淺談歌唱智能教學儀的研制

匡勇勝 涂茜

摘要：長期以來，聲樂發聲方法停留在演唱者的一種抽象的想象狀態之中，演唱者特別是初學者很難鑒別自己發聲的狀態是否正確，歌唱智能教學儀能使聲樂學習者獲得巨大的幫助，通過對演唱發聲的頻譜分析，使演唱者能清楚而直觀地觀察到自己演唱時由于發聲方法、發聲位置的細微調整而產生的聲音變化，這對于演唱者與教育者來說都具有很強的實際運用價值。

關鍵詞：歌唱教學;頻譜分析;智能化

一、國內外演唱頻譜分析研究的現狀

我國的現代聲樂教育以及發聲研究只有幾十年的歷史，幾代的聲樂教育家們為探索科學的演唱方法，付出了不懈的努力。近十年來，不少中國歌唱家，在國際比賽中，取得了優異的成績，使國內的聲樂教學得到了國際上的廣泛認同。但實際上，國內聲樂教學仍然僅停留在老師的言傳身教上，學生主要是通過模仿來發聲。部分先行者對演唱發聲的生理結構進行了較為細致的研究，對發聲的聲響也有所涉獵。但縱觀國內聲樂教育理論界，尚缺乏對歌唱聲音的頻譜進行測試分析的細致研究，而結合頻譜圖式來指導演唱則更無人涉及，僅中國藝術研究院及中國音樂學院舉行過有關頻譜分析與聲樂發聲的國際研討會。

國外對于演唱發聲的頻譜分析、演唱方法的調整與頻譜的變化等研究，已經具有較好的理論基礎，對歌唱智能教學儀的研制有一定的指導意義。瑞典聲學家桑伯格提出，歌唱時頻譜包絡線在2500—3000Hz時，有個歌唱共振峰。歌唱家通過降低喉頭，變暗母音制造歌唱共振峰，其目的是為了在與伴奏樂隊的競爭中，聲音能穿透出來。他通過對聲音頻譜的分析，認為樂隊音量能量的高峰約在450Hz左右，而受過訓練的歌唱家有“嗓音共振峰”，其聲音能量的高峰正好是樂隊聲音能量正在減弱的地方，歌聲最容易突現出來。同時，他也認為歌唱共振峰的出現是由人的聲道的形狀所決定的，一些相關的發聲動作會影響到嗓音共振峰的形成。關于歌唱共振峰的概念與理論，是智能歌唱教學儀研制的基礎。

二、如何進行歌唱智能教學儀的研制？

在使用歌唱智能教學儀之前，需要清楚歌唱智能教學儀研制的主要內容。聲樂演唱發聲有其特殊性，比如非可視性、個體差異性、主觀聽覺與客觀聽覺的非同一性等等，運用電腦、頻譜分析儀等先進的現代科技手段以及標準化的錄音設施，對歌唱的發聲進行科學的分析與比較，得出發聲的理想頻譜圖數據，對于常見的發聲訓練中的錯誤，通過對其頻譜圖與理想發聲時的頻譜圖的對比分析，尋找出相應的解決辦法，提供相應的解決方案。在以上理論研究成果的基礎上，結合聲樂教學，開發演唱頻譜分析軟件，達到既能實時跟蹤監測歌手的演唱，同時又能實時提供糾錯的方法，從而確保發聲的科學性。

關于歌唱智能教學儀研制具體的操作步驟是首先收集國內外演唱頻譜分析、歌唱教學的相關研究資料與成果，并進行實驗性的驗證，確保理論及其應用的科學性。第二個步驟是對男高音、女高音、男中音、女中音等各種演唱聲部科學的演唱發聲進行錄音，仔細分析各聲部在科學演唱狀態下的頻譜，用電腦繪制頻譜圖式。分析了科學演唱方法還不夠，接著要對各種聲部由于不科學的演唱方法所發出的聲音進行錄音，進行頻譜的分析，用電腦繪制頻譜圖式。最后，依據不同的頻譜圖式與大數據分析，對科學發聲與非科學發聲的頻譜圖進行對比式研究，找出美的音色與科學演唱方法的對應關系，并用之指導演唱教學與實踐。

三、歌唱智能教學儀研制的意義

聲樂演唱中科學的發聲方法直接決定音色的美感、音量幅度的大小，是歌曲藝術形象塑造的基礎。歌唱智能教學儀通過對演唱發聲的頻譜分析，使演唱者能清楚而直觀地觀察到自己演唱時由于發聲方法、發聲位置的細微調整而產生的聲音變化，這對于演唱者來說具有理論指導性的意義。

歌唱智能教學儀的研制的理論基礎建立在“聲樂頻譜學”這一新興學科上，對歌唱智能教學儀的各種研究與聲樂頻譜學的研究都將是相輔相成的，并將極大地推動這一新學科的建立與發展，是科技化、智能化在音樂教育與音樂產業上的表現，對于我國聲樂教育及演唱事業的發展具有極大的推動作用。

最近幾年，對高水平演唱的需求已不僅僅局限于專業歌手，越來越多的普通老百姓關注用正確的方法進行歌曲演唱。普通老百姓不能長期在導師門下學習，歌唱智能教學儀可以充當“導師”的角色。歌唱智能教學儀采用的科學頻譜測試與分析能使聲樂學習者獲得巨大的幫助，并且能夠依據演唱者的演唱來判定發聲狀態是否正確，及時提出指導性的建議，能夠在沒有導師指導的情況下進行正確的歌曲演唱，將深受普通老百姓的歡迎。不可否認由于聲樂教學的特殊性，導師言傳身教在某些方面有獨特的優勢，歌唱智能教學儀短時間無法完全代替聲樂老師，但它無疑會成為極具潛力的聲樂教學設備，極大的幫助聲樂演唱與教學。而隨著科技的進步以及經濟的發展，設備造價大幅降低，對于聲樂演唱頻譜分析的廣泛研究成為可能，具有深刻的實踐意義和經濟、社會效益。

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本論文成果源自湖南省社科基金項目《頻譜分析在聲樂發聲訓練中的應用》（湘社科辦[2013]26號）。

作者簡介：匡勇勝，湖南師范大學音樂學院教授;涂茜，湖南師范大學音樂學院副教授。