеров пения можно отметить, несмотря на некоторые их индивидуальные особенности, ряд общих закономерностей. Прежде всего обращают на себя внимание умеренные ограниченные амплитуды дыхательных движений, а главное очень пологий и равномерный спад дыхательных кривых на всех трех уровнях грудной клетки и живота, свидетельствующий о чрезвычайно высокой экономичности траты дыхания в процессе звукообразования и эластичности, равномерности фонационного выдоха. Нередко все три кривые (верха груди, нижних ребер и живота) идут практически горизонтально и параллельно друг другу, свидетельствуя об очень незначительном, практически незаметном спадении стенок груди живота во время фонации. 111
цс-то-ми-ла-ся о-на го — ре-стью глубо - мой, по-я-бись же хоть So сне Рис. 7.6. Осциллограммы дыхательных движений народного артиста СССР П. Лисициана. Пение романса П. И. Чайковского «Ночь». 1 — отметка времени (1 с), 2 — верхнегрудной уровень, 3 — уровень нижних ребер, 4 — уровень живота, 5 — исполняемая фраза с нотным обозначением. ф-домной9ые-ка> Яш-т * '' лре-до- Рис. 7.7. Осциллограммы дыхательных движений народного артиста СССР И. Петрова. Исп лнение романса А. Гурилева «Однозвучно гремит колокольчик». Обозначения кри» вых те же, что и на рис. 7.6# Рис. 7.8. Пневмограммы народной артистки РСФСР Н. Шпиллер. Ария Марфы из оперы «Царская невеста» Н. А. Римского-Корсакова Обозначения кривых те же, что и на рис. 7.6.
Из других особенностей фонационного дыхания мастеров пения можно отметить следующее: а) наименьшую относительную выраженность верхнегрудных экскурсий по сравнению с экскурсиями на других уровнях (П. Лисициан, И. Петров, рис. 7.6, 7.7, кривая 2); б) достаточно хорошую выраженность экскурсий стенки живота (кривая 4\ см. также пневмограмму М. Гульельми, рис. 4.3); в) наличие отмеченных нами ранее на примере других певцов своеобразных движений нижних ребер (рис. 7.5, а, б, кривая 4) — предфонационное расширение и быстрый спад до оптимального уровня, отражающийся на пневмограмме нижних ребер в виде небольших предфонационных пиков (см. рис. 7.6—7.8). Горизонтальный ход нижнереберной кривой во всех случаях свидетельствует о стремлении высококвалифицированных певцов активно удерживать стенки грудной клетки во время фонации во вдыхательном состоянии на уровне отнюдь не чрезмерного, а оптимального, умеренного вдоха. Отмеченные объективные особенности певческих дыхательных движений, как правило, находят подтверждение в субъективных представлениях певцов о типе собственного певческого дыхания. В этой связи весьма любопытны высказывания о певческом дыхании солистов и вокальных педагогов Миланского театра Л а Скала, записанных и опубликованных Л. Б. Дмитриевым (1970). Приводим ряд этих высказываний, представляющих несомненный интерес не только для вокальной педагогики и молодых обучающихся певцов, но и для понимания физиологических механизмов оптимального певческого дыхания. «В пении надо брать дыхание свободное, естественное, нормальное . . . при напряженном (перегруженном, — В. М.) дыхании горло сжимается, суживается. . . Когда я беру дыхание, то стараюсь никогда не брать его грудью. Грудное дыхание в пении — это очень опасно. Дыхание в пении у женщин должно быть межреберным» (М. Френн, сопрано). «Дыхание надо брать нормально, естественно, как при речи, не перебирая его. Надо дышать глубоко, т. е. набирать дыхание и вниз, и в бока. . . Нельзя никогда толкать или нажимать на голос дыханием, его надо подавать спокойно» (С. Туччи, тенор, вокальный педагог). «Есть мнение, что дышать в пении можно по-разному. Однако на основании наблюдения за собой и за большими певцами, с которыми мне приходилось петь, я пришел к выводу, что такое утверждение ошибочно. Вот, например, Джильи. Я его хорошо знал. . . У него была самая лучшая певческая фонация, самое легкое звуко- извлечение . . . Он никогда не утомлялся, и это, я думаю, не только из-за своего чудесного горла, но и из-за дыхания. Когда Джильи пел, было понятно, что у него все основано на дыхании. Он дышал не просто животом, а нижней частью живота . . . Джильи, Де Люка пели очень долго. Вообще певцы, пользующиеся этой [низкой] системой дыхания, поют совершенно свободно до 60—70 лет!. . 113
низкое дыхание — самое лучшее для пения . . . Когда я беру дыхание, я прежде всего набираю вниз ... в бока, и в спину, и в поясничную часть . . . Ведь тип дыхания — это не только внешние движения, это касается и внутренних частей дыхательного аппарата. . . Если вы хотите дышать правильно, вы должны отдавать дыхание удержанное (разрядка наша, — В.М.), посылать его дозированно, вести бережно»(G. Брускантини, баритон).3 «Дыхание надо брать вообще глубокое» (Н. Гяуров, бас). «Самое главное в пении — это уметь возможно лучше удерживать взятое дыхание ... Вдыхательная установка позволяет гортани занять наилучшее положение, при котором хорошо подготавливаются резонансные полости (разрядка наша, —В. М.). Эту установку нельзя терять во время пения. . .» (И. Адами-Коррадетти, сопрано, вокальный педагог). Мы привели наиболее типичные высказывания ведущих солистов Л а Скала о певческом дыхании, не акцентируя внимания на некоторых индивидуальных мнениях, не разделяемых большинством. 7.5. О певческой опоре дыхания Характерную тенденцию опытных профессиональных певцов удерживать стенки грудной клетки от интенсивного спадания во время фонации в состоянии оптимального вдоха есть основание связать с механизмами так называемой опоры голоса на дыхание (appggiare la voce), применяемой опытными вокалистами во время пения. В практике вокальной педагогики опора дыхания считается важнейшим условием правильной профессиональной техники пения (Шаляпин, 1957; Вербов, 1961; Голубев, 1963). Однако физиологические механизмы дыхательной опоры вокалистов экспериментально не исследованы. Поэтому, как пишет Органов, «... в литературе не установлены объективные признаки, определяющие это понятие. Оно толкуется произвольно на основании личных ощущений во время пения» (Органов, 1951, с. 82). С целью исследования объективных проявлений опоры мы провели следующий опыт: восьмерым опытным профессиональным певцам, хорошо владеющим голосом, давалась инструкция дважды пропеть звук одинаковой силы, причем сначала — на хорошей 3 Механизм действия нижнебрюшных мышц на подсвязочное давление в легких основан на изменении давления внутри брюшной полости и через это — на регулирование положения диафрагмы. Среди вокальных педагогов имеется немало сторонников нижнебрюшного дыхания. Активным пропагандистом нижнебрюшного типа певческого дыхания в нашей стране был старейший вокальный педагог К. В. Злобин (1958). По его словам, нижнебрюшным типом дыхания в совершенстве владел величайший итальянский певец — «король баритонов» Маттиа Баттистини, неоднократно гастролировавший в России. 114
опоре, а потом — без опоры. Чтобы исключить влияние случайности, певцы пропевали звуки первым и вторым способом по три раза. Анализ пневмограмм показал, что если во время пения на опоре дыхательные кривые имели свойственный этим певцам пологий спад, а в ряде случаев и отмеченные выше характерные движения нижних ребер, то при пении без опоры амплитуда и крутизна спада кривых были значительно больше, приближаясь в этом отношении к характеру кривых неопытных певцов. Проведенный при этом объективный акустический анализ звука голоса певцов показал, что в спектре голоса на опоре хорошо выражена высокая певческая форманта, а в звуке без опоры уровень высокой певческой форманты значительно падает. Это, естественно, приводит к тому, что на слух звук голоса без опоры воспринимается как сырой, слабый и тусклый, часто безвибратный, в то время как звук на опоре — сильный, звонкий и полетный. Таким образом, пение без опоры опытных профессиональных певцов уподобляется пению неквалифицированных певцов, как по характеру дыхательных кривых, так и по акустическим качествам голоса. Отсюда можно сделать вывод, что певческая опора объективно характеризуется особыми акустическими свойствами голоса и особой организацией выдыхательного процесса, суть которого сводится к препятствованию спадания грудной клетки.4 Последнее, очевидно, достигается активным напряжением инспи- раторных мышечных групп (в частности, intercostales externes). Подобное заключение подтверждается субъективными ощущениями профессиональных вокалистов и высказываниями опытных педагогов, которые рекомендуют при обучении пению сохранять вдыхательную установку (Донец-Тессейр, 1967, см. также высказывания И. Адами-Коррадетти, приведенные выше). Можно полагать, что подобное активное препятствие спадению стенок грудной клетки во время фонационного выдоха является средством своего рода контроля за расходованием воздуха с целью поддержания оптимального уровня подсвязочного давления и его регулирования в соответствии с задачами фонации. Известно, что тренированные певцы затрачивают значительно меньше воздуха для формирования звука определенной силы, чем неопытные певцы (Vogelsanger, 1954).5 Совершенная вокальная техника, и в частности опора дыха- 4 Нами показано также, что опора характеризуется интенсивной и прогрессивно возрастающей вибрацией стенок грудной клетки и верхних резонаторов певца (Морозов, 1959а, 1965). Это находит отражение в своеобразных вибрационных ощущениях опоры (гл. 9). 6 Любопытен в этом отношении метод проверки эффективности вокального звукообразования, рекомендованный старыми итальянскими педагогами: ко рту поющего подносится зажженная свеча, и если пламя свечи не колеблется, то это свидетельствует о незначительном расходе воздуха и правильном звукообразовании; если же пламя свечи отклоняется, это говорит педагогу о нерациональной «утечке» воздуха через голосовые связки вследствие чрезмерно усиленного, форсированного выдоха (Ламперти, 1913). 116
ния, приводит к повышению акустической эффективности голосо- образующего аппарата. Таким образом, термин опора дыхания связан с механизмом контроля за уровнем подсвязочного давления и соответствующими проприорецептивными (мышечными) и барорецептивными ощущениями певца. Вместе с тем многолетние исследования сущности певческой опоры привели нас к убеждению, что механизм опоры не сводится только лишь к поддержанию оптимального подсвязочного давления, но, помимо этого, включает в себя регулирование сложных акустических процессов в голосообразующем аппарате (Морозов, 1959а, 1965, 19676). Данные в пользу такой трактовки опоры изложены в главе 9, а также в следующем параграфе. 7.6. О роли гладкой мускулатуры бронхов и резонаторной функции дыхательного аппарата в пении В предыдущих разделах речь шла об особенностях внешних дыхательных движений во время пения, которые осуществляются в основном межреберной мускулатурой и брюшным прессом. Вместе с тем известно, что большая роль в осуществлении дыхательной и фонационной функций принадлежит диафрагме, а также гладкой мускулатуре бронхов (Работнов, 1932). Если о деятельности диафрагмы можно с известной долей вероятности судить по характеру внешних движений брюшной стенки, то работа гладкой мускулатуры бронхов остается скрытой от глаз исследователя. Это значительно осложняет выяснение сложных физиологических механизмов певческого дыхания. Большой заслугой Л. Д. Работнова является то, что он впервые обратил внимание на сложные рефлекторные взаимоотношения между всеми этими мышечными системами в процессе фонации и прежде всего — на взаимоотношения между произвольной дыхательной мускулатурой и гладкомышечной системой бронхов (Работнов, 1932). Л. Д. Работнов считал, что гладкой мускулатуре бронхов принадлежит главная роль в поддержании подсвязочного давления на оптимальном уровне. При наличии таких мощных дыхательных мышечных систем, как диафрагма, межреберные мышцы и мышцы брюшного пресса, трудно считать гладкую мускулатуру бронхов главной силой, создающей фонационное давление. Вместе с тем есть основание считать роль гладкой мускулатуры бронхов в акте певческой фонации исключительно важной. Эта роль гладкой мускулатуры бронхов в пении, по-видимому, сводится к тонкой регулировке подсвязочного давления и к регулированию резонансных условий в нижних дыхательных путях. Рассмотрим кратко основания для такого предположения. 116
Исследования показывают, что гладкомышечная ткань не остается пассивной в акте дыхания, как это предусматривает известная схема Дондерса, но способна к активному сокращению и расслаблению (Штейн, 1955; Оганесян, 1958). С. А. Оганесян считает, что между внешней поперечнополосатой и гладкой бронхиальной мускулатурами имеется функциональный синергизм, регулируемый центральной нервной системой. Рентгенологическими наблюдениями установлено, что степень тонических сокращений гладкой мускулатуры в различных участках бронхиальной системы может быть различна. Некоторые доли легкого могут быть на время вообще выключены из функционирования, вследствие значительного сужения просвета бронхов. Эти сфинктерные сужения могут быть как местными и довольно длительными (что, например, вызывается местными очагами органических поражений в легких), так и ритмическими, соответствующими дыхательному циклу «вдох—выдох» — расширение при вдохе, сужение при выдохе (Оганесян, 1958). Н. И. Жинкиным (1958) обнаружено, что подобные дыхательные изменения просвета бронхов осуществляются синхронно с движениями диафрагмы и синхронизм этот имеет нейрогенную природу, а не механическую. Известно, что гладкая мускулатура значительно более инертна по сравнению с поперечнополосатой и сокращения ее носят главным образом длительный тонический характер. Однако вышеописанный синергизм, наблюдаемый различными авторами, говорит о том, что бронхиальная мускулатура обладает достаточно высокой функциональной подвижностью, чтобы соучаствовать в осуществлении дыхательного ритма. В литературе имеются указания на то, что более примитивные в эволюционном отношении мышечные ткани, к которым принадлежит и гладкая мускулатура, при определенных условиях способны специализироваться и на более быстрых сокращениях, чем это свойственно их типу (Жуков, 1964). Таким образом, активная функция гладкой мускулатуры в акте фонации имеет определенные экспериментальные подтверждения. Ее деятельность связана рефлекторной зависимостью как с деятельностью внешней поперечнополосатой мускулатуры, так и с работой артикуляторных мышц, чем и обусловливается вышеописанный синергизм. Большие или меньшие сокращения гладкой мускулатуры, регулирующей просвет бронхов и бронхиол,6 а следовательно и общую емкость легких, способны оказать определенное регулирующее влияние на величину подсвязочного давления, что, очевидно, и имеет место в процессе пения. Вместе с тем эти изменения просвета бронхов в известной мере изменяют и акустические условия резонанса звука в нижних дыхательных путях. По мнению авторитетного 6 Крупные бронхи изменяют свои размеры (длину и ширину) на 10— 15%, в то время как мелкие (субсегментарные) бронхи — на 50—70 и даже на 100% (Оганесян, 1958). 117
советского акустика С. Н. Ржевкина, «нижний резонатор (трахея, бронхи) должен, конечно, играть важную роль в определении характера функционирования связок . . . факторы, определяющие первичный тон связок, зависят не только от структуры и натяжения самих связок, но и от реакции переменного воздушного давления в подсвязочном пространстве; вопрос о резонансе нижних полостей приобретает важную роль в объяснении явлений постановки певческого голоса» (1936, с. 242—243). Проведенные нами опыты по регистрации вибрации стенок грудной клетки во время фонации показали (гл. 9), что у квалифицированных певцов величина этой вибрации выражена значительно больше, чем у неквалифицированных, и носит характер прогрессирующего усиления по мере фонирования звука (Морозов, 1959а, 1965, 19676). Это явление, на наш взгляд, связано с более рациональным использованием опытными певцами по сравнению с неопытными функции грудного резонатора. В этом отношении наши данные согласуются с мнением других специалистов, приписывающих гладкой бронхиальной мускулатуре резонаторные свойства (Сергиевский, Борисова, 1963; Фролов, 1966). Поскольку деятельность гладкой мускулатуры не подвержена непосредственному произвольному регулированию, последнее, по-видимому, может осуществляться косвенным путем, через систему рефлекторных связей с произвольной поперечнополосатой дыхательной и артикуляторной мускулатурой. В частности, известный интерес в этой связи представляет обнаруженное у опытных певцов стремление к активизации выдыхательной мускулатуры во время фонационного выдоха (вдыхательная установка, см. 7.3, 7.4), что, очевидно, рефлекторно приводит к некоторому торможению процесса сокращения бронхиальной мускулатуры и предотвращению сужения просвета бронхов. Таким образом, можно думать, что особый характер внешних дыхательных движений певцов есть своего рода средство произвольного управления непроизвольной трахео-бронхиальной мускулатурой и служит в этом плане не только для регулирования подсвя- зочного давления (пневматическая функция легких), но и для регулирования резонаторной функции легких. Мы позволили себе высказать лишь самые общие соображения относительно рефлекторной связи внешних дыхательных движений вокалистов с деятельностью гладкой бронхиальной мускулатуры и диафрагмы. К сожалению, роль этих связей в регуляции фонационного дыхания у вокалистов до настоящего времени почти не изучена. Связи эти чрезвычайно многообразны, сложны, изменчивы, но безусловно закономерны. Изучение этих закономерностей и является, на наш взгляд, важнейшей задачей дальнейших исследований по физиологии певческого дыхания.
Глава 8 ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ОБРАТНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ НА РЕЧЬ И ПЕНИЕ Слуховой анализатор человека служит не только для получения информации извне и, в частности, для обмена речевой информацией между людьми, но также и для регулирования работы собственного речевого аппарата человека по принципу обратной связи. Особую роль коррегирующая обратная акустическая связь (или слуховой контроль) играет в механизмах вокальной речи, так же как и в любом виде музыкального творчества. 8.1. О некоторых особенностях слухового анализатора вокалистов и музыкантов. Музыкальный и вокальный слух Слуховой анализатор певцов и музыкантов обладает рядом особенностей, которые обусловлены спецификой их профессиональной деятельности. В общей форме эти особенности сводятся к повышенной разрешающей способности слуховой системы к восприятию звуков и, в частности, характеризуются утонченными абсолютными и дифференциальными порогами. Обычно эта способность обозначается термином музыкальный слух, который подразделяется на ряд разновидностей: абсолютный, относительный, пассивный, активный, тембровый, мелодический, вокальный и т. п. (Теплов, 1947; Островский, 1954; Морозов, 1965, 19676). Точность звуко- различения в большой мере зависит от тренировки, ширины звуко- высотного интервала, тембровых особенностей звуков (Корсун- ский, 19506; Гиппенрейтер, 1960). Наилучшим образом музыканты ориентируются в звуках музыкальных инструментов, на которых они играют, а вокалисты — в звуках голоса (Островский, 1954). Особого внимания с точки зрения целей и задач настоящей работы заслуживает разновидность музыкального слуха, известная среди музыкантов и в литературе под термином вокальный слух. По определению И. И. Левидова, вокальный слух связан не только со «способностью различать в голосах малейшие оттенки, нюансы — краски» (тембровый слух), но и с возможностью «определить . . . движениями каких мышечных групп вызывается то 119
или иное изменение в звуковой окраске» (Левидов, 1935, с. 217— 229), т. е. указывается на определенную роль в механизмах вокального слуха кинестетических мышечных ощущений. Проведенные нами исследования (Морозов, 1965, 19676, 1976а) показали, что физиологической основой вокального слуха является взаимодействие слухового анализатора не только с двигательным, но и с рядом других афферентных систем, в частности с вибрационным и зрительным анализаторами. 8.2. О взаимодействии слухового и двигательного анализаторов в механизмах речи и пения. Проблема ведущего анализатора Функцию регулирующей обратной связи слуховой анализатор выполняет в тесном взаимодействии с двигательным, точнее с той его частью, которую И. П. Павлов назвал «речедвигательным анализатором» и который осуществляет контроль за деятельностью всего комплекса органов, участвующих в звукопроизношении. Центростремительную информацию, поступающую в кору больших полушарий головного мозга от проприорецепторов, расположенных в речевых органах, Павлов назвал «базальным компонентом речи», обусловливающим во взаимодействии со следами слуховых (а также и зрительных) раздражений деятельность второй сигнальной системы (Павлов, 1951). Еще И. М. Сеченов писал, что «... основным условием способности к речи служит центральная связь между зрительным и слуховым аппаратом, с одной стороны, и всем комплексом движений, участвующим в образовании голоса и речи, — с другой» (Сеченов, 1952, с. 218—219). Взаимосвязь слуха с речевой кинестезией является настолько характерной и важной чертой механизма речеобразования, что это дает основание объединить эти два анализатора в единый функциональный комплекс— «речеслуховой анализатор» (Красногорский, 1956), или «слухоречедвигательный анализатор» (Жинкин, 1956). Физиологической основой становления речевой функции в онтогенезе является формирование сложных функциональных связей между слуховым и кинестетическим анализаторами (Красногорский, 1956; Чистович, Кожевников, 1972; Кольцова, Усов, 1975; Трауготт, Кайданова, 1975). Подобный же механизм в общей форме лежит в основе совершенствования и обогащения речи уже взрослого человека (например, обучение иностранному языку), а также — в основе приобретения навыков вокальной речи, где, как было показано в предыдущих главах, требуется определенная перестройка координации деятельности речевых органов с целью образования звуков, отличающихся от речевых рядом акустических признаков. Как известно, нарушение слуха в раннем детском возрасте затрудняет развитие речи ребенка и в тяжелых случаях приводит к глухонемоте (Трауготт, Кайданова, 1975). Важно подчеркнуть, что глубина нарушений речевой функции зависит от возрастного 120
периода, в котором происходит утрата слуха: чем в более раннем возрасте нарушается слух, тем более тяжкие нарушения наблюдаются в речи (Воячек, 1925). Приведенные данные свидетельствуют об исключительно важной, ведущей роли слухового анализатора в подготовке и налаживании деятельности звукопроигносительного аппарата человека. Хорошо, однако, известно, что если человек лишается слухового контроля после того как речь уже сформировалась, то речевая функция сохраняется, хотя и обладает некоторыми аномалиями. N Указанное обстоятельство наводит на мысль, что после овладения речью формируется настолько прочный динамический стереотип речедвижений, что осуществление его уже не требует обязательного участия слухового контроля. Сказанное целиком относится и к вокальной речи. И. М. Сеченов писал: «. . . человек, умеющий петь, знает, как известно, наперед, т. е. ранее момента образования звука, как ему поставить все мышцы, управляющие голосом, чтобы произнести определенный и заранее назначенный тон; он может даже мышцами, без помощи голоса, спеть, так сказать, для своего сознания какую угодно знакомую песню», (Сеченов, 1952, с. 71). Вместе с тем даже в период сложившегося речевого или вокального стереотипа роль слухового контроля остается действенной в смысле тонкой регулировки акустических свойств речи и голоса. Таким образом, можно говорить о ведущей роли слухового анализатора в период овладения речевыми или вокальными навыками ио коррегирующей роли слуха в период сложившихся речевых или вокальных навыков. Коррегирующая роль слухового контроля проявляется при различного рода нарушениях обратной акустической связи как в процессе речи, так и при пении. Для теории и практики вокального искусства большой интерес представляет вопрос о том, какие влияния на голосовую функцию певца могут оказать те или иные изменения и нарушения слухового контроля. При этом степень наблюдаемых изменений в голосе певца по сравнению с нормой может характеризовать роль обратной акустической связи, в то время как степень «сохранности» певческой функции в этих условиях характеризует уже степень резистентности, или помехоустойчивости, двигательного речевого или певческого стереотипов. 8.3. Влияние на речь и голос нарушений обратной акустической с^язи методом заглушения шумом Определенный интерес в этом отношении представляют опыты по экспериментальному выключению слухового анализатора методом заглушения сильным звуковым раздражителем или шумом. Наиболее характерным эффектом заглушения является непроизвольное увеличение громкости речи, или так называемый эффект Ломбарда (Imhofer, 1933; Бронштейн, 1949; Штурбин, 1956). Проявляется этот эффект только при уровнях заглушающего звука 121
или шума, превышающих уровень речи, а шумы, менее интенсивные, не оказывают существенного влияния на громкость речи. При увеличении уровня заглушающего шума от 70 до 100 дБ уровень речи линейно возрастает примерно на 12 дБ (Самсонов, 1956). Эффект Ломбарда является в достаточной степени непроизвольным, так что используется для диагностики притворной глухоты (Воячек, 1925). Своеобразное практическое применение нашел метод заглушения в медицинской практике в области фониатрии. Рядом авторов было установлено, что действие шума на уши больного с функциональными расстройствами голоса и речи (афония, фонастения, дизатрия, логоневроз и т. п.) во многих случаях благотворно сказывается на лечении, активизирует деятельность голосового аппарата, устраняет симптомы болезни (fmhofer, 1933; Левидов, 1939; Деражне, 1963; Рябченко, 1964). И. И. Левидов (1939) применял также метод заглушения как средство определения типа голоса у молодых неопытных певцов. Автор пришел к выводу, что устранение слухового контроля за собственным голосом не только не нарушает вокальную функцию певцов, но нередко способствует увеличению звучности голоса, большей естественности звукообразования и выявлению природных тембровых качеств голоса. Недостатком опытов Левидова было отсутствие объективного контроля за характером изменения голосовой функции певцов под влиянием заглушения. В частности, неизвестно, в каких количественных пределах проявлялся эффект Ломбарда в опытах Левидова. Оценка голоса производилась на слух. Левидов также не приводит никаких данных об уровне и спектре шума, которым он пользовался для заглушения. Между тем, как будет показано ниже, эффект воздействия сильно зависит от уровня и спектрального состава шума. 8.4. Исследование эффекта Ломбарда вокальной речи Нами была исследована группа вокалистов из числа студентов Ленинградской консерватории, профессиональных оперных певцов, а также лиц, не владеющих вокальной речью (всего 24 человека). Испытуемым предлагалось исполнить несколько отрывков из каких-либо хорошо известных им вокальных произведений (a capella). Звук голоса регистрировался на магнитофоне и на логарифмическом самописце уровня электроакустических колебаний типа Н-110. Технические характеристики регистрирующего тракта приведены в главе 2. Помимо вокальной речи, у каждого испытуемого производилась регистрация акустических параметров обычной разговорной речи при чтении отрывка текста. Во второй части опыта испытуемый повторял указанные отрывки речи и пения при действии интенсивного шума, подаваемого через головные телефоны ТД 6 (рис. 8.1). При этом испытуе- 122
мому предлагалось сохранять силу голоса и темп произношения точно таким же, как и в нормальных условиях. На телефоны испытуемого подавалось напряжение с генератора низкочастотного шума речевого спектра. Спектральные характеристики шума приведены на рис. 3.1. Интенсивность шума, подаваемого на уши испытуемого, регулировалась аттенюатором (рис. 8.1, АТТ) и устанавливалась на 80 дБ выше порога слуха каждого испытуемого, что соответствовало в среднем около 110 дБ относительно стандартного уровня 2- Ю-5 Н/м2. Опыты производились в относительно заглушённом помещении лаборатории физиологической Рис. 8.1. Схема установки для исследования эффекта Ломбарда вокальной речи и влияния задержанной обратной акустической связи. ГШ — генератор шума речевого спектра, АТТ — аттенюатор, МИН-5 —измерительный конденсаторный микрофон, УПУ-2 — микрофонный усилитель, Н-110 — регистратор уровня звука, В 3-2 А — ламповый вольтметр, МАГ-8М2 — магнитофон. акустики Ленинградской консерватории. Микрофоны размещались на расстоянии 1 м от испытуемого. Количественная оценка эффекта Ломбарда в наших опытах производилась путем учета изменений средней силы голоса (дБ) и относительной длительности тестовой фразы (в %) ао отношению к норме. Результаты этих измерений суммированы на рис. 8.2 и 8.3. Под действием шума у невокалистов произошло увеличение силы голоса по сравнению с нормой в среднем на 6.6 дБ, у вокалистов на 2.8 дБ в речи и всего на 0.8 дБ в пении. Действие шума заметно сказалось на увеличении длительности речи невокалистов (на 17.2%) и в меньшей степени — вокалистов (на 7.9% в речи и на 1.5% в пении). На основании этих данных можно сделать два вывода: 1) действие шума приводит не только к непроизвольному увеличению громкости голоса (эффект Ломбарда), но и к столь же непроизвольному увеличению длительности воспроизводимых в шуме отрывков речи и пения; 2) вокальная речь меньше подвержена указанному влиянию шума, чем обычная разговорная речь. Вокалисты, как правило, обнаруживают в условиях шума значительную уверенность в пении, замечается даже несколько подчеркнутое выговаривание слов и фраз, интонирование мелодии осуществляется точно, ритм музыкального произведения не иска- 123
жается, тембр голоса нередко становится более насыщенным обертонами, более плотным и звонким. Вместе с тем среди вокалистов большую устойчивость к действию шума обнаруживают IT. Г. И.В.Д.Б.Ю.П.У.Э. ДРдб 10 8 6 2 О -г 6 йР^О.886 Ш^ШЛ Т. Г И.В.Д.Б.Ю.П.\ т Рис. 8.2. Изменение силы голоса в результате действия шума (эффект Ломбарда). а — невокалисты, речь; б — вокалисты, речь; в — вокалисты, пение. По горизонтали инициалы испытуемых; по вертикали — увеличение силы голоса в (дБ) по отношению к норме (ДР, дБ). певцы с большим певческим стажем и опытом. Было также установлено, что белый и высокочастотный шумы по сравнению с низкочастотным оцениваются испытуемыми как более неприятные, ~.ые?пг% *t% *tcp=7.9% .i+l Т Г И ВД 5 Ю П У 3 Рис. 8.3. Изменение длительности тестового отрывка речи и пения в результате действия шума. По вертикали — длительность тестового отрывка речи и пения в шуме по отношению к длительности в норме (Д£, %). Остальные обозначения те же, что и на рис. 8.2. жесткие, колючие и т. п. и оказывают заметно большее влияние на изменение голосовой функции по сравнению с низкочастотным шумом той же интенсивности. Низкочастотный шум оценивается 124
испытуемым как мягкий, в ряде случаев приятный и не представляет особых затруднений для пения. Эти данные можно объяснить тем, что высокочастотный шум оказывает более сильное маскирующее действие на область высокой певческой форманты и певец быстрее теряет контроль за собственным голосом. Наряду с этим нельзя не допустить существования известных различий и в неспецифическом действии указанных шумов, так как доказано, что высокочастотные шумы оказывают более сильное воздействие на слуховой анализатор человека и на нервную систему в целом, чем низкочастотные. 8.5. О механизмах действия шума на речевую и вокальную функции человека Как известно, при действии звуковых раздражителей на слуховой анализатор чувствительность последнего снижается, что объясняется явлением адаптации (Гершуни, Волохов, 1936; Ржевкин, 1936; Авакян, Розенблюм, 1972). Поэтому механизм эффекта Ломбарда некоторые исследователи усматривают в рефлекторном усилении деятельности речеобразующих органов, вызванном непроизвольным стремлением испытуемого к восстановлению известного перевеса громкости собственного голоса над громкостью шума (Бронштейн, 1949). Эффект Ломбарда, таким образом, целиком связывается с ослаблением обратной акустической связи. Такое объяснение нам представляется не вполне исчерпывающим. В частности, с этих позиций трудно объяснить обнаруженное в наших опытах явное нарушение временных характеристик речи, а именно — существенное «растяжение» речи во времени. Эти изменения, на наш взгляд, могут быть результатом неспецифического воздействия шума как раздражителя. В ряде работ (Морозов, 1958, 19596, 1960а) нами показано, что характерным следствием шумового воздействие является нарушение точности воспроизведения (как рукой, так и голосом) заданной длительности звука. При этом шум приводит к переоценке задаваемой длительности, т. е. ошибка наблюдается в сторону увеличения длительности. Шум увеличивает также латентный период двигательной реакции (Морозов, Разварин, 1960). Эти данные говорят о том, что замедление темпа речи под влиянием шума вызвано неспецифическим действием шума на функцию двигательного аппарата в целом, поскольку шум замедляет общую двигательную активность человека. Таким образом, можно наметить два принципиально различных механизма изменения речевой функции человека при действии шума: 1) изменения вследствие утраты слухового самоконтроля, т. е. в результате ослабления обратной акустической связи, и 2) изменения вследствие неспецифического действия шума, приводящего к замедлению общей двигательной активности человека. Первый механизм, по-видимому, обусловливает главным образом 125
увеличение громкости голоса (эффект Ломбарда). В его основе лежит рефлекторное усиление деятельности речеобразующих органов, вызванное необходимостью восстановления определенного преобладания громкости речи над громкостью шума. Второй механизм, очевидно, приводит к характерному замедлению темпа речи, т. е. «растяжению» ее во времени. 8.6. Действие задержанной обратной акустической связи на обычную и вокальную речь Среди методов нарушения обратной слуховой связи особое место занимает метод так называемой задержанной обратной акустической связи — delayed auditory feed back (Lee, 1950; Речь, 1965). ЛРдб 12 АР дБ АРср=11.9дб Ю.А.Н. 0. К. 6 лРдб т. г п. у. э. 8 6 г о -г I ЬРср=0.вдБ ШШ т.г.п.Щ\ Рис. 8.4. Влияние ЗОАС на среднюю силу голоса. Величина столбика обозначает увеличение силы голоса под влиянием ЗОАС по отношению к норме (дБ) для разных испытуемых. Остальные обозначения те же, что на рис. 8.2. Суть данного метода состоит во временной задержке речевого сигнала обратной связи, подаваемого испытуемому через головные телефоны. По данным большинства исследователей, временная задержка порядка 200—300 мс вызывает характерные расстройства речевой функции типа логоневроза (дизартрия, заикание и пр.), настолько непроизвольные, что некоторые авторы предлагают даже использовать этот тест для выявления симуляции глухоты (Ewert- sen, 1955; Базаров, 1963) и диагностики тугоухости (Евстратова, 1973). Имея в виду, что феномен задержанной обратной акустической связи (ЗОАС) изучен главным образом на примере обычной разговорной речи, мы применили этот метод к исследованию функции вокальной речи (Морозов, 1965, 1968а). В результате исследований были выявлены весьма характерные различия между вокалистами и невокалистами (рис. 8.2, 8.4), 126
в особенности при сравнении обычной речи (невокалистов) с пением (группа вокалистов). Средняя сила голоса под влиянием исследуемого фактора у невокалистов возросла на 10 дБ. Соответствующее изменение силы голоса в пении составило всего 0.8 дБ. При действии ЗОАС общая средняя длительность речевых фраз составила 224% (!) по отношению к длительности в норме, т. е. возросла на 124% выше нормы. Длительность отрывков вокальной речи увеличилась всего на 51 %. При прослушивании речи невока- 6 8 At°/o *tcr51% г. п. у. д. Рис. 8.5. Влияние ЗОАС на среднюю длительность фразы. Величина столбика — увеличение средней длительности тестовой фразы в условиях ЗОАС по отношению к норме (%). Остальные обозначения те же, что на рис. 8.2. листов в условиях ЗОАС иногда совершенно невозможно было понять смысл текста — настолько сильно были выражены характерные искажения речи и нарушения разборчивости. Напротив, в пении почти что не было заметно действия нарушений, за исключением замедления темпа. Разборчивость вокальной речи существенно не ухудшалась по сравнению с нормой. Таким образом, по избранным нами параметрам вокальная речь оказалась значительно более устойчивой к действию задержанной обратной акустической связи, чем обычная разговорная речь. Важно заметить, что обычная разговорная речь вокалистов претерпевала заметно меньшие нарушения, чем речь невокалистов, хотя в то же время большие, чем вокальная речь этих же испытуемых. 8.7. Сравнительная величина нарушений, вызванных шумом и ЗОАС Представляется интересным сопоставить степень нарушения речевой функции, вызванного замедлением обратной акустической связи и ее нарушением при действии шума. Сопоставление это по средним 127
00 д а* л я а П CO vo a 03 я 5 в я а> 8« Я Я _ со »Н Я 2 п 0 к m ф S Б 1 SL °* а р^оз и g I § 03 ф 03 W Я & о Рн о 1 ^^ S2^ VnOOJ а) ш 1 О "** В^ Rw 1 В s R a ttB 1*8 v 1 Ф К общ нию чение тноше Увели по о 1 и 1 3 I W <т> 3s 1 Н^ 1 t! О и 1 В v Ни ивнос ению 1 1 **?. 1 И £ 1 в° Увеличен (в дБ) и со ф s §2 Ф сб а ф В м О «а ф и и << о со ф В в о >3 ев 2 >» а ф В в о «в Ф 1 s 1 к 1 к 1 © » 1 ° s S 1 ф 1 л г "с СМ СО о *sF О +l-fWc* \/ ЧР CD <X> t^ V 2 ч" *« ю о со ю ° ^ *** ^ ^ Л ^2 £ 5-4 л О ■*н О d ^. со со <м* /\ +1+1^^. CL OCX)** ^ об Л о о "*н о о ^°* Л £<* л со* о А ю о о -54 • • -а • м . . . ^ . я ~-usi • а • Я 4w >-" • §!§«§ • §§§н& • п ч W4 о • ф Я О _, О е"***" и § я sg^ S $ S и н ф со W со со cd s cd О cd оз н PhPQPhPhO «гн CSI CO^t Ю ф V ее §и Ф аз «к I о 9g я ° R н И к Й ° о а ф ф Ю §1 В об 0 я 1 Я Ь В CQ •Я64 BsS В аз s tf R о ф g Ф В 5 5 В « Нф К<1 В - a-ft ©2 G2 данным для различных групп испытуемых произведено в табл. 8.1. Можно видеть, что нарушение обратной акустической связи методом задержки оказывает значительно более глубокие изменения параметров речи, чем при заглушении. Это вызвано тем, что задержка обратной акустической связи создает не просто индифферентную помеху для слухового анализатора (как, например, шум), но помеху, определенным образом коррелированную с сигналом обратной кинестетической связи. Физиологические механизмы нарушений вокальной речи под действием ЗОАС рассмотрены в специальных работах (Речь, 1965; Морозов, 1968а). 8.8. О причинах большой помехоустойчивости вокальной речи к действию шума и ЗОАС Особого внимания заслуживает факт значительно большей помехоустойчивости вокальной речи к неблагоприятному действию нарушенной обратной акустической связи. Произведенная статистическая обработка данных показала, что обнаруженные различия в изменениях акустических параметров обычной и вокальной речи носят статистически достоверный характер: вероятность «нуль- гипотезы» (Р) по критерию Стьюдента оказалась в преде- лах0.1 >Р >0.05именьше (табл. 8.1). В главе 3 было показано, что повышенной помехоустой- 128
*швостьк> обладает акустический сигнал вокальной речи. Данные настоящего раздела позволяют говорить о повышенной помехоустойчивости самого физиологического механизма образования вокальной речи по сравнению с таковым механизмом обычной речи. Основную причину повышенной помехоустойчивости физиологических механизмов образования вокальной речи к действию как ЗОАС, так и шума следует искать в специфике профессиональной деятельности вокалистов. Как известно, типичным для вокальной речи является то, что ее образование и восприятие осуществляются в условиях более или менее сильно выраженного акустического фона (музыкальное сопровождение, одновременное звучание других голосов в хоре, ансамбле и т. п.). Пение без сопровождения (a capella) является исключительно редкой формой вокальной речи. Основная цель вокального воспитания певца сводится к выработке у него навыков уверенного управления собственным голосом при одновременном восприятии массы посторонних звуков, чрезвычайно сложно изменяющихся по силе, высоте, тембру и т. п. Указанные специфические условия профессиональной деятельности, естественно, формируют у вокалистов своеобразные адаптационные механизмы и особенности слухо- речедвигательного анализатора, обеспечивающие возможность управления собственным голосом при действии сильных внешних акустических раздражителей.1 Совокупность указанных особенностей и свойств слухорече- двигательного анализатора, по-видимому, лежит в основе формирования так называемого вокального слуха (см. 8.2), которому придается столь большое значение среди вокалистов. При пении с сильным оркестровым или хоровым сопровождением певцы в значительной мере теряют слуховой контроль над своим голосом, но тем не менее, обладая хорошим вокальным слухом, правильно ведут свою вокальную партию и не теряют верной вокальной позиции. Остается предположить, что контроль за деятельностью голосового аппарата в этих условиях ложится на другие афферентные системы, и в частности проприоцептивный внутренний анализатор, барорецептивный анализатор и вибрационный анализатор. Роль последнего в этом отношении будет проанализирована в следующей главе. 1 К сказанному необходимо добавить, что вокалисты в своей профессиональной практике сталкиваются с особым видом акустической помехи, которая сходна с действием задержанной обратной акустической связи. Это так называемые каноны, т. е. одновременное исполнение вокального произведения двумя (или несколькими) исполнителями с той особенностью, что один из голосов вступает на часть такта раньше другого. Таким образом, оба голоса произносят одну и ту же фразу, но с определенным временным сдвигом (правда, несколько большим, чем в наших опытах с ЗОАС). Примером может служить вокальное произведение «Эхо» композитора О. Лассо, дуэт Лизы и Полины из оперы «Пиковая дама», дуэт Ленского и Онегина из оперы «Евгений Онегин» П. И. Чайковского и многие другие. 129
Исследования показали, что устойчивость к действию акустических помех несколько различна как среди невокалистов, так и среди вокалистов. Наиболее устойчивыми к воздействию указанных факторов оказываются опытные певцы со значительным стажем профессиональной певческой деятельности. Наименее устойчивыми — молодые малоопытные вокалисты. Однако наряду с опытом профессиональной работы нельзя, по-видимому, игнорировать и другие факторы, в частности типологические особенности нервной системы людей, поскольку бывает так, что вокалисты примерно одинакового стажа и возраста обнаруживают несколько различную реакцию на действие шума и ЗОАС. Все вышеизложенное дает нам основание рекомендовать методы заглушения и задержанной обратной акустической связи в качестве физиологических тестов, позволяющих определить резистентность вокальной функции певца к действию акустических помех. Применение указанных тестов может быть полезным при оценке профессиональных особенностей вокалистов (например, при профотборе). 8.9. Влияние спектральных искажений обратной акустической связи на голос певца. Эффект Томатиса Определенные влияния на голос человека оказывают спектральные искажения в канале обратной акустической связи. Поскольку первые исследования в этом направлении были проведены Томати- сом, Юссон предлагает назвать эффект влияния спектральных изменений сигнала обратной акустической связи на голос эффектом Томатиса (Husson, 1960, 1962). Имея в виду возможное практическое значение эффекта Томатиса (направленное изменение тембра голоса певца с целью его улучшения), мы поручили одному из наших аспирантов — А. Н. Киселеву — провести специальное исследование этого интересного явления. На первом этапе была создана лабораторная экспериментальная установка (рис. 8.6). Изменение спектра сигнала обратной связи осуществлялось при помощи корректирующих элементов, включенных в цепь обратной связи (КЭ) и представляющих собой дифференцирующие и интегрирующие R С-цепи, приводящие к подъему либо низких, либо высоких спектральных составляющих сигнала обратной связи на величину порядка 10 дБ/окт. Опыты с вокалистами проводились по следующей схеме. Певцу давалось задание спеть отрывок из вокального произведения трижды: 1) в нормальных условиях (без коррекции обратной акустической связи), 2) в условиях коррекции с усилением высоких частот, 3) в условиях коррекции с усилением низких частот. Во всех трех вариантах голос певца записывался на магнитофон МЭЗ-28-а, с целью последующего акустического анализа (рис. 8.6). 130
В результате было установлено, что практически во всех случаях изменение слухового самоконтроля (обратной акустической Рис. 8.6. Схема установки для изучения влияний искажения спектральных характеристик обратной акустической связи на голос певца. М — микрофон, МУ и УМ — усилители, МЭЗ — магнитофон, КЭ — корректирующие элементы, ТД-6 — динамические телефоны. связи) приводит к заметным изменениям тембра голоса певца. Это подтверждается также объективным анализом спектра голоса, Рис. 8.7. Общий вид портативной аппаратуры конструкции А. Н. Киселева для изучения эффекта Томатиса. проведенным при помощи спектрального интегратора (Киселев, 1976; Морозов, Киселев, 1976). Физиологический механизм эффекта спектрального искажения обратной акустической связи, по-видимому, весьма сложен. 131
Исходя из идеи гомеостазиса, следовало ожидать, что при искажении сигнала обратной акустической связи в голосе певца возникнут спектральные изменения противоположного знака, т. е. изменения, направленные на компенсацию слышимых искажений тембра голоса. Так, в сущности, действует в норме любая обратная связь, стабилизирующая деятельность многих органов и функций организма. Однако в действительности мы наблюдаем наряду с подобного рода обратной связью (усиление певцом ослабленных обратной связью частот) явления другого рода, т. е. дополнительное усиление певцом тех спектральных составляющих, которые усилены искусственной обратной связью (собственно эффект Томатиса). Этот последний тип реакции певцов на спектральные искажения сигнала обратной связи, являющийся своего рода рефлексом самоимитации, обнаруживается наиболее часто. Непроизвольность изменений тембра голоса певца в результате спектральных искажений сигнала обратной связи, определенная зависимость от характера изменений обратной связи и особенностей голоса певца дали нам основание применить этот метод для целенаправленного воздействия на тембр голоса певца (с целью его улучшения). Для этого в нашей лаборатории аспирантом А. Н. Киселевым (при участии Г. М. Котляра) была сконструирована портативная электроакустическая аппаратура (рис. 8.7), применение которой дало положительные результаты (Киселев, 1977).
Глава 9 РОЛЬ ВИБРАЦИОННОГО АНАЛИЗАТОРА В МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОКАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ 9.1- Вибрация тела человека и фонационный процесс Одним из важных проявлений деятельности речеобразующего аппарата является довольно интенсивная вибрация тканей голосового тракта, вызванная вибрационными колебаниями голосовых свя- Рис. 9.1. Вибрация тканей корпуса человека как результат работы голосового аппарата (по: Bekesy, 1949). Цифры показывают относительную интенсивность вибрации различных участков тела. зок и деятельностью резонаторов. Возникшая на уровне гортани и потому наиболее сильно выраженная в этой области, вибрация распространяется на более отдаленные участки голосового тракта и может быть зарегистрирована с известным ослаблением на поверхности грудной клетки в различных точках черепа и в более отдаленных участках тела (рис. 9.1). Справедливо предположить, что восприятие указанных вибрационных раздражений не яв- 133
ляется индифферентным для человека, а оказывает определенное физиологическое воздействие и более того — играет известную роль в механизмах регулирования фонационного процесса. Одним из оснований для такого предположения является наличие у человека особой афферентной системы — вибрационного анализатора, специализированного к восприятию вибрационных раздражений. 9.2. О вибрационном анализаторе Вибрационная чувствительность как способность к восприятию периодических изменений механического давления окружающей среды является наиболее древним видом чувствительности. Исследования в сравнительно-физиологическом, онтогенетическом и филогенетическом аспектах свидетельствуют, что на низших стадиях развития животного мира орган слуха отсутствует, а функцию связи с окружающей средой выполняют диффузно рассеянные по телу относительно просто организованные вибрационные рецепторы, формирующиеся из эктодермального зародышевого листка. В дальнейшем эволюционном развитии животного мира одни из вибрационных рецепторов обособляются в слуховой рецептор (кортиев орган), специализированный уже для восприятия звуковых колебаний: диффузная вибрационная чувствительность уступает свое место более совершенной — слуховой. Однако рецепторы виброчувствительности сохраняются, а ее анатомические пути и центры имеют тесную связь со слуховой. Вибрационная чувствительность обнаруживается у человека уже на очень ранних стадиях развития. Имеются данные, что человеческий организм реагирует движением на низкие звуки рояля, еще находясь в периоде внутриутробного развития, и эти реакции относят за счет вибрационной чувствительности эмбриона. Уже через несколько часов после рождения ребенок реагирует на вибрационное раздражение прекращением сосательного рефлекса. На третьем месяце жизни у ребенка удается выработать условный рефлекс на кожно-тактильное раздражение (Касаткин, 1951). По современным представлениям, считается, что вибрационное раздражение воспринимается рецепторами давления или осязания (тельца Фатер—Пачини, Мейснера, диски Меркеля, свободные нервные окончания — Ильинский, 1972). Наибольшую роль в этом отношении, по-видимому, играют так называемые быстро адаптирующиеся механорецепторы (Черниговский, 1960; Ильинский, 1972). Наиболее изученной оказывается в настоящее время вибрационная чувствительность кожных покровов, как наиболее доступных для воздействия дозированным вибрационным раздражителем. Имеются, однако, данные и о том, то вибрационной чувствительностью обладают и все ткани внутренних органов сердца и желудка и т. д., а также голосового аппарата (Грачева, 1963). Диапазон воспринимаемых человеком вибрационных колебаний 134
лбжит в пределах от 35 до 8000 Гц. При этом максимум чувствительности вибрационного анализатора наблюдается в области 200—300 Гц, т. е. по сравнению со слуховой чувствительностью сильно смещен в сторону низких частот (Андреева-Га л анина, 1956). Установлено, что при помощи вибрационного чувства могут быть отдифференцированы вибрационные колебания, амплитуда которых разнится всего лишь на один микрон. Дифференцировка по частоте вибрационного раздражения осуществляется с точностью от 2.5 до 8—12% (Андреева-Галанина, 1956), причем тренировка значительно снижает абсолютные дифференциальные пороги вибрационной чувствительности. 9.3. Виброрецепция как аналог слуха Приведенные краткие данные о функциональных свойствах вибрационного анализатора позволяют полагать, что те вибрационные раздражения, которые генерируются голосовым аппаратом естественным путем, т. е. в процессе обычной и особенно вокальной речи, могут восприниматься и анализироваться по своим физическим параметрам (частоты, интенсивности и т. д.) с известной степенью точности при помощи виброрецепции самого говорящего или поющего. Из практики сурдопедагогики известно, что при отсутствии слуха (у глухонемых) возможности понимать чужую речь, а также научиться собственной звуковой речи в большой мере способствует человеку вибрационное чувство (Bekesy, 1957; Ананьев и др., 1958). Ученик рукой касается гортани или речевых резонаторов говорящего, воспринимает вибрационные колебания этих органов, а потом, воспроизводя звуки собственным голосом, старается вызвать подобные вибрационные колебания и своего голосового аппарата. Как видно, вибрационный анализатор выступает здесь совершенно отчетливо в качестве некоего аналога слуха: при отсутствии последнего вибрационное чувство выполняет ту же роль — обеспечивает регулирование деятельности речевых органов человека по принципу обратной связи. При этом оказывается принципиально неважным, что восприятие этих вибрационных колебаний осуществляется рукой, т. е. органом, не имеющим непосредственного отношения к образованию звука, — важно другое: через вибрационную чувствительность в центральную нервную систему человека, лишенного слуха, доставляется информация о том, как должны работать его речевые органы. В соответствий с этой информацией и осуществляется регулирование. Некоторые люди, в прошлом глухонемые, но уже овладевшие звуковой речью, пользуются вибрационной чувствительностью как контролем характера звука собственного голоса. Вот что по этому поводу пишет Ольга Скороходова, не имеющая слуха и зрения (рис. 9.2): «... я люблю держать руку у горла поющего 135
или говорящего. Нередко я определяю голос того, кого слушаю». И далее: «Благодаря тому, что я рукой могу ощущать голос, если я держу руку у горла говорящего, я часто кладу руку на свое горло, в то время когда говорю с кем-нибудь. Делаю я это потому, что чувствую свой голос, я могу им до некоторой степени управлять, говорить ниже или выше, тише или громче, резче или мягче. Рис. 9.2. Академик Л. А. Орбели беседует со слепоглухонемой писательницей Ольгой Скороходовой. Если это мое признание покажется кому-либо странным или смешным, то это будет весьма неправильно, ибо моя рука ощущает мой голос почти так же, как если бы я могла ухом слышать свой голос. Я думаю, что было бы очень неплохо, если бы все глухонемые держали руку у своего горла в то время, когда они говорят. Их речь в таких случаях была бы гораздо приятнее и яснее» (Скороходова, 1956, с. 93 и 376; разрядка наша, — В. Л/.). Эти высказывания свидетельствуют о возможности чрезвычайно тонкого развития у человека вибрационной рецепции, позволяющей дифференцировать не только силу и высоту голоса, но также и обертонный состав вибрации. Причем, как хорошо видно на этом примере, восприятие и различение этих качеств вибрационного раздражителя могут быть использованы для регулирования речевой функции. Однако, в какой мере указанный механизм регулирования имеет место в нормальных условиях речи и особенно пения, 136
т. е. при участии виброчувствительных элементов, заложенных в самом голосообразующем аппарате? Можно ли допустить, что при наличии более совершенного регулирующего аппарата, каким является слуховой анализатор, регулирование на основе вибрационного чувства имеет место? Если да, то какова степень участия вибрационного анализатора в общем регулирующем механизме и в чем она выражается? 9.4. Особенности спектра вибрационных колебаний голосообразующего тракта во время речи и пения Прежде чем пытаться выяснить физиологическую роль вибрации голосового аппарата и возможное отношение ее к регулированию голосовой функции, представляет интерес установить, каковы физические характеристики этого вибрационного раздражителя, в частности форма вибрационных колебаний, их спектральный состав, каковы эти колебания в различных участках голосообразующего тракта, как они изменяются в связи с произнесением различных гласных, с изменением высоты основного тона, а также, в какой мере отражают эти колебания специфику речевого и певческого способов звукообразования. В качестве элементов, воспринимающих вибрационные колебания, нами употреблялись вибродатчики, преимущественно пьезо- кристаллического типа (рис. 9.3), преобразующие колебания вибрирующей поверхности в колебания электрического тока соответствующей амплитуды, частоты и формы (Морозов, 1957, 1959а, 1960в, 1965, 19676, 1969). Градуировка вибродатчиков осуществлялась на эталонном вибростенде. Для обеспечения возможности сравнивать результаты, получаемые в различных условиях, нами были избраны два постоянных участка исследования вибрационных колебаний, i аждый из которых находился примерно на одинаковом расстоянии от гортани: 1) поверхность носа в области os nasale и 2) поверхность грудной клетки в верхней части os sternum (рис. 9.4, 9.5). Наиболее характерной особенностью для всех испытуемых оказалось резкое различие в форме вибрационных колебаний исследуемых участков. Оказалось, что вибрационный колебания поверхности носа значительно более сложны по своему составу, чем колебания грудной клетки, при произнесении одного и того же звука. Это можно хорошо видеть из сравнения левой и правой частей рис. 9.6, где представлены спектральные характеристики вибрации носовой поверхности (слева) и грудной клетки (справа) у солиста Софийской оперы народного артиста Народной Республики Болгарии Ильи Иосифова (тенор).1 Данные спектрограммы полу- 1 Исследования были проведены в лаборатории физиологической акустики Ленинградской консерватории в один из приездов И. Иосифова в Ленинградскую консерваторию для обмена опытом вокально-педагогической работы. 137
Рис. 9.3. Различные конструкции пьезокристаллических вибродатчиков, применяемых для исследования вибрации голосового аппарата в пении. Рис. 9.4. Один из способов крепления вибродатчика при помощи пенсне для исследования вибрации os nasale.
Рис. 9.5. Исследование вибрации грудного резонатора у народного артиста РСФСР С. Н. Шапошникова в лаборатории физиологической акустики Ленинградской консерватории. Рис. 9.6. Спектры вибрации во время пения поверхности лица в области os nasale (слева) и грудной клетки на середине os sternum (справа). Испытуемый — высококвалифицированный болгарский певец, солист Софийской оперы И. Иосифов (тенор). Нота 1а' (440 Гц), гласи. Л. Цифрами обозначена частота спектральных составляющих (кГц). Буквой М обозначены четыре масштаба интенсивности спектральных составляющих, соответственно: 5,10, 20, 40 дБ. Спектры сняты с экрана спектрометра SMi/2i=3a фотографическим путем при времени экспозиции 1 с.
«1ены путем фотографирования с экрана спектрометра SMl/2i=3a. Из сопоставления рисунков видно, что в спектре вибрации носовой поверхности сильно выражены высокие гармонические составляющие в области около 2500 Гц и чрезвычайно слабо выражен основной тон (440 Гц), в то время как в спектре вибрации грудной клетки усилена главным образом область около основного тона. дб /и\ 1 /' .Л //r*\V Y i 1 i 1 i i 1 » /ft /'х // /А / * 1 i * / / 1 1 J Л 1 Л V 1 и М4 г N 1 > { N \\\ 1\ / [K4J/ II \ ; 1 '' 1 1 t / ^ тК \v % 1 1 1 1 1 1 1 1 А,, 1 \ \ А 'Л ч ^ V f чЗ М Н /до где ш боо юоо zooo чооо вооо юооо Рис. 9.7. Сравнительные спектры голоса и вибрации тела певца. 1 — звук голоса при пении гласи. А на ноте do (131 Гц), 2 — вибрация лицевых костей черепа в области os nasale, 8 — вибрация в области верхней части os sternum. Испытуемый — высококвалифицированный певец, солист оперы бас Н. Охотников. Весьма наглядная разница между вибрационными колебаниями носовой и грудной поверхностей обнаруживается на слух при прослушивании магнитофонных записей этих вибрационных колебаний. Вибрация носовой полости дает легкий, звенящий, богатый обертонами звук. При этом гласные и слова хорошо различаются. Колебания же грудной клетки дают глухой массивный звук, причем гласные и слова почти не различаются. Указанные характерные различия в спектре вибрационных колебаний, снятых с различных участков тела певца, хорошо иллюстрируются рис. 9.7, на котором изображены огибающие спектров вибрации грудной клетки (5), поверхности лица в области носовой полости (2) в сравнении со спектрами звука голоса (7). Можно также наблюдать совпадение формантных максимумов голоса и вибрации. Характерной особенностью исследуемых вибрационных колебаний является их качественное различие при произнесении различно
ных гласных. Однако в значительно большей мере это различие между гласными обнаруживается в вибрации носовой поверхности, чем грудной. У одного и того же певца весьма существенно различаются вибрационные колебания исследуемых областей в зависимости от того, каким способом фонируется звук: рече- 0.1 02 0.51.02.0 5.0 10. М Рис. 9.8. Различия в спектрах вибрации os nasale при речи и пении разных гласных (обозначены буквами). Основной тон голоса во всех случаях 1а (220 Гц). Испытуемый —баритон M. 3. Остальные обозначения те же, что и на рис. 9.6. вым или вокальным. Для вокальных гласных характерно значительное усиление спектра вибрации носовой поверхности в области около 2500 Гц, т. е. в области высокой певческой форманты (рис. 9.8). Таким образом, характер вибрационных колебаний голоси- образующего тракта весьма четко отражает специфику вокаль- 141
його звукообразования по сравнению с речевыми, а также характер фонируемых звуков. 9.5. О резонансной природе вибрационных колебаний голосообразующего тракта певца Полученные данные позволяют высказать некоторые соображения относительно происхождения вибрационных колебаний исследуемых участков голосового тракта певца. Принципиально можно допустить два возможных пути распространения этих колебаний от гортани до исследуемых частей. Во-первых, колебания мышечных масс голосовых связок могут передаваться на окружающие участки по плотным тканям (мышечной, хрящевой, костной) и, таким образом, достигать весьма отдаленных участков тела. Этот механизм передачи безусловно имеет место, поскольку значительно ослабленные вибрационные колебания наблюдаются даже на дистальных частях конечностей (рис. 9.1). Во-вторых, мы можем допустить, что колебания передаются к исследуемым участкам (os sternum и os nasale) и по воздушным путям голосового тракта, поскольку колеблющиеся голосовые связки создают колебания воздушного давления звуковой частоты. Последний механизм передачи вибрационных колебаний к исследуемым участкам, по-видимому, имеет преимущественное значение, поскольку форма вибрационных колебаний этих участков и их спектральный состав значительно разнятся даже при произнесении одного и того же звука, что хорошо иллюстрировано представленными спектрограммами. Колебания звукового давления в резонирующей полости передаются стенкам этой полости и вызывают ее соответствующие соколебания. Нагляден в этом отношении простой опыт, предложенный еще Гельмгольцем (Helmholtz, 1913): маленький сургучный шарик, подвешенный на ниточке и касающийся эластичной стенки резонатора Гельмгольца, начинает заметно отпрыгивать, если последний резонирует на звук собственной частоты. Это говорит о том, что во время резонанса стенки резонатора приходят в соколебание с заключенной в нем воздушной массой (рис. 9.9). Мы попытались уточнить опыт Гельмгольца, применив измерительную аппаратуру, регистрирующую как изменение силы звука в результате резонанса, так и вибрацию резонаторов (рис. 9.10). Резонатором, усиливающим звук (2500 Гц) электровибратора (ЭК), служила верхняя часть стеклянного цилиндра — от поверхности воды до краев цилиндра (L). Настройка резонатора осуществлялась изменением уровня воды путем ее спуска через кран. При понижении уровня воды и увеличении L от 0 до 50 см наблюдались резонансы при L=8 см, что соответствует 1/2 длины волны звука 2500 Гц (1/2 Х=6.8 см), при L=13 см (Х=13.6 см), при L=22 см (3/2 Х=20.4 см) и т. д. Сила звука электровибратора, регистрируемая измерительным 142
микрофоном (М), при этом изменялась от 60.6 дБ при отсутствии резонатора до 79, 82 дБ на максимумах резонанса. Важным Рис. 9.9. Опыт Г. Гельмгольца, показывающий, что явление резонанса сопровождается заметным усилением вибрации стенок резонатора (по: Helm- holtz, 1913). l — корпус резонатора, 2 — эластичная стенка резонатора, 3 ниточке. • сургучный шарик на для настоящего раздела результатом этой работы был зарегистрированный нами факт параллельного изменения кривой интенсив- Рис. 9.10. Опыт с явлением резонанса в цилиндре, показывающий, что при увеличении силы звука (кривая 1) в результате резонанса увеличивается и сила вибрации стенок резонатора (кривая 2), ЭК — электровибратор, Ц — стеклянный цилиндр, К — кран для спуска воды, L — длина резонирующей части цилиндра, ГЗ-зз — звуковой генератор, М. — микроамперметр, mV — милливольтметр, М — измерительный микрофон, УЗ — усилитель звукового сигнала, РЗ — регистратор силы звука (кривая 1), В — вибродатчик, У В — усилитель вибрационного сигнала, РВ — регистратор уровня вибрации (кривая 2). По горизонтали — длина резонирующей части цилиндра L (см); по вертикали — шкала силы звука (дБ). ности вибрации стенок резонатора: чем сильнее был звук в результате резонанса, тем сильнее вибрировали стенки резонатора (рис. 9.10). 143
В опытах с вокалистами мы наблюдали разнокачественность колебаний, в частности, носового резонатора при произнесении различных гласных. Это явление может быть связано с тем, что указанные вибрационные колебания отражают специфику резонансных явлений в полостях, находящихся под исследуемой поверхностью. Так, в спектре вибрации носовой полости содержатся в основном высокочастотные составляющие, отражающие формант- ную структуру гласных, и в особенности ВПФ. Показано, что в пении носовая полость функционирует как акустический фильтр, поглощающий спектральную энергию в полосе частот 1200— 2000 Гц (Husson, 1962; Ермолаев и др., 1964). В воздушной полости подсвязочного пространства, называемой грудным резонатором (Заседателев, 1935; Ржевкин, 1936), звуковые колебания, генерируемые голосовыми связками, распространяются и приобретают спектральный состав, соответствующий резонансным характеристикам этой полости. Поскольку полость грудного резонатора значительно больших размеров (если учитывать длину трахеи вместе с крупными бронхами), то и резонируют там в основном низкочастотные составляющие спектра (рис. 9.6, 9.7). Таким образом, характер вибрационных колебаний различных участков голосообразующего тракта певца весьма различен. Кроме того, один и тот же участок вибрирует по-разному в зависимости от того, какой гласный звук фонируется, на какой высоте основного тона и, наконец, каким способом: речевым или певческим. Различия в спектрах колебаний во всех этих случаях весьма существенны. Различные звуки оказывают качественно различное раздражение виброчувствительных рецепторов голосообразующего тракта. 9.6. Исследование интенсивности вибрации грудной клетки певца во время пения Интерес представляет изменение общей интенсивности вибрации в зависимости от различных условий фонации. С этой целью производили регистрацию интенсивности вибрационных колебаний os sternum певца при помощи чернильного самописца, описание которого дано выше (см. 4.4). Одновременно с вибрацией самописец регистрировал силу звука голоса испытуемого. Измерение указанных величин производилось в условных единицах — миллиметрах отклонения перьев самописца от условного нулевого уровня. Максимальное отклонение перьев от нулевого уровня (60 мм) соответствует изменению интенсивности сигнала на 30 дБ. Основная задача сводилась к выяснению характерных различий между вокальным и речевым способами звукообразования по характеру вибрации os sternum. Типичные примеры записи вибрации и силы голоса для неквалифицированного и квалифици- 144
рованного певцов представлены на рис. 9.11. Верхний ряд кривых характеризует силу голоса (Ф), нижний — интенсивность вибрации (В). Зачернения на вершинах кривых вызваны амплитудной модуляцией интенсивности звука и вибрации вследствие вибрато. Поэтому за интенсивность вибрации и силы звука брался средний уровень интенсивности в определенный момент фонации гласного. iEP-^ Фг=№мм Г I 4iCLi L. II I I l м i I i i i i i м м i i i i t^13c Mill I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Рис. 9.11. Типичные примеры изменения силы звука голоса (Ф) и интенсивности вибрации os sternum (В) у неквалифицированного (а) и квалифицированного (б) певцов. ДФи ДВ — изменения силы звука и интенсивности вибрации, возникшие за время пения ноты длительностью t с. Нижняя кривая — отметка времени (1 с). Можно видеть, что интенсивность вибрации у квалифицированного певца больше (В=37 мм), чем у неквалифицированного (В = 18 мм). Вместе с тем характерной особенностью кривой вибрации у невокалиста является постепенное уменьшение ее амплитуды, в то время как у вокалиста интенсивность вибрации существенно растет к концу фонирования гласного. С целью количественного определения степени этих изменений вибрации во времени (роста или уменьшения) мы ввели коэффициент Д2?/7\ где Д# означает изменение относительной амплитуды вибрации (в мм), происшедшее за время фонации гласного, т. е. за Т с. Таким образом, А5/Г характеризует величину изменения вибрации в единицу времени (1 с). Эта величина является отрицательной в случае уменьшения общей интенсивности вибрации к концу фонирования ноты (обозначается знаком «минус») и положительной — при увеличении вибрации (обозначается знаком «плюс»). Для случаев, изображенных на рис. 9.11, имеем: 146
Д5/7т1=-18/13=--1.4 мм/с; ДЯ/Г2=+17/10=+1.7 мм/с. Подобный же коэффициент был нами введен и для характеристики изменений силы звука голоса (АФ/Г). Как легко видеть, указан- пые коэффициенты (Д2?/Г и ДФ/Г) имеют размерность скорости изменения данных параметров и являются, в сущности, первыми производными от значений вибрации и силы звука по времени. Таблица 9.1 Интенсивность вибрации (В) грудной клетки в сравнении с силой звука (Ф) у различных испытуемых при пении гласной А на тоне do' (АВ/Т и ДФ/Г выражены в мм/с, В и Ф — в мм) №1 п/п Испытуемый ABIT АФ/Т п/п Испытуемый ABIT АФ1Т 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 21 22 23 Квалифицированные певцы 1 Р. А. Д. В. Г. В. Б. В. Б. Б. С. С. Б-й Г-в Л. С. Т. А. 51 48 24 46 36 39 45 45 39 55 29 26 30 23 17 29 33 23 31 22 +0.7 +1.5 0 +0.7 +1.0 +1.8 +2.2 0 +3.4 +1.3 -0.5 0 0 0 0 +1.9 +0.8 0 +0.9 +0.6 11 12 13 14 15 16 17 18 19 И. И. М. С. И. В. П. Я. СР. К. В. П. Е. П-е П. А. 38 52 44 53 50 54 26 52 46 30 31 20 34 29 39 16 17 29 +0.3 1 +1.4 +3.4 +1.8 0 +2.8 о +0.3 0 Неквалифицированные певцы и невокалисты 1 Д-н м. н. т. т. с. н. 7 14 34 8 14 25 25 10 -1.0 -2.3 -1.5 — — -1.5 +1.5 0 1 24 25 26 Б. А. Е. О. М. 3. 7 12 7 8 4 33 -2.7 -0.6 о о о о о о о о -0.7 о -1.1 Примечания. У испытуемого № 20 Ф нестабильно, В вскоре перестает регистрироваться, хотя звук не прекращается. У испытуемого JV& 23 В изменяется неоднозначно. У испытуемого № 24 В нестабильно, изменяется скачкообразно. У испытуемого № 25 тон mi малой октавы. Результаты обследования вокалистов разной квалификации представлены в табл. 9.1. Статистические исследования (Морозов, 1959а) показали, что для квалифицированных вокалистов характерным является более интенсивная вибрация (В), чем для неквалифицированных, а также ее увеличение по мере фонирования ноты (ДБ/77 положительно). Для невокалистов вибрация, как правило, имеет малую интенсивность и, кроме того, уменьшается к концу звука (ДБ/Г отрицательно). Средние данные для группы вокалистов (19 чел.) составили: 5=44.9, Д2?/Г= =+1.2 мм/с; для невокалистов (7 чел.): 5 = 12.7 мм, ЬВ1Т= = —1.1 мм/с. 146
Указанные характерные особенности вибрации у вокалистов и невокалистов наблюдаются на различных по высоте нотах диапазона голоса, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис. 9.12. Рис. 9.12. Значения коэффициента LBjT в зависимости от высоты основного тона голоса. 1 — квалифицированный певец, баритон Б. Б-в, 2,3 — неквалифицированные певцы Д.Н-н и Е.Б-о. При пении отдельных гласных различия в интенсивности вибрации тем меньше, чем совершеннее вокальная техника певца. 9.7. Певческая опора и вибрация грудного резонатора С целью выявления характерных различий между речевым и вокальным типами фонации был проведен следующий опыт. Нескольким опытным профессиональным певцам давалась инструкция пропеть звук двумя способами: 1) нормальным вокальным, т. е. на хорошей певческой опоре, 2) речевым способом, т. е. без опоры. Во избежание случайностей звуки фонировались первым и вторым способом по три раза. Результаты, приведенные в табл. 9.2, свидетельствуют о том, что речевой тип фонации (даже опытных профессиональных певцов) по показателям вибрации (В и ИВ/Т), а также и силы звука (Ф и АФ/77) приближается к соответствую- Таблица Изменение интенсивности и характера вибрации (os sternum) у квалифицированных певцов при переходе от пения на хорошей опоре к пению без опоры 9.2 Вокалисты Б. Б. . . . Г-в . . . Ш. С. . . . С. С. ... П. Е. . . . На хорошей опоре В 41 26 40 35 33 ДВ/Т +1.0 +0.9 +0.8 +1.2 +1.5 Ф 22 19 27 18 13 Дф/Т +1.0 0 0 +0.9 0 Без опоры В 19 6 6 18 8 ABIT -2.5 0 -0.6 -1.5 — Ф 13 19 19 10 5 ДФ/Г -1.0 -1.3 —2.0 0 — 147
щим характеристикам невокалистов (малая величина вибрации й ее прогрессирующее уменьшение к концу фонирования гласной). Нами были произведены также измерения относительной интенсивности вибрации os nasale. Опыты показали, что вибрация os nasale также значительно сильнее выражена при фонации вокальных гласных, чем речевых, и изменение ее интенсивности подчиняется в основном тем же закономерностям, что и вибрация os sternum. Особо следует подчеркнуть, что все квалифицированные певцы отмечали весьма четкие субъективные ощущения вибрационных раздражений в области лица и грудной клетки. Вибрация хорошо ощущается как непосредственно чувствительными тканями тела в этих областях, так и при прикосновении к ним рукой самого поющего или постороннего человека.2 Как уже указывалось в главе 4, пение на хорошей опоре является основным требованием техники профессионального (вокального) звукообразования, и, следовательно, основным «технологическим» отличительным признаком вокальной речи. Вместе с тем механизмы опоры, судя по литературным данным, еще окончательно не выяснены, во всяком случае трактуются разными авторами по-разному (Работнов, 1932; Заседателев, 1935; Левидов, 1939; Органов, 1951; Дмитриев, 1968). В главе 4 была показана весьма важная роль мышечной системы дыхательного аппарата в механизмах опоры, заключающаяся в обеспечении тонкого регулирования подсвязочного давления и расхода воздуха во время фонации. В связи с этим был сделан вывод, что в формировании субъективных ощущений опоры, а следовательно и в регулировании процесса пения, большая роль принадлежит кинестетической (мышечной) и барорецептивной рецепциям. Данные настоящего раздела позволяют дополнить, что ощущение опоры включает в себя также и интенсивный вибрационный компонент, поскольку вибрация тканей голосового аппарата при пении на опоре выражена весьма сильно. Вибрационный компонент опоры в свою очередь связан с интенсивными акустическими процессами в голосообразующем тракте: вибрация в области лица свидетельствует об интенсивном озвучивании верхних резонаторов, вибрация грудной клетки — о работе грудного резонатора. Таким образом, механизм певческой опоры не исчерпывается только мышечно-двигательным (дыхательным) механизмом, что находит отражение в специфике дыхательных движений и соответствующих кинестетических и барорецептивных ощущениях певцов (гл. 4), но включает в себя сложные акустические явления, в частности акустическую настройку резонаторов голосового аппарата, что в свою очередь находит яркое отражение 2 Особенности субъективных вибрационных ощущений вокалистов более подробно проанализированы ниже (см. 9.10). 148
в субъективных вибрационных ощущениях певцов, возникающих на основе сильной вибрации стенок голосообразующего тракта. 9.8. Эффективность искусственной обратной вибрационной связи как средства регулирования голосовой и двигательной функций Целью настоящего раздела является представление прямых доказательств возможности регулирования голосовой функции на основе обратной вибрационной связи. Для решения этой задачи была сконструирована специальная электро-механическая установка для вибрационного раздражения тела человека, управляемая звуком его голоса (рис. 9.13)# ТД-6 Рис. 9.13. Блок-схема установки для исследования влияния искусственной обратной вибрационной связи на точность голосовой и длительной реакции человека. М — микрофон; МУ — микрофонный усилитель; ЭР — электронное реле; ГЗ — генератор звука; ГМК-1 — генератор механических колебаний; ГШ — генератор шума речевого спектра; ГЗ-33 — звуковой генератор; ТД-6 — головные телефоны; ЭК — электронный ключ; КРЭК — нормально замкнутый контакт реле электронного ключа; ЭСЧ — электронный счетчик воспроизведенных длительностей; К — кнопка на рукоятке ГМК для включения ГМК рукой; ШО — шлейфный осциллограф, регистрирующий заданные и воспроизведенные параметры звука и вибрации в различных условиях. На роторе генератора механических колебаний (ГМК) укреплялась специальная рукоятка, которую испытуемый держал рукой. При фонировании звука электронная следящая система (ЭР) подавала на ГМК сигнал от генератора синусоидального напряжения частотой 220 Гц (ГЗ). Рукоятка ГМК при этом вибрировала, и человек ощущал интенсивную вибрацию кисти правой руки. Таким образом осуществлялась искусственная обратная вибрационная связь. Исследование состояло в выяснении точности воспроизведения голосом длительности звука, задаваемой испытуемому через 149
голойныё телефоны от звукобого генератора ГЗ-33, при помощи электронного ключа (рис. 9.13, ЭК). Поскольку точность голосовых ответов человека (особенно вокалистов) по воспроизведению длительности в нормальных условиях достаточно высока, не было оснований ожидать существенного ее улучшения при действии обратной вибрационной связи. Поэтому с целью выявления эффективности обратной вибрационной связи было исследовано ее влияние на точность воспроизведения длительности в условиях нарушенного слухового контроля, т. е. при действии шума речевого спектра (110 дБ), подаваемого на головные телефоны испытуемого (ГШ на рис. 9.13). Особое электронное следящее устройство 3 выключало шум при подаче на телефоны испытуемого звукового сигнала, а затем снова включало шум, так что при воспроизведении заданной длительности звука голосом человек сам себя не слышал, что и сказывалось на точности его голосовой реакции. На рис. 9.14 (см. вклейку между стр. 16—17) представлены типичные результаты опыта (исп. М. М.). В нормальных условиях воспроизводимая длительность оказывается довольно близкой к заданной (а). Действие шума сказывается в том, что точность воспроизведения длительности ухудшается, причем, как видно на рисунке, — в сторону переоценки заданной длительности, т. е. ее удлинения (б). Наконец, если в условиях шума действует обратная вибрационная связь, ошибка воспроизведения уменьшается, т. е. точность ответной голосовой реакции в значительной мере восстанавливается, приближаясь к норме (в). В табл. 9.3 суммированы величины средних ошибок для 4 испытуемых при различных условиях фонации. Средние ошибки выводились у исп. М. М. — не менее чем из 20—40 ответов, для исп. П. Ю. — из 10—12 ответов, для исп. М. 3. — из 30 ответов, для исп. П. Н. — из 25—30 ответов для каждой длительности и по каждому условию.4 Статистическая обработка результатов показала, что разница между средними значениями ошибок, соответствующих различным условиям, не случайна. Из таблицы прежде всего можно видеть, что ошибка воспроизведения длительности голосом увеличивается при нарушении обратной акустической связи. При действии же обратной вибрационной связи у всех испытуемых и при всех длительностях ошибка воспроизведения закономерно уменьшается (у исп. П. Н. почти приближаясь к норме), оставаясь, однако, всегда несколько 8 Более подробное описание установки дано в одной из специальных работ (Морозов, 1969). 2 I Atx \ 4 Ошибки голосовых ответов вычислялись по формуле U = % п -100%, Где t — заданная длительность (мс), 2|Д*Л| — сумма абсолютных значений всех отклонений воспроизведенных длительностей от заданной длительности, п — число ответов испытуемого на данную длительность. 160
Таблица 9.3 Уточнение голосовой реакции под влиянием обратной вибрационной связи (ОВС) Испытуемый м. м. М. 3. Заданная длительность (мс) 200 300 400 500 700 200 300 400 500 700 Средняя ошибка при 1 воспроизведении (в % | от заданной длительности) в нормальных! условиях 25.0 13.3 8.4 9.4 | 9.3 в шуме 60.2 61.0 57.3 48.1 35.7 55.6 46.3 45.0 51.3 29.8 в шуме с ОВС 34.0 30.9 ' 22.4 22.7 16.2 24.7 16.8 22.5 20.4 11.2 Испытуемый П. Ю. п. н. Заданная длительность (мс) 200 300 400 500 700 200 300 400 500 700 Средняя ошибка при воспроизведении (в % от заданной длительности) в нормальных условиях 17.2 14.9 19.9 19.7 13.1 в шуме 35.0 24.7 21.0 20.0 18.6 56.5 56.3 57.5 53.8 53.2 в шуме с ОВС 15.5 19.3 12.5 18.4 16.6 ! 23.8 23.5 23.0 18.7 17.5 1 больше ошибки в нормальных условиях. Все испытуемые, участвовавшие в наших опытах, единодушно высказывались, что при действии обратной вибрационной связи они лучше ощущают свой голос, чувствуют большую уверенность, сколько надо тянуть звук, вибрация помогает и т. д. Механизм уточнения ответной голосовой реакции при включении искусственного вибрационного контроля заключается в том, что вибрационный контроль доставляет в центральную нервную систему дополнительную информацию о работе голосового аппарата, в данном случае о длительности фонации. Действие шума сказывается в том, что перекрывается важнейший канал, несущий эту информацию, — обратная акустическая связь, — что, естественно, и снижает точность ответной реакции. Включение обратной вибрационной связи создает новый, причем «н е з а ш у м л е н н ы й» канал обратной связи, сигнализирующий о работе голосового аппарата, что и создает более благоприятные условия для регулирования точности ответной голосовой реакции. Как легко видеть, в этих условиях вибрационный анализатор выступает в качестве своего рода заменителя слухового анализатора, т. е. компенсирует функцию последнего. Таким образом, восстанавливая нарушенную действием шума точность ответной голосовой реакции, обратная вибрационная связь повышает помехоустойчивость вокальной функции. Этот вывод представляет для нас особую важность. 151
Положительный эффект обратной вибрационной связи может быть обнаружен на примере регулирования не только голосовой функции, но и любой двигательной реакции (Морозов, 19596, 1960а, 1960в). В одной из работ (Морозов, 19596) нами было показано положительное влияние обратной акустической связи на точность двигательной реакции руки. Сопоставление этих дан- 6 ьи 40 20 \ п = 20 V\J 1 1 1 1 1 1 С и° 60 40 го '" o—V 6 Л п = 10 \, ... » . 1 J 1 i ть=24 0.2 0.3 ОМ 0.5 0.7 0.2 0.3 ОМ 0.5 0.7 0.2 0.3 ОМ 0.5 0.7 Рис. 9.15. Уменьшение ошибки ответной двигательной реакции руки (нажатие на кнопку) под влиянием обратной вибрационной связи. По горизонтали — длительность задаваемого звука (с); по вертикали — средняя ошибка воспроизведения по отношению к заданной длительности (%). п — число ответов, на основании которых выводилось среднее значение ошибки. J — воспроизведение в условиях шума, 2 — в условиях с обратной вибрационной связью, а — испытуемый М. 3., б — испытуемый П. Ю., в — испытуемый Г. И. ных с данными настоящего раздела позволяет заключить, что действие обратной вибрационной связи по своей эффективности приближается к действию обратной акустической связи (рис. 9.15). 9.9. Сильное вибрационное раздражение голосового тракта певца как результат специфики певческого голосообразования Целью настоящего и двух последующих разделов является подчеркнуть особо важную роль виброрецепции в механизмах вокальной речи. Как показали наши исследования, интенсивность вибрационных раздражений в процессе вокальной речи в 5— 10 и более раз превышает интенсивность вибрации в процессе обычной речи (см. 9.7). Причиной этого является, во-первых, значительно большая акустическая мощность вокальной речи по сравнению с обычной, а во-вторых, особый режим работы голосообразующего аппарата. Как было показано в главе 2, уровень звукового давления (УЗД) вокальных гласных достигает 115—120 дБ на расстоянии 1 м от певца. Вполне естественно, что в самом голосообразующем аппарате УЗД должен быть значительно выше. По данным Фанта (1964), УЗД в ротовой полости в районе мягкого неба при произнесении речевых гласных равен 162
136 дБ, а в пении минимум на 20 дБ больше, т. е. достигает 156 дБ (!). В переводе на абсолютные единицы давления это составляет около 1000 Н/м2. Такое колоссальное звуковое давление способно вызвать интенсивное соколебание стенок голосового аппарата, что и оказывает мощное вибрационное раздражение. К этому необходимо добавить, что хорошие певцы стремятся достичь увеличения силы звука не путем увеличения мышечного напряжения, а путем максимального использования резонаторов голосового тракта как усилителей звука («озвучивание резонаторов»). Это приводит к еще более сильной вибрации стенок резонаторов. 9.10. Вибрация голосового тракта и субъективные ощущения певцов Особого внимания заслуживают субъективные ощущения певцов, являющиеся результатом восприятия вибрационных раздражений голосового тракта. В процессе обычной речи вибрационные ощущения выражены сравнительно слабо. Они локализируются главным образом в области гортани и иногда — губ. В области носа отчетливые вибрационные ощущения возникают при фонации с закрытым ртом. В пении в связи с большой силой вибрации сила вибрационных ощущений значительно возрастает. Причем локализируются они главным образом в области неба, носа, придаточных пазух носовой полости, а также грудной клетки (рис. 9.16). Для характеристики этих своеобразных ощущений вокалисты применяют такие специфические образные выражения, как звук концентрируется в определенной точке твердого неба, резонирует в зубах, сочится через кожу лица, исходит из глаз, резонирует в голове, резонирует в груди и т. п. (Дейша-Сионицкая, 1926: Левидов, 1926; Husson, 1960; Koci, 1970; Юссон, 1974). Нередко лица, мало знакомые со спецификой вокального искусства, склонны считать эти высказывания певцов ненужной фантазией и вымыслом. Однако, как показывают объективные исследования (гл. 9), возникновение этих ощущений имеет реальную физиологическую основу — является результатом сильнейших вибрационных раздражений чувствительных нервных окончаний (рецепторов вибрации) в определенных участках тела певца. Значение указанных вибрационных ощущений для вокалистов исключительно велико. Судя по многочисленным высказываниям певцов, специфические вибрационные ощущения являются для них своего рода показателем правильности работы голосового аппарата в пении или, как говорят сами певцы, правильности вокальной позиции. Нам довелось слышать, как один из ведущих солистов Ленинградского оперного театра баритон Р. сказал как-то, что перед выступлением он обычно пробует голос, держась кончиками пальцев за лацканы своего пиджака. «Если пиджак 153
„авучит" (т. е. вибрирует), значит и голос будет звучать» — решает он. Автор этих строк беседовал также на эту тему с народным артистом СССР Б. Р. Гмырей. На вопрос, «как Вы ощущаете и представляете себе певческую опору», он ответил: «Я ощущаю опору звука ... в ногах». Эти высказывания хорошо перекликаются со словами выдающегося итальянского певца Энрико Карузо, который писал: «... нужно ощущать звучание всем сво- >5 им существом, иначе в звуке не будет чувства, волнения и силы» (цит. по: Назаренко, т1 1968, с. 141). Итак, звук хорошего вокального тембра "2 и силы формируется только тогда, когда певец испытывает своеобразные ощущения сильной вибрации верхних и нижних резонаторов. Это обстоятельство находит отражение в специфике вокальной терминологии. Так, например, звук хорошего вокального тембра певцы часто характеризуют как звук в резонаторах, в высокой позиции, или в маске, на опоре и т. д. Легко видеть, что данная терминология отражает не столько акустические свойства звука голоса, сколько способ его образования, и именно — связанный с ощущением сильнойчвибрации резонаторов. В частности, термин маска возник как результат ощущения интенсивной вибрации лица в области, обычно закрываемой маскарадной маской, т. е. области Рис. 9.16. Области вибрационных ощущений, возникающих у профессиональных певцов во время пения (по: Husson, 1962, с изменениями). Вибрационные ощущения: 1 — поверхность твердого неба, 2 — мягкое небо, 3 — задняя стенка глотки, 4 — область гортани и подсвязочного пространства (в норме ощущается слабо), 5 — область лицевых костей черепа (область «маски»), 6 — область трахеи и крупных бронхов, 7 — стенки грудной клетки. Мышечные ощущения: 8 — область брюшного пресса, диафрагмы и нижних ребер, 9 — нижнебрюшные мышцы. носовой полости, гайморовых полостей и лобных пазух. Термин опора, как было показано выше (см. 9.7), связан с ощущением прогрессирующей вибрации грудной клетки и т. д. В этой связи следует упомянуть также о термине вокальный слух, который обозначает для вокалистов, помимо всего прочего, и способность чувствовать работу своих резонаторов и управлять ими (Морозов, 1965, 19676, 1969). Таким образом, понятие вокальный слух 164
обозначает связь слухового анализатора не только с мышечно- двигательным анализатором, но и с вибрационным. Любопытно, что если у певца по каким-либо причинам указанные вибрационные ощущения не возникают или притупляются, т. е., опять-таки выражаясь термином вокалистов, не отвечает грудь (что часто бывает даже при незначительных признаках простудных заболеваний, легкого катара дыхательных путей и т. д.), то певец нередко оказывается не в состоянии выступать на сцене, так как лишается привычных внутренних ощущений и в связи с этим — возможности контролировать правильность вокальной позиции звука.5 Таким образом, анализ субъективных ощущений певцов показывает, что восприятие вибрационных раздражений, возникающих в процессе фонации, является весьма важным средством контроля процесса звукообразования, осуществляющегося по принципу типичной обратной связи. О том же самом свидетельствуют данные раздела 9.8, а именно: эффективность обратной вибрационной связи как средства контроля фонационного процесса весьма высока. 9-11- О физиологических механизмах регулирования голосовой функции на основе виброрецепции Вряд ли следует специально доказывать, что регулирование голосовой функции при помощи виброрецепции, достигающее, как было показано выше (см. 9.8), высокой степени эффективности, в основе своей имеет условнорефлекторную природу. В этом смысле формирование вибрационной обратной связи вполне аналогично формированию акустической или кинестетической обратных связей. Имея в виду цели и задачи настоящей главы, скорее следует подчеркнуть специфическую особенность обратной вибрационной связи: если мышечная рецепция сигнализирует о двигательно-сократительнои деятельности мышечной системы голосового аппарата, направленной на образование звука, то вибрационная рецепция доставляет информацию уже о результатах этой деятельности, т. е. характере звуковых явлений внутри голосообразующего тракта. Сопоставление абсолютных и дифференциальных порогов вибрационного анализатора с характером вибрационных колебаний стенок голосообразующего аппарата позволяет полагать, что на основе обратной вибрационной связи могут регулироваться такие параметры звука, как интенсивность, длительность (а следовательно, темп и ритмика вокальной речи), а также — частот- 6 Важно заметить, что нарушение слухового контроля (в частности, заглушением шумом, как было показано в главе 7) не вызывает столь серьезных затруднений в осуществлении вокальной функции, как нарушение вибра ционного контроля, 156
ные и даже тембровые особенности звука голоса. В основе последней возможности, по нашему мнению, лежит не столько дифференциальная чувствительность вибрационного анализатора к различению спектра сложного вибрационного сигнала (хотя эта возможность и не исключается), сколько пространственный анализ вибрационных колебаний различных резонаторов, ибо большее или меньшее участие различных резонаторных полостей в звукообразовании (например, носового, глоточного, ротового, грудного резонаторов) связано с формированием звуков различного тембра. Все то, что говорилось выше о роли вибрационного контроля в регулировании вокальной функции, относится, в сущности, к механизмам произвольного управления процессом, в основе которого лежит формирование определенных условно рефлекторных связей между вибрационным, слуховым и мышечно-двигательным анализаторами. Вместе с тем нельзя не упомянуть и о другом механизме воздействия вибрационных раздражений на вокальную функцию, который следует причислить к неспецифическим воздействиям вибрации на организм. Известно, что действие интенсивной вибрации на организм может вызвать определенные изменения функционального состояния различных систем и органов (изменение кровяного давления, сердечной деятельности, функции анализаторов, реактивности нервной системы и т. д.), в основе которых лежат прямые рефлекторные (безусловнорефлекторные) влияния с рецепторов вибрации на указанные системы. Очень сильные и длительные вибрационные раздражения могут привести к стойким изменениям указанного характера и, в частности, к «вибрационной болезни» и вибрационным полиневритам (Андреева-Галанина, 1956). Вместе с тем известно, что вибрационные раздражения, дозированные в определенных пределах, вызывают не болезненный, а, наоборот, положительный эффект. Выдающийся русский клиницист и невропатолог В. М. Бехтерев, а также другие исследователи использовали этот эффект вибрационного раздражения в терапевтических целях для повышения тонуса нервной системы у больных с различными видами расстройств высшей нервной деятельности. Особое место вибротерапия занимает в лечении расстройства голосовой функции (Малютин, 1924; Фомичев, 1949). Доктором-фониатром Е. Н. Малютиным для этой цели был специально сконструирован вибрационный стенд («гармонический вибратор»), при помощи которого подвергались излечению такие заболевания- голосовой функции, как афония, дисфония, фонастения, инфантильный голос у взрослых мужчин и др. Вибрационное раздражение в этих случаях при помощи специальных вибрирующих контактов адресовалось к различным точкам поверхности тела человека и голосового аппарата. Эффект подобного вибрационного раздражения связан с неспецифическим воздействием вибрации, активизирующей тонус голосового аппа- 156
рата безусловнорефлекторным путем. Весьма вероятно, что вибрация при оптимальной дозировке оказывает главным образом симпатикотропное рефлекторное действие на функциональное состояние систем и органов, повышая, в частности, трофическую функцию тканей, что и приводит к положительному эффекту. Большой интерес представляет рассмотрение с этих позиций вибрационных раздражений голосового аппарата естественного происхождения как результата фонации. Интенсивность этих вибрационных раздражений настолько высока, что вполне реально предположить возможность их прямого стимулирующего влияния на голосовую функцию, подобного вибротерапевтическому воздействию искусственной вибрации. Такая точка зрения находит отражение в литературе. В частности, Юссон (1974) считает, что особо сильное стимулирующее влияние на функцию голосового аппарата оказывает вибрационное раздражение рецепторов задней стенки глотки и мягкого неба. В связи с этим указанные рефлексогенные зоны Юссон предлагает называть активизирующими полями. Вибрационные раздражения стенок придаточных пазух носа, где разветвляется огромное количество чувствительных нервных окончаний п. trigeminus (Сагалович, 1967), а также виброрецепторов трахеи и бронхов, дает, по-видимому, не меньший стимулирующий эффект, о чем свидетельствуют субъективные ощущения вокалистов во время пения. Вместе с тем в свете изложенного можно предполагать, что естественные вибрационные раздражения большой интенсивности и продолжительности могут вызвать и отрицательный эффект, аналогичный «вибрационной болезни», выражающейся в падении тонуса голосового аппарата. Эти соображения следует учитывать при анализе патогенеза функциональных расстройств аппарата типа фонастении и гипотонии, которые наиболее часто встречаются не только среди профессиональных певцов, но и у представителей других «речевых» профессий — артистов, лекторов, педагогов, ораторов и т. п. (Левидов, 1939; Фомичев, 1949; Ряб- ченко, 1964; Шамшева, 1966) и физиологические механизмы возникновения которых, к сожалению, еще окончательно не выяснены. Таким образом, механизмы регулирования вокальной функции при участии виброрецепции являются весьма сложными и заключаются не только в формировании системы обратной связи — на основе вибрационного анализатора, — обеспечивающей произвольную коррекцию деятельности звукообразующих органов, но и в непосредственном (безусловнорефлекторном) стимулирующем и раздражающем влиянии вибраций на функцию голосообразую- щего аппарата. Иногда можно встретить высказывания о том, что вибрационные колебания тканей голосообразующего тракта во время фонации являются лишь бесполезной тратой энергии голосового 157
аппарата «на сотрясение стенок рупора». Исследования не позволяют согласиться с такого рода утверждением. Вибрационные колебания стенок голосообразующего тракта певца являются далеко не бесполезным эпифеноменом процесса фонации, так как, во-первых, несут в центральную нервную систему весьма важную информацию о работе голосообразующего аппарата, позволяющую певцу осуществлять его наилучшую акустическую настройку,6 а во-вторых, оказывают на голосовой аппарат интенсивное стимулирующее влияние, что и составляет физиологическую основу регулирования вокальной функции. Это дает основание считать виброрецептивный анализатор важной частью сложного комплекса вокально-речевого анализатора, наряду со слуховым и мышечно- двигательным анализаторами. в В частности (и это особо важно!), —настройку резонаторов по принципу обратной вибрационной связи.
Глава 10 ВОКАЛЬНАЯ РЕЧЬ КАК СРЕДСТВО ВЫРАЖЕНИЯ ЭМОЦИЙ1 10.1. Основные задачи Акустический сигнал вокальной речи несет значительно больше эмоциональной информации по сравнению с обычной речью. Это обстоятельство предопределено самой природой вокальной речи и не требует особых доказательств. В этой связи вокальная речь представляется исключительно удобным объектом для изучения эмоционально-выразительных средств голоса человека. Акустические средства выражения эмоций в обычной речи в последнее время начинают привлекать внимание исследователей во все большей и большей степени (Sedlacek, Sychra, 1962; Попов и др., 1966; Williams, Stevens, 1972; Бондарко и др., 1975; Галунов и др., 1975; Курашвили и др., 1975). В ноябре 1974 г. в Ленинграде состоялся 1-й Всесоюзный симпозиум «Речь и эмоции», привлекший много специалистов разных профилей. Вместе с тем акустические средства выражения эмоций в пении не изучены, и нами сделаны лишь самые первые шаги в этом направлении (Котляр, Морозов, 1975а, 19756, 1976; Морозов, 19766). Основными задачами главы являются: 1) разработка метода количественной оценки эмоциональной выразительности пения разных исполнителей; 2) количественная оценка способностей слушателей к восприятию эмоциональной выразительности вокальной речи; 3) анализ акустических признаков вокально- речевого сигнала, обусловливающих передачу слушателю эмоционального содержания пения. Выделение любых акустических коррелят эмоциональной выразительности речевого сигнала встречает определенные методические трудности: сложность получения исходного материала, большая вариабельность акустических средств выражения эмоций, зависимость этих средств от лексического материала и т. п. Известно, что характер эмоциональной выразительности вокального произведения в основном уже предопределен содержанием поэтического текста и музыкой композитора. Однако большой вклад в интерпретацию эмоционального содержания вокального произведения вносит певец-исполнитель. Справедливо поэтому считается, что песню или любое другое вокальное произ- 1 Глава написана совместно с Г. М. Котляром. 159
ведение создает триумвират: поэт, композитор и певец. Это положение существенно для обоснования методического подхода, избранного нами в настоящей работе с целью получения экспериментального материала и решения поставленных задач. 10.2. Метод эмоционально-семантической инверсии Для изучения эмоционально-выразительной функции обычной речи применяются четыре основных метода: 1) анализ образцов речи человека, находящегося в естественных эмоциональных состояниях, в частности вызванных стрессовыми условиями; 2) клинический метод, основанный на использовании болезненных психических состояний человека, при которых речь приобретает эмоциональный характер; 3) метод гипнотического внушения эмоционального состояния; 4) метод актерского перевоплощения. В настоящей работе был использован метод актерского перевоплощения в двух вариантах: 1) метод изучения естественной вокальной речи, т. е. анализ фраз из вокальных произведений, заведомо несущих ту или иную эмоциональную информацию, определяемую содержанием самого произведения и способностями исполнителя; таким методом анализировались акустические средства выражения эмоций в голосе Ф. Шаляпина (см. 10.7); 2) метод, названный нами методом эмоционально- семантической инверсии. Преимуществом первого метода является его естественность. Преимуществом второго — возможность выделить акустические признаки эмоций в наиболее чистом виде. Для решения поставленной задачи казалось бы достаточен один первый метод, т. е. отбор и анализ фраз, несущих определенную эмоциональную информацию, из различных вокальных произведений, исполненных разными певцами. Однако выделение эмоциональных акустических характеристик из подобной выборки встречает очевидные трудности ввиду неоднородности музыкального и лексического (текстового) материала, что может быть причиной изменений акустической структуры фраз. Предложенный нами метод эмоционально-семантической инверсии обладает теми преимуществами, что все структурные акустические изменения позволяет отнести только за счет изменения эмоционального контекста. Суть метода эмоционально-семантической инверсии состоит в исполнении певцом одной и той же вокальной фразы с разными эмоциональными оттенками (контекстами), отборе наиболее удачно исполненных образцов (с привлечением аудитории экспертов) и последующем их акустическом анализе с целью выделения физических свойств звука, определяющих эмоциональное содержание фразы. Как показал опыт, многие квалифицированные вокалисты при некоторой тренировке и предварительной подготовке (в духе 160
метода предполагаемых обстоятельств К. С. Станиславского) оказываются способными придать вокальной фразе практически любой эмоциональный смысл: радость, гнев, грусть, страх и т. д. Нами было установлено, что эта способность певцов проявляется не только при исполнении вокально-речевой фразы, но и при вокализации этой фразы без слов (на одной гласной). Более того, некоторые вокалисты оказались способными достаточно ярко выразить то или иное эмоциональное состояние при пении только лишь одной гласной и на одной ноте! Эти способности вокалистов и были нами использованы при разработке метода, названного нами методом эмоционально-семантической инверсии, поскольку суть его состоит в переделке (инверсии) эмоционального содержания вокальной фразы по отношению к ее смысловому (семантическому) содержанию. Процедура исследования состояла в следующем. Одиннадцати певцам — солистам Ленинградских музыкальных театров и студентам старших курсов консерватории — давалось задание спеть фразу из какого-либо вокального произведения несколько раз, причем каждый раз вкладывая в исполнение разный эмоциональный мыссл (контекст): 1) радость, 2) горе, 3) гнев, 4) страх.2 Для сравнения исполнителю предлагалось также спеть фразу, не вкладывая в нее никакого эмоционального контекста, т. е. нейтрально, безэмоционально. При этом исполнитель должен был при всех условиях стараться сохранить мелодическую и метроритмическую структуру фразы. В этой части работы принимал участие заведующий кафедрой сольного пения Ленинградской консерватории профессор Ю. А. Барсов. Всего для исследования было выбрано 16 вокальных фраз такого типа: Спи, дитя мое (из колыбельной Чайковского), Вы мне писали, не отпирайтесь (из арии Онегина), Я не сержусь, пусть больно ноет грудь (из романса Шумана), Вот до чего я дожила, Григорий (из арии Любаши) и т. п. Каждая из фраз про- певалась каждым из исполнителей по 10 раз, причем эмоциональный оттенок фразы варьировался по 5 раз: радость, горе, гнев, страх (в случайном порядке). Во всех случаях голоса певцов записывали на магнитофон для последующего прослушивания, отбора и акустического анализа. Предложенный нами прием эмоционально-семантической инверсии, несмотря на известную искусственность, не так уж необычен и чужд вокальному искусству, как это может показаться с первого взгляда. Элементы несоответствия между смысловым и эмоциональным содержанием иногда специально вводятся композитором в музыкальное построение вокального произведения и тем более певцом при его исполнении. Так, при исполнении романса Шумана «Я не сержусь», в то время когда певец поет 2 Строго говоря, термином горе обозначают не эмоцию, а событие. Тем не менее горе всегда связано с достаточно определенным эмоциональным состоянием, которое мы и характеризуем термином эмоция горя. 161
Я не сержусь, пусть больно ноет грудь, хоть изменила ты. . . и т. д., в музыкальном аккомпанементе, да и в самом голосе певца слышится отнюдь не смирение. В вокальной музыке нередко можно встретить подобные примеры противопоставления или контраста, применяемые в целях увеличения силы художественного воздействия на слушателя, в частности, в целях раскрытия внутренней противоречивости образа и т. п. 10.3 Количественная оценка эмоциональной выразительности пения разных исполнителей Метод эмоционально-семантической инверсии позволяет решить несколько интересных и практически важных задач. Одна из них— измерение эмоциональной выразительности исполнения. С этойс % 100* Г т т т М 1 во У ттТ Т. . Т ♦ 60b I • L • I го И 1 2 3 Ь 5 6 7 в 9 10111213 1М5161718 19 20 Рис. 10.1. Оценка эмоциональной выразительности пения разных исполнителей. По горизонтали — исполнители: 1 — бас А. С-н, Прощай радость, жизнь моя; 2 — тенор» В. А-й, Мы пойдем с тобой, разгуляемся; 3 — бас А. Ю-в, Я не сержусь, пусть больно ноет, грудь; 4 — меццо-сопрано Г. П-к, Вот до чего я дожила, Григорий; б — сопрано Л. А-ва^ Ой, казала мени маты; 6 — сопрано Л. Б-ва, Не пой, красавица, при мне; 7 — баритон А. М-в, отдельные гласные; 8 — баритон А. М-в, Прощай радость, жизнь моя; 9 — сопрано Л. Б-ва, О, милый мой; 10 — сопрано Л. А-ва, О, милый мой; 11 — сопрано» Л. Б-ва, Ой, казала мени маты; 12 — тенор В. B-в, отдельные гласные; 13 — баритон А. К-в, Спи, дитя мое; 14 — сопрано Л. Б-ва, Спи, дитя мое; 15 — сопрано Р. Ш-ая,. Спи, дитя мое; 16 — бас Г. К-в, Спи, дитя мое; 17 — баритон В. Р-в, вокализ на мелодию фразы Вы мне писали, не отпирайтесь; 18 — баритон В. Р-в, Вы мне писали, не отпирайтесь; 19 — сопрано С. Я-ва, вокализ на мелодию фразы Спи, дитя мое; 20 — сопранс» С. Я-ва, Спи, дитя мое. По вертикали — количество правильных оценок (%)• целью полученные по методу эмоционально-семантической инверсии магнитофонные записи исполненных программ предъявлялись аудитории слушателей (15—20 человек) из числа студентов консерватории и вокальных педагогов. Слушатели должны были отмечать на специальных бланках свое впечатление о том, какое эмоциональное состояние выражается певцом в каждом условии программы, опираясь при этом на те определения эмоций, которыми руководствовался певец при исполнении прогааммьи Количественная оценка эмоциональной выразительности ис- 162
полнения производилась по формуле (NJNQ) • 100 %, где iV0 — общее число предъявленных аудитории условий, Nx — число правильно идентифицированных. Такой подход дал возможность количественно оценить, во-первых, степень эмоциональной выразительности каждого из исполнителей, а во-вторых, зависимость ее от эмоционального контекста. На рис. 10.1 представлены средние данные о степени эмоциональной выразительности исполнения 20 программ, полученные на основании оценок этих программ слушателями. Эти данные свидетельствуют о том, что разные исполнители обладают разными способностями к выражению голосом эмоциональных состояний. Например, исполнитель № 13 получил 90% правильных оценок, % 100 Ь eoV Рис. 10.2. Точность выражения эмо- qq\- ционального контекста в пении в зависимости от характера эмоций. I По горизонтали — категории эмоций: I Р — радость, Гр — горе, Б — безраз- | личие, Гп — гнев, С — страх; по верти- nnL кали — количеств о правильных оценок (%). би\ Средние данные для группы певцов (13 че- I ловек). Вертикальными масштабами л| обозначены доверительные интервалы для v уровня значимости 0.05. № 14 — 89%, № 20 - 88%, № 4 и № 12 - 87%, что говорит о высокой точности выражения эмоций данными певцами. Другие же исполнители с этой задачей справились заметно хуже. Программа № 8 получила 67% правильных оценок, № 2 — 55%, № 7 — 48%, а № 1 — всего 31%. Было установлено, что степень эмоциональной выразительности (в условиях нашего эксперимента) практически не зависит от текста и мелодического построения фразы. Более того, как видно по данным, приводимым на рис. 10.1, певец может достаточно выразительно передать голосом то или иное эмоциональное состояние и при отсутствии текста, т. е. при исполнении вокализов (программы №№ 17 и 19) и даже при отсутствии и текста, и мелодии, т. е. при исполнении отдельных гласных (программа № 12). Полученные данные позволили оценить степень выразительности пения в зависимости от эмоционального контекста. Для этого были статистически обработаны оценки слушателей по каждой из «эмоций». Результаты анализа представлены на рис. 10.2. Оказалось, что наиболее выразительно были исполнены горе, гнев, страх и безразличие (количество правильных оценок условий с этими эмоциональными контекстами превышает 80%). Значительно ниже оказывается процент правильных оценок радости (56%). Анализ распределения оценок по условиям 163
всех программ показал, что радость выражается хуже, чем другие эмоциональные состояния, почти всеми певцами практически во всех программах. Этот факт был для нас неожиданным, так как в вокальных произведениях радостное настроение и радостные краски используются довольно часто. Объяснение этого факта следовало искать в особенностях восприятия эмоционального контекста слушателями и, главное, в исследовании акустических признаков эмоций при их выражении в пении. 10.4. Восприятие эмоционального контекста вокальной речи слушателями разных категорий Вторая возможность метода эмоционально-семантической инверсии — это оценка эмоциональной восприимчивости слушателей. В данной серии работы были использованы две наиболее удачно исполненные программы. Одна из них была напета артистом Ленинградской филармонии А. Киселевым (баритон), вторая— студенткой Ленинградской консерватории Л. Барышевой (сопрано). Обе программы были составлены из фразы Спи, дитя мое (из «Колыбельной» П. И. Чайковского). В прослушивании и оценке этих программ приняло участие 155 человек следующих категорий слушателей: 1 —учащиеся 1-го класса общеобразовательной школы (7 лет, 28 чел.), 2 — учащиеся 3-го класса общеобразовательной школы (9 лет, 31 чел.), 3 — взрослые, музыкой специально не занимающиеся (от 20 до 35 лет, 24 чел.), 4 — учащиеся 5-го класса общеобразовательной школы (11 лет, 33 чел.), 5 —учащиеся 1-го класса детской музыкальной школы (7—8 лет,. 15 чел.), 6 — вокальный ансамбль «Тоника» (19—20 лет, 5 чел.), 7 — студенты вокального факультета консерватории (от 20 до 28 лет, 19 чел.). Было специально обращено внимание на то, правильно ли понимают дети, особенно младшего школьного возраста, выражаемые в программах эмоциональные состояния. Беседа с ними показала, что уже 7-летние дети верно осознают содержание всех предложенных им определений эмоций. Ответы слушателей каждой из категорий были статистически обработаны, и результаты представлены на рис. 10.3. Порядок представления категорий слушателей на графике тот же, что и вышеперечисленный. Анализ ответов слушателей показывает, что способность правильно воспринимать эмоциональный контекст вокальной речи в целом улучшается с возрастом, но вместе с тем отличается большими индивидуальными различиями в каждой группе слушателей. Статистическая обработка показывает, что данная способность связана как с возрастом, так ис уровнем развития вокально-музыкальных способностей людей. 164
На рис. 10.4 представлены данные о распределении правильных ответов слушателей по отдельным «эмоциям». Порядок представления категорий слушателей тот же, что и на рис. 10.3. При- °/о 100 Г Рис. 10.3. Точность восприятия эмоционального контекста вокальной речи слушателями разных категорий. По горизонтали — категории слушателей (порядок их представления тот же, что и на с. 164); по вертикали — количество правильных оценок в (%). Штриховыми вертикальными линиями обозначены величины предельных изменений в ответах испытуемых (индивидуальные лимиты); горизонтальными черточками на них отмечены доверительные интервалы для уровня значимости 0.05. водимые на графике данные показывают, что все категории слушателей проявляют различную степень точности восприятия разных «эмоций». Точнее всего воспринимается страх (86%), % 100 f 80 60 20 >*и ПМ5Ы 123Ш7 123Ш7 123Ш7 123Ш7 Р Гр 6 Гн С Рис. 10.4. Опознавание эмоционального контекста различного характера слушателями разных категорий. Обозначения те же, что на рис. 10.2 и 10.3. гнев (79%), несколько хуже горе (68%) и безразличие (64%) и плохо радость (42%). Важно, что этот порядок ранжирования величины опознавания «эмоций» наблюдается практически у всех групп слушателей. 165
10.5. Исследование акустических параметров вокальной речи, обусловливающих передачу эмоциональной информации Исходный материал для акустического анализа был получен из тех фраз программ, эмоциональный контекст которых был правильно оценен экспертами с вероятностью не менее чем 70 %. В этом случае мы считали, что певец действительно передал, а слушатель воспринял именно то эмоциональное содержание, которое определялось заданием, и, следовательно, эти фразы обладают такими акустическими признаками, которые присущи данной эмоции 10.5.1. Интонационные характеристики и вибрато Частота основного тона регистрировалась с помощью специальной электроакустической аппаратуры: конденсаторного микрофона МИК-5, магнитофона МЭЗ-28а, измерителя частоты основного Гц 294' 277 Y 262 233 220 207 196 У 185 fit 294 277 262 h 246 233 220 207 196 185 А Радость lj 0.2с лЛ Горе Спи мо- е.. jito ди-тя Безразличие л f\fY^\ Спи ди - тя Страх мо f\hi\ Гне§ Спи ди - тя мо-е.. Спи ди-тя мо-е... Спи ди-тя мо-е... Рис. 10.5. Осциллограммы изменения частоты основного тонаа Фраза Спи, дитя мое, в исполнении баритона А.К-ва. 1 — радость, 2 — горе, 3 — безразличие, 4 — гнев, 5 — страх. По вертикали — высота основного тона голоса (Гц). голоса (интонометра)3 и осциллографа К-115. Для анализа интонационных характеристик были использованы 40 условий. На рис. 10.5 представлены типичные осциллограммы кривой изме- 3 Интонометр конструкции Института кибернетики АН Эстонской ССР. 166
нения частоты основного тона голоса при различных эмоциональных контекстах вокальных фраз. Периодические изменения высоты кривой на осциллограммах отражают частотное вибрато голоса певца. К характерным изменениям в мелодической структуре вокальных фраз можно отнести следующие. При радости наблюдается интонационный подъем звука. Для горя характерны интонационные «подъезды» и «съезды». При безразличии мелодия стремится к уплощению своего^ рисунка как за счет понижения верхних тонов, так и за счет повышения нижних. При выражении страха мелодический рисунок выглядит наименее устойчивым и точность интонирования явно нарушается. Вибрато при горе неособенно при выражении безразличия уменьшает свой размах. В отдельных случаях безразличие сопровождается почти полным отсутствием частотного вибрато, т. е. звук становится «прямым». При радости и в еще большей степени при гневе размах вибрато заметно увеличивается. Для страха характерно нарушение периодичности кривой вибрато. Наименьшая частота вибрато наблюдается при горе и безразличии (5—6 Гц), при радости и гневе она немного увеличивается (6.0—6.5 Гц) и при выражении страха может резко возрасти (до 8 Гц), что, возможно, и создает впечатление «дрожания» голоса. Изменение эмоционального контекста вызывает также смену фазовых соотношений между амплитудным и частотным вибрато. Это явление в значительной степени определяет характер звучания голоса, его тембровые качества (Морозов, 1967а; Котляр, 1973). 10.5.2. Интегральные характеристики спектра Интегральные характеристики спектра были сьяты с помощью спектрального интегратора (гл. 1). В связи с тем, что продолжительность звучания фраз с разными эмоциональными контекстами различна, показания, снятые с интегратора, приводились к единице времени (1 с). Это дало возможность сравнивать спектры разных фраз, с различным эмоциональным контекстом, в исполнении разных певцов. Анализу были подвергнуты 45 условий из 9 наиболее удачно исполненных программ. На рис. 10.6 приведены наиболее типичные спектрограммы. Прежде всего спектрограммы показывают весьма заметные изменения высокой певческой форманты (ВПФ) по уровню и частотному положению. Изменения интенсивности и частотного положения ВПФ в большей степени проявляются при исполнении вокализов и отдельных гласных, т. е. тогда, когда певец вынужден прибегать к тембровым характеристикам голоса как эмоционально- выразительным средствам, так как число средств выражения эмоций сокращается. 167
Интересен тот факт, что при радости вершина ВПФ сдвигается в наиболее высокую частотную область. На слух это воспринимается как легкое, «светлое» звучание голоса. При горе и гневе частотное положение ВПФ понижается. По-видимому, это и определяет такое изменение тембра голоса, как его «потемнение». I I У I I/ 1 I LJ I LJ I 1 I 1 I I 1 LLi I I I 1 VI 1 115 160 225 320 Ш 6W 900 1300 1800 2500 3500 5100 7100 10000 Гц, Рис. 10.6. Изменение интегральных характеристик спектра в зависимости от эмоционального контекста. Гласи. А — высота 311 Гц, тенор В. B-в. По горизонтали — средние частоты фильтров спектрометра (Гц); по вертикали — уровень спектральных составляющих (дБ). I — радость, 2 — горе, 3 — безразличие, 4 — гнев, 5 — страх. Для гнева наряду с тем, что ВПФ занимает наиболее низкую частотную область, характерно значительное увеличение интенсивности звука в целом и происходящее в связи с этим возрастание интенсивности крайних высоких составляющих. Увеличивается и уровень низкой певческой форманты. Звук становится более плотным, массивным и насыщенным «металлом». При страхе и горе интенсивность высоких частот в звуке падает и выраженность ВПФ уменьшается. В крайних случаях при выражении страха спектрограмма теряет типичные «вокальные» черты и приближается по своим очертаниям к спектрограммам речевого сигнала. Голос полностью теряет блеск, звонкость и приобретает глухой, сдавленный характер. 10.5.3. Временные и динамические характеристики Временные и динамические характеристики исследовались по осциллограммам 137 вокальных фраз и вокализов, отобранных из 16 программ по указанной выше методике. 168
Спи \AsA* ди - тя мо — в ... Сгш Зм - тя мо — е.. С/7К 7 ди - тя мо - е Спи , #а - л?* мо- е... Слы 7 ди-тя мое.. Рис. 10.7. Осциллограммы фразы £пи, Яимя мое, исполненной сопрано Л. Б-вой с разным эмоциональным контекстом. 1 — радость, 2 — горе, з — безразличие, 4 — гнев, 5 — страх. Амплитуда осциллограммы отражает изменения силы голоса.
На осциллограммах (снятых на осциллографе К-115), помимо звукового сигнала в целом, с помощью линейного амплитудного детектора регистрировалась кривая изменения среднеэффектив- ного значения напряжения исследуемого сигнала (огибающая). Для того чтобы точнее воспроизвести форму огибающей по амплитуде, частота среза фильтра НЧ на выходе детектора была выбрана на уровне 40 Гц. Типичные осциллограммы фразы Спи, дитя мое, исполненной с различными эмоциональными оттенками, представлены на Тмс 1600 Г 1200 800 400 Гр Гн Рис. 10.8. Изменение средней дли- Рис. 10.9. Изменение относительной тельности слога вокальной фразы длительности пауз между слогами в зависимости от эмоционального во фразах в зависимости от эмоцио- контекста. нального контекста. По горизонтали — категории эмоций: Р — По вертикали — относительная длитель- радость, Гр — горе, Б — безразличие, ность пауз (t, %). Остальные обозначения Гн — гнев, С — страх; по вертикали — те же, что и на рис. 10.8. длительность слога (мс). рис. 10.7. Можно видеть, что временные и динамические характеристики фразы существенно изменяются в зависимости от эмоционального контекста. При обработке осциллограмм были измерены следующие параметры: 1) средняя длительность слога во фразе (Т, мс), 2) коэффициент вариации длительности слогов во фразе (Vt, %), 3) относительная длительность пауз во фразе по отношению к общей длительности фразы (£, %), 4) средний уровень силы звука слогов во фразе (Р, дБ), 5) коэффициент вариации силы голоса по слогам (VPl %), 6) средняя длительность фронта (увеличения звука) слогов (тф> мс), 7) средняя длительность спада (уменьшения звука) слогов (тс, мс).4 4 VT=a(QT/T)-l00°/Ot где аг —среднеквадратическое отклонение длительности слоговТот средней длительности, Т — средняя длительность слога. у _- (ор/Р).100°/0, где qp — среднеквадратическое отклонение уровня слогов от среднего уровня силы звука во фразе, Р — средний уровень силы звука слога во фразе. 1 70
Статистическая обработка полученных данных была произведена на ЭВМ «Наири-3». Полученные результаты представлены графически на рис. 120—125 (вертикальными масштабами на всех графиках обозначены границы доверительных интервалов при уровне значимости Р=0.05). На рис. 10.8 представлены данные об изменении средней длительности слога в зависимости от эмоционального контекста фразы. Наибольшая длительность слога наблюдается во фразах при выражении горя (1240 мс) и наименьшая при выражении страха (540 мс), т. е. средний темп чередования слогов при горе более чем в два раза медленнее, чем при страхе. гф,гс мс 800 600 k00 200 Гр Гн Рис. 10.10. Изменение средней силы голоса в зависимости от эмоционального контекста фразы. По вертикали — уровень звука голоса (Р, дБ). Остальные обозначения те же, что и на рис. 10.8. Рис. 10.11. Изменение средней длительности фронта звука слогов (1) и средней длительности спада звука слогов (2) в зависимости от эмоционального контекста. По вертикали — длительности (мс) нарастания (тф) и спада (тс)- Остальные обозначения те же, ч~о и на рис, 10.8. На рис. 10.9 показаны различия в относительной длительности пауз по отношению к общей длительности фраз. Наибольшая величина пауз наблюдается при выражении страха (12.6%) и наименьшая при безразличии (2.1%), т. е. при страхе голос прерывается, а при безразличии он звучит почти беспрерывно. Данные об изменении средней силы голоса в зависимости от эмоционального контекста представлены на рис. 10.10. Как это видно, наибольшей силой звука обладает голос при выражении гнева (100 дБ) и наименьшей — страха (92 дБ) и безразличия (93 дБ). Радость и горе по силе звука занимают промежуточное положение. На рис. 10.11 приведены два параметра: средняя длительность фронта и средняя длительность спада звука слогов. Максимальные длительности фронта и спада звука слогов приходятся на фразы, выражающие горе (626 и 641 мс соответственно). На слух это воспринимается как очень мягкая атака и филирование звука. Минимальные длительности фронтов и спадов звука наблюдаются 171
при выражении гнева (218 и 210 мс), что субъективно оценивается как очень резкие начало и окончание звука. Коэффициент вариации длительности слогов указывает на то, какой характер имеет ритмический рисунок мелодии. Если ритм в мелодии пунктирный, острый, то коэффициент вариации длительности слогов будет большим; если мелодия в ритмическом отношении спокойная, мягкая, то коэффициент вариации длительности слогов будет небольшим; если же слоги во фразе имеют совершенно одинаковые длительности, то он будет равен нулю. Значения коэффициента вариации слогов при разных эмоцио- vt% т I П\ 1 1 1 1 1 Р Гр 6 Гн С Рис. 10.12. Изменение коэффициента вариации длительности слогов вокальных фраз при изменении их эмоционального контекста. По вертикали — значение коэффициента вариации длительности слогов (V>, %). Остальные обозначения те же, что и на рис. 10.8. нальных контекстах представлены на рис. 10.12. Оказалось, что наименьшим значением коэффициента вариации длительности слогов обладают фразы при выражении безразличия (44.5%). Фразы же, имеющие различный эмоциональный контекст, отличаются существенно большим коэффициентом вариации длительности слогов (в среднем от 55 до 61%). Коэффициент вариации силы звука слогов характеризует ровность звуковедения во фразе. Если этот показатель большой, то это означает, что звук по силе на слогах неровен; если коэффициент вариации уменьшается, то это свидетельствует о том, что звук слогов стал более одинаков по своему уровню. Полученные нами данные (рис. 10.13) показывают, что коэффициент вариации силы звука слогов возрастает при горе (67.5%) и страхе (70.1%) и уменьшается при гневе (46.7%) и безразличии (46.1%). При радости этот параметр занимает промежуточное положение (56.4%). Vp% во 60 40 20 п ■ < 'А К 1 т г [У Г* i 1 i i i Гр Гн Рис. 10.13. Изменение коэффициента вариации силы звука слогов вокальных фраз при изменении их. эмоционального контекста. По вертикали — значение коэффициента вариации силы звука слогов (Vpt %). Остальные обозначения те же, что и на 172
Таким образом, акустический анализ вокальных фраз, вокализов и отдельных гласных, исполненных с различным эмоциональным контекстом, показал, что, несмотря на инструкцию не изменять мелодические, метроритмические и другие характеристики своего пения при выражении разных эмоциональных состояний, певцы вынужденно прибегали к этим изменениям. Причем мы вправе считать, что все отмеченные акустические изменения в пении происходят только в связи с изменением эмоционального содержания фраз, поскольку лексическая и фонетическая структура фразы сохранялась неизмененной при выражении разных эмоций. 10.6. О важной роли временных и динамических характеристик вокальной речи как средств кодирования ее эмоционального содержания Произведем суммирование проанализированных временных и динамических показателей, придерживаясь следующего принципа: информативность показателя будем оценивать знаком «плюс» (информативный признак), если величина его занимает экстремальное значение, т. е. максимальное или минимальное, а знаком «минус» (неинформативный показатель), если величина этого признака в ряду себе подобных занимает любое промежуточное положение. Подобная оценка признаков в сопоставлении с величиной правильных оценок фраз слушателями произведена в табл. 10.1. Таблица 10.1 Оценка информативности динамических характеристик вокальной речи с точки зрения передачи эмоций Эмоция Безразличие . . . Акустические признаки Т + 1 1 + 1 vT + 1 + 1 1 t + l + l 1 1 Р + + 1 1 1 ^Р + + + + Чф i+l + l 1 ,с l+l+l Всего признаков 0 4 3 4 5 Количество правильных оценок (%) 55.3 90.6 83.0 84.0 86.6 Можно видеть, что наибольшим числом информативных признаков обладают эмоции страха (5), горя (4) и гнева (4), меньшим — безразличие (3), а радость не обладает ни одним из исследованных нами акустических информативных признаков этого типа. Необходимо отметить, что количество информативных признаков, которые содержит фраза, находится в положительной корре- 173
ляции с количеством правильных оценок этой фразы слушателями. Это дает основание полагать, что исследованные временные и динамические характеристики играют существенную роль в процессах восприятия и правильного распознавания эмоционального контекста вокальной речи слушателями. Для подтверждения этого вывода нами был проведен дополнительный эксперимент по следующей методике. Группе слушателей (11 чел.) был предъявлен искусственный сигнал — тон, промоду- лированный по амплитуде огибающей вокально-речевого сигнала (АМ-тон), т. е. сигнал, который не содержал в себе таких информативных признаков, как интонационные и спектральные характеристики. Слушатели должны были определить возможное эмоциональное содержание предъявляемых им преобразованных таким образом вокальных фраз. Результаты оценки слушателями 40 реализаций фразы Спи, дитя мое, напетых четырьмя певцами, приведены в табл. 10.2. Таблица 10.2 Опознавание эмоционального контекста вокальных фраз до и после их акустического преобразования Эмоция Радость . . . Безразличие . . Страх .... Количество ных голос 65 93 87 97 98 правиль- ответов АМ-тон 8 66 24 60 80 Важно отметить, что, несмотря на более низкий в общем процент распознавания АМ-сигналов, что вполне естественно, имеется корреляция распознавания этих сигналов с распознаванием неискаженных фраз, а также с набором информативных признаков, суммированных в табл. 10.1. Таким образом, полученные результаты показывают, что временные и динамические характеристики относятся к числу весьма важных средств эмоциональной выразительности вокальной речи. Полученные данные позволяют также ответить на вопрос, почему эмоция радости опознается всеми без исключения слушателями хуже, чем другие эмоциональные контексты (см. 2.3): для этой эмоции не было обнаружено характерных временных и динамических признаков, и распознавание ее, по-видимому, основывается только лишь на спектральных и интонационных признаках. 174
10.7. Исследование эмоциональной выразительности голоса Ф. Шаляпина Метод эмоционально-семантической инверсии дал любопытные результаты. Но насколько эти результаты соответствуют особенностям эмоциональной выразительности в искусстве художественного пения? С этой целью мы обратились к исследованию акустических средств выражения эмоций в голосе выдающегося русского певца Ф. И. Шаляпина. Вокальное творчество Ф. И. Шаляпина достигло столь высокого уровня и получило столь широкую популярность и признание во всем мире, что вряд ли есть необходимость специально обосновывать целесообразность избрания голоса Шаляпина в качестве образца художественной и эмоциональной выразительности. Как справедливо сказал в одном из своих выступлений по радио И. Андронников, вокальное творчество Шаляпина до сего дня не утратило для нас своей огромной эстетической и познавательной ценности. О Шаляпине написано много. Вместе с тем в литературе нет ни одной работы, посвященной анализу акустических средств эмоциональной выразительности его голоса. Нами впервые была проведена подобная работа. 10.7.1. Отбор экспериментального материала Из вокальных произведений, напетых Шаляпиным в разные годы, было отобрано несколько десятков фраз, содержащих эмоциональные оттенки радости, горя, гнева и страха и по возможности как можно меньше звуков музыкального сопровождения. Эти фразы были предъявлены аудитории слушателей для оценки эмоционального контекста по методу, изложенному в разделе 10.4. С тем чтобы по возможности избежать влияния на оценку слушателей знания ими содержания довольно известных вокальных произведений, в качестве слушателей были избраны школьники начальных классов, которым подробно объясняли задачу эксперимента. Как показали более ранние исследования, школьники начальных классов хотя и менее точно, чем взрослые, но достаточно адекватно способны оценить эмоциональный контекст пения (см. 10.4). В результате обработки результатов было выявлено 16 фраз, получивших довольно высокий процент однозначного истолкования их эмоционального смысла. Распределение средних оценок слушателей по некоторым из этих фраз представлено в табл. 10.3. Как видно из таблицы, слушатели определяли эмоциональный контекст фраз в исполнении Шаляпина довольно точно в соответствии с художественным замыслом произведений. 175
-^Щ^::| |!; *«# К- **лм V;w4/'jwi*^jL^^ ; " «*,*& Рис. 10.14. Ф. И. Шаляпин в роли Бориса в опере М. П. Мусоргского «Борис Годунов».
Таблица 10.3 Опознавание слушателями эмоционального контекста вокальных фраз в исполнении Ф. И. Шаляпина ^.Текст фраз Распределение ответов (%) радость горе без- различие страх пропуск Табор вражеский заснул. Спите крепш до зари. . . (сцена Сусанина из оперы «Иван Сусанин») Ах ты, ноченька, ой. . . (русская народная песня «Ноченька») Чур, чур, дитя, не я. . . (сцена с курантами из оперы «Борис Годунов»). Нет, никогда я зависти не знал. Кто скажет, что Сальери гордый был когда-нибудь завистником презренным. . . (монолог Сальери из оперы Римского-Корсакова «Моцарт и Сальери») Фраза на итальянском языке (ария Ме-| фистофеля из одноименной оперы Бойто) Грешно таить, я скуки не люблю, а так, как Игорь-князь, и дня бы я не прожил. Забавой княжеской люблю по-\ тешить сердце, люблю я весело пожить (речитатив Галицкого из оперы «Князь Игорь») Вон, вон там!. . . Что это там?\ В углу\\I (сцена с курантами из оперы «Борис Годунов») Какой я мельник, говорят тебе, я ворон, ворон. . .» (сцена Мельника и Князя из оперы «Русалка») 75 92 3 88 3 19 9 4 12 17 72 1 14 84 6 1 77 93 1 0 о о о Второй этап исследований состоял в акустическом анализе фраз, получивших наиболее высокий процент однозначной оценки эмоционального смысла. 10.7.2. Спектральные характеристики Прежде всего были исследованы интегральные характеристики спектра голоса Шаляпина, определяющие, как известно, тембровые особенности звука. Как показано в главе 1, тембр голоса сильно зависит от относительного уровня в его спектре высокой певческой форманты (ВПФ) в полосе около 2500 Гц. Интегральные (статистические) характеристики спектра голоса Шаляпина при пении фраз с разным эмоциональным содержанием показали, что относительный уровень ВПФ резко изме- 177
няется при разных эмоциях, как это хорошо иллюстрируется рис. 10.15. Если за норму принять уровень ВПФ при выражении радости (кривая 1), то при гневе вершина ВПФ значительно увеличивается (кривая 5), при, горе значительно снижается (кривая 2), а при страхе (кривая 4) ВПФ вовсе отсутствует. Отличительной чертой дБ 60 г 115 160 225 320 450 640 900 13001800 2500 Щ0 5100 7100 10000 Ги, Рис. 10.15. Изменение интегральных характеристик спектра вокальных фраз в исполнении Ф. Шаляпина при изменении эмоционального контекста. 1 — радость, 2 — горе, 3 — гнев, 4 — страх. Фразы взяты из числа перечисленных в табл. 10.3. Обозначения по вертикали и горизонтали те же, что на рис. 10.6. спектра при радости является тенденция смещения вершины ВПФ в область более высоких частот (3000 Гц) по сравнению со среднестатистическим положением ВПФ для голоса Шаляпина (2500 Гц). Эти объективные характеристики спектра хорошо коррелируют с различиями в субъективном восприятии тембра голоса Шаляпина при разных эмоциях: при радости голос отличается особым «светлым» тембром, чему, по-видимому, способствует более высокочастотное расположение ВПФ, при гневе голос «звенит металлом», что обеспечивается высоким уровнем ВПФ, а при горе и особенно страхе голос приобретает глухой сдавленный оттенок за счет резкого снижения уровня ВПФ. 10.7.3. Временное и динамические характеристики Примеры осциллограмм, по которым производилось измерение временных и динамических характеристик голоса Шаляпина, представлены на рис. 10.16. Хорошо видно, что в акустической 178
структуре вокальных фраз, выражающих разные эмоции, происходят весьма значительные изменения. Это подтверждают в общем сходные с изменениями, выявленными ранее по методу эмоционально-семантической инверсии (см. для сравнения рис. 10.17), и данные статистической обработки результатов измерений всех исследованных параметров голоса Шаляпина (рис. 10.17—10.20). Мо - де - ти - ш,е , Ан - то-ни-душ - па Нет, ни-пог-до я за-би-сти не знал(орл.). Кто ска-жет, что Саль-е-ри гор (дый)7 JUL Вон, к бон там!... Что это?.. Там... 6уг-лу.. Рис. 10.16. Осциллограммы вокальных фраз с различным эмоциональным содержанием в исполнении Ф. И. Шаляпина» 1 — горе, 2 — гнев, 3 — страх. Амплитуда осциллограммы — сила голоса. Для сопоставления на этих графиках показаны изменения временных и динамических характеристик в зависимости от эмоционального контекста, которые были выявлены с помощью метода эмоционально-семантической инверсии (см. 10.5). На рис. 10.17 представлены данные об изменении средней длительности слога вокальной фразы при изменении ее эмоционального контекста. Наибольшая длительность слога характерна при выражении горя (1290 мс), наименьшая — при страхе (212 мс). Средние длительности слогов радости и гнева занимают промежу- 179
точное между этими значениями положение. Важно отметить, что такой же характер изменения средней длительности слогов мы наблюдали и при исследовании фраз, исполненных по методу эмоционально-семантической инверсии. Однако эти изменения у других певцов выражены в меньшей степени, чем в пении Ф. И. Шаляпина. На рис. 10.18 показано изменение средней силы звука слогов в зависимости от эмоционального контекста (нулевой уровень при Т мс '600 1Z00 800 U0O п ' / J • / • / \\ \ "т>2 " "^V 1 1 1 1 РдВ 100 \ 96 92 Гр Гн Рис. 10.17. Изменение средней длительности слога вокальной фразы (Т, мс) в зависимости от эмоционального контекста у Шаляпина. 1 — Шаляпин, 2 — современные певцы. Р — радость, Гр — горе, Гн — гнев, С — страх. Р Гр Гн С Рис. 10.18. Средняя сила голоса (Р, дБ) при выражении разных эмоций у Шаляпина. 1 — Шаляпин, 2 — современные певцы. Остальные обозначения те же, что и на рис. 10.17. измерении выбран произвольно). В этом случае мы также наблюдаем отмеченную ранее закономерность: сила звучания голоса возрастает при гневе и падает при страхе. Значительное увеличение относительной длительности пауз мы наблюдаем в пении Шаляпина при выражении страха (рис. 10.19). Паузы занимают при этом до 60% времени общей длительности фраз. При других эмоциях времени на паузы уходит несравненно меньше. То же самое наблюдалось во фразах, исполненных по методу эмоционально-семантической инверсии. Шаляпин, однако, пользуется увеличением длительности пауз как признаком страха значительно ярче. На рис. 10.20 приведены результаты измерения длительности фронта и длительности спада звука слогов при изменении эмоционального контекста. Контур изменения этих двух параметров пения Шаляпина совпадает с тем, что выявился при исследовании средств выражения эмоций с помощью метода эмоционально-семантической инверсии. Но важным отличием длительностей фронта и спада звука слогов в пении Шаляпина является их общее укорочение. По-видимому, эта особенность связана с большой 180
активностью и динамизмом работы голосообразующего аппарата Шаляпина. В заключение подчеркнем главное. Несмотря на то что средние значения почти всех исследованных параметров пения Шаляпина и вокальных фраз, исполненных по методу эмоционально-семантической инверсии, не совпадают между собой количественно, Vrrмс Гр Гн Рис. 10.19. Средняя относительная длительность межслоговых пауз (*, %) во фразах при выражении разных эмоций у Шаляпина. 1 — Шаляпин, 2 — современные певцы. Остальные обозначения те же, что и на рис. 10.17. Рис. 10.20. Средние длительности нарастания (хф) и спада хс силы звука на слогах во фразах при выражении разных эмоций у Шаляпина. J, 2 — Шаляпин, 3, 4 — современные певцы. Остальные обозначения те же, что и на рис. 10.17. направления изменении этих параметров при изменении эмоционального контекста совпадают полностью. Это подчеркивает закономерный характер этих изменений как акустических средств выражения эмоций. Закономерно также и то, что экстремальные значения многих акустических характеристик в гении Шаляпина, выступающих в качестве признаков того или иного эмоционального состояния, разнесены на существенно больший интервал, чем было обнаружено в пении других певцов по методу эмоционально- семантической инверсии. По-видимому, это характеризует индивидуальные особенности пения великого мастер»а. 10.8. О физиологических основах происхождения акустических средств выражения эмоций голосом Исследования выявили многообразие акустических средств передачи эмоциональной информации. Практически любой из акустических параметров звука (сила, частота, спектр, вибрато, временные параметры) может служить этим целям. При этом оказалось, что для каждой из эмоций характерен свой набор отличительных акустических признаков (см. 10.6). Полученные результаты дают основание высказаться в пользу эволюционно-исторического подхода к решению вопроса о природе 181
акустических средств эмоциональной выразительности пения. В общем виде эта идея была высказана еще Ч. Дарвиным, который неоднократно обращался к пению человека как яркому примеру, иллюстрирующему средства выражения эмоций у человека и закономерности их формирования. Есть все основания полагать, что даже в такой специализированной форме звукового общения между людьми, как пение, информативность, выразительность и надежность акустического кода той или иной эмоции определились, по-видимому, биологической значимостью (в процессе эволюции) эмоционального состояния, выражаемого голосом. В этом плане биологическая значимость эмоций страха, гнева и горя, возможно, была больше, чем радости. Поэтому эти эмоции, и особенно страх, как нам удалось показать, и характеризуются большим количеством отличительных акустических признаков по сравнению с эмоцией радости (табл. 10.1). Есть основание связать особенности акустических средств выражения эмоций с особенностями физиологического состояния организма человека, испытывающего эти эмоции. Так, например, при горе (печали) происходит понижение физической и психической активности, наступает общее подавленное состояние, и все это находит свое отражение в структуре звука: падение его силы, увеличении фронтов и спадов звука, «плачущих» интонациях и т. п. При гневе, наоборот, в связи с общей активизацией психической и физиологической деятельности, повышением мышечного тонуса звук голоса становится сильным и резким (укорачиваются фронты и спады), «звенящим металлом» за счет подъема интенсивности высоких спектральных составляющих. Один из немногих отличительных признаков радости — смещение вершины ВПФ в сторону более высоких частот, по-видимому, связан с характерной формой рта певца, поющего как бы «на улыбке». При этом ротовое отверстие увеличивается и растягивается в ширину, что и ведет, как это показано Фантом (Фант, 1964), к повышению частоты формантных максимумов. Наконец, характерное для страха сильное увеличение пауз между словами, по-видимому, обусловлено в эволюционном аспекте необходимостью в состоянии страха не только издавать какие-либо сигналы, но и воспринимать сигналы от возможного объекта, вызывающего страх (состояние настороженности и прислушивания). Наличие внутренней закономерной связи между характером звука голоса, выражающего ту или иную эмоцию, и физиологическим состоянием организма, испытывающего это эмоциональное состояние, по-видимому, является физиологической основой всеобщей понятности и своего рода универсальности основных средств выражения эмоций голосом, несмотря на огромное разнообразие как самих эмоций, так и акустических средств их выражения.
Глава 11 ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ БИОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ Ряд прикладных аспектов исследований отмечен в соответствующих главах монографии. Целью настоящего раздела является краткая иллюстрация практического применения полученных результатов в области вокальной педагогики (см. 11.1), медицины (см. 11.2) и технической биоакустики (см. 11.3). 11.1. Вокальная педагогика 11.1.1. Обоснование методов вокальной педагогики Первое прикладное значение биофизических исследований вокальной речи состоит в том, что они, развивая теоретическую базу вокальной педагогики, обосновывают ее практические методы» Теоретические основы вокальной педагогики еще очень зыбки: существует множество эмпирических методов, применяемых путем проб и ошибок. К сожалению, эти «пробы» и «случайные ошибки» нередко приводят к печальным последствиям. Прогрессивный советский вокальный педагог М. Л. Львов писал по этому поводу: «Случайность в работе советского педагога-вокалиста нередко ведет к тому, что студент расплачивается за нее своим голосом, своими мечтами и надеждами, всем своим будущим в искусстве. Случайность может превратить общественно полезную деятельность педагога-вокалиста во вредную, наносящую ущерб интересам государства. Есть разного рода случайности. Одни проистекают от невежества и отсутствия ясных методических принципов. Но есть случайности, которые педагог мог бы избежать, если бы чаще обращался к науке и там искал объяснения фактов, с которыми он как педагог сталкивается» (Львов, 1964, с. 9—10). Продолжая мысль М. Л. Львова, нам хочется привести лишь один характерный пример. Вокальный педагог Н. из самодеятельности, в прошлом певец, признался, что в течение всей своей многолетней певческой практики на сцене считал звонкий призвук в своем голосе большим вокальным дефектом (свист в горле, как он выражался) и всячески пытался от него избавиться (смягчить голос, по его словам). Есть основание полагать, что в его голосе была хорошо выражена высокая певческая форманта, которая, как 183
нами показано, определяет коэффициент звонкости голоса (гл. 1) и от которой певцу Н. удалось, по-видимому, в конце концов избавиться. Впрочем, это не представляло бы столь большого зла, если бы не то, что, став педагогом и следуя своим «теоретическим» представлениям о голосе, Н. передавал свою ошибку ученикам и, надо полагать, «избавил» от высокой певческой форманты не одного своего ученика. Ознакомившись с нашими исследованиями по спектру вокальных гласных и послушав звучание голоса с удаленной высокой певческой формантой (см. 1.7), он понял ее важную роль в эстетических свойствах голоса и свою ошибку — неверные теоретические принципы. В связи с этим случаем невольно вспоминается известный афоризм: «Нет ничего практичнее хорошо обоснованной теории». Нам представляется, что именно в хорошо обоснованной теории и нуждается более всего современная практика вокального искусства, ибо успех обучения зависит прежде всего от того, насколько теоретически правильно представляет себе педагог процесс вокального звукообразования. Экспериментально-теоретическому исследованию этих процессов и посвящена настоящая монография. 11.1.2. Разработка объективных критериев вокально- технического совершенства певца Опытным вокалистам известно, что художественно-эстетическое мастерство певца формируется в результате приобретения вокально-технического мастерства (Лисициан, 1961; Шпиллер, 1972). Хорошо выразила эту мысль известная певица и вокальный педагог Матильда Маркези, которая сказала, что каждое искусство слагается из двух частей: технико-механической и эстетической, и «тот, кто недостаточно подготовлен для преодоления трудностей первого рода, никогда не будет в состоянии достигнуть совершенства во второй, будь он хоть гений». До настоящего времени вокально-технические данные певца (так же как и художественно-эстетические достоинства его пения) оцениваются на слух, т. е. субъективно, и потому нередко служат причиной разногласий среди педагогов. «Успех развития голоса певца заключается в ухе педагога» — гласит известная пословица. Но как не менее известно, уши бывают разные. Отсюда и разногласия. Между тем полученные в результате биофизических исследований данные о певческом голосе и механизмах его образования уже сегодня дают возможность разработать объективную научно обоснованную систему оценки вокально-технического совершенства певца. Как показали исследования, это совершенство складывается из многих показателей: акустических, физиологических, психологических. Монография в значительной мере посвящена изысканию этих показателей и их обоснованию. Наряду 184
с акустическими показателями (тембр, сила, полетность, вибрато, помехоустойчивость, разборчивость), характеризующими звук певческого голоса, в монографии исследованы некоторые физиологические показатели, характеризующие сам процесс образования звука (устойчивость к действию акустических помех, особенности вибрации резонаторов), и ряд психологических показателей (эмоциональная выразительность голоса, эмоциональная восприимчивость). Поскольку о каждом из этих показателей шел подробный разговор в соответствующих разделах монографии, мы не будем их комментировать и лишь проиллюстрируем возможность их практического применения некоторыми примерами. 11.1.3. Объективный контроль за развитием голоса певца в процессе обучения Объективные критерии могут быть применены в помощь педагогу для оценки вокально-технического развития певца в процессе его обучения. Так, например, измерения коэффициента звонкости голоса (см. 1.8) у одного и того же студента, проведенные за сравнительно продолжительный срок, показали, что при успешном обучении, когда акустические качества голоса улучшаются, коэффициент звонкости возрастает. На втором курсе Ленинградской консерватории бас Н. Охотников имел ^зв=18%. На пятом курсе Кав возрос у него до 30%. К этому времени Охотников под руководством своего педагога И. И. Плешакова достиг больших успехов и был удостоен звания лауреата Всесоюзного и Международного конкурсов вокалистов. Улучшение голоса певца в процессе обучения можно было констатировать и на слух. Однако измерение коэффициента звонкости дало объективный и притом количественный показатель степени этого улучшения. Естественно, что для полноты объективной картины важно регистрировать не один, а целый ряд показателей: АГЗВ, сила голоса, коэффициент неровности гласных, динамический диапазон (гл. 2), коэффициент полетности (помехоустойчивости), разборчивость и др. Улучшение этих показателей в процессе обучения может явиться для педагога объективным свидетельством правильности применяемых им методов обучения, а ухудшение позволит своевременно задуматься над изменением методического подхода к данному студенту. 11.1.4. Определение типа голоса Проблема определения типа голоса певца является одной из самых актуальных в вокальной педагогике, поскольку связана с решением вопроса, будет ли развитие голоса певца направлено по его естественному руслу или голосовой аппарат будет обречен на хроническое перенапряжение и заболевание. Вопрос правильной «диагностики» типа голоса будущего певца отнюдь не такой про- 185
стой, как это может показаться с первого взгляда. Нередко молодой певец очень искусно имитирует не свойственный его данным тип голоса, например, поет басом, будучи баритоном, и т. д. Большое педагогическое искусство, опыт, а главное — время требуются, чтобы распознать истинный тип голоса певца. Если же певец продолжает петь не свойственным его природе голосом — а такое случается, — он никогда не сможет достигнуть совершенства в силу большого перенапряжения голосового аппарата и будет обречен на постоянное посещение медицинских кабинетов. Вокально-педагогическая практика выработала ряд критериев определения типа голоса, которые все в основном сводятся к субъективной слуховой оценке (тембровый критерий, выдерживание тесситуры, частотный диапазон и пр.). Акустико-физиологические исследования позволяют дать ряд точных количественных критериев определения типа голоса певца. К таким известным показателям, как длина и толщина голосовых связок (Ермолаев и др., 1970), общая длина резонаторов голосового тракта (Дмитриев, 1968), электро-физиологические данные о хронаксии нервно-мышечной системы (Назаренко, 1968; Юссон, 1974), наши исследования позволяют добавить следующие критерии: 1) интегральные характеристики спектра голоса за большой промежуток времени (частотное расположение основных формант- ных областей и их относительный уровень специфичны для каждого типа голоса — см. 1.12); 2) снятие интегральных характеристик спектра не только в норме, но и при действии шума на уши певца через головные телефоны (шум маскирует восприятие певцом собственного голоса и выявляет свойственный природе голоса певца тип голосообразо- вания — гл. 8); 3) исследование разборчивости вокальной речи как функции высоты основного тона голоса (максимум разборчивости для каждого типа голоса располагается в своей частотной зоне — гл. 5). 11.1.5. Профотбор вокалистов. Оценка эмоциональной выразительности пения Вряд ли стоит доказывать, сколь ответственна роль приемной комиссии в выборе кандидатов на обучение искусству профессионального певца. Насколько правилен и объективен этот выбор? Здесь в основном опять приходится довериться опыту и интуиции вокальных педагогов. Немаловажную помощь в трудном деле профотбора будущих вокалистов может оказать снятие объективных показателей голоса абитуриентов в специальной лаборатории при учебном заведении. При этом, естественно, могут быть зафиксированы не только акустические показатели, о которых говорилось и которые хотя бы в качественном виде поддаются оценке на слух, но и ряд «скрытых» 186
психо-физиологических показателей, таких как психологический тип или тип высшей нервной деятельности, вокальный слух, рациональность физиологического способа звукообразования, тип дыхания, тип голоса и т. д. Особо следует отметить возможность оценки таких психологических показателей будущих певцов, как способность к эмоциональной выразительности и эмоциональной восприимчивости. Этот показатель уже непосредственно связан с художественно-эстетическими свойствами голоса. Исследования показали, что имеются певцы, обладающие красивыми голосами и достаточно высокой вокальной техникой, но вместе с тем пение которых не трогает слушателей, оставляет их равнодушными. Тесты для количественной оценки эмоционально-выразительных свойств голоса будущих вокалистов могут быть разработаны на основе рекомендованного нами метода эмоционально-семантической инверсии (гл. 10). Эмоциональная выразительность — в значительной мере — природный дар певца. Вместе с тем представляется, что применение тестов на эмоциональную выразительность и восприимчивость позволит не только выявить эти природные свойства у того или иного певца, но в определенной степени и развить их путем целенаправленной тренировки в процессе обучения. Подобную тренировку мы наблюдали у профессионального певца баритона А. К., который принимал большое участие в наших опытах по созданию метода эмоционально-семантической инверсии (гл. 10). Поняв сущность принципов, на которых основывается выражение эмоций в пении и овладев соответствующими вокально- техническими приемами (именно приемами, а не штампами!), он стал производить неизмеримо более сильное эмоционально- эстетическое впечатление на слушателей. 11.1.6. Объяснение вокальной терминологии и субъективных ощущений певцов Практика вокальной педагогики выработала огромное число специфических терминов и понятий, происхождение и физическая природа которых долгое время оставались неясными. Это служило причиной для разнотолков, неправильного понимания и употребления терминов. Проведенные нами объективные исследования позволили выяснить физическую природу многих вокальных терминов и понятий, установить их связь с субъективными ощущениями певцов во время пения и с реальными биофизическими процессами, происходящими в организме певца. В ходе исследований были уточнены многие понятия и выдвинуты новые представления. Так, например, установлено, что термин певческая опора связан не только с мышечными, как считалось ранее, но и с вибрационными ощущениями, что вызвано двойной функцией дыха- 187
тельного аппарата в пении («меха» и резонатор, см. 7.5). Термины маска, высокая позиция связаны с вибрацией верхних резонаторов (см. 9.9, 9.10), термин полетность (носкость) голоса — с уровнем ВПФ и коэффициентом звонкости голоса (см. 1.6, 1.8), термины пестрые гласные, ровность голоса — с различиями в спектральном составе и силе звука (см. 1.13, 2.2), и т. п. Весьма важные представления о механизмах певческого голоса кроются под термином вокальный слух. Выяснению природы вокального слуха была специально посвящена одна из наших ранних работ (Морозов, 1965) и ряд других (Морозов, 1969, 1971, 1976а, 1977а). Исследования показали, что физиологической основой вокального слуха является взаимодействие многих органов чувств в пении: слуха, мышечного чувства, вибрационной чувствительности, зрения, барорецепции.1 Вокальный слух — не просто слух, а целая система хорошо развитых регулирующих обратных связей голосового аппарата, участвующих как в звукообразовании, так и в звуковосприятии. Существуют и другие определения вокального слуха. Так, О. В. Агарков предлагает ограничить понятие вокального слуха двумя пунктами: 1) развитый вкус к красивому звучанию, 2) интонационный слух (Агарков, 1975). Как легко видеть, определения Агаркова и наше касаются совершенно разных сторон этого явления: определение Агаркова говорит о двух элементарных требованиях к певцу с точки зрения музыкального исполнительства, а наше определение говорит о сущности психофизиологических механизмов, которые лежат в основе вокального слуха. Сущность эта состоит в неразрывной связи слуховых представлений певца с представлениями о работе его голосообразующего аппарата. Определение Агаркова говорит о вокальном слухе как некоем желаемом результате. Наше определение вскрывает пути достижения этого результата. Среди некоторых музыкантов иногда проявляется тенденция недооценки роли мышечного чувства и других сенсорных систем в процессе пения. С уважением говоря о слухе, они с пренебрежением отзываются о мышечном чувстве и роли других внутренних чувств. Однако психофизиологические исследования показывают, что оснований для подобного пренебрежения не имеется. В ансамбле органов чувств, управляющих голосом, ведущее место безусловно принадлежит слуху, но если мы не можем представить себе певца без слуха, то мы не можем представить его и без тонко развитых внутренних ощущений собственного голоса: мышечных, барорецептивных, вибрационных. Рассмотрим роль этих внутренних ощущений в двух аспектах: 1) в формировании слуховых представлений певца о голосе, 2) в управлении голосом. 1 Барорецепция — чувство давления, регулирующее, например, под- связочное давление воздуха. 188
1. Пение сопровождается одновременным действием как звуковых, так и всех этих внутренних ощущений. В результате возникают прочные условнорефлекторные связи между нервными центрами слуха и внутренних анализаторов. Важно подчеркнуть, что на этих связях основан не только процесс управления, но и процесс восприятия. Поэтому у певца восприятие голоса как собственного, так и чужого и даже представления о звуке голоса (внутренний слух) никогда не бывают чисто акустическими. Они всегда сложные. Представления о звуке неразрывно связаны со способом его образования. Это касается как интонационной, так и тембровой стороны звука. Наконец, это находит яркое отражение в специфике вокальной терминологии: певцы характеризуют звук голоса не столько акустическими терминами, сколько терминами, связанными со способом образования звука (горловой, зажатый, свободный, напряженный, глубокий, близкий, звук в резонаторах, на опоре и т. п.). Все изложенное и позволяет нам говорить о вокальном слухе не только как об акустическом ощущении, но и как о сложном комплексном чувстве, взаимодействии органов чувств в пении.2 2. Роль внутренних ощущений певца в управлении голосом огромна. Достаточно сказать, что при отсутствии мышечного чувства (болезнь атаксия) человек не только лишается способности к приобретению каких-либо двигательных навыков, но и теряет вообще способность производить какие-либо целенаправленные движения (например, ходить без зрительного контроля). Тем более нельзя себе представить певца без тонко развитого мышечного чувства. При обучении пению внутренние ощущения, естественно, подчинены слуху. Они формируются под контролем слуха, но вместе с тем уже и на этой стадии заявляют о своей некоторой самостоятельности в плане контроля внутренней свободы и непринужденности работы голосового аппарата. Что бы ни диктовал певцу слух, певец должен всегда ощущать внутреннее удобство и комфорт при образовании любых звуков. Приоритет в контроле за этим качеством процесса пения безусловно на любой стадии обучения принадлежит внутренним ощущениям* При сформировавшемся двигательном стереотипе внутренние ощущения певца приобретают еще большую самостоятельность в управлении процессом пения. Доказательством служит тот факт, что опытный певец даже при выключенном слухе (методом заглушения шумом) может спеть арию полноценным певческим звуком, не сбившись с тональности (гл. 8). С подобным нарушением слухового контроля профессиональный певец сталкивается постоянно. При пении в хоре, при сильном музыкальном сопровождении, в измененных акустических усло- 0 вокальном слухе см. также в Заключении. 189
виях (например, в большом зрительном зале) слуховой контроль за голосом певца в значительной мере нарушается. Подобные нарушения рефлекторно толкают певца на то, чтобы изменить качество звучания голоса. Это прежде всего грозит певцу пагубным для голоса форсированием звука и потерей его качества. Однако избежать такой неприятности опытному певцу помогает ориентация на тонко развитые внутренние ощущения: именно они определяют привычный уровень силы голоса и весь стереотип движений, известный под термином правильная вокальная позиция. На слух же в данном случае ложится наиболее общая функция согласования голоса певца с музыкальным сопровождением. Основным практическим выводом из всего изложенного следует считать вывод о необходимости сознательного, направленного развития у певца не только собственно слуховых, но всего комплекса внутренних ощущений, необходимых для формирования полноценного профессионального певческого голоса. 11.1.7. Об ощущении певческих резонаторов и их важной роли в пении Одним из действенных методов влияния педагога на развитие голоса ученика в нужном направлении в вокальной педагогике был и остается метод наведения ученика на определенные внутренние ощущения собственного голоса (Дейша-Сионицкая, 1926; Дмитриев, 1968; Kocf, 1970; Юссон, 1974). Этот вопрос тесно связан с вокальной терминологией, и певцы нередко спорят о том, что нужно ощущать, где ощущать и к а к ощущать. Как нами показано, физиологической основой для возникновения певческих ощущений являются те биофизические процессы, которые происходят в организме певца во время пения. В числе этих процессов огромная роль принадлежит физическому явлению резонанса, резонаторам голоса певца и субъективному ощущению певцом работы певческих резонаторов при помощи вибрационного чувства. Иногда среди вокалистов можно услышать мнение, что резонаторы не способны усилить звук, а только лишь формируют глас- ные. Это неверно. Резонаторы голосового тракта не только преобразуют спектр, но и могут значительно усилить звук в целом. Простой опыт позволяет убедиться в том, что слабый звук камертона значительно усиливается, если к нему приставить резонатор. При этом никакого нарушения закона сохранения энергии не происходит. Известно, что любое колеблющееся тело не целиком превращает свою колебательную энергию в акустическую: часть ее тратится на преодоление трения, переходит в тепловую энергию и т. п. Участие резонатора проявляется в том, что большая часть колебательной энергии вибратора переходит в звук. Таким образом, резонатор вместе с излучателем (а в голосовом аппарате человека резонаторы и излучатель составляют единую 190
конструкцию) могут значительно усилить звук путем увеличения КПД (коэффициента полезного действия) голосового аппарата. В принципе можно наметить два пути развития, например, такого важного профессионально-технического свойства голоса певца, как сила и звучность: 1) максимальная тренировка мускульной силы и выносливости голосового аппарата, 2) максимальная активизация всей резонаторной системы голосового тракта. Чтобы показать эффективность того или иного пути, мы проделали любопытный опыт, схема которого изображена на рис. 9.10. Сила звука (уровень звукового давления — УЗД) электродинамического телефона (ЭК), использованного нами в качестве электровибратора и питаемого током переменного напряжения от звукогенератора (Г3-33), при отсутствии резонатора составляла около 65 дБ. Присоединение резонатора дало прибавку в силе звука 25 дБ, т. е. сила звука достигла 90 дБ. При этом немного увеличилась мощность тока, потребляемого электротелефоном. Далее, убрав резонатор, мы задались целью достичь такой же силы звука (90 дБ) путем лишь одного увеличения напряжения электрического тока, подаваемого на излучатель (ЭК) со звукогенератора (Г3-33). В результате обмотка телефона перегорела, но уровень силы звука, имевший место при участии резонатора (т. е. 90 дБ), так и не был достигнут! В связи с этим опытом невольно напрашивается вопрос: не так ли «перегорают» голосовые связки певца, когда он пытается достигнуть большой звучности голоса только лишь непомерным напряжением голосового аппарата? Умелое использование резонаторной системы избавляет певца от излишнего напряжения голосового аппарата, позволяет достичь огромной силы звука (до 120— 130 дБ!), поразительной неутомимости и сверх всего этого обеспечивает богатство обертонового состава, индивидуальность и красоту тембра голоса. Таким образом, важнейшими певческими ощущениями, способными эффективно регулировать и настраивать певческий аппарат, следует считать не столько мышечные (вызванные мышечным напряжением), сколько вибрационные ощущения, связанные с работой резонаторов. Сила и яркость этих ощущений при правильном пении неизмеримо возрастают, что и определяет существование целого ряда специфических образных певческих терминов, связанных с этим процессом резонанса и резонирования. 11.1.8. О двух психологических установках при обучении пению Изложенные представления имеют прямое отношение к обоснованию вокально-педагогических методов работы над голосом. Имеются вокально-педагогические направления, всю стратегию 191
обучения строящие на тренировке работы гортани и голосовых связок (анализ связочных ощущений). Такой метод вряд ли следует считать перспективным, как в свете приведенных данных, так и в психологическом плане. Постоянные разговоры педагога о голосовых связках, постоянное фиксирование сознания ученика на работе голосовых связок приводят к доминированию у певца «связочных» ощущений и формированию неправильных представлений о якобы полной зависимости характера голоса от работы голосовых связок. Но представление, как известно из психологии, рождает соответствующие движения и в конечном счете определяет результат. Именно у такого певца мы услышим тяжелый «связочный» звук и всевозможные горловые оттенки тембра.3 Именно такой певец является частым гостем фониатрических кабинетов. В этом нам не раз приходилось убеждаться в лаборатории физиологии голоса при знакомстве не только с молодыми неопытными певцами, но и с некоторыми профессиональными вокалистами, исповедывающими «связочную теорию» голосообразова- ния. Такие певцы, к сожалению, не представляют, что имеются и другие резервы для развития голоса. С точки зрения сказанного выше несравненно более перспективными и правильными следует считать те вокально-педагогические направления, которые в качестве своей основной стратегической линии предусматривают максимальную активизацию и развитие резонаторной системы голосового аппарата певца. Вот мнение на этот счет выдающегося итальянского вокального педагога Э. Барра: «У нас в пении нет никаких секретов и никаких других возможностей в голосе, кроме резонанса. Поэтому резонаторную настройку, верный механизм голосообразования, нельзя терять ни при каких ситуациях. Потеряв . . . резонанс, перестаешь быть певцом . . . резонанс обеспечивает яркость, полетность голоса, его неутомимость и долговечность» (цит. по: Дмитриев, 1975, с. 129). Проведенные нами виброметрические исследования (гл. 9) показали, что у лучших вокалистов вибрация резонаторов выражена значительно сильнее, чем у неопытных или посредственных певцов. При этом, по высказываниям хороших певцов, у них превалируют вибрационные ощущения и 3 Исходя из этих соображений, опытные вокальные педагоги стараются поменьше привлекать внимание певца к работе голосовых связок. Профессор Е. Г. Ольховский, зав. кафедрой сольного пения Ленинградской консерватории до 1971 г., призывая педагогов к большой осторожности в вопросах регулирования работы гортани, образно называл эту область голосового аппарата певца «заминированной зоной». Многие опытные педагоги из этих же соображений стараются поменьше говорить певцу о голосовых связках и вторгаться в работу дыхательного аппарата, провозглашая тезис: не от работы гортани и дыхания к звуку, а от звука к дыханию, гортани и т. п. Смысл подобных методов состоит в использовании представлений об идеальном, эстетически полноценном звучании голоса как факторе, определяющем работу гортани и дыхательного аппарата (Образцовская, 1961). 192
представления о важной роли резонаторов. Думаю, что именно как результат таких представлений (здесь тоже представление предопределяет результат!) голоса этих певцов отличаются легкостью и непринужденностью манеры звукообразования, силой, звонкостью, яркостью, богатством тембровых красок и тем специфическим качеством, о котором говорят, что звук в резонаторах. Подобные свойства голоса и соответствующие представления о нем отмечаем мы и у выдающихся мастеров вокального искусства (см. 9.10). 11.1 9. Разработка учебно-вспомогательной аппаратуры и наглядных пособий для вокалистов Вокальная педагогика является, пожалуй, единственной учебной дисциплиной, где практически полностью отсутствуют какие-либо учебно-вспомогательные приборы и наглядные пособия. Наши исследования позволяют наметить ряд путей создания учебно-вспомогательной аппаратуры для вокалистов. Речь идет о портативных и простых в обращении приборах, установленных непосредственно в учебных классах консерватории и наглядно показывающих педагогу и самому ученику такие важные профессиональные свойства голоса, как уровень силы голоса, степень его полетности и звонкости, ровность вокальных гласных, точность интонации, степень вибрации резонаторов и т. п. Одним из важных разделов вокально-педагогической работы является исправление недостатков тембра голоса певца. Из практики известно, насколько живучи бывают недостатки голоса и как трудно достигается их исправление. Нами было предложено использование метода изменения обратной акустической связи, вызывающего непроизвольное изменение тембра голоса певца (см. 8.9, а также: Морозов, Киселев, 1976). Метод оказался эффективным. Аспирантом А. Н. Киселевым в нашей лаборатории была выполнена большая работа по реализации этой идеи и созданию комплекса портативной электроакустической аппаратуры, предназначенной для применения непосредственно в классе сольного пения (рис. 8.7). В ряде работ мы пытались дать научное обоснование применению в интересах вокального искусства не только новых, но и уже имеющихся видов аппаратуры. Так, в нашей лаборатории была дана научная оценка слухофильтрам Страхова, предназначенным для коррекции тембра голоса певцов (Киселев, 1976), а также рекомендации по более широкому применению магнитофона в вокальной педагогике как весьма полезному и эффективному средству самоконтроля технических и художественно-исполнительских свойств голоса певца (Морозов, 1965, 19676, 1971). Создание учебно-вспомогательной аппаратуры для вокалистов может и должно базироваться на использовании не только слухового анализатора, но и других органов чувств, и в первую очередь 193
зрения и вибрационного чувства (гл. 9). Обоснованию этих путей посвящены специальные работы (Морозов, 19686, 1971, 1976а, 1977а). В свете изложенного можно ожидать, что весьма эффективным и полезным будет применение в вокально-педагогических целях видеомагнитофона, а также специальных индикаторов вибрации певческих резонаторов. 11 2. Медицина 11.2.1. Ранняя диагностика нарушений голосовой функции певца и контроль за эффективностью лечения Для успешной борьбы с профессиональными расстройствами голосовой функции певцов в оториноларингологической и фониатри- ческой практике большое значение придается ранней диагностике Рис. 11.1. Падение силы голоса и резкое сужение динамического диапазона голоса в результате заболевания фонастенией. По горизонтали — высота ноты диапазона голоса, по вертикали — сила голоса (дБ). а — здоровый голос, б — фонастения. Сопрано 3-ва. заболеваний. Совместно с врачами-ларингологами и фониатрами Ленинградского научно-исследовательского института по болезням уха, горла, носа и речи и Института усовершенствования врачей — Т. Е. Шамшевой, Н. Ф. Лебедевой, В. Г. Ермолаевым, Р. И. Райкиным и др. — нами был проведен большой комплекс исследований, позволивших выработать ряд объективных аку- стико-физиологических критериев, свидетельствующих о заболевании голосовой функции профессиональных вокалистов (Морозов, Шамшева, 1965; Шамшева, Морозов, 1966; Ермолаев и др., 1970). Так, было показано, что заболевание фонастенией характеризуется не только ослаблением голоса, о чем свидетельствует само название болезни, но также сужением динамического диапазона 194
до 5—2 дБ и даже до 0 дБ, резким увеличением коэффициента неравномерности гласных до 5—7 дБ и в некоторых случаях — до 12 дБ (!), падением коэффициента звонкости с параллельной перестройкой формантной структуры звука голоса (рис. 11.1). Все эти показатели могут быть использованы в качестве объективных критериев: 1) глубины заболевания, 2) ранней диагностики, а также 3) контроля за выздоровлением вокалистов. 11.2.2. Проблема профессионального утомления певца на сцене Пение как вид трудовой деятельности связано с большим эмоциональным, психическим и физическим напряжением. «Удел певца тяжел», — писал в этой связи Энрико Карузо. Однако, как объективно оценить степень этой тяжести труда певцов на профессиональной сцене? С этой целью нами совместно с врачами-ларингологами были впервые проведены специальные исследования на сцене Ленинградского академического театра оперы и балета им. С. М. Кирова (Морозов, 1963в). Результаты этой работы были доложены на Отоларингологическом конгрессе в Праге (Морозов, Ермолаев, Парашина, 1964). Исследованию была подвергнута большая группа ведущих исполнителей в операх «Лоэнгрин», «Евгений Онегин», «Руслан и Людмила», «Риголетто», «Фауст», «Аида», «Бал-маскарад». Исследовались такие показатели, как коэффициент звонкости голоса (Каъ), средняя сила голоса, динамический диапазон, кровяное давление, частота сердечного ритма, состояние голосового аппарата по данным лор-осмотра. Оценка высшей нервной деятельности певцов производилась по корректурным тестам Анфимова и методике Генкина—Медведева—Шека. Замеры этих показателей производились перед спектаклем, во время спектакля (в перерыве между действиями), сразу после спектакля и в течение нескольких следующих дней. В результате было установлено, что все эти показатели претерпевают значительные изменения в связи с участием певцов в спектаклях. К началу спектакля сила голоса и коэффициент звонкости многих певцов понижаются, динамический диапазон суживается, за счет как уменьшения силы голоса на forte, так и увеличения на piano. У молодых и менее опытных певцов эти изменения выражены больше. У некоторых певцов из числа опытных мастеров пения (нар. артист СССР К. А. Лаптев, партия Ренато; нар. артист СССР А. И. Батурин, партия Руслана; В. В. Максимова, партия Джильды) мы могли наблюдать улучшение акустических показателей голоса к концу спектакля. Перед спектаклем и во время спектакля у исполнителей наблюдается повышение кровяного давления, которое по окончании спектакля нередко переходит в гипотонию. Частота сердечного ритма достигает 110—120 ударов в минуту и остается повышенной 195
после спектакля (80—90 уд/мин). Скорость и точность переработки информации по корректурным тестам Анфимова и Генкина— Медведева—Шека во время спектакля и после него снижаются. Указанные изменения, как правило, нормализуются на другой день после спектакля, но иногда сохраняются и на более длительный Рис. 11.2. Измерение частоты пульса у нар. арт. СССР К. С. Лаптева, исполняющего партию Ренато в опере «Бал-маскарад», перед выходом певца на сцену. срок, что, по-видимому, свидетельствует о больших перегрузках в процессе спектакля и недостаточности процессов восстановления. Подобные объективные исследования могут явиться основой для разработки мероприятий по борьбе с профессиональным утомлением голосовой функции певца и по предупреждению заболеваний. 11.2.3. Радиотелеметрические исследования сердечной деятельности певца на сцене Исследования сердечной деятельности певцов, проведенные нами в перерывах между их выступлениями на сцене, не могли ответить на вопрос, как характеризуется сердечная деятельность певца в момент самого выступления. С целью решения этой задачи нами 196
в дальнейшем была применена радиотелеметрическая аппаратура, позволяющая вести непрерывную регистрацию кардиограммы вокалистов во время пения и выступления на сцене. ^М^^т^^фА^^т^^^Шт^^^-^. \ .ми»*)0п*%|М§и^^ Рис. 11.3. Изменение теле-электрокардиограммы певца под влиянием пения. J — норма, 2 — при исполнении арии Мазепы. Баритон С. Т-в. показали, что частота сердечных сокращений у певцов во время исполнения ими вокальных произведений доходит до 140 ударов в минуту, т. е. превышает норму более чем в два раза (рис. 11.3). В процессе обычной разговорной речи частота сердечных сокращений увеличивается всего на 5—10% (Суханова, 1962). Важно отметить, что частота пульса значительно превышает норму не только во время выступления, но и перед ним (своеобразное «предстартовое» состояние). Усиление частоты сердечного ритма у певца во время публичного выступления, по-видимому, связано не только и не столько с физической нагрузкой, сколько с эмоциональным напряжением и сценическим волнением. 11.3- Техническая биоакустика 11.3.1. Проблема сохранения естественности голоса при передаче его по линиям звукозаписи и радиосвязи В современный век массового применения средств звукозаписи радио и телевидения возникает серьезная проблема сохранения эстетических свойств голоса исполнителя, обеспечения естественности его звучания при записи и трансляции. Вряд ли стоит говорить, что массовые средства звукозаписи и звукопередачи, так сильно влияющие на формирование эстетических вкусов слушателей, далеко не всегда удовлетворяют высоким требованиям. 4 Первые радиотелеметрические исследования сердечной деятельности вокалистов были проведены нами в совместной работе с М, О. Брегманом (Ленинградский институт физической культуры им. П. Ф. Лесгафта) в 1964 г. на базе лаборатории физиологической акустики Ленинградской консерватории. Радиотелеметрическая аппаратура в виде портативных конструкций легко размещалась на поясе испытуемого под верхней одеждой, совершенно не стесняла двигательной активности человека и не была заметна из зрительного зала. 197
По-видимому, настало время внести соответствующие поправки в ГОСТы, регламентирующие технические качества средств массовой звукозаписи и звуковоспроизведения (магнитофоны, радиоприемники, микрофоны, усилители, тракты радиопередачи, излучатели звука, динамики и т. п.). Биофизические исследования вокальной речи (спектральные характеристики, динамический диапазон и др.) представляют необходимые исходные данные для этих целей. В частности, для решения проблемы естественности звукозаписи и звукопередачи прежде всего необходимо задуматься над расширением частотного и динамического диапазонов технических систем и улучшением их частотных характеристик. 11.3-2. Об искусственном «украшении» тембра голоса электроакустическими методами Биофизические исследования искусства пения намечают пути не только сохранения, но и искусственного улучшения эстетических свойств голоса исполнителей, передаваемого по линиям электро-радиосвязи. Так, например, если у исполнителя (не обязательно певца, но также и диктора или лектора) недостаточно выражены обертоны голоса в полосе высокой певческой форманты (2100—3000 Гц), избирательным усилением этой полосы, путем введения полосовых корректоров, можно добиться увеличения звонкости и ясности голоса. Заметим, что существующие широкополосные корректоры высоких частот неудовлетворительно решают эту задачу, так как наряду с подъемом уровня ВПФ сильно повышают уровень крайне высоких частот (8—12 кГц), что увеличивает трески, шорохи и снижает естественность звучания. Наши исследования интегральных спектров голосов разных исполнителей выявили специфичность частотных максимумов основных формантных областей голоса басов, баритонов, теноров, а также женских голосов (гл. 1; 1.12). На этом основании путем избирательной коррекции частотной характеристики тракта можно, например, произвольно изменять звучание мужского голоса, придавая ему более теноровый или, наоборот, более басовый тембр, сглаживать недостатки и т. п. 11.3.3. К проблеме «певец и акустика зала» Исследования по влиянию различного рода искажений обратной акустической связи на голос певца (гл. 8) имеют практическое значение в связи с проблемой взаимодействия певца с акустикой зала. Известно, что певец по-разному воспринимает тембр, силу и временные характеристики собственного голоса в зависимости от акустических свойств помещения, в котором он поет (реверберация и т. п.). Это неизбежно сказывается на его голосе 198
как результат описанных нами эффектов (эффект Ломбарда, эффект 30АС, эффект Томатиса). Многие певцы испытывают затруднения при пении в концертных залах с «плохой акустикой», а в той или иной степени к этому фактору чувствительны все. Особую важность этот вопрос приобретает в связи с распространением массовых средств электроакустического усиления голоса певца на сцене и — часто низким качеством усилительных систем, транслирующих звук в зрительный зал с искажениями. На основе разработанных нами методов представляется возможным решение ряда важных задач: 1) определение степени устойчивости того или иного певца к различного рода искажениям обратной акустической связи с целью их профориентации, 2) осуществление тренировки певцов к различным акустическим условиям путем имитации этих условий при помощи изменений обратной электро-акустической связи, 3) выяснение оптимальных характеристик обратной акустической связи для певцов с целью обеспечения этих характеристик в новых строящихся концертных залах и театрах, а в особенности — с электроакустическими системами их озвучивания. 11.3.4. Исследования вокальной речи и проблема автоматического распознавания речи. Распознавание эмоционального состояния человека, а также личности по голосу В качестве актуальных задач начно-технический прогресс выдвинул ряд проблем «общения» человека и машины (Ломов, 1966), и в частности — проблему устного ввода команд. Однако, несмотря на огромные усилия, которые затрачиваются учеными многих стран, проблема, например, автоматического распознавания речи до настоящего времени не решена удовлетворительно. По крайней мере не создан автомат, способный распознавать (воспринимать и правильно фиксировать) человеческую звуковую речь во всем ее многообразии (включая видоизменения в связи с индивидуальными, половыми, возрастными особенностями дикторов, эмоциональным состоянием говорящего, наличием шумов, искажений и т. п.) с такой легкостью и надежностью, как это производит слуховой анализатор человека. Вокальная речь, как нами показано, имеет достаточно высокую степень разборчивости, несмотря на весьма значительные отличия в акустическом строении от обычной речи, и в особенности по спектральным и временным характеристикам. Как нам представляется, это уже дает основание для того, чтобы пересмотреть значение этих характеристик для автоматического распознавания речи по крайней мере в той части, которая касается выделения инвариантов этих характеристик для разработки системы автоматического распознавания. 199
Проведенные нами виброметрические исследования (гл. 9) показали, что вибрационные колебания различных участков голосового тракта человека во время речи и пения содержат существенную информацию как о характере произносимого звука, так и о работе органов речеобразования, формирующих эти звуки. Таким образом, с помощью вибродатчиков, помещенных в определенных местах речевого тракта, можно получить дополнительную информацию о фонемном качестве произносимых звуков, отсутствующую или слабо представленную в акустическом сигнале речи. Нам представляется, что использование этой дополнительной информации в системах автоматического распознавания речи в определенных случаях может оказаться полезным. В последнее время самостоятельное прикладное значение начинает приобретать проблема автоматического распознавания эмоционального состояния человека по звуку его голоса. Как показало обсуждение этого вопроса на первом симпозиуме «Речь и эмоции» (Ленинград, 1974), проблема эта имеет много прикладных аспектов и не меньшее число трудностей на пути своего удовлетворительного решения. Мы позволяем себе надеяться, что наши исследования по выделению инвариантных характеристик эмоций в пении (гл. 10) могут способствовать решению этой проблемы. Эта надежда основана на нашем убеждении, что акустические средства выражения эмоций в речи и пении в основе своей едины, подобно тому как един фонетический код для речи и пения, несмотря на всю специфичность вокальной речи по сравнению с обычной разговорной речью. Наконец, следует остановиться на проблеме объективного опознавания личности по голосу, имеющей немаловажное значение в криминалистике и ряде других прикладных областей. Известно, что одним из самых существенных признаков, на которые опирается наш слух при субъективном решении этой задачи, является тембр голоса опознаваемого человека, сохраняющий присущие ему характерные черты в течение всей жизни индивидуума. Недаром в старых итальянских паспортах указывался в числе примет человека и тембр его голоса (Воячек, 1925). Как было показано в главе 1, интегрально-статистические характеристики спектра голоса человека при пении (а также несомненно и при речи!) отражают индивидуальные резонансные свойства голосового тракта и тембровые особенности голоса, не зависят от произнесенного лексического материала и потому могут служить в качестве одного из весьма существенных объективных критериев определения личности по голосу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Об эволюционном происхождении особенностей вокальной речи В работе показано, что акустический сигнал вокальной речи существенно отличается от обычной речи рядом своих типичных инвариантных свойств: значительно большей мощностью, громкостью, помехоустойчивостью, звуковысотным и динамическим диапазонами, наличием вибрато и другими особенностями. Справедливо задать вопрос: чем обусловлены эти специфические черты вокальной речи в эволюционном плане? Может быть традициями вокально-музыкального искусства? Но тогда почему именно такие, а не какие-либо иные формы приобрела вокальная речь в процессе своей эволюции? Не нуждаются ли в своем объяснении сами требования и традиции вокального искусства в этом плане? Мы полагаем, что свои специфические черты вокальная речь в процессе эволюции приобрела не случайно: они были детерминированы рядом факторов разного ранга и значения, и прежде всего: 1) особым назначением вокальной речи как средства передачи эмоционально-эстетической информации, 2) свойствами слухового анализатора человека как приемника звуковых сигналов. 3) физическими возможностями и особенностями рабсты голосового аппарата как источника звука. Что касается последнего условия, то оно наиболее очевидно, и в работе достаточно ясно показана обусловленность акустических особенностей вокальной речи особенностями функционирования органов голосообразования (дыхательной системы, голосовых связок, резонаторов). Важная роль в эволюционном происхождении акустических особенностей вокальной речи принадлежит слуху. Источник речевого сигнала — это лишь часть биофизической системы вокальной речи. Другой ее частью, как известно, является приемник звука, т. е. слуховой анализатор. Поскольку звуковая речь в процессе эволюции возникла после слуха и, в сущности, для слуха, можно полагать, что указанный процесс эволюции (в частности, вокальной речи) шел по пути приспособления характеристик сигнала (а следовательно, и параметров источника) к свойствам звукового приемника. В свою очередь это, очевидно, при- 201
вело к тому, что акустические свойства вокальной речи оказались как бы продиктованными свойствами слухового анализатора как «заказчика» звукового сигнала и его конечного адресата. В рамки этой гипотезы укладывается ряд полученных нами экспериментальных фактов, и прежде всего совпадение статистического максимума спектральной энергии вокальной речи с максимумом слуховой чувствительности на частотно-пороговой кривой (гл. 1; 1.15) и совпадение среднестатистической частоты вибрато вокальной речи с максимумом чувствительности слуха к восприятию амплитудной модуляции звука (гл. 4; 4.8, 4.9). Далее мы видим, что звуковысотный диапазон вокальной речи расширяется в основном за счет высоких нот, как наиболее эффективных для слуха (гл. 6), слух играет ведущую роль в выравнивании разно- мощности и тембральной пестроты вокальных гласных, в формировании свойства полетности голоса и т. п. Таким образом, основные акустические параметры вокальной речи оказываются наилучшим образом согласованными с характеристиками слуха. Это согласование дает сигналу вокальной речи значительный выигрыш в громкости, слышимости, надежности восприятия слушателем, помехоустойчивости и полетности по сравнению с сигналом, менее согласованным. Уже это определяет и объясняет целесообразность эволюционного развития именно такой, а не иной акустической формы вокальной речи. Сигнал вокальной речи по отношению к слуху выступает как своего рода хорошо подогнанный ключ к замку: параметры слуха и голоса оказываются согласованными. Любопытно, что эта согласованность определяет не только технические, но и эстетические свойства голоса. Так, голос с хорошо выраженной высокой певческой формантой (максимум спектра в максимуме чувствительности слуха) воспринимается слушателями как звонкий, яркий, серебристый, приятный, а звук без ВПФ — как тусклый, глухой, старческий и т. п. (см. 1.7.). Звук с нормальным вибрато (частота вибрато соответствует максимуму чувствительности слуха к восприятию амплитудной модуляции звука) определяется как живой, волнующий и т. п., а звук без вибрато — прямой, безжизненный, непевческий и т. п.1 Таким образом, не исключена возможность, что в основе психологической природы нашего эстетического восприятия акустических сигналов лежат и критерии физиологической целесообразности или своего рода гармонического соответствия акустических характеристик голоса физиологическим характеристикам слуха. Наиболее общим и значимым фактором, определившим эволюционное развитие акустических форм вокальной речи, следует 1 Не потому ли прямой безвибратный звук паровозного гудка люди заменили в современных электропоездах вибрирующим (кстати, с частотой вибрато певческого голоса) звуком. 202
считать специфичность ее целевого назначения как коммуникационной системы, служащей для передачи главным образом э м о- ционально-эстетической информации.2 Яркая эмоциональная направленность нения человека подчеркивается существованием в вокальном искусстве таких видов произведений, как плачи, например «Плач Ярославны» из оперы Бородина «Князь Игорь» (выражение эмоции горя), различных шуточных, игровых, плясовых песен (эмоции радости) и т. п. Известно, что обычная разговорная речь также не лишена эмоциональной выразительности. А. Моль, например, считает, что логическую (семантическую) и эмоционально-эстетическую информации речевой сигнал несет примерно в одинаковой пропорции (Моль, 1966). В пении эмоциональная информация доминирует и составляет сущность вокальной речи. Есть основание полагать, что эмоционально-выразительный элемент является эволюционно бо iee древним свойством речевой функции. Во-первых, это подтверждается наблюдениями за развитием речевой функции в онтогенезе. Речь ребенка значительно более эмоциональна, чем речь взрослого, что проявляется: 1) в обилии сопутствующих двигательных реакций (Суханова, 1964), 2) увеличенной длительности гласных (Морозов, Медведев, Суханова, 1964), 3) значительных модуляциях основного тона голоса (Тонкова-Ямпольская, 19646). Эти особенности приближают речь ребенка к вокальной речи взрослых. Перечисленные характерные черты речи ребенка тем сильнее выражены, чем меньше возраст ребенка. Крик новорожденного является по сути дела элементарной вокализацией, приближающейся по спектральным характеристикам к гласной фонеме А и богатой интонационными компонентами (Тонкова-Ямпольская, 1964а). В дальнейшем по мере роста ребенка и становления второй сигнальной системы элементарная голосовая реакция начинает постепенно усложняться и дифференцироваться в систему речевых звуков, свойственных взрослому человеку (Красногорский, 1956; Кольцова, Усов, 1975), теряя при этом свои вокальные свойства. Во-вторых, клинико-физиологическими исследованиями установлено, что при некоторых патологических нарушениях высшей нервной деятельности эмоциональная выразительность речи сохраняется значительно дольше (Балонов, Деглин, 1976). При некото- 2 Не вызывает сомнения тот факт, что наивысшее общественно-социальное назначение вокального искусства состоит в передаче слушателям высоких гражданских, патриотических чувств, лучших человеческих чувств — любви, верности, мужества, благородства. В этом смысле вокальное искусство выступает как трибун, организатор, агитатор, воспитатель. Вместе с тем столь же очевидно, что это свое высокое общественно-социальное назначение вокальное искусство выполняет художественно-эстетическими средствами эмоционального воздействия на слушателя. Это позволяет нам говорить о вокальной речи как средстве передачи эмоционально-эстетической информации, средстве эмоциональной выразительности. 203
рых афатических расстройствах бопьные оказываются не в состоянии произнести или даже повторить слова какой-нибудь песни, но в состоянии ее пропеть (Рубинштейн, 1946). Приведенные данные в свете идей Л. А. Орбели об эволюции функций (Орбели, 1961) дают основание полагать, что вокальная речь как средство эмоциональной выразительности базируется на эволюционно более древних физиологических механизмах, чем более кортиколизованная и более молодая в эволюционном отношении функция обычной разговорной речи. Есть и прямые указания на древнее происхождение вокальной речи. Некоторые психологи (например Джесперсен) считают, что современный говорящий человек — это более интел актуализированный и менее эмоциональный потомок древнего поющего человека (цит. по: Рубинштейн, 1946). Сходные мысли находим мы и у Ч. Дарвина: «. . . предки человека, по-видимому, издавали музыкальные тона, до того как приобрели способность к членораздельной речи . . . музыкальные звуки представляют одну из основ, из которых развился впоследствии язык» (Дарвин, 19536, с. 616). Несомненно, что современная вокальная речь, проделавшая большую эволюцию, по своим формам существенно отличается от своего доисторического прототипа. Вместе с тем она, по-видимому, сохранила и некоторые свои древние черты. В этой связи Ч. Дарвин писал: «Страстный оратор, певец или музыкант, который своими разнообразными звуками или модуляциями голоса возбуждает самые сильные эмоции в своих слушателях, едва ли подозревает, что пользуется теми же средствами, которыми в очень отдаленной древности его получеловеческие предки возбуждали друг у друга пламенные страсти во время ухаживания и соперничества» (Дарвин, 19536, с. 647). В свете этих данных, перечисленные выше акустические особенности вокальной речи (значительно увеличенная громкость, продолжительность и высота гласных, а также особый спектральный состав звука и наличие модуляций основного тона и вибрато) следует рассматривать как своего рода код, несущий эмоциональную информацию. Значительная часть этой информации кодируется композитором (в форме мелодии, ритма, динамических оттенков и т. д.), остальная ее часть вносится исполнителем как интерпретатором вокального произведения.3 Несмотря на очевидную специфичность акустических средств выражения эмоций в пении, есть основание говорить, что в общих чертах эти средства совпадают в пении и речи. Эта общность, на наш взгляд, определяется наличием достаточно определенных связей между характером звука голоса и физиологическим состоянием организма, испытывающего ту или иную эмоцию. Акустический 3 Здесь, разумеется, не идет речь об эмоциональной информации, которую может нести сам печатный текст произведения, например строка поэта. 204
признак эмоций в голосе связан с физиологическим признаком состояния. Причем, как это мы пытались показать в главе 10, связи эти отнюдь не случайны, а детерминированы рядом чисто физических зависимостей характера звука от состояния организма в целом и органов звукообразования в частности. Не поэтому ли именно акустический язык эмоций и претендует на универсальность как в системе речи, так и в системе пения, не потому ли он всем понятен как в речи, так и в пении? Более того: не обнаруживает ли он по этому роду признаков опредоленную общность и с языком эмоций «братьев наших меньших» — высших животных? Как известно, эта мысль неоднократно высказывалась и доказывалась еще Ч. Дарвиным (Дарвин, 1953а, 19536). Дарвин писал, и это общеизвестно, что при эмоциональном возбуждении животное начинает издавать сильные, продолжительные и высокие звуки, как бы молчаливо оно ни бы о. Однако громкость, продолжительность и высота как раз и входят в число основных эмоциональных признаков как речи, так и пения. Гипотеза физиологического происхождения акустических признаков эмоций в голосе позволяет наряду с идеей общности и своего рода универсальности звукового языка эмоций высказать положение и о его самостоятельности: независимости от фонетического алфавита (от логической речи). Это положение достаточно убедительно иллюстрируется результатами предложенного нами метода эмоционально-семантической инверсии, выявившего способность человека менять (а слушателя правильно воспринимать) эмоциональный контекст фразы, независимо от его смыслового содержания (гл. 10).4 Взаимодействие афферентных систем в механизмах вокальной речи как психофизиологическая основа вокального слуха В работе многократно подтверждена ведущая роль слуха в формировании основных акустических особенностей вокальной речи. Вместе с тем исследования показали, что в регулировании вокальной речи важная роль принадлежит и другим афферентным системам: двигательному и вибрационному анализаторам, а также зрению и барорецепции. Таким образом, систему регулирования вокальной речи можно представить в виде схемы, изображенной на с. 206. Генерируемые центральной нервной системой (Ц.Н.С.), сигналы управления периферическими органами звукообразования в соответствии с оп- 4 В последнее время получены данные, свидетельствующие и о существовании морфологической обусловленности известной самостоятельности эмоциональной и логической сфер человека. Левое полушарие головного мозга человека ответственно за переработку главным образом логической информации, а правое — эмоциональной (Балонов, Деглип, 1976), 205
ределенной программой (как стереотипом речедвижений) корригируются не какой-либо одной, а целым рядом афферентных систем по принципу обратных связей (Анохин, 1957; Винер, 1958). Важнейшей из этих обратных связей безусловно является слуховая. Роль слуховой, кинестетической и вибрационной обратных связей рассмотрена в гл. 8 и 9. Участие барорецепции со всей очевидностью проявляется в регулировании оптимального уровня подсвязочного давления воздух*, являющегося одним из важней- I Зрение ф- U.ML f 1—Т—Т ill •~^ 4х \—*- и 1 \ Голосовой аппарат I .; P"_J 1 Проприо- L рецепция Вибро- 1 рецепция баро- рецепция Рис. 12.1. Схема обратных связей головосового аппарата певца. ших компонентов певческой опоры дыхания (гл. 7). Ярким примером участия зрительного анализатора в певческом процессе является пение по нотам «с листа». Далее нами показано, что необходимым условием эффективности канала обратной зрительной связи как регулятора голосовой функции является предоставление зрительному анализатору информации о деятельности органов звукообразования в адекватной форме. Так, визуализация акустической информации создает из зрительного анализатора, обычно непосредственно не участвующего в регулировании звукообразования, весьма эффективный канал обратной связи (Морозов, 1964а, 1969, 1971, 1976а). Это дает нам основание рекомендовать применение в вокально-педагогических целях специальных аппаратов для зрительного контроля процесса пения (см. 11.1.9). Участие многих афферентных систем в регулировании вокальной функции обеспечивает, ро-первых, высокую точность регули- 206
рования акустических параметров фонационного процесса, а во- вторых, повышенную надежность или помехоустойчивость механизмов звукообразования (гл. 8). Приведенная схема обратных связей, которую, по-видимому, можно назвать вокально-речевым анализатором певца, несомненно функционирует и в регулировании } ечевого процесса. Однако в пении роль всей совокупности афферентных систем существенно возрастает, что вызвано значительным усложнением регулируемого процесса. Взаимосвязь слуха с речевой кинестезией достаточно убедительно доказана в трудах И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Б. М. Теп- лова, А. Н. Леонтьева и др. Наши исследования позволяют выделить в механизмах регулирования вокальной речи важную роль вибрационного анализатора. Это определяется спецификой певческого процесса как биофизического явления, связанного с максимальной активизацией резонаторной системы голосового тракта (гл. 9; 11.1.7, 11.1.8). Взаимодействие афферентных систем играет огромную роль не только в регулировании собственного вокально-речевого процесса, но и в восприятии звуков чужого голоса. Весьма характерным является такой пример: если певца попросить определить на слух высоту звучащей ноты, он, как правило, ответит не сразу, но сначала очень тихо или мысленно (про себя) пропоет эту ноту и лишь после этого даст довольно точный ответ. Многие вокалисты, пользующиеся таким способом определения высоты звука, тональности мелодии, звуковысотных интервалов и т. д., могут считаться чуть ли не обладателями абсолютного слуха. Физиологический механизм описанного явления может быть объяснен в свете моторной теории восприятия речи (Lieberman et al., 1962; Галунов, Чистович, 1965; Cooper, 1966). По-видимому, слуховой анализатор не является единственным адресатом, которому предназначена информация, заключенная в звуковом сигнале: часть ее идет «на рецензию» мышечному чувству. Уверенность человека в отгадывании высоты звука резко возрастает после того, как этот звук он воспроизвел (хотя бы мысленно) сам и сопоставил с характером и степенью мышечного напряжения, необходимого для образования этого звука. Эти данные хорошо согласуются с концепцией компарирующего анализа, выдвигаемой А. Н. Леонтьевым (1965) и нашедшей экспериментальное подтверждение (Овчинникова, 1960), а также — с работами В. М. Теп- лова (1947). В пользу моторной теории восприятия речи свидетельствует также твердо установленный факт наличия микродвижений речевых органов, наблюдаемых в процессе слушания чужой речи (Соколов, 1960). Эти данные говорят о том, что акустический сигнал не несет еще всей информации, необходимой для его уверенной идентификации. Тем не менее сигнал этот несет в себе, образно говоря, «ключи от сейфа», где скрыта эта недостающая информация. Сог- 207
ласно моторной теории, таким «сейфом» является мышечный анализатор. Однако, если дело касается вокальной речи, то, по-видимому, не только мышечный: для окончательной уверенной оценки звука вокалистам подчас необходимо хотя бы мысленно сопоставить этот звук не только со степенью мышечной активности, но и с ощущениями, сопровождающими работу резонаторов (вибрационный анализатор), с силой подсвязочного давления (бароре- цептивный анализатор), а нередко — и со зрительным представлением нотной записи данного звука .Таким образом, весьма вероятно, что все анализаторы, которые участвуют в регулировании процесса образования звуков вокальной речи по принципу обрат- яой связи, принимают участие и в их восприятии, точнее — интерпретации слышимых звуков по методу, весьма аналогичному анализу через синтез. Этот механизм, по-видимому, составляет психофизиологическую основу способности к певческой деятельности, известной под термином вокальный слух. Понятие это является одним из центральных в вокальной педагогике. Практики утверждают, что вокальный слух это не просто хорошо развитый музыкальный слух, так как обладатель прекрасного музыкального слуха далеко не всегда обладает способностями к обучению пению. Вокальный слух —- это специфическое чувство, позволяющее человеку правильно координировать работу органов голосо- образующего аппарата в соответствии с неким эстетическим идеалом. Физиологической основой этой способности следует считать систему хорошо развитых условнорефлекторных связей или отношений между слуховым восприятием звука голоса, с одной стороны, и мышечными действиями и всем комплексом специфических певческих ощущений, соответствующих образованию этого звука, с другой стороны. Знание этих отношений дает возможность певцу направленно (а не путем проб и ошибок)регулировать деятельность своего голосообразующего аппарата и, кроме того, позволяет с определенной степенью уверенности анализировать дефекты звукообразования у других вокалистов (вокальный слух педагога— Малинина, 1967). Именно поэтому обладатель хорошего вокального слуха, услышав чей-либо голос, может с довольно большой точностью определить, движениями каких мышечных групп формируется данный звук (Левидов, 1935), как у поющего озвучены резонаторы (и какие именно резонаторы), легко ли фонирует этот звук или с напряжением, и т. д. Таким образом, психофизиологическая сущность вокального слуха сводится к взаимодействию афферентных систем, участвующих как в звукообразовании, так и в звуковосприятии. Участие многих афферентных систем (а не только слуха) в механизмах восприятия и оценки слышимого звука находит яркое отражение в специфике вокальной терминологии. Многие из этих терминов характеризуют звук вовсе не 208
с акустической точки зрения, а с точки зрения физиологических условий его образования и участия в этом акте различных афферентных систем. Такие термины, как зажатый звук, связочный, носовой, губной, глубокий, утробный, тяжелый, горловой и т. п., прямо говорят о доминирующей роли мышечного анализатора в оценке воспринимаемого звука. Термины звук в резонаторах, в высокой позиции, на опоре, в маске говорят об участии вибрационного анализатора в восприятии вокальной речи. Участие зрительного анализатора находит отражение в таких терминах, как яркий, светлый, тусклый, темный, блестящий и т. п. Таким образом, звуковой образ, воспринимаемый певцом, является не чисто акустическим образом, а сложной ассоциацией акустических представлений звука и технологических способов его образования. Эта сложность звукового образа в сознании певца, неразрывная связь звукового эффекта и способа его достижения обусловливаются взаимодействием многих афферентных систем в пении и составляют психофизиологическую основу вокального слуха. Об эмоционально-образной природе вокальной терминологии Коснувшись вокальной терминологии, следует подчеркнуть еще одну ее примечательную особенность — чрезвычайно сильно выраженный эмоционально-образный характер. Происхождение этой особенности вокальной терминологии, с одной стороны, также связано с участием различных сенсорных систем в механизмах вокальной речи, а с другой — находит свое объяснение в связи с основной особенностью вокальной речи как средства эмоциональной выразительности. Как мы видим, это свойство накладывает неизгладимый отпечаток прежде всего на акустическое строение вокальной речи, физиологические механизмы ее образования, восприятие и, наконец, на все термины, которые обозначают эти явления. «Словесные характеристики качества тембров, — писал Н. А. Римский- Корсаков, — крайне затруднительны и неточны. Приходится их заимствовать из области зрительной, осязательной и даже вкусовой. Связь представлений из этих якобы чуждых музыке областей с представлениями слуховыми для меня, однако, несомненна» (Римский-Корсаков, 1946, с. 18). Вокалистами создано огромное разнообразие ярких образных советов типа сравнений и ассоциаций. Неспециалист будет немало удивлен, услышав среди певцов такие выражения, как пейте звук, продолжайте вдох во время пения ноты (т. е. сохраняйте вдыхательную' установку). Звук должен сочиться из глаз, упираться в зубы, резонировать в голове и т. п. Нужно держать голос в маске, в близкой или высокой позиции, обязательно на опоре и т/д. 209
Обычно происхождение этой терминологии объясняют только одним фактором: образным, эмоциональным или даже поэтическим мышлением авторов. Нам представляется, что проведенные исследования вскрывают реальную биофизическую основу происхождения этих странных на первый взгляд выражений — основой этой является особый характер процесса вокального звукообразования, порождающего интенсивные раздражения разнообразных внутренних рецепторов и своеобразные субъективные ощущения. Важно подчеркнуть, что термины эти, рожденные в практике вокальной педагогики, употребляются не просто ради красного словца или вследствие чрезмерной фантазии и эмоциональности вокалистов: как правило, они точно отражают суть дела и помогают молодым неопытным певцам, с одной стороны, правильно воспринять, а с другой — правильно воспроизвести особый характер звуков вокальной речи. В этой связи уместно привести высказывание Н. Винера: «. . .тот род явлений, который субъективно изображается как эмоция, может быть не только бесполезным эпифеноменом нервного действия, —писал он, — но и способен управлять некоторыми существенными стадиями в научении и других подобных процессах» (Винер, 1958, с. 82; разрядка наша, — В. Л/.). Таким образом, дидактическая роль эмоционально-образной вокальной терминологии представляется несомненной. Известно, сколь большую роль эмоциональным факторам в пении и обучении пению придавали и придают лучшие итальянские, болгарские и наши отечественные певцы и педагоги (Бочев, 1963; Киселева, 1963; Лаури-Вольпи, 1972; Луканин, 1972). В определенной мере эти методы созвучны методам К. С. Станиславского, направленным на совершенствование актерского мастерства и нашедшим физиологическое обоснование в трудах П. В. Симонова (Симонов, 1962, 1970, 1975). Как это ни странно, но в связи с проникновением научных идей в область вокальной педагогики начинают наблюдаться попытки упразднить традиционную образную вокальную терминологию, которая, по мнению некоторых авторов, считается «ненаучной», и заменить ее строгими научными терминами из области физиологии и акустики (Павлищева, 1964). Можно смело сказать, что попытки эти заранее обречены на неудачу, ибо эти образные выражения не случайны, а рождены реальными биофизическими процессами, происходящими в организме. Именно поэтому вербальное описание этих процессов, истолковываемое нами как образ и эмоция, не является, говоря словами Винера, бесполезным эпифеноменом процесса вокальной речи, а несет важную служеб ную функцию. В. И. Ленин писал: «... без „человеческих эмоций*4 никогда не бывало, нет и быть не может человеского искания истины» (Поли. собр. соч., т. 25, с. 112). Специфика «искания истины» в вокальном искусстве — это образ и эмоция. Поэтому особая цель 210
искусства вокальной речи рождает и особые средства. Задача науки, на наш взгляд, состоит не в том, чтобы доказывать несоответствие законам формальной логики некоторых профессиональных терминов вокалистов (художественный образ имеет, как известно, свои законы логики), а в том, чтобы глубже разобраться в сложнейших психофизиологических механизмах вокальной речи и объяснить ее специфические особенности. Мы бы считали свою задачу выполненной, если нам удалось показать, что ряд основных особенностей вокальной речи, включая даже некоторые эстетические понятия, в основе своей имеет реальные биофизические закономерности. Некоторые итоги работы Монография является первой в отечественной литературе попыткой построения теоретических основ вокальной речи, выполненной путем разносторонних биофизических исследований при соблюдении следующих основных принципов: 1) принципа сравнительного изучения биофизических характеристик вокальной речи в сопоставлении их с характеристиками обычной разговорной речи; 2) принципа количественного измерения всех изучаемых характеристик; 3) принципа целостного изучения, предусматривающего рассмотрение каждой из биофизических характеристик вокальной речи не в изолированном виде, а во взаимосвязи с другими характеристиками и 4) принципа эволюционного подхода, предусматривающего изучение особенностей вокальной речи и с точки зрения их развития. Описанные в книге исследования охватывают значительный промежуток времени — 1954—1976 гг. — и выполнены на большом статистическом материале. В общей сложности обследовано более 1100 испытуемых разных категорий, включая голоса выдающихся мастеров вокального искусства. Проведенные исследования позволили выявить основные психофизиологические и биоакустические характеристики вокальной речи. Показано, что вокальная речь отличается от обычной речи рядом особенностей 1) акустического строения, 2) физиологических механизмов образования и 3) слухового восприятия. Наряду с этим показаны особенности вокальной речи разных категорий певцов в зависимости от квалификации, типа голоса, возраста и т. п. Исследования позволили не только выявить указанные особенности методами количественного измерения и констатировать их, но и установить их взаимосвязи и взаимозависимости, а также рассмотреть их в свете наиболее общей и определяющей особенности вокальной речи как средства эмоциональной выразительности. Результаты работы дали возможность объяснить ряд художественно-эстетических особенностей пения объективными аку- стико-физиологическими закономерностями, а также высказать 211
гипотезу об эволюционном происхождении основных особенностей вокальной речи. В ходе исследования нами были разработаны и применены новые методы, приборы и подходы к изучению вокальной речи, позволившие получить и впервые описать ряд новых экспериментальных фактов и феноменов певческого голоса. К их числу относятся: 1) установление зависимости разборчивости вокальной речи от высоты основного тона и ряда других факторов (1964 г.); 2) доказательство важной роли высокой певческой форманты для эстетических и вокально-технических свойств певческого голоса — выделение ВПФ из голосов выдающихся мастеров вокального искусства и получение звука голоса без ВПФ (1965 г.); 3) разработка метода измерения полетности и помехоустойчивости голоса певца (1965 г.); 4) установление зависимости частоты колебания голосовых связок певца от подсвязочного давления воздуха; 5) применение количественного критерия для оценки степени неровности гласных по УЗД (коэффициент неровности) и установление факта большей ровности вокальных гласных по сравнению с речевыми; 6) экспериментальное доказательство важной роли вибрационного анализатора в регулировании процесса вокальной речи (1958 г.); 7) исследование роли взаимодействия сенсорных систем в процессе пения и разработка теоретических основ вокального слуха (1965 г.); 8) применение акустико-физиологических исследований в вокально-педагогических целях, разработка объективных критериев вокально-технического совершенства голосовой функции певца (1961—1976 гг); 9) определение основных акустико- физиологических характеристик детской вокальной речи (1961 — 1970 гг.); 10) применение методов акустического анализа голоса певца в медицинских, фониатрических (диагностических) целях (1964—1970 гг.); И) применение радиотелеметрических методов для изучения сердечной деятельности певца на сцене (1964 г.); 12) обнаружение инфразвуковых компонентов спектра в голосе певца (1972 г.); 13) изучение статистической картины спектра вокальной речи методом спектрального интегрирования (1973 г.); 14) изучение роли различных спектральных составляющих в обес- печании пространственной направленности звука голоса певца (1977 г.); 15) разработка психоакустических методов исследования эмоциональной выразительности вокальной речи и выделение акустических признаков эмоций в пении (1974 г.). Исследования позволили также сформулировать ряд практических рекомендаций, направленных на решение актуальных задач вокальной педагогики, фониатрии и технической биоакустики. 212
О перспективах дальнейших исследований и создании научного Центра по изучению вокальной речи Проведенные нами исследования, коснувшиеся основных особенностей вокальной речи, позволяют наметить ряд наиболее актуальных и перспективных направлений, нуждающихся в дальнейшей разработке. Среди этих проблем следует выделить прежде всего проблему эмоциональных характеристик вокальной речи в связи с эмоциональными характеристиками обычной речи и проблемами эволюции эмоций, психофизиологии эмоций и т. д. В этих исследованиях весьма перспективным методом может стать телеметрический метод регистрации различных психофизиологических показателей певца на сцене, нашедший в наших исследованиях самое начальное применение (см. 11.2.3). В связи с проблемой передачи эмоций целесообразными представляются исследования психофизиологических функций не только исполнителей, но и слушателей (непосредственно в зрительном зале или при восприятии пения по каналам радио и телевидения). Несомненно важным и перспективным представляется изучение эмоциональных основ вокальной речи с точки зрения использования этих данных в вокальной педагогике для активизации голосовой функции певца и оптимальной настройки певческого голоса на естественное полноценное звучание. В дальнейшей перспективной разработке нуждаются такие теоретические и прикладные проблемы, как проблема эволюционного развития вокальной речи, онтогенетические аспекты развития голоса певца, в частности весьма злободневная проблема рационального развития и сохранения детского голоса, проблема дальнейшего развития теории и практики вокальной педагогики, совершенствования ее методов на основе научных достижений, в частности — разработка и массовый выпуск учебно-вспомогательной аппаратуры и наглядных пособий, отсутствующих в вокальной педагогике, научный анализ опыта выдающихся певцов и педагогов, проблема изыскания новых научно обоснованных эффективных методов диагностики, лечения и профилактики профессиональных заболеваний голосового аппарата певцов, актуальная проблема воспитания кадров научных работников по психофизиологии и биоакустике вокальной речи, которых, к сожалению, никто нигде не готовит, и ряд других задач, весьма актуальных как в научно-теоретическом, так и в прикладном плане. Совершенно очевидно, что эффективная разработка этих проблем возможна лишь на основе содружества работников науки и вокального искусства. Нам представляется, что наиболее целесообразной формой такого содружества было бы создание специализированного научного центра по изучению вокальной речи (а может быть, и более широких проблем музыкального творчества чело- 213
века), в котором могли бы сотрудничать как ученые, так и вокалисты. Но коль скоро встает вопрос о содружестве ученых и вокалистов, возникает и другая проблема: что получат содружествую- щие стороны от совместной работы? Обычно вопрос ставится односторонне: ученые должны помочь вокалистам (или музыкантам). Такая постановка вопроса представляется не только несправедливой, но и неверной по существу; в этом содружестве должны и могут быть удовлетворены интересы как искусства, так и науки. Ведь, с одной стороны, музыкально-вокальное творчество человека является богатейшей моделью (объектом) для исследования многих еще не изученных свойств и возможностей человеческого мозга, сенсорных систем, физиологических и психологических аспектов высшей нервной деятельности, эмоций, проблем эстетического восприятия и т. п. С другой стороны, и практикам вокально-музыкального искусства важно не только получить какие-то конкретные рекомендации по улучшению педагогического процесса и т. п., но и иметь глубокие научно- теоретические обоснования этих рекомендаций, иметь теорию, на основе которой можно было бы осмысленно и направленно развивать практическую деятельность. Вкладом ученых в данное содружество будут современные методы и средства исследования, теоретическое осмысливание полученных результатов, а практики музыкально-вокального искусства внесут свой богатейший опыт, знание специфики дела, предоставят широчайшую и интереснейшую экспериментальную базу. Таким образом, нам представляется, что интересы науки и искусства могут быть взаимно учтены и выгодно объединены в форме такого содружества. Остается только пожелать, чтобы Академия наук СССР совместно с Министерством культуры СССР нашли возможным создание проблемного научного Центра по изучению психофизиологических и биоакустических основ вокальной речи, который в перспективе мог бы стать базой для разработки еще более широких проблем музыкально-вокального творчества человека.
ЛИТЕРАТУРА Авакян Р. В., Розенблюм А. С. Слуховая адаптация. — В кн.: Физиология сенсорных систем. Л., 1972, с. 390—397. Агарков О. М. Интонирование и слуховой контроль в сольном пении. — В кн.: Вопросы физиологии пения и вокальной методики. М., 1975, с. 70-89. Альтман Я. А., Дубровский Я. А. Пространственный слух. — В кн.: Физиология сенсорных систем. Л., 1972, с. 398—426. Ананьев Б. Г., Веккер Л. М., Ломов Б, Ф., Ярмоленко А. В. Осязание в процессах познания и труда. М., 1958. 263 с. с ил. Андреева-Галанина Е, Ц. Вибрация и ее значение в гигиене труда. Л., 1956. 190 с. с ил. Анохин П. К. Физиология и кибернетика. — Вопр. философии, 1957, № 4, с. 142-158. Артемов В, А. Метод структурно-функционального изучения речевой интонации. М., 1974. 160 с. Арутюнян Э. А. О физиологических механизмах реализации логических ударений. — В кн.: Механизмы речеобразования и восприятия сложных звуков. М.—Л., 1966, с. 18—30. Арутюнян Э. А. Особенности дыхания при речи. Дис. канд. биол. н. Л.— Ереван, Ин-т физиол. им. И. П. Павлова АН СССР, 1967. Аспелунд Д. Л. Развитие певца и его голоса. М.—Л., 1952. 191 с. с ил. Багадуров В. А. Очерки по истории вокальной педагогики. М., 1956. 267 с. с ил. Багадуров В. А., Гарбузов Я. А., Зимин Я. Я., Корсунский С. Г., Рождественский А. А. Музыкальная акустика. М., 1954. 236 с. с ил. Базаров В. Г, Использование феномена «отставленной речи» для выявления симуляции глухоты. — Журн. ушных, нос. и горл, болезней, 1963, № 2, с. 31-36. Балонов Л. Я., Деглин В. Л. Слух и речь доминантного и недоминантного полушарий. Л., 1976. 220 с. с ил. Бондарко Л. В. Некоторые количественные характеристики неоднородности русских ударных гласных. — В кн.: Вопросы фонетики. Л., 1964, с. 45—54. Бондарко Л, В.ч Вербицкая Л, А., Игнаткина Л. В., Светозарова Я. Д"., Сергеева Т. А., Цветкова Л. В. О фонетических коррелятах различной степени выразительности и эмоциональности речи. — В кн.: Речь и эмоции. Матер, симпозиума. Л., 1975, с. 84—90. Бондарко Л. В., Загоруйко Н. Г., Кожевников В. А., Молчанов А. П., Чисто- вич Л. А. Модель восприятия речи человеком. Новосибирск, 1968. 59 с. Бочев Б. Эмоциональное и выразительное пение в детском хоре. — В кн.: Развитие детского голоса. М., 1963, с. 329—336. Борисова А. Я. Изменение и приспособление дыхания при пении. Автореф. дис. канд. биол. н. Казань, 1958. Бронштейн А. И. К вопросу о влиянии звуковых раздражений на громкость речи. — Пробл. физиол. акуст., 1949, т. 1, с. 134—137. 215
Венцов Л. В. О работе голосовых связок при глухих смычковых интервокальных согласных. — В кн.: Механизмы речеобразования и восприятия сложных звуков. М.—Л., 1966, с. 62—72. Вербов А. М. Техника постановки голоса. М., 1961. 52 с. с ил. Винер Н. Кибернетика и общество. М., 1958. 200 с. Виноградов К. П. Работа над дикцией в хоре. М., 1967. 103 с. Володин А. А, Восприятие вибрато музыкальных звуков. — В кн.: Новые исследования в психологии. М., 1974, с. 3—5. Воячек В. И. Ушные, носовые и горловые болезни, ч. 1, 2. Л., 1925—1926. — 445 с. Вудвортс Р. Экспериментальная психология. М., 1950, с. 643—645. Галунов В. И., Манеров В. X., Тарасов В. И. Слуховой анализ речи, полученной при использовании различных методов моделирования эмоциональных состояний. — В кн.: Речь и эмоции. Матер, симпозиума. Л., 1975, с. 79-83. Галунов В. И., Чистович Л. А. О связи моторной теории с общей проблемой распознавания речи. — Акуст. жури., 1965, т. 11, № 4, с. 417—426. Гарбузов Н. А. Зонная природа звуковысотного слуха. М.—Л., 1948. 84 с. Гершуни Г. В. О регуляции деятельности биологических анализаторов. — В кн.: Проблемы эволюции физиологических функций. М.—Л., 1958, с. 166-177. Гершуни Г. В. Слух и биологическое звукоиз л учение. — Вестн. АН СССР, 1968, № 7, с. 69-77. Гершуни Г. В. Звуковая среда и организация функции слуховой системы. — Журн. эвол. биох. и физиол., 1973, т. 9, № 4, с. 406—413. Гершуни Г. В. Волохов А. О. О явлениях адаптации в слуховом приборе. — Тр. и матер. Лен. ин-та организации и охраны труда, 1936, т. 11, вып. 12, с. 45—50. Гиппернрейтер Ю. Б. Восприятие высоты звука. Автореф. дис. канд. психол. н. Mt, 1960. Голубев П. В. Советы молодым педагогам-вокалистам. М., 1963. 88 с. Гранстрем М. #., Кожевников В. А. Дыхание и речь. — В кн.: Физиология дыхания. Л., 1973, с. 287—328. Грачева М. С. О чувствительной инервации опорнодвигательного аппарата гортани. — Архив анат., гистол. и эмбриол., М., 1963, с. 77—83. Дарвин Ч. Выражение эмоций у человека и животных. — Соч. Т. 5. М., 1953а, с. 681-920. Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор. — Соч. Т. 5. М., 19536, с. 119-656. Дейша-Сионицкая М. Пение в ощущениях. М., 1926. 31 с. Деражне И. Я. Влияние слуховых рецепций на голос (вокальный и речевой). — В кн.: Развитие детского голоса. М., 1963, с. 176—181. Детский голос. Под ред. действ, чл. АПН СССР В. Н. Шацкой. М., 1970. 232 с. с ил. Дмитриев Л, Б. Об акустической природе некоторых физиологических приспособлений голосового аппарата при пении. — Пробл. физиол. акуст., 1955, т. 3, с. 34—44. Дмитриев Л. Б. К вопросу об установке голосового аппарата в пении. — Тр. Муз. пед. ин-та им. Гнесиных, М., 1959, вып. 1, с. 94—133. Дмитриев Л. Б. Голосообразование у певцов. М., 1962. 62 с. с ил. Дмитриев Л. Б. Голосовой аппарат певца. Атлас. М., 1964. 35 с. Дмитриев Л. Б. Наука помогает педагогике. — Сов. музыка, 1966, № 1, с. 71-75. Дмитриев Л. Б. Основы вокальной методики. М., 1968. 676 с. с. ил. Дмитриев Л. Б. Солисты Ла Скала о дыхании в пении. — Тр. Муз. пед. ин-та им. Гнесиных, М., 1970, вып. 9, с. 51—63. Дмитриев Л. Б. Методические взгляды Э. Барра (Милан). — В кн.: Вопросы физиологии пения и вокальной методики. М., 1975, с. 118—145. Дмитриев Л. Б., Отряшников Ю. М., Хромов Л, #., Чаплин В. Л, Исследование работы голосовой щели при помощи электронного глоттографа 216
(аппарата Фабра). — Тр. Муз. пед. ин-та им. Гнесиных, М., 1970, вып. 9, с. 64—80. Донец-Тессейр М. Э. Опыт воспитания сопрано. — В кн.: Вопросы вокальной педагогики. М., 1967, вып. 3, с. 120—133. Дубровский Н. А., Тумаркина Л. Я. Исследование восприятия человеком амплитудно-модулированных шумов. — Акуст. журн., 1967, т. 13, в. 1, с. 51-59. Дукелъский Н. И. Принципы сегментации речевого потока. М.—Л., 1962. 138 с. Евспграпгова Л. И. Проявление феномена отставленной речи у больных с разными формами тугоухости. Автореф. дис. канд. мед. н. Л., 1973. Ермолаев В. Г., Лебедева Я. Ф., Морозов В. Я. Руководство по фониатрии. Л., 1970. 272 с. с ил. Ермолаев В. Г., Морозов В. П., Парашина В. И. Применение метода спектрального анализа звука к исследованию роли носовой полости в певческом звукообразовании. — Вестн. оториноларингол., 1964, № 2, с. 43-49. Жинкин Я. И. Восприятие ударения в словах русского языка. — Изв. АПН РСФСР, 1954, вып. 54, с. 7-82. Жинкин Я. И. Новые данные о работе двигательного анализатора в его взаимодействии со слуховым. — Изв. АПН РСФСР, 1956, вып. 81, с. 169— 270. Жинкин Я. И. Механизмы речи. М., 1958. 370 с. с ил. Жуков Е. К. Новые данные о тонусе скелетных мышц. — В кн.: Эволюция функций. М.—Л., 1964, с. 107-118. Забродин Ю. М. Обнаружение и опознание человеком сложных акустических сигналов. — В кн.: Проблемы психофизики. М., 1974, с. 218—252. Заседапгелев Ф. Ф. Научные основы постановки голоса. М., 1935. 104 с. с ил. Зданович А. П. Некоторые вопросы вокальной методики. М., 1965. 146 с. с ил. Зернов В. Д. Абсолютное измерение силы звука. М., 1909. 56 с. с ил. Зиндер Л. Р. Общая фонетика. Л., 1960. 336 с. с ил. Зиндер Л. Р. Влияние темпа речи на образование отдельных звуков. — В кн.: Вопросы фонетики. Л., 1964, с. 3—27. Злобин К. В. Физиология пения в профилактике заболеваний голоса певцов. Л., 1958. 136 с. с ил. Ильинский О. В. Общая физиология рецепторов. — В кн.: Физиология сенсорных систем. Л., 1972, с. 5—56. Иоффе В. К., Ямполъский Л. А. Расчетные графики и таблицы по электроакустике. М.—Л., 1954. 481 с. Казанский В. С, Ржевкин С. Я. Исследование тембра звука голоса и смычковых музыкальных инструментов. — Журн. прикл. физики, 1928, № 5, вып. 1, с. 87—103. Касаткин Н. И. Очерки развития высшей нервной деятельности у ребенка раннего возраста. М.—Л., 1951. 99 с. Килъчевская А. Д., Ярославцева Л". К., Чаплин В. Л., Дмитриев Л*. В. Исследование дыхания во время пения методом электропневмографии. — Тр. Муз. пед. ин-та им. Гнесиных, М., 1970, вып. 9, с. 81—112. Киселев А. Я. О целенаправленном воздейстиви на тембр голоса певцов путем изменения частотных характеристик тракта обратной акустической связи. — Вестн. оториноларингол., 1976, № 3, с. 81—86. Киселев А. Я. Исследование новых методов формирования тембра голоса певцов на основе изменения условий слухового самоконтроля. Автореф. дис. канд. искусствовед, н. Л., 1977. Киселева Е. За вокалната педагогия. София, 1963. 91 с. с ил. Кольцова М. М., Усов А. Г. Возрастные особенности высшей нервной деятельности человека. — В кн.: Возрастная физиология. Л., 1975, с. 550-573. 217
Константинов Б. П. Об автоколебаниях и звукообразовании язычка гармонии. — Журн. технич. физики, 1939, т. 9, вып. 20, с. 1820—1831. Корсунский С. Г. Акустическое исследование вибрато в певческом голосе. — Пробл. физиол. акуст., 1949, т. 1, с. 159—165. Корсунский С. Г. К вопросу об акустическом исследовании громкости певческого голоса. — Пробл. физиол. акуст., 1950а, т. 2, с. 155—160. Корсунский С. Г. Влияние спектра воспринимаемого звука на его высоту. — Пробл. физиол. акуст., 19506, т. 2, с. 161—165. Котляр Г. М. Об исследовании певческого вибрато. — 13-я Всес. акуст. конф. Рефер. докл. М., 1973, с. 98. Котляр Г. М., Морозов В. П, Временные и динамические характеристики вокальной речи как акустические корреляты ее эмоциональной выразительности. — В кн.: Речь и эмоции. Матер, симпозиума. Л., 1975а, с. 29—37. Котляр Г. М., Морозов В. Я. Особенности восприятия эмоционального контекста вокальной речи слушателями разных категорий. — В кн.: Речь и эмоции. Матер, симпозиума. Л., 19756, с. 118—124. Котляр Г. М., Морозов В. П, Об акустических коррелятах эмоциональной выразительности вокальной речи. — Акуст. журн., 1976, т. 22, вып. 3, с. 370-376. Красногорский Н. И. К физиологии становления детской речи. — Тр. 15-го совещ. по пробл. высш. нервн. деят., посвящ. 50-летию учения акад. И. П. Павлова об усл. рефлексах, М,—Л., 1952, с. 27—34. Красногорский Н. И. Новые данные по физиологии речевой деятельности. — Журн. высш. нервн. деят., 1956, т. 4, вып. 4, с. 513—524. Кузьмин Ю. И,, Лисенко Д. М. Фонетическая интерпретация стимулов с резкими изменениями интенсивности. — В кн.: Анализ речевых сигналов человеком. Л., 1971, с. 83—92. Курашвили В, А., Кузнецов В. С, Каталов М. И. Использование речевых сигналов для оценки состояния оператора. — В кн.: Речь и эмоции. Матер, симпозиума. Л., 1975, с. 103—108. Л ампер ти Ф. Р. Искусство пения по классическим преданиям. Технические правила и советы ученикам и артистам. М., 1913. 67 с. Лаури-Волъпи Дж. Вокальные параллели. Л., 1972. 304 с. Левидов И. И. Направление звука в «маску» у певцов. Л., 1926. 55 с. Левидов И. И. Рот как резонатор певческого голоса в связи с вопросом об оперативном вмешательстве на тонзиллах у певцов. — В кн.: Сборник научных трудов, посвященный проф. Л. Т. Левину. Л., 1935, с. 217-229. Левидов И. И. Певческий голос в здоровом и больном состоянии. М.—Л., 1939. 254 с. с ил. Леонтьев А. Н. О механизме чувственного отражения. — В кн.: Проблемы развития психики. М., 1965, с. 151—182. Лисициан П. Г. Сегодня и завтра вокального образования. — Известия, 1961, 22 сент. Ломов В. Ф. Человек и техника. Очерки инженерной психологии. Л., 1966. 266 с. Луканин В. М. Мой метод работы с певцами. Л., 1972. 48 с. Львов М. Л. Из истории вокального искусства. М., 1964. 228 с. с ил. Малинина Е. М. Вокальное воспитание детей. Л., 1967. 88 с. с ил. Малютин Е. Н. Экспериментальная фонетика и научные основы постановки голоса. Орел, 1924. 15 с. Манеров В. X. Исследование речевого сигнала для определения эмоционального состояния человека. Дис. канд. психол. н. Л., 1975. Мартинов В. С. Распределение высот основного тона мужских и женских голосов. — Вопр. радиоэлектроники, 1962, вып. 6, сер. 11, с. 15-27. Медведев В. И., Морозов В. П. О зависимости частоты колебаний голосовых связок человека от воздушного давления. — Тр. Лен. н.-иссл.ин-та по болезням уха, горла, носа и речи, 1966, т. 14, с. 406—414. 218
Медведев В. И., Савина Л. Я., Суханова Я. В. Физиологический анализ колебания голосовых связок (к вопросу о теории Юссона). — Пробл. физиол. акуст., 1959, т. 4, с. 208—215. Молчанов А. П. О функциональной модели механизма сегментации текущего потока сигналов. — В кн.: Анализ речевых сигналов человеком. Л., 1971, с. 100-110. Моль А. Теория информации и эстетическое восприятие. М., 1966. 351 с. Морозов В. Я. Новая методика исследования голосовой функции человека. — 2-я научн. конфер. по вопр. физиол. труда. Тезисы докл. Киев, 1955, с. 190-191. Морозов В. Я. Прибор для исследования голосовой функции человека. — Уч. записки ЛГУ, 1957, № 222, с. 264—271. Морозов В. Я. Об изменении голосовой и двигательной функции певца при выключении слухового анализатора методом заглушения. — 18-е Всес. совещ. по пробл. ВНД. Тезисы и рефер. Л., 1958, с. 39—41. Морозов В. П. К исследованию голосовой функции певцов способом вибро- метрии. — Вестн. ЛГУ, 1959а, № 15, с. 11—126. Морозов В. П. О взаимодействии слухового и кинестетического анализаторов человека при воспроизведении звуковых сигналов различной длительности. — Тр. Лен. общ-ва естествоисп., 19596, т. 70, вып. 1, с. 78-79. Морозов В. Я. О роли вибрационного чувства в регулировании голосовой функции человека. — Вестн. ЛГУ, 1960а, № 3, с. 174—179. Морозов В. П. О взаимодействии слуха и вибрационной чувствительности при анализе длительности временных интервалов. — Тр. Лен. общ-ва естествоисп., 19606, т. 71, вып. 1, с. 100—103. Морозов В. П. О роли вибрационной чувствительности в регулировании голосовой функции человека. Дис. канд. биол. н. Л., ВМОЛА им. С. М. Кирова, 1960в. Морозов В. Я. Новая лаборатория. — Музык. кадры, 1960г, 24 сент. Морозов В. Я., Разварин А. М. О действии шума на голосовую и двигательную функции певцов. — Вестн. ЛГУ, 1960, № 9, с. 137—142. Морозов В. Я. Исследование разборчивости вокальной речи. — Тр. Лен. общ. естествоисп., 1963а, т. 73, вып. 1, с. 114—122. Морозов В. Я. Исследование дикции в пении у взрослых и детей. — В кн.: Развитие детского голоса. М., 19636, с. 93—110. Морозов В. Я. Об утомляемости вокалистов. — За сов. искусство, 1963в, 15 янв. Морозов В. Я. Роль обратной связи в регулировании гоюсовой функции человека. — Матер, научн. конф. по вопр. примен. тсор. положений и методов кибернетики в медицине, 1964а, с. 58—62. Морозов В. Я. Разборчивость вокальной речи как функция высоты основного тона голоса. — Акуст. журн., 19646, т. 10, вып. 3, с. 376—380. Морозов В. Я. Развитие физических свойств детского голоса. — В кн.: От простого к сложному. 1964в, Л., с. 97—106. Морозов В. Я. Одновременная регистрация дыхательных движений и звуков речи на одной магнитофонной ленте. —Физиол. журн. СССР, 1964 г., т. 50, № 6, с. 762—764. Морозов В. Я. Вокальный слух и голос. М.—Л., 1965. 88 с. с ил. Морозов В. Я. Особенности спектра вокальных гласных. — В кн.: Механизмы речеобразования и восприятия сложных звуков. М.—Л., 1966а, с. 73-86. Морозов В. Я. Измерение физических свойств детского голоса. — В кн.: О детском голосе. М., 19666, с. 22—37. Морозов В, Я. Чувствительность слуха человека к изменению фазовых соотношений между амплитудной и частотной модуляциями в амплитудно- частотно-модулированном звуке. — Биофизика, 1967а, вып. 5 с. 948-950. Морозов В. Я. Тайны вокальной речи. Л., 19676. 204 с. с ил. Морозов В. Я. Особенности действия шума и задержанной обратной акусти- 219
ческой связи на функцию вокальной речи. — Тр. 6-й Всес. акуст. конф., М., 1968а, 3115. Морозов В. Я. Взаимодействие афферентных систем в механизмах фонации как теоретическая основа разработки новых методов регулирования функции вокальной речи. — 3-я научн. конф. по вопр. развит, музык. слуха и певческого голоса детей. Рефер. докл. М., 19686, с. 8—11. Морозов В. Я. Биофизические основы вокальной речи. Дис. докт. биол. н. Л., Институт физиологии им. И. П. Павлова АН СССР, 1969. 423 с. с ил. Морозов В. Я. Современные методы акустического анализа вокальной речи в норме и патологии. — В кн.: Ермолаев В. Г., Лебедева Я. Ф., Морозов В. Я. Руководство по фониатрии. Л., 1970а, с. 179—255. Морозов В. Я. Особенности акустического строения и восприятия детской вокальной речи. — В кн.: Детский голос. Экспериментальные исследования. М., 19706, с. 64—134. Морозов В. Я. Взаимодействие афферентных систем в механизмах фонации как теоретическая основа разработки новых методов вокальной педагогики. — Матер. 3-й научн. конф. по вопр. вокально-хорового восп. детей, подростков и молодежи, М., 1971, с. 29—44. Морозов В. П. О физиологических основах применения вспомогательных научно-технических средств наглядного обучения в вокальной педагогике. — В кн.: Вопросы вокальной педагогики. М., 1976а, вып. 5, с. 156-175. Морозов В. Я. Измерение эмоциональной выразительности вокальной речи: возможности и перспективы. — Научн. сессия, посвящ. 80-летию Д. Я. Андгуладзе. Тез. докл. Тбилиси, 19766, с. 9—10. Морозов В. Я. Физиологическая теория вокального слуха и некоторые практические выводы, касающиеся техники пения. — Тез. 5-й научн. конф. по вопр. развития певческого голоса, музыкального слуха, восприятия и музыкально-творческих способностей детей и юношества, Владимир, 1977а, с. 13—14. Морозов В. Я. Замечания об эмоциональной природе вокальной речи и дидактической роли эмоций в пении. — Тез. 5-й научн. конф. по вопр. развития певческого голоса, музыкального слуха, восприятия и музыкально-творческих способностей детей и юношества, Владимир, 19776, с. 15—16. Морозов В. П., Барсов Ю. А, Акустико-физиологические и вокально-педагогические аспекты полетности певческого голоса. — 2-я научн. конф. по вопр. развит, музык. слуха и певческого голоса детей. Рефер. докл. М., 1965, с. 33-35. (Морозов В. Я., Ермолаев, В. Г., Парашина В, Я.) Morozov V. P., Yermolaev V. G., Parashina V. I. The problem of fatique in vocalists and its experimental investigation. — Congressus Otolaryngologies. Pragae, 1964, Abstracts, p. 54—55. Морозов В. П., Киселев А. Я. Новые методы исправления недостатков тембра голоса певца на основе изменения обратной акустической связи. — Научн. сессия, посвящ. 80-летию Д. Я. Андгуладзе. Тез. докл. Тбилиси, 1976, с. 14-15. Морозов В. П., Лебедева Я. Ф. Исследование типологических особенностей тембра голоса басов, баритонов и теноров при помощи спектрального интегратора. — Тр. Лен. н.-иссл. ин-та по болезням уха, горла, носа и речи, М., 1974, т. 19, с. 68—76. Морозов В. П., Лебедева Я. Ф., Черниговская Т. В., Шамшева Т. Е. Особенности статистических характеристик спектра вокальной речи басов, баритонов и теноров. — Реф. докл. 8-й Всес. акуст. конф., М., 1973, с. 90. Морозов В. Я., Медведев В. Я., Суханова Я. В. Возрастные особенности звуков речи. — 10-й съезд Всес. физиол. общ-ва им. И. П. Павлова. Тезисы. М.—Л., 1964, т. 2, вып. 2, с. 108. 220
Морозов В. Я., Пуолокайнен П. Л., Хохлов Л. Д. Инфразвуки, генетируемые голосовым аппаратом человека в процессе речи и пения. — Акуст. журн., 1972, т. 18, вып. 1, с. 144—146. Морозов В. П., Райкин Р. И. Некоторые результаты исследования частоты вибрато голоса профессиональных вокалистов в норме. — Тр. Лен. н.-иссл. ин-та по болезням уха, горла, носа и речи, Л. 1974, т. 19, с. 89-94. Морозов В. П., Черниговская Т. В. Об избирательной чувствительности слуха человека к амплитудной модуляции речи. — Журн. эвол. биох. и физиол., 1975, т. 11, № 5, с. 468—473. Морозов В. Я., Шамшева Т. Е. Особенности силы голоса певцов при заболева нии фонастенией. — Вестн. оториноларингол., 1965, № 4, с. 68—73 Морозов В. Я., Черниговская Т. В. Особенности обнаружения амплитудной модуляции звука людьми с профессионально музыкально транирован- ным слухом. — Акуст. журн., 1977, т. 23, вып. 1, с. 153—155. Музехолъд А. Акустика и механика человеческого голосового органа. М., 1925. 126 с. с ил. Мясников Л. Л., Мясникова Е. Я. Автоматическое распознавание звуковых образов. Л., 1970. 184 с. с ил. Мясникова Е. Я. Объективное распознавание звуков речи. Л., 1967. 148 с. с ил. Яазайкинский Е. В. О психологии мызыкального восприятия. М., 1972. 295 с. с ил. Назаренко И. /Г. Искусство пения. М., 1968. 623 с. с ил. Нестеренко Е. Е. Размышления о певческом искусстве. — Сов. культура, 1976, 14-16 мая. Образцовская Ф. И. Певческий процесс в свете влияния на него некоторых произвольных мускульных движений. — В кн.: Сборник статей по музыкальному образованию. (Уральская гос. консерв.). Свердловск, 1961, с. 143—154. Овчинникова О. В. Опыт формирования звуковысотного слуха. Автореф. дис. канд. пед. н. М., 1960. Оганесян С. А. Двигательная функция трахеобронхиального дерева (рентгено- бронхографические наблюдения). Автореф. дис. докт. мед. н. Ереван, 1958. Огородное Д. Е. Музыкально-певческое воспитание детей в общеобразовательной школе. Л., 1972. 152 с. Ольховский Е. Г. Предисловие. — В кн.: Палъмеджани Ф Король баритонов. М.—Л., 1966, с. 5—25. Орбели Л. А. Содружество науки и искусства. — Театр, i945, № 1, с. 62— 63. Орбели Л. А. Предисловие. — В кн.: Злобина К. В. Физиология пения в профилактике заболеваний голоса певцов. Л., 1958, с. 5—8. Орбели Л. А, Основные принципы эволюционной физиологии. — Избр. произв., М.—Л., 1961, т. 1. 456 с. Органов Я. Певческий голос и методика его постановки. М.—Л., 1951, 136 с. с ил. Островский А. Л. Очерки по методике теории музыки и сольфеджио. Л., 1954. 304 с. Павлищева О. Я. Методика постановки голоса. М.—Л., 1964. 124 с. с ил. Павлов И. Я. Поли. собр. соч., 1951, т. 3, кн. 2. 438 с. Петрова Е. Я. Экспериментальное исследование динамики звука певческого голоса. Киев, 1966. 40 с. с ил. Плятт Р., Петров И., Топорков В. Во весь голос. — Известия, 1961, 1 окт. Покровский Я. Я. Расчет и измерение разборчивости речи. М., 1962. 392 с. с ил. Попов В. А., Симонов П. В., Тищенко А. Г., Фролов М. В., ХачатуръянцЛ. С. Анализ интонационной характеристики речи как показателя эмоцио- 221
нального состояния человека в условиях космического полета. — Журн. высш. нервн. деят., 1966, т. 16, вып. 6, с. 974—983. Рабинович А. В. Физические характеристики певческого голоса. — Усп. физич. наук, 1935, т. 15, вып. 7, с. 924—930. Работное Л. Д. Основы физиологии и патологии голоса певцов. М., 1932. 159 с. с ил. Рагс Ю. Н. Вибрато и восприятие высоты. — В кн.: Применение акустических методов исследования в музыкознании. М., 1964, с. 38—60. Реформатский Л. А, Речь и музыка в пении. — В кн.: Вопросы культуры речи. 1955, вып. 1, с. 172—199. Речь. Артикуляция и восприятие. М.—Л. 1965. 242 с. Ржевкин С. Н. Слух и речь в свете современных физических исследований. М.—Л., 1936. 311 с. с ил. Ржевкин С. Н. Некоторые результаты анализа певческого голоса. — Акуст. журн., 1956а, т. 2, вып. 2, с. 205—210. Ржевкин С. Н. К вопросу об анализе певческого голоса. — В кн.: Сборник, посвященный памяти акад. П. П. Лазарева. 19566, М.—Л., с. 305— 318. Римский-Корсаков Я. А. Основы оркестровки. М., 1946, т. 1. 122 с. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. М., 1946. 704 с. Рудаков Е. А. О природе верхней певческой форманты и механизме ее образования. — В кн.: Развитие детского голоса. М., 1963, с. 158—175. Рудаков Е, А. Новая теория образования верхней певческой форманты. — В кн.: Применение акустических методов исследования в музыкознании. М., 1964, с. 18—37. Рудаков Е. А. Некоторые проблемы акустики и физиологии певческого голоса. — В кн.: О детском голосе. М., 1966, с. 17—21. Рябченко А. Т. Функциональные нарушения голоса. М., 1964. 104 с. с ил. Сагалович Б. М. Физиология и патофизиология верхних дыхательных путей. М., 1967. 328 с. Садовников В. И. Орфоэпия в пении. М., 1958. 80 с. с ил. Самсонов М. А. Спектр русской речи и его деформация под воздействием сильного звукового раздражения. — В кн.: Восприятие звуковых сигналов в различных акустических условиях. М., 1956, с. 176—187. Сапожков М. А. Речевой сигнал в кибернетике и связи. М., 1963. 452 с. с ил. Сергиевский М. В., Борисова А. И. О некоторых особенностях дыхания певца. — В кн.: Развитие детского голоса. М., 1963, с. 43—51. Сергиевский М. В., Борисова А. И. К вопросу о зависимости типологических свойств высшей нервной деятельности певцов и их работоспособности. 2-я научн. конф. по вопр. развития музык. слуха и певческ. голоса детей, М., 1965, с. 462—472. Сеченов И. М. Избранные произведения. Т. I. Физиология и психология. Изд. 1952, 772 с. с ил. Симонов И. Д. Динамические диапазоны солистов и ансамблей. — Пробл. физиол. акуст., 1950, т. 2, с. 166—169. Симонов П. В. Метод К. С. Станиславского и физиология эмоций. М., 1962. 140 с. Симонов П. В. Теория отражения и психофизиология эмоций. М., 1970. 153 с. с ил. Симонов П. В. Высшая нервная деятельность человека. Мотивационно-эмо- циональные аспекты. М., 1975. 150 с. с ил. Скороходова О. И. Как я воспринимаю и представляю окружающий мир. М., 1956. 376 с. Скучик Е. Основы акустики, т. 2. М., 1959. 565 с. с ил. Соколов А. Н. Динамика и функции внутренней речи (скрытой артикуляции) в процессе мышления. — Изв. АПН РСФСР, 1960, вып. ИЗ, с. 149— 182. Станиславский К. С. Моя жизнь в искусстве. М., 1926. 541 с. Станиславский К. С. Работа актера над собой. — Соч., т. 3, ч. 2, М., 1955. 503 с. Q22
Суханова И, В. Реакция сердечно-сосудистой системы при речи человека. — Докл. АПН РСФСР, 1962, № 4, с. 107—110. Суханова Н. В. Взаимоотношение двигательного и вегетативного компонентов речевой реакции. — В кн.: От простого к сложному. Л., 1964, с. 85— 90. Теплое Б. М. Психология музыкальных способностей. М., 1947. 335с. Титта Руффо. Парабола моей жизни. М., 1966. 435 с. Тонкова-Ямполъская Р. В. Сравнительная спектральная характеристика звука [а?] новорожденных и детей первого месяца жизни. — В кн.: От простого к сложному. Л., 1964а, с. 76—84. Тонкова-Ямполъская Р. В. Спектрографическая и интонационная характеристики голосовых звуков новорожденных детей. — В кн.: От простого к сложному. Л., 19646, с. 68—75. Трауготп Н. Н., Кайданова С. И. Нарушение слуха при сенсорной алалии и афазии. Л., 1975. 180 с. с ил. Фант Г. Акустическая теория речеобразования. М., 1964. 284 с. с ил. Физиология речи. Восприятие речи человеком. Л., 1976, 388 с. Фланаган Д. Л. Анализ, синтез и восприятие речи. М., 1968. 396 с. Фомичев М. И. Основы фониатрии для врачей, ларингологов и вокальных педагогов. Л., 1949. 188 с. Фролов Ю. П. Пение и речь в свете учения И. П. Павлова. М., 1966. 100 с. с ил. Цвиккер Э., Федкеллер Р. Ухо как приемник информации. М., 1971. 256 с. с ил. Черниговская Т. В. Зависимость восприятия низкочастотной амплитудной модуляции от возраста и тренировки у человека. — Журн. эволюц. биохим. и физиол., 1976, т. 12, с. 387—389. Черниговская Т. В., Морозов В. П. Связь порогов слуха человека к АМ-тону и АМ-характеристики речи. Биофизика, 1974, т. 19, с. 1104—1106. Черниговская Т. В., Розенблюм А. С. Влияние процесса научения на восприятие амплитудно-модулированных звуков. — Физиол. человека, 1976, т. 1, с. 825—829. Черниговский В, Н. Интероцепторы. М., 1960. 659 с. Чистович Л, А. Психофизиологические характеристики слуха. — В кн.: Инженерная психология. М., 1964, с. 138—158. Чистович Л. А., Кожевников В. А. Восприятие речи. — В кн.: Физиология сенсорных систем. Л., 1972, ч. 2, с. 427—514. Шаляпин Ф. И. Страницы из моей жизни. — В кн.: Шаляпин. Литературное наследство. М., 1957, с. 29—238. Шамшева Т. Е. Особенности нарушения голосовой функции профессиональных певцов при фонастении. Дис. канд. мед. н. Л., ГИДУ В, 1966. 250 с. с ил. Шамшева Т. Е., Морозов В. П. Особенности спектра голоса певцов, страдающих фонастенией. — Вестн. оториноларингол., 1966, № 3, с 32-38. Шейвехман Б. Е., Глекин Г. В., Мейзеров Е. С, Индивидуальные пределы разбросов величины минимальной интенсивности звуков, воспринимаемых человеком в тишине. — В кн.: Восприятие сигналов в различных акустических условиях. М., 1956, с. 83—91. Шпиллер Н. Д. Назревшая проблема.— Сов. музыка, 1972, № 6, с. 51—52^ Штейн Л. Б. Проявления активного тонуса легких в эксперименте. Автореф. дис. канд. мед. н. Л., 1955. Штурбин В. Ф. Зависимость артикуляции русской речи от уровня интенсивности речи и шума. — В кн.: Восприятие звуковых сигналов в различных акустических условиях. М., 1956, с. 148—159. Юдин С. П. Формирование голоса певца. М., 1962. 168 с. с ил. Юссон Р. Певческий голос. М., 1974. 264 с. с ил. Яковлев А. О физиологических основах формирования певческого голоса. — В кн.: Вопросы певческого воспитания школьников. Л., 1958, с. 7—30. 223
Ямштекин С. Л. Влияние небного свода на профессиональное певческое голосообразование. — В кн.: Вопросы вокальной педагогики. М., 1976, с. 202—230. Ярославцева Л. К. О способах регуляции певческого выдоха. — В кн.: Вопросы вокальной педагогики. М., 1976, с. 176—201. Bartholomew W. Т. A physical definition of good voice quality in the male voice. — J. Acoust. Soc. Amer., 1934, v. 6, p. 25—33. Bekesy G. The structure of the middle ear and hearing of own voice by bone conduction. — J. Acoust. Soc. Amer., 1949, v. 21, № 3, p. 217—232. Bekesy G. Sensation on the skin similar to directional hearing beats and harmonics of the ear. — J. Acoust. Soc. Amer., 1957, v. 29, № 4, p. 489—501. Berg J. V. D. Subglottic pressures and vibrations of the vocal folds.— Fol. Phoniatr., 1957, v. 9, № 2, p. 65—71. Berg J. V. D. Myoelastic-aerodynamic theory of voice production. — J. of Speech and Hearing Research, 1958, v. 1, № 3, p. 227—244. Bobber R. J. Underwater electroacoustic measurements. Washington, 1970. VIII, 333 p. Cooper F. S. Describing the speech process in motor comand terms. — J. Acoust. Soc. Amer., 1966, v. 39, № 6, p. 1221. Du Bois A., Brody A., Lewis D., Burgers B. Oscillation mechanics of lungs and chest in man. — J. Appl. Physiol., 1956, v. 8, № 6, p. 587. Ewertsen H. W. Delayed speech test. —Acta oto-laryngol., 1955, v. 45, № 5, p. 383—387. Fairbanks G., Hause A. S. The experimental study of vowel intensities. — J. Acoust. Soc. Amer., 1950, v. 22, p. 457—459. Fant G. Acoustic theory of speech prodaction. Gravenhage, 1960. 323 p. Fletcher H. Speech and hearing. New York, 1929. XV, 331 p. Fletcher H. Speech and hearing in communication. New York, 1953. X, 461 p. Helmholtz H. Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage fur die Theorie der Musik. Braunschweig, 1913. 668 S. Husson R. La voix chantee. Paris, 1960. 205 p. Husson R. Physiologie de la phonation. Paris, 1962. 591 p. Husson R. Etude theoretique et experimentale de la sirene glottique et contributions diverses a la theorie des pavilions. Paris, 1965. 119 p. Imhofer R. Die Gehorausschaltung durch Uebertaubung in der Therapie der Krankheiten der Stimme und Sprache. — Msch. fur Ohrenheilkunde, 1933, H. 11, S. 1349—1366. Koci P. Zaklady pevecke techniky. Praha—Bratislava, 1970. 99 S. Lee B. Effects of delayed speech feedback. — J. Acoust. Soc. Amer., 1950, v. 22, p. 824-826. Lieberman A. M., Cooper F, £., Harris K. S., Mac Neilage P. F. A motor theory of speech perception. — Proceed, of the Speech Communication seminar, Stockholm, 1962, Sess. D. 3, p. 1—10. Negus V. The mechanism of phonation. — Anw. Otol. Rhinol. and Laryngol., 1957, v. 66, № 3, p. 817-829. Pepinsky A. Musicology, the stepchild of the sciences. — J. Acoust. Soc. Amer., 1945, v. 17, № 1, p. 83-86. Potter Д. K., Kopp G. Л., Green H. С Visible speech. N. Y., 1947. 441 p. Program of the 90th meeting of the Acoust. Soc. Amer. Sess. UU, Musical acoust., 1 «Physiol, of singing». — J. Acoust. Soc. Amer., 1975, v. 58, № 1, p. S94-S95. Sacerdote G. Researches on the singing voice. — Acustica, 1957, v. 7, № 2, p. 61-68. Sacia С F., Beck C. I. The power of fundumental speech sounds. — Bell. Syst. Tech. Journ., 1926, v. 5, p. 393-403. Seashore С. Е. Psychology of the vibrato in voice and instruments, v. 3. Jowaf 1936.' 159 p. Sedladek K. Akustica analyyza zpevniho hlasu. — Gasop. lekaru 6esk., 1962, t. 101, № 10, S. 291-296. 224
Sedlaeek К., Sychra A. Hudba a slovo г experimentalniho hlediska. Praha, 1962. 99 S. " Sundberg J. Formant frequencies of bass singing. — In: Speech transmission laboratory. Quarterly Progress and Status Report, 1968, April 15, p. 1—6. Sundberg J. Articulatory interpretation of the «singing formant». — J. Acoust. Soc. Amer., 1974, v. 55, p. 838—844. Sundberg J. Formant technique in a professinal female singer. — Acustica, 1975, 32, № 2, p. 89-96. Vogelsanger G. Th. Experimentale Priifung der Stimmleistung beim Singen. — Fol. Phoniatr., 1954, v. 6, № 4, p. 93—227. Williams C, Stevens K. Emotions and speech: some acoustical correlates. — J. Acoust. Soc. Amer., 1972, v. 52, № 4, p. 1238—1250. Winchel F. Die Klagfarbenbildung der menschlichen Stimme. — Umschau, 1956, № 13, S. 405—407. Wolf £., Stanley D., Sette W. Quantitative studies on the singing voices. — J. Acoust. Soc. Amer., 1935, v. 6, p. 255—266.
СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ВПФ — высокая (или верхняя) певческая форманта. НПФ — низкая певческая форманта. F0 — частота основного тона голоса. F!_4 — формантные максимумы на спектрах гласных. Кзв — коэффициент звонкости голоса (относительная интенсивность ВПФ в спектре гласного, %). УЗД — уровень звукового давления. Р —УЗД гласных в дБ относительно 2 10~5 Н/м2. D — динамический диапазон гласных (разность в дБ УЗД гласных, спетых forte и piano). АД — коэффициент неровности гласных по УЗД в дБ (среднее средне- квадратическое отклонение в ряду А, Э, И, О, У). Р — коэффициент помехоустойчивости звука голоса (разность в дБ между уровнем маскирующего шума и пороговым уровнем обнаружения сигнала в шуме). AM — амплитудная модуляция. ЧМ — частотная модуляция. АЧМ — амплитудно-частотная модуляция. А?0 — угол фазового смещения AM относительно ЧМ в сложном АЧМ звуке типа вибрато певческого голоса. 30АС — задержанная обратная акустическая связь. ОВС — обратная вибрационная связь. Я<р — коэффициент концентрации звука (мера количественной оценки степени асимметрии характеристик пространственной направленности звука голоса). Тф — крутизна фронта звука. т0 — крутизна спада. Vт — коэффициент вариации длительности слога во фразе. Vр — коэффициент вариации УЗД слога.
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие 3 Введение. Вокальная речь как предмет научных исследований 6 Пение как особая форма звуковой речи 6 О термине вокальная речь 7 О значении исследований вокальной речи 8 О состоянии проблемы 10 Основные задачи работы ♦ , , . ♦ И Глава 1. Особенности спектра вокальной речи 13 1.1. О тембре певческого голоса 13 1.2. Аппаратура 14 1.3. Спектры голоса выдающихся мастеров вокальногп искусства 15 1.4. Высокая певческая форманта (ВПФ) и ее основное свойства 17 1.5. ВПФ и пространственная направленность звука голоса певца 21 1.6. ВПФ и полетность голоса 24 1.7. Опыты с искусственным выделением и подавлением ВПФ в голосе певцов 24 1.8. Коэффициент звонкости голоса 26 1.9. Измерение относительного уровня ВПФ у различных категорий певцов 26 1.10. Особенности спектра вокальных гласных детей .... 29 1.11. О физиологических механизмах образования высокой певческой форманты в голосовом аппарате человека .... 31 1.12. Интегрально» статистические характеристики спектра вокальной речи и тип голоса певца 33 1.13. О трехформантной структуре статистической картины спектра вокальной речи 40 1.14. Об инфра- и ультразвуковых составляющих спектра голоса человека 43 1.15. Особенности спектра вокальной речи и слух человека . . 45 227
Стр. Глава 2. Сила гласных в пении 48 2.1. Аппаратура 49 2.2. Коэффициент неравномерности гласных по силе 49 2.3. Зависимость силы голоса от высоты основного тона .... 53 2.4. Динамический диапазон 55 2.5. О физиологических механизмах взаимосвязи силы и высоты голоса 56 Глава 3. Помехоустойчивость и полетность голоса певца . . 57 3.1. Проблема помехоустойчивости и полетности в практике вокального исполнительства 57 3.2. Метод измерения помехоустойчивости вокальных гласных 58 3.3. Сравнительная помехоустойчивость вокальных и речевых гласных 60 3.4. Роль ВПФ в обеспечении помехоустойчивости голоса певца 63 3.5. Помехоустойчивость вокальных гласных как результат взаимодействия свойств сигнала, помехи и слуха .... 64 3.6. Помехоустойчивость и полетность голоса певца 65 Глава 4. Вибрато голоса 67 4.1. Вибрато как эстетический атрибут вокального и музыкального исполнительства 67 4.2. Вибрато голоса выдающихся певцов 69 4.3. О физиологических механизмах образования вибрато 69 4.4. Частота модуляций вибрато и тип голоса 72 4.5. О фазовых соотношениях между AM и ЧМ в структуре вибрато 73 4.6. Вибрато и помехоустойчивость звука. Опыты с прибором «искусственное вибрато» 75 4.7. О повышенной чувствительности слуха человека к восприятию амплитудной модуляции с частотой вибрато ... 76 4.8. Гипотеза о происхождении вибрато 79 Глава б. Измерение разборчивости вокальной речи .... 82 5.1. Проблема дикции 82 5.2. Метод измерения разборчивости вокальной речи .... 83 5.3. Сравнительная оценка разборчивости обычной и вокальной речи 85 5.4. Разборчивость вокальной речи как функция высоты основного тона голоса 86 5.5. Анализ причин, обусловливающих разборчивость вокальной речи v 87 5.6. Две функции согласных в пении 90 Глава 6. О физиологических механизмах регулирования частоты колебаний голосовых связок при пении 92 6.1. О значении параметра основного тона для речи и пения 92 6.2. Миоэластическая и нейрохронаксическая теории колебания голосовых связок 93 228
Стр. 6.3. О роли воздушного давления в регулировании частоты коле- лебаний голосовых связок человека 96 6.4. О сложной биофизической природе регулирования частоты колебания голосовых связок 100 Глава 7. Некоторые особенности дыхательной функции в пении 103 7.1. Дыхание певца как исследовательская и вокально-педагогическая проблема 103 7.2. Аппаратура для комплексной регистрации дыхательных движений звука голоса и вибрации резонаторов при пении 104 7.3. Особенности внешних дыхательных движений у певцов во время пения 106 7.4. Особенности певческого дыхания мастеров вокального искусства 111 7.5. О певческой опоре дыхания 114 7.6. О роли гладкой мускулатуры бронхов и резонаторной функции дыхательного аппарата в пении 116 Глава 8. Влияние изменений обратной акустической связи на речь и пение 119 8.1. О некоторых особенностях слухового анализатора вокалистов и музыкантов. Музыкальный и вокальный слух 119 8.2. О взаимодействии слухового и двигательного анализаторов в механизмах речи и пения. Проблема ведущего анализатора 120 8.3. Влияние на речь и голос нарушений обратной акустической связи методом заглушения шумом 121 8.4. Исследование эффекта Ломбарда вокальной речи 122 8.5. О механизмах действия шума на речевую и вокальную функции человека 125 8.6. Действие задержанной обратной акустической связи на обычную и вокальную речь 126 8.7. Сравнительная величина нарушений, вызванных шумом и ЗОАС 127 8.8. О причинах большой помехоустойчивости вокальной речи к действию шума и ЗОАС 128 8.9. Влияние спектральных искажений обратной акустической связи на голос певца. Эффект Томатиса 130 Глава 9. Роль вибрационного анализатора в механизмах регулирования вокальной функции ... 133 9.1. Вибрация тела человека и фонационный процесс 133 9.2. О вибрационном анализаторе 134 9.3. Виброрецепция как аналог слуха 135 9.4. Особенности спектра вибрационных колебаний голосо- образующего тракта во время речи и пения 137 9.5. О резонансной природе вибрационных колебаний голосо- образующего тракта певца 142 9.6. Исследование интенсивности вибрации грудной клетки певца во время пения 144 9.7. Певческая опора и вибрация грудного резонатора .... 147 229
Стр. 9.8. Эффективность искусственной обратной вибрационной связи как средства регулирования голосовой и двигательной функций 149 9.9. Сильное вибрационное раздражение голосового тракта певца как результат специфики певческого голосообразо- вания 152 9.10. Вибрация голосового тракта и субъективные ощущения певцов 153 9.11. О физиологических механизмах регулирования голосовой функции на основе виброрецепции 155 Глава 10. Вокальная речь как средство выражения эмоций 159 10.1. Основные задачи 159 10.2. Метод эмоционально-семантической инверсии 160 10.3. Количественная оценка эмоциональной выразительности пения разных исполнителей 162 10.4. Восприятие эмоционального контекста вокальной речи слушателями разных категорий 164 10.5. Исследование акустических параметров вокальной речи, обусловливающих передачу эмоциональной информации . . • 166 10.5.1. Интонационные характеристики и вибрато .... 166 10.5.2. Интегральные характеристики спектра 167 10.5.3. Временные и динамические характеристики .... 168 10.6. О важной роли временных и динамических характеристик вокальной речи как средств кодирования ее эмоционального содержания 173 10.7. Исследование эмоциональной выразительности голоса Ф. Шаляпина 175 10.7.1. Отбор экспериментального материала 175 10.7.2. Спектральные характеристики 177 10.7.3. Временные и динамические характеристики .... 178 10.8. О физиологических основах происхождения акустических средств выражения эмоций голосом 181 Глава 11. Прикладные аспекты биофизических исследований вокальной речи 183 11.1. Вокальная педагогика 183 11.1.1. Обоснование методов вокальной педагогики . . . 183 11.1.2. Разработка объективных критериев вокально-технического совершенства певца 184 11.1.3. Объективный контроль за развитием голоса певца в процессе обучения 185 11.1.4. Определение типа голоса 185 11.1.5. Профотбор вокалистов. Оценка эмоциональной выразительности пения . . . 186 11.1.6. Объяснение вокальной терминологии и субъективных ощущений певцов 187 11.1.7. Об ощущении певческих резонаторов и их важной роли в пении 190 11.1.8. О двух психологических установках при обучении пению 191
Стр. 11.1.9. Разработка учебно-вспомогательной аппаратуры и наглядных пособий для вокалистов 193 11.2. Медицина 194 11.2.1. Ранняя диагностика нарушений голосовой функции певца и контроль за эффективностью лечения . . 194 11.2.2. Проблема профессионального утомления певца на сцене 195 11.2.3. Радиотелеметрические исследования сердечной деятельности певца на сцене 196 11.3. Техническая биоакустика 197 11.3.1. Проблема сохранения естественности голоса при передаче его по линиям звукозаписи и радиосвязи 197 11.3.2. Об искусственном «украшении» тембра голоса электроакустическими методами 198 11.3.3. К проблеме «Певец и акустика зала» 198 11.3.4. Исследования вокальной речи и проблема автоматического распознавания речи. Распознавание эмоционального состояния человека, а также личности по голосу 199 Заключение 201 Об эволюционном происхождении особенностей вокальной речи 201 Взаимодействие афферентных систем в механизмах вокальной речи как психофизиологическая основа вокального слуха 205 Об эмоционально-образной природе вокальной терминологии 209 Некоторые итоги работы 211 О перспективах дальнейших исследований и создании научного Центра по изучению вокальной речи 213 Литература 215
К стр. 15 7 СЗЧ ДБ1о а СЭЧ, ДБ1и (, СЗЧ . Дь Рис. 1.2. Спектры гласных выдающихся мастеров вокального искусства в сравнении со спектрами гласных неквалифицированных певцов. Фото с экрана спектрометра СЗЧ с подсветкой экрана. Время экспозиции 1 с. По горизонтали — частота спектральных составляющих (кГц); по вертикали — относительный уровень составляющих (дБ). ВПФ отмечена на спектрах штриховой дугой сверху. 1 — Ф. Ша- 5?П-ЙН* гласн- -1» нота mi' в слове стадами из романса «Песня убогого странника»; 2 — М. Баттистини, гласн. А, нота mil?' в слове si caltera в эпиталаме из оперы «Нерон»; 3 — Титта Руффо, гласн. /?, нота do' в словах а те la tigla из арии Риголетто; 4 — Э. Карузо, гласн. л, нота sit>', фермато в конце арии Элиазара; 5 — Л. Собинов, гласн. Е, нота ге в слове кипучей из «Романса молодого цыгана»; 6 — Н. Гяуров, гласн. О, нота mi' в слове amor из арии короля Филиппа; 7 — неквалифицированный певец М. 3. (бас), то же самое, что и Ф. Шаляпин; 8 — невокалист В. Г., то же самое, что и Собинов; 9 —неквалифицированный певец Б. Г. (баритон), то же самое, что и Гяуров.
К стр. 15 -3^ ~дб ШШШтШш, -У 6.21b'*;.?;! Рис. 1.2. (Продолжение). 10 — С. Лемешев, гласи. Л, нота sib' в слове карие из русской народной песни; 11 — И. Козловский, гласи. Уу нота fa#' в слове забудет из арии Ленского; 12 — Б. Джильи гласи. Л, нота 1а', фермато в конце романса Куртиса «Пой мне»; 13 — П. Лисициан, гласи. Л, нота sol' в слове начинаем из «Пролога» к опере «Паяцы»; Id — Б.Гмыря, гласи. л, нота 1а в слове пал из арии Руслана; 15 — Н. Обухова, гласи. Л, нота mit>", фермато в конце арии Далилы; 16 — Марио дель Монако, гласи. О, нота 1а|>', фермато в конце арии Каварадосси; 17 — А. Дидур, гласи. ЬГ, нота fa' в слове был из «Песенки Томского»; 18 — Ф. Таманьо, гласи. О, нота sol' в слове gloria из арии Отелло.
К стр. 44 • ^rtt ;•• • д& •*■ •'• л>\.. * «*■■«* «Ми ит > мим. ...I. , I ! ****^*^ * " *-. Q , _ %Ь ' > i I I l I i i I i—l—I—I—I l l—I I I—I—l—I—l 1248 32 127 Гц 12ЧВ 12 127Гц 12 4 8 32 127Гц >**> , -'-Ob-. :-'■'•"'. • 'й¥'"' с"^ %Iiwihmmwwiih»iii щтш » ' .' ' i l—i I J l »—I 1 I L>J 12*8 32 127Гц 12*8 32127Гц 12*8 32127Гц Рис. 1.24. Спектрограммы инфразвуков, генерируемых голосовым аппаратом человека во время речи (1—4) и пения (5, 6). 1 — фраза где же наши инфразвуки, диктор П. П.; 2 — счет от 21 до 30, диктор П. П.; 3 — фраза у попа папа поп, диктор П. П.; 4 — звук Р, диктор П. П.; 5 — пение гласи. Л на средней ноте диапазона, баритон М. 3.; 6 — пение гласи. Э на средней ноте, бас. И. С. — солист оперы. По горизонтали — частота спектральных составляющих (Гц); по вертикали — относительный уровень составляющих (дБ),
К стр. 150 Рис, 9,14. Осциллограммы воспроизведения заданной длительности звука голосом в различных условиях. а — в нормальных условиях; б — в условиях шума; в — в условиях шума, но при действии обратной вибрационной связи. 1 — сигнал на телефоны испытуемого, 2 — ответная голосовая реакция испытуемого, 4 — сигнал обратной вибрационной связи, 3 — отметка времени (0.02 с). Заданная длительность 400 мс.
Владимир Петрович Морозов БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОКАЛЬНОЙ РЕЧИ Утверждено к печати Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. //. М. Сеченова Академии наук СССР Редактор издательства СИ. Налбандян Художник Г. В. Смирнов Технический редактор Н. А. Кругликова Корректоры Н.П. Кизим и Л. А. Привалова Сдано в набор 5/VIII 1977 г. Подписано к печати 1/ХИ 1977 г. Формат 60x907™. Бумага № 2. Печ. л. 14Va + 2 вкл. ('Д печ. л.) = 143/4 усл. печ. л. Уч.-изд. л. 15.7. Изд. № 6575. Тип. зак. Кя 618. М-46913. Тираж 2100. Цена 1 р. 30 к. Ленинградское отделение издательства «Наука» 199164, Ленинград, В-164, Менделеевская линия, д. 1 1-я тип. издательства «Наука» 199034, Ленинград, В-34, 9 линия, д. 12