«ЦВЕТ» ГОЛОСА

Обертоны суть первопричина осмысленности тона; они заключают в себе эстетические причины голосовых чудес, они суть — сердце и пульс человеческого голоса.
П. Брунс.

Если в обычной разговорной речи характер тембра не является чем-то особенно существенным, то в искусстве пения — это важнейшее свойство голоса, составляющее его главное богатство. Чтобы согласиться с этим, достаточно вспомнить, например, голос нашего выдающегося певца Ф. Шаляпина с его удивительно разнообразным, каждый раз неповторимо красочным тембром.

Тембр голоса часто называют «окраской звука», «колоритом» или просто «цветом голоса».(1) По тембру мы легко различаем голоса знакомых.(2) По «цвету» голоса вокальные педагоги определяют тип голоса певца (баритон, бас, тенор и т. д.). Любопытны высказывания о тембровых красках голоса известного баритона Титта Руффо (1966): «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 синим; усиливая тот же звук и округляя его, я стремился к колориту, который называл красным, затем к черному, т. е. к максимально темному» (стр. 302).

От чего же зависит тембр голоса? Как известно, звуки речи сложные: они состоят из основного тона и многочис ленных обертонов, т. е. звуков более высокой, чем основной тон, частоты. Если высота голоса человека определяется частотой основного тона, то тембр голоса и принадлежность к той или иной гласной пли согласной определяется степенью выраженности в звуке тех или иных обертонов.

Анатомия тембра

Сто лет тому назад известный немецкий физик Герман Гельмгольц пользовался для определения обертонов голоса очень простым прибором: это был стеклянный или металлический шар, имеющий два отверстия (Helmholz, 1913). Узким отверстием шар вставлялся в ухо, и если шар резонировал, это значило, что в голосе содержатся обертоны, близкие к резонансному тону шара. Собственный же резонансный тон этого шара (f0) определяется формулой: f0 = k vs/lv, где s — площадь отверстия, v — объем резонатора, l — длина горла резонатора, k — коэффициент пропорциональности, зависящий от плотности воздуха. Легко видеть, что чем меньше объем шара и чем больше площадь его отверстия, тем выше собственная резонансная частота такого резонатора. Для выделения обертонов разной высоты существовали шары разных размеров, собственные резонансные тоны которых были Гельмгольцу известны.

Рис. 20. Резонатор Гельмгольца
Рис. 20. Резонатор Гельмгольца. Объяснение в тексте.

«Анатомируя» таким образом гласные, Гельмгольцу удалось установить наличие в каждой из них по одной-две области особых усиленных обертонов, которые он назвал «характеристическими тонами гласных». Гельмгольц показал, что именно благодаря этим «характеристическим топам» гласные и отличаются друг от друга по слуху.

В наши дни для исследования обертонов звука применяется несравненно более сложная, точная и объективная аппаратура. Один из таких приборов, называемый зву-ковым спектрометром, изображен на рис. 21. Если Гельмгольц при помощи своего шара-резонатора мог только выслушивать обертоны, то этот прибор, кроме того, позволяет еще и видеть их на экране. Подобно тому как солнечный луч, проходя через призму, разлагается на составляющие его цвета радуги, так и сложный звук голоса, пройдя через спектрометр, оказывается расчлененным на отдельные составляющие его обертоны. Приемником звука в этом приборе служит микрофон. Далее звук в форме электрического сигнала с микрофона поступает на усилитель, а с усилителя проходит через систему электроакустических фильтров, которые и разделяют его на составные части. В результате ряда преобразований на экране прибора появляется серия светящихся столбиков, каждый из которых соответствует определенной частоте обертона, а высота столбика — его интенсивности. Столбики эти вырисовываются безынерционным лучом ка-тодно-лучевой трубки спектрометра. Таким образом, по шкале прибора мы можем определить не только частоту обертонов, из которых состоит звук голоса, но и силу каждого из обертонов. Спектрометр, изображенный на рис. 21, позволяет обнаружить в сложном звуке обертоны с частотами от 40 до 27 000 гц, т. е. практически весь слышимый человеческим ухом диапазон частот.(3) Слева на экране прибора располагаются низкие составляющие, справа — высокие.

Рис. 21. Исследование акустического строения голоса при помощи советского спектрометра типа СЗЧ. У микрофона лауреат Всесоюзного и Международного конкурсов вокалистов В. Атлантов
Рис. 21. Исследование акустического строения голоса при помощи советского спектрометра типа СЗЧ. У микрофона лауреат Всесоюзного и Международного конкурсов вокалистов В. Атлантов.

Картина, получающаяся при разложении звука на экране спектрометра, носит название спектра звука, а отдельные сильно выдающиеся пики, состоящие из группы обертонов и влияющие на распознавание речевых звуков, были названы формантами. Таким образом, речевые форманты по своей сути соответствуют характеристическим тонам Гельмгольца.

Детальные исследования формантного состава речевых звуков позволили установить, что формант в каждой гласной не одна-две, как думал Гельмгольц, а значительно больше — три, четыре и даже пять. Хотя все эти речевые форманты влияют на опознаваемость звуков, наиважнейшими оказываются все же первые две-три, средние частоты которых приведены в табл. 5.

У разных людей форманты даже в одних и тех же гласных звуках несколько разнятся по своему частотному положению, ширине и интенсивности (в детском и женском голосе все форманты несколько выше, чем в мужском). Кроме того, даже у одного и того же диктора форманты одного и того же звука, например А, заметно различаются в зависимости от того, в каком слове звук произносится, ударный он или безударный, высокий или низкий и т. д. (Артёмов, 1960; Зиндер, 1960). Индивидуальные особенности формант, а также присутствие в голосе еще и других специфических для каждого человека обертонов и придают голосу каждого человека неповторимый, присущий только ему одному, тембр.

Теперь мы видим, что научить машину разбираться во всех этих особенностях обертонов, т. е. решить проблему «захвата речи», — дело не простое. Пока что машина научилась хорошо производить анализ звука, т. е. «анатомию» обертонов, как это делает, например, спектрометр. Но для того, чтобы опознать звук, нужно по существу произвести его синтез, т. е. найти среди обертонов форманты, сопоставить все их особенности и причислить звук к определенной категории, несмотря на целый ряд мешающих этой операции случайных признаков, Так, например, при классификации речевых звуков машина не должна «обращать внимание» на разную высоту голоса, его силу и различие в тембре. Поскольку же в формировании тембра участвует по сути дела тот же самый механизм, что и в образовании гласных, различить эти два явления очень трудно, Легко себе представить, что для человека, не знающего чужого языка, различные гласные этого языка звучат как звуки различных тембров. Таким образом, проблема классификации звуков в речи тесным образом связана с изучением тембра. Успехи науки, однако, позволяют надеяться, что в недалеком будущем, взяв телефонную трубку, нам уже не нужно будет производить однообразную и скучную операцию набора номера пальцем; достаточно лишь будет четким голосом произнести номер, как машина тотчас же соединит нас с абонентом. Разумеется, произойдет это тогда, когда тайна вещих слов «сим-сим, отвори дверь!» из известной сказки «Али-баба и сорок разбойников» будет полностью раскрыта и из фантазии превращена в действительность.

Таблица 5
Средние частоты формант гласных (в гр) (по Фанту, 1964)

Гласные

Частота речевых формант

1-я
форманта

2-я
форманта

3-я
форманта

У

300

625

2500

О

535

780

2500

А

700

1080

2600

Е

440

1800

2550

И

240

2250

3200

Ы

300

1480

2230

Сноски:

По-немецки тембр — die Klangfarbe (буквально «окраска звука»)

Любопытно, что в старой Италии существовал обычай, по которому в паспорте в числе прочих примет человека указывался также и тембр его голоса (Воячек, 1926).

Существуют и другие типы спектрометров, например динами¬ческий спектрометр, называемый «видимая речь» (visible speech) и позволяющий зарегистрировать на фотоленте динамику изменений звукового спектра во времени.

Загрузить главу
.doc .pdf

Сайт поиска работы для регентов и певчих