歌唱發聲咽喉機能及嗓音聲學原理分析

羅麗

摘 要：歌唱發聲與咽喉運動狀態密切相關，歌唱者使用的發聲方法不同，其咽喉機能與聲學測試的結果也就不同。借助于喉肌電圖、頻閃喉鏡、聲波圖測試和同步錄音等技術手段，對歌唱發聲時的咽喉運動狀態和聲學原理進行研究，有助于聲樂教師在教學中幫助學生盡快地掌握正確的呼吸方法和發聲方法。

關鍵詞：歌唱發聲；咽喉機能；嗓音機理；聲學原理

著名歌手帕基埃羅蒂（G.Pacchierotti）在他的回憶錄中寫道：“知道如何呼吸和良好發聲的人，才知道如何美妙歌唱。”在聲樂教學中，如何幫助學生掌握正確的呼吸和發聲方法是至關重要的。聲樂教學是一門相對抽象的學科，在學習過程中，常常只能通過講解和示范來實施教學活動，致使很多聲樂學生不能理解歌唱的生理機制，從而形成錯誤的發聲方法，教學目標難以實現。

實踐證明，歌唱發聲的咽喉機能及嗓音的聲學分析均屬于嗓音醫學范疇，具有嚴密的科學性和客觀性。其意義在于通過大量的咽喉部X射線攝片、錄音采樣和聲學分析數據，使聲樂教學中的主體與客體雙方均能相對形象地、客觀地了解到歌唱發聲時聲帶的功能狀況及其器質性變化，對于更好地掌握科學的發聲原理具有重要的指導意義。

一、嗓音與咽喉運動方式的關系分析

發聲是喉部功能屬性客觀體現的一種基本特征。運用喉肌電圖、頻閃喉鏡檢測、錄音采樣、聲學分析等技術手段，來客觀地展示咽喉在發元音、清輔音和濁輔音時不同的喉肌表現，能夠幫助學生更快地了解歌唱的聲學原理，在歌唱時更加自如地控制咽部小肌肉群的活動，以求發出更加美妙的歌聲。

嗓音是由肺部呼出氣流使聲帶振動而發出的聲音，與咽喉的運動密切相關。咽喉是人類飲食、呼吸、發音的重要器官，上連口鼻，下通肺胃，是連接口腔和肺胃的通路，又為經脈循行的要沖。咽喉不單只是呼吸時氣流出入的通道，它對吸入的空氣還有溫濕度的調節和清潔作用。同時，在大腦的調節下，聲門作為空氣出入肺部的必經之路，可根據人體生命活動需氧量的增減而發生寬窄變化，聲門在人平穩呼吸時較小，運動或情緒激動時，聲門擴張，以便增加肺部氣體交換。發聲時，先吸入空氣，聲帶內收、拉緊，聲門閉合，當氣流自肺部呼出沖擊聲帶時，使之振動而發出聲音。經過咽腔和口腔改變形狀，鼻腔與胸腔參與，產生共鳴，使聲音清晰，和諧悅耳，并由軟腭、口、舌、唇、齒等協同作用，形成各種語音。聲調的高低取決于聲帶的長度、張力和呼出氣流的力量。

喉肌電圖可作為研究發聲功能的一種方法。它是通過發聲時喉肌機能的檢測來揭示發聲時喉部肌肉運動軌跡的方法。檢測過程如下：

采用配置有記憶系統、示波器和監聽裝置的肌電記錄儀，其兩個電極針附著于兩側環杓側肌，請受檢者分別發出元音、清輔音和濁輔音。元音發“咿”，清輔音發“絲”，濁輔音發“日”，觀察波形和肌電圖直接記錄。通過檢測發現：受檢者在發元音和濁輔音時，聲帶肌肉有明顯的運動痕跡，而在發清輔音時聲帶肌肉不活動。

頻閃喉鏡是聲帶振動檢查的最好方法。檢測用于觀察發聲時聲帶活動動態，借以研究發聲生理及檢查發聲障礙與聲帶振動異常之間的關系。頻閃喉鏡是對聲門圖像的采集，是由“靜相”和“動相”許多周期復合而成的連續圖像。檢查方法如下：

歌唱者正坐，頭稍向前伸，檢查者正前坐，歌唱人員舌外伸，用小塊紗布裹于舌前部，用左手拇指、中指、及無名指牽舌向外，頻閃喉鏡消毒后伸于口咽部將鏡背抵軟腭及懸雍垂向后推移，發“啊”或“咿”音，頻幕上會顯示聲帶、聲門振動圖像。從檢查中可見，靜相時，兩聲帶向內、向外呈對碰式往反方向緩慢移動，聲門為三角形，其底邊較寬，聲帶越長、寬、厚的人，所構成的長三角形聲門面積越大。動相中，聲帶振顫速度均勻。振顫為翻轉舌狀運動。高音振速快，振幅小，低音則相反。

人們發聲時的咽喉運動過程可通過聲學檢測進行觀測。作為喉功能檢查客觀手段之一的聲學檢測是一個動態觀測分析系統。喉動態觀測分析系統是一套集喉動態鏡實時觀察、嗓音聲學分析、聲門圖像分析三大功能于一體的喉疾病輔助診斷系統。系統硬件包括微機、麥克風、閃光及平光光源、CCD攝像頭、錄像機、監視器或電視屏幕、硬管喉鏡或纖維喉鏡等。

二、嗓音的聲學檢測結果分析

歌唱發聲與日常用語發聲相比，具有不同的聲學特征。對于歌唱機能的客觀分析可采用多種研究方法。

聲樂教學中應用聲波圖測試，以便對聲樂學生的嗓音進行分析。選擇經過聲樂專業訓練3年以上的人群進行檢測。受檢者在琴室內由聲樂教師用鋼琴確定其音域，錄音發“啊”有效高音和低音。通過聲波測試發現：高音波形比較清晰，低音波形規則但不明顯。聲波測試手段使聲樂教師對學生的嗓音在聽覺判斷的基礎上，增加了一種視覺觀察的手段。

歌唱者采用不同的演唱方式，其喉部運動的狀態會有所區別。我們對專業演員及學員283名（男124名，女159名，年齡17-40歲），采用咽喉部X射線喉動態進行觀察，測試者發“啊”元音的真聲、真假聲、假聲，男生演唱歌曲《草原上升起不落的太陽》，女生演唱歌曲《珊瑚頌》。從咽喉部X射線側位片觀察，男生主要特點為：垂直喉位低，咽管音及頭聲顱底共鳴。發高音時男生喉位下降0.3～0.7cm，發低音時下降0.6～1.0cm；女生高音下降0.3～0.5cm，低音下降0.5～0.8cm。由此得出結論，咽管長短的形成，與頸部長短有關，特別是上頸段（從喉結到舌骨體上緣距離）與咽管的長短關系更為緊密。

圖1 X線動態攝影 歌唱者發“i”音聲道測量根據5名X射線攝片檢查及30名成年男女歌唱的測量，上頸段長度值范圍，男性為2.63.7cm，女性為2.02.9cm。其平均值男性為3.1cm，女性為2.5cm。（圖1）大于平均長度者，咽管為中長型，有利于訓練咽管音，對聲部的判斷有一定關系，同時有利于頭聲顱底的共鳴。根據觀察，鼻咽部分有大、中、小三種類型，寬敞的鼻咽部對頭聲共鳴有利，鼻咽入口寬敞者，氣流易沖入鼻咽部，為訓練美聲歌唱提供了良好的自然條件，因為美聲唱法共鳴位置主要在鼻咽腔、頭腔。

在民族唱法中，歌唱者垂直喉位高，發聲時喉上肌群（如頦舌骨肌、舌骨甲狀肌等）過度收縮，牽拉喉頭向上提，以致咽管縮短。我們檢測戲曲演員發高音時喉位上升0.5～1.2cm，低音下降0.3～0.5cm。民族聲樂男生接近于美聲唱法，高音時喉略下降0.3cm左右或穩定于平靜位置，發低音時喉位下降0.3～0.5cm，女生高音時喉位平穩或略上提0.3cm左右，發低音時下降0.3cm。另一方面軟腭向后上方移位，鼻咽入口變窄或封閉，發聲到咽管后向前沿軟腭送入口腔，共鳴位置主要在軟腭、硬腭、牙齒、口唇，部分經硬腭振動，引起鼻腔、上頜竇共鳴。

對于聲帶的具體測量主要是藝術類專業嗓音工作者采用刻度的間接喉鏡測量。通過觀察喉部X線正側位相攝影顯示，喉側位當音調增高時，環甲距縮小，聲帶長度增加。隨音調的增高，喉部在頸部的位置亦抬高。喉正相位隨音調增高而聲帶變薄，喉室擴大，室帶外展，聲門上共鳴腔擴大。

關于歌唱共振峰的分析是桑德伯格在嗓音聲學領域的偉大建樹。他認為共振峰的產生是喉頭降低，咽腔擴大，喉和咽腔橫斷面積為1：6的條件下出現的。然而，我國民族唱法的歌手和演員在歌唱發聲時，一般喉頭不降低，咽腔不過分擴大，其聲譜圖同樣存在歌唱共振峰。但是，美聲唱法與民族唱法聲譜圖上的表現是不同的。從聲譜圖上的比較可見，采用美聲唱法時，譜紋呈勻稱的波浪形，各共振峰聲能較強，其第三共振峰灰度明顯要大于其他共振峰，高頻依然可見共振峰的出現。民族唱法譜紋呈直線條，共振峰分布均勻，第一、二共振峰灰度明顯強于其他共振峰，共振峰帶較窄，高頻共振峰消失。

從美聲唱法與民族唱法的咽喉機能及聲學分析看，美聲唱法由于“保持聲區統一”，在唱高音時，喉位下降，聲道增長，共鳴腔加大，以致聲譜圖呈波浪形，與自然唱法完全不同。民族唱法中戲曲演員部分基本屬于自然唱法，喉位隨音調高低而升降；而民族聲樂演員則由于借鑒吸收了美聲唱法的一些技巧方法，歌唱時，喉位相對穩定。但是，它們之間的共鳴點不同。美聲唱法的共鳴點在面罩咽喉腔里，咽喉腔開度較大而略圓，聲音聽起來上下通暢。民族唱法共鳴點在中部口咽腔，口腔開度較小，唇形也沒那么圓，共鳴較少，聲紋呈直線形。正如歌唱家吳雁澤所言：“繼承中華民族的藝術精華，結合西洋科學發聲方法，走一條既是中國民族特色，又有科學發聲依據，能被世界上其他語系人種接受的——中國式美聲唱法之路。”

三、歌唱呼吸聲學原理分析

歌唱呼吸主要是胸腹式聯合呼吸，而日常生活中的呼吸運動主要是胸式呼吸。因為歌唱呼吸需要最大的肺活量，就需要加上腹式呼吸，所謂“丹田之氣”，就是腹肌放松，膈肌收縮使橫膈下降的感覺。初學者在演唱時容易發生臉紅脖子粗的現象，那是因為他們在歌唱時用力呼氣，沖擊緊閉的聲門，企圖以此提高聲調，結果使肺內壓劇增，頭頸部血液回流，出現“臉紅筋漲”的情況。

要幫助學生盡快掌握發聲方法，就要教會他們穩定地控制呼氣，即吸氣肌（主要為膈肌）要保持一定的張力，慢慢放松，和呼氣肌（主要為腹肌）互相對抗保持相對平衡，即所謂“支撐點要穩”，使氣流平穩呼出。其次要幫助他們了解聲區和共鳴的關系，如胸聲區主要是通過胸部共鳴管腔的作用，發出低沉、泛音豐富、音色豐滿宏亮的歌聲，頭聲區主要是聲帶拉緊時邊緣振動的假聲，因泛音成分較少，歌聲缺乏金屬性色彩。美聲唱法的“打哈欠訓練法”就是通過把咽腔擴大成喇叭口樣，使會厭豎起，喉部稍下降，從而擴大了喉咽腔，使大的胸部共鳴器與小的頭部共鳴器聯為一體，既加強了基音又豐富了泛音。而采用民族唱法和傳統戲曲唱法時，聲音聽起來比較“靠前”，開朗和明亮，其主要原因是演唱民族歌曲和傳統戲曲時，是通過聲音撞擊硬腭前部，使頭腔產生的共鳴。

四、學術結論與現實意義綜述

通過上述實驗分析，從聲學原理的角度得出如下結論：

人體發聲是喉咽部功能屬性基本特征的客觀體現。人類獨有的歌唱發聲是一種聲學現象的客觀反映，屬于物理聲學的范疇。而嗓音是人體自然發出的聲音，即說話或歌唱的聲音。嗓音形成原理是由肺部呼出氣流使聲帶振動而發出的聲音，與咽喉的運動密切相關。歌唱發聲與咽喉運動狀態（即咽喉機能，或作用與功能，抑或能力）密切相關，歌唱者使用的發聲方法不同，就會產生不同的咽喉機能與聲學測試的結果；歌唱者采用不同的演唱方式，其喉部運動的狀態也不相同。只要清楚地認識了咽喉部各肌體的運動規律，便能幫助學生掌握正確的歌唱呼吸方法和發聲方法。

實驗表明：在聲樂界，各種唱法的分類與其個性特征是由咽喉部大小、形狀、位置高低、咽管長短的調節所決定的，而反過來這也決定了歌唱音量的大小、共鳴、音質、音色、音高等因素，尤其在美聲唱法中表現得更為明顯，與此同時還會直接影響歌唱呼吸的科學功用。實驗還進一步證實，屬于嗓音醫學范疇歌唱發聲的咽喉機能及嗓音聲學原理的實驗分析，具有嚴密的科學性和客觀性，它們對于更好地掌握科學的發聲方法具有非常重要的指導意義，對聲樂教學及歌唱表演具有重要的實踐意義和學術價值。

責任編輯：奚勁梅

參考文獻：

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