聲樂教學中聲譜分析的應用

摘 要：聲樂教學屬于一種相對比較復雜的系統(tǒng)工程，文章借助聲譜分析技術探討和分析了聲樂教學過程中的聲頻分析技術的實際應用，通過對傳統(tǒng)的聲樂教學模式和旋CT的多維重建發(fā)聲狀態(tài)下的聲腔研究，總結了聲樂教學中聲譜分析的應用。

關鍵詞：聲譜分析；聲樂；數(shù)字化教學；應用

聲譜（Acoustic Spectrum）是用來描述聲音中所包含成份及音色中聲學能量的分配模式的工具。聲譜可以被看作是“聲音的照片”。聲譜圖—將整個音頻范圍用不同顏色畫出聲譜圖。 波表—畫出類似于示波器的曲線。歌唱聲屬于復合聲，所以人們可以利用聲學儀器對聲譜進行分析，通過歌唱聲所有分量的頻率與振幅進行求解，最后將以聲譜的具體形式進行顯示。聲譜是復合聲的一種圖形表示，通過它就能繪出不同頻率的實際振幅。而聲樂是以人的聲帶為主，配合口腔、舌頭、鼻腔作用于氣息，發(fā)出的悅耳的、連續(xù)性、有節(jié)奏的聲音。按音域的高低和音色的差異，可以分為女高音、女中音、女低音和男高音、男中音、男低音。每一種人聲的音域，大約為二個八度。

1、不同聲部的頻譜特征

用聲圖檢測不同聲部的聲樂專業(yè)師生100人的歌唱聲樣，并從歌唱共振峰上區(qū)分，得出了歌唱共振峰出現(xiàn)的不同頻率位置：女高音常在3-3.5KHz，女中音3.0KHz左右；男高音常在2.5-3.0 KHz，男中音2.5 KHz左右，男低音常在2.5 KHz以下。對專業(yè)人員取樣，采用C1、C2的音高，唱[ai]元音，中等音量強度，也得出了類似結果。聲部的鑒定，除了從以上所述聲音的各種特征，還應從聽覺上、感知上判斷。元音的語譜特點：元音a對時間的變化無聲學意義。元音a男與女的F0、F1、F3、F4均有差異，F(xiàn)0的差異最為明顯。同一個體a，音高不同，F(xiàn)0的變化明顯，F(xiàn)0隨音高有規(guī)律的變化。對元音e、i檢測的結果顯示：與a同樣具備以上三個特點。聲樂教學中采用數(shù)字化教學資源，使學生能從抽象的聽覺學習轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱?耳-眼”的多方面的學習，這就大大增加了學生學習的趣味性。充分利用聲譜教學，通過接觸數(shù)字化教學資源，不僅可以使學生獲得建構知識的能力，也是檢驗我們教學成果的重要手段，使之更好地提高學生的演唱能力。

2、聲頻分析技術在聲樂教學中的應用

2.1傳統(tǒng)的聲樂教學模式

聲譜是聲音（通常指復合聲）的一種圖形表示，在顯示中它可以繪出不同頻率的振幅。它得到的圖形，還可以表示出各個頻率分量對總體音響的相對貢獻。隨著電腦技術廣泛應用，聲音圖像通過處理，就可以清楚地看到聲音使用的質(zhì)量。歌唱中的氣息可以從聲譜圖中可見，好的歌唱者在演唱時，聲譜的深淺明顯，氣息比較充足、均勻連貫。從聲譜圖上我們可以看見：在氣息的運用上：共鳴的聲音（一口氣）能夠持續(xù)較長的時間，非共鳴的聲音持續(xù)的時間較短。在聲音狀態(tài)上：相同的音高，共鳴的聲音容易到達頭腔，共鳴少的聲音口腔音比較多。因此，在歌唱氣息的研究中，采用空氣動力學就可研究歌唱者氣息的深度和容量，以及各種狀態(tài)下對聲音影響的分析研究。而傳統(tǒng)的聲樂教學對聲音完全是只憑借聽覺，無法用視覺對聲音的好壞進行評價和教學。數(shù)字化聲樂教學就是采用現(xiàn)代教學儀器對嗓音的生理機能、歌唱的氣息等，把聲音的圖像展示給歌唱者，從而更有利于教師的教學及學生對自身聲音的了解，也更能極大地提高教學質(zhì)量。

2.2聲譜分析技術在教學中的應用比較

聲譜分析技術在醫(yī)學臨床上應用時，因其能計算聲譜參數(shù)，所以被用作醫(yī)學診斷的依據(jù)。同樣，用它來對嗓音評估、嗓音治療等也有很大的幫助。從聲譜參數(shù)中我們能看到，音調(diào)提高，基頻也在提高。由于音調(diào)的提高，使聲音的響度也在增加。從語譜上的表現(xiàn)，也可見各共振峰灰度（語譜能量）在增加使用共鳴與不用共鳴。在語譜上有差異，表現(xiàn)在使用共鳴，第二、第三共振峰響度明顯增加。專業(yè)發(fā)聲使用共鳴與非專業(yè)發(fā)聲使用共鳴發(fā)聲，在第二共振峰表現(xiàn)得更明顯。

2.3螺旋CT的多維重建發(fā)聲狀態(tài)下的聲腔

人的聲道像一個管樂器。聲道的共鳴特性、共振頻率計算的公式為：Fn=（2n-1）c/4L，n=l、2……5，其中C為聲速35000m/s、L為聲管長度。假定男人的聲管長度為17.5cm，那么F1=500Hz，F(xiàn)2=1500Hz，F(xiàn)3=2500Hz，F(xiàn)4=3500Hz等。使用x光動態(tài)攝像，我們就能可視化地看到：聲管的長度變化是由喉體的上下移動引起的，喉體的上下移動是由舌骨的上下移動牽動引起的，骨的移動是由附著在舌骨上下的肌肉的牽動控制的。聲音的音色與共振峰密切相關，而共鳴腔的大小和形狀決定了共振峰的特性，因此，了解共鳴腔的形態(tài)特點對嗓音的分析有重要價值。采用CT的多維重建發(fā)聲狀態(tài)下三維成像，就能得到不同發(fā)聲狀態(tài)下共鳴腔的形態(tài)學信息。

3、結束語

藝術發(fā)聲與非藝術發(fā)聲在語譜表現(xiàn)上共振峰不同，藝術發(fā)聲共振峰能量明顯增加，帶寬亦增加。在語譜上可以反映出，經(jīng)過專業(yè)訓練的演員使用共鳴發(fā)聲與非專業(yè)演員使用共鳴發(fā)聲不一樣。采用計算機嗓音聲學測試系統(tǒng)檢N100例聲樂專業(yè)從業(yè)者的元音信號，根據(jù)用聲方式的不同，聲譜圖就分別表現(xiàn)出不同的諧波及共振峰，不好的聲音其共振峰不規(guī)則、斷裂，甚至消失，噪聲成分增加。

參考文獻：

[1]齊斌，鋼琴作品中力度的可視化分析[J]，音樂探索，2012

[2]孟鳳英，成人聲樂教學之我見[J]，教育與職業(yè)，2013