作者：于善英
“音色”也被称作“音质”，主要由每个音的“声谱”所决定，即由每个音所含泛音的数量以及各泛音的强度所决定。声谱用于嗓音研究，不仅能直观地明示不同音色的音所包含的泛音数量和各泛音的强度关系，而且还能对音色的优劣加以鉴定。
对美声歌手嗓音的声学特性研究在西方音乐声学界已越来越受到重视，并引发业内人士的广泛关注。如瑞典皇家理工学院的桑伯格博士于１９７７年３月发表于《科学美国人》的研究论文《歌唱的音响学》，美国国家声乐教师协会前主席威廉文纳博士的《歌唱——机理与技巧》中的“共鸣”章节，均科学地解释了嗓音的声学现象。另外，巴塞洛缪博士根据在美国皮博迪音乐学院近五年的试验，对４０位男女歌手的嗓音录音声谱分析也指出：优秀歌手们的嗓音具有四种明确标准，即均匀的颤音、音的最低强度、突出的约５００周的低泛音或共振峰和突出的约２９００周的高泛音。中国科学院声学研究所的王士谦先生在上个世纪８０年代，对歌唱理论进行的研究结果也指出了：不同发声技巧的歌手在亮频带内有２ｍ４个比语声突出或密集的高能共振峰（群），它的分布频带为１８００－３８００Ｈｚ，与人耳最敏感的声音频带１０００－４０００Ｈｚ是一致的，具有这样歌唱共振峰的声音易引起听觉兴奋且响度增加。这个特点与唱声的低共振峰Ｆ１和Ｆ２特点结合在一起，就使得唱声听上去明亮悦耳。
笔者曾于１９９８－２００２年间对我国美声唱法歌手的嗓音从声学及生理学的角度进行了研究，并探讨了我国戏曲唱法如越剧、昆曲优秀嗓音声谱中是否也存在着美声唱法所特有的歌手共振峰及其特性的问题：认为无论哪一类唱法，尽管都有其特定的艺术审美特性，但从科学的角度来说对音色的要求应该是具有共性特征的；认为抓住共性、突出个性地对不同类型唱法，进行歌手共振峰及其形成特性进行对比分析与研究，应该是具可行性的。于是，笔者通过截取不同类型唱法的元音声谱进行分析，并对嗓音中存在歌手共振峰的不同类型唱法的歌手的喉腔机理进行了ＣＴ成像分析。其实验仪器为目前国内最先进的、由西门子公司所生产的６４排螺旋ＣＴ及丹麦Ｂ＆Ｋ２２６０型声学测量系统和Ｂ＆Ｋ３５６０Ｃ型Ｐｕｌｓｅ多分析仪系统。实验对象为浙江省歌舞剧院、浙江省昆曲艺术剧院、浙江省越剧团的专业演员及中央音乐学院声歌系、中国音乐学院声乐系、浙江艺术职业学院等相关的专业歌者。需要指出的是，本课题的民族唱法实验对象均为学院派民族唱法歌手。
一、关于歌手共振峰
“歌手共振峰”（Ｓｉｎｇｅｒ’ｓ Ｆｏｒｍａｎｔ）作为一个专门研究美声专业歌手嗓音音质的声学特征术语，包括高的歌手共振峰和低的歌手共振峰两个不同的概念。但国际上有关歌手共振峰的研究通常指的都是高的歌手共振峰。然而，训练有素的歌手的嗓音中实际上存在着高的和低的两个歌手共振峰，因而他们的嗓音具有既明亮、富于金属感与穿透力，又浑厚有力且丰满流畅的特点。０据研究，高的歌手共振峰通常在２４００～３２００Ｈｚ之间，低的歌手共振峰在５００Ｈｚ左右。
桑伯格在对美声歌剧男歌手演唱的元音声谱上又发现了一个新的额外共振峰，在由巴塞洛缪发现的高的歌手共振峰理论基础上又提出了新的见解和概念（桑伯格最初将他所发现的共振峰定义为“歌唱共振峰”，后来经过反复研究论证又改称回“歌手共振峰”）。通过对美声歌手歌唱音色、喉位关系的深入研究和探索，桑伯格指出了歌手共振峰是在优秀美声歌手的歌唱声谱中出现的３０００Ｈｚ频率附近的明显谱峰，它是三阶、四阶、五阶谐振峰值的集合。由于这一共振峰的频率范围恰巧是人的听觉最敏感的区域，而且其高度正好是交响乐队声音能量正在减弱的地方，因此桑伯格指出它是最有利的频率，也是美声歌手的歌声能够穿透交响乐队庞大音量掩盖的必然条件。
笔者通过多年来对美声唱法嗓音的声谱分析与研究认为：优秀歌手的嗓音在声谱上的亮频带内集合第三（Ｆ３）、第四（Ｆ４）和第五（Ｆ５）多个共振峰产生的一个极具穿透力的、响亮的约在２４００－３２００Ｈｚ频率附近的以２８００Ｈｚ为中心的高能共振峰，并结合歌声的低能共振峰（Ｆ１、Ｆ２）特点，即为歌手共振峰。不论是哪一声部，不论音高、元音类别或声音的紧张度如何，它们总是存在于优秀美声歌手的嗓音中。归根结底，嗓音优劣差异的决定因素其实是共鸣，而“使嗓音获得共鸣”，实际上就是获得２８００Ｈｚ。这种以２８００Ｈｚ为中心的歌手共振峰特性是美声唱法歌手获得优美音质的秘笈。
鉴于歌手共振峰的科学性及对歌唱音质的决定性作用，笔者认为它已不仅仅是优秀美声歌手嗓音必备的品质，它也完全可以作为其他类型专业歌手嗓音音质及喉腔机制调节优劣的参照标准，成为不同类型专业歌手获得银铃般鸣响的优美音质的根本所在。
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二、各唱法歌手共振峰实验过程及结果
笔者首先根据主观听辨选择出不同类型唱法的优秀嗓音，然后再进行声谱取样实验，以记录不同唱法的歌手共振峰状况。在实验过程中，根据各唱法的不同发声技术要求进行声音频谱的截取，主要以元音ａ、ｅ、ｉ、ｏ、ｕ的长音来截取其声谱。通过研究发现：歌手共振峰不只在美声歌手的嗓音中出现，在民族唱法和昆曲及越剧演员的优秀嗓音的声谱中也同样存在。不同的是，各类型唱法的歌手共振峰的高度和频域及密度具有各自不同的特性。结论如下：
１、美声歌手：女高音歌手共振峰峰值为３２００Ｈｚ、９０ｄＢ；女中音歌手则为２８００Ｈｚ、８７ｄＢ。男高音嗓音的歌唱共振峰频率主要集中在２９００Ｈｚ左右，较少达到３２００Ｈｚ，低音强度约为５００Ｈｚ，总体声强为８７ｄＢ或以上；男中音的歌手共振峰主要集中在２７００Ｈｚ，低音强度约为４５０Ｈｚ，总体声强为８５ｄＢ；男低音歌手嗓音高频在２６００Ｈｚ，低音强度约为４５０Ｈｚ，总体声强为８０ｄＢ。
２、中国民族唱法优秀嗓音的歌手共振峰主要集中在２６００－３２００Ｈｚ之间。其中，男高音为２７００－２９００Ｈｚ，总体声强为８７ｄＢ；女高音为２７００－３２００Ｈｚ，总体声强为８５ｄＢ。民族唱法总体低音频率在４５０Ｈｚ附近。
３、昆曲演员的歌手共振峰主要集中在２５００－２８００Ｈｚ之间。根据行当的不同各共振峰也有差异：旦角演员为２８００Ｈｚ，低频为４００Ｈｚ，总体声强为８２ｄＢ；生角为２７００Ｈｚ，总体声强为８５ｄＢ，低频为４５０Ｈｚ。
４、越剧演员的歌手共振峰主要集中在２６００－２８００Ｈｚ之间，总体声强为８０ｄＢ。其中，花旦为２８００Ｈｚ左右，低频共振约为４５０Ｈｚ，声强为８２ｄＢ；小生为２７００Ｈｚ，低频为４００Ｈｚ，总体声强为８０ｄＢ；老生为２６５０Ｈｚ，低频为４５０Ｈｚ，总体声强为７８ｄＢ。
下文中选取的频谱图１—４均为不同歌
手发元音ｉ时的截取。实验对象分别是：天津音乐学院声乐系教师男高音歌唱家杨博，总政歌舞团女中音歌唱家钟丽燕（第六届金钟奖银奖及“央视”青年歌手大奖赛铜奖），上海歌舞团国家一级演员民族唱法女高音歌唱家于丽红（第八届“央视”青年歌手大奖赛民族组金奖），浙江省昆剧团国家一级演员老生程伟兵，浙江省越剧团一级演员花旦王滨梅等。鉴于以上不同唱法专业歌手突出的专业演唱水平，笔者认为其歌手共振峰频谱图亦具有一定的专业代表性。需要说明的是，针对我国民族唱法歌手共振峰特性的研究，目前国际、国内都尚未发现有公认标准，本文对我国民族唱法歌手共振峰特点的描述是本课题组从民族歌手的嗓音声谱中分析而来。当然，如要得出民族唱法一般性的结论还需要更大数量的声音样本采集与分析，这将有待于我们下一步的完成。
通过对以上歌唱类型频谱图的分析，笔者又得出以下结果：
１、美声唱法歌手由于歌唱力度强，因此其共振峰的高度及各个泛音能量的分布密度均高于民族及戏曲唱法歌手。
２、民族唱法歌手在共振峰的频域上与美声唱法歌手比较接近，这与民族唱法较多借鉴了美声唱法的发声技巧有关。
３、越剧、昆曲演员唱法的元音共振峰宽度相对较小，频域也相对较窄，这与其歌唱方法声音比较靠前、声道较浅有一定关系。
４、美声、民族唱法歌手的ａ、ｅ、ｉ、ｏ、ｕ这五个元音的发声频谱显示：ａ和ｉ的第１、２泛音均强于基音；而发ｉ元音时，美声、民族及越剧和昆曲歌者的共振峰在频域上普遍比ａ、ｏ元音窄。
实验过程中我们发现：不同类型歌手在歌唱过程中，某种频率的声音如果适应于一种独特的共振腔它就能变得更强，发出的声音就具有较高的振幅；而声音的频率与共振腔的差距越大，则发出的声音越弱；只有一定的共振峰频率在频谱的包络线上出现高峰，才能形成具有穿透性的声音。美声、民族、越剧及昆曲等不同唱法只要是做到了频率与共振腔的相互适应，其唱法就能够提升其第一共振峰频率，从而获得优美的音质。因此毫无疑问，我国民族和戏曲唱法的歌手嗓音中是能够获得歌手共振峰的，其亦具备了优美的音色和科学的发声法。
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三、对以上结果的讨论
根据桑伯格提出的产生歌手共振峰的必要条件是降喉歌唱的原理，笔者认为：由于美声唱法主张“打开喉咙”歌唱，要求喉头保持低的位置，因此无形当中导致了声道的拉长，加强了共鸣，也使得音量宏大并富于穿透力，确实容易获得歌手共振峰。而王士谦先生根据他对歌手共振峰进行的实证研究，对桑伯格的降喉唯一论提出了新的见解。他根据对美声唱法及我国民族唱法、京剧嗓音声谱的研究后指出：降喉歌唱并非是产生歌手共振峰的唯一条件，高喉歌唱的嗓音机制也存在歌手共振峰。笔者根据研究则认为：我国民族唱法和戏曲唱法的歌手发声时，喉头是处在高于静止状态的位置，单凭其歌唱音色的质感就能判断其声音比较靠前、声道窄，明亮有余而厚度不足。而从其频谱图也显示出其高频丰富而低频不足，因此有时会显得音色逼紧。然而，笔者经过实验测试，现在已经证实民族唱法和戏曲唱法的优秀嗓音中是存在歌手共振峰的。同时我们也可以通过频谱图清楚地看见其不仅存在歌手共振峰，而且谐振峰清晰、波纹均匀。其中，男声频谱显示其声音泛音能量较强，共振峰均匀、严密，嗓音刚劲，富于力度美；女声声音泛音能量虽不及男声，但频谱规则均匀。但是，由于这些唱法的发声机制毕竟较多用的是轻机制发声，声带振动面积小。比如昆曲唱法中的旦角演员，由于是以假声发声为主，阻气相对较弱，泛音也就相对少而弱，因此难免声音的幅度小，低的共振峰比较微弱，导致的结果是音色柔美、细腻而穿透力不足。
所以笔者认为，降喉歌唱由于扩大了咽腔，拉长了声道，必然加强了低频共振的产生，而丰满厚实的低音是获得光彩华丽的高频泛音的基础条件，这就是为什么美声唱法的优秀嗓音不仅高频丰富，低频也非常饱满的主要原因所在。
四、各唱法喉腔发声机制ＣＴ实验
我们曾做过试探性研究，比如使用电子喉镜，但是无法观察到喉腔及声带的具体变化规律，并且歌唱演员的机体难以忍受；又曾试图用核磁共振成像技术来测量喉腔变化状态，但检查过程中有震动及噪音，歌手亦不适应，而且喉腔边界模糊，测出的数据不够可靠。耳鼻喉科医师认为，人在发音时与发声有关的肌肉运动都要收缩，喉腔肯定要相对缩小，否则无法发音。因此我们预计各种唱法的喉腔在发音时均会缩小，只是程度上会有所不同，当然也有可能喉腔同时缩小并无显著差别，然而这需要大量样本才有说服力。
最终课题组决定以螺旋ＣＴ来观察不同类型唱法的歌手发声以及平静时的喉腔状态。实验过程中，歌手采取平卧姿势，由计算机进行喉腔静止和歌唱状态下声带平面以上５ｒａｍ、１０ｍｍ的层面面积ｉ贝０定，分别在ｅ１ｅ２音区进行元音的长音发声，其实验结果如下（ＣＴ图略）：
１、美声唱法：在发声状态下喉腔扩大至静态的１．５－２倍。
２、越剧唱法：喉腔在发声状态时明显缩小于静止状态。
３、昆曲唱法：发声状态下显示喉腔整体几乎缩小至静态的二分之一，中声区范围音区发声时比静态缩小近一倍，高声区发声时咽腔扩张接近于喉腔静止状态。
４、民族唱法：喉腔动态改变非常接近美声唱法，发声状态下喉腔明显扩大。
五、对实验结果的分析与总结
根据以上实验数据可以发现，发声过程中气流冲过声带时在喉腔形成基音，歌手的长期专业训练已然形成了喉腔的固定变化，不同歌唱类型其自身专业唱法稳定，致使形成不同的唱法特点：
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１、美声唱法喉腔的扩大比其他任何其他类型唱法的都充分，因此其低频丰富，声音洪亮、浑厚，高频极具穿透力，音色辉煌。
２、越剧唱法发声时由于咽腔动态不够大，所以声音轻柔细腻、婉转而响度不足。
３、昆曲唱法发声时中声区咽腔不够扩张，因此共鸣不足，但是高音区动态下显示其咽腔扩大明显，致使这一区域音色富于响度及穿透性。
４、最早由戏曲唱法发展衍变而来的民族唱法，近年来由于受美声发声体系的影响，尤其在专业艺术院校的基础发声训练过程中已然借鉴了许多美声唱法的技术，因此其声音音质具有类似美声唱法的共鸣特征。然而，由于它毕竟是由戏曲唱法衍变而来的，对于声音的审美要求又或多或少地保留着戏曲唱法的一些特征，因此民族唱法发声状态下的ＣＴ摄影显示，其喉腔状态的改变既接近美声唱法，也接近戏曲唱法。
另外，我们发现不同唱法歌手的喉腔变化在ｅ１、ｅ２音区发声时喉腔的变化趋向一致。
虽然任何一种唱法都有其自身对音色的审美追求，不应强行要求其都与美声唱法的发声体系一致。但是，无论是戏曲的唱腔还是歌剧的演唱，听众最先感受到的是歌唱的音色，优美而富于穿透力的歌声将能够迅速把听众带入音乐的情境，从而激起他们的共鸣。反过来说，即使再复杂、再戏剧性强烈的音乐，如果演唱者的音色暗淡无光，使得听众没有了聆听或者被感染的愿望，那么一切都是徒劳。况且对任何一位听众来说，音乐的功效恐怕要比音乐的表面复杂性或简单性重要的多。我国戏曲唱腔经历了几百年的发展变化，在几代艺术家的不懈追求和探索之下也具有其自身独特的科学发声技法。如我国著名京剧表演艺术家梅兰芳的音色音质脆、亮、甜、润、宽、圆具备，而作为一个男旦演员最难得的是嗓音又甜又亮，其自成一派的“梅派”唱腔就有着醇厚流丽的特点。因此，民族及戏曲唱法的优秀歌手的嗓音中具备美声唱法的歌手共振峰特性也是必然的。笔者曾通过ＣＤ唱片对罗西尼时期以前的美声唱法进行了声谱分析后发现，那时的美声唱法在高音区发声时，可能也用了喉结往上跑的办法，因为声谱显示其低频泛音较弱，高频泛音也普遍不足。虽然声音很干净，但是越往高音唱声线就越窄、越细，穿透力不足。可见，美声唱法要求在歌唱过程中降低喉头位置以获得丰满的高频泛音与低频泛音的技术，也不是自美声唱法产生时就与之俱在的，这一歌唱技巧的得来是在前人长时期的实践中逐渐摸索得到的。歌手共振峰是美声、民族、戏曲唱法优秀嗓音的共同特征，获得了歌手共振峰当然也就找到了嗓音中最优美的音色。我们研究不同类型唱法歌手共振峰的目的并非是为了强行要求各种不同唱法都去追随符合美声唱法的歌手共振峰标准，而是要以美声唱法歌手共振峰为标尺，去发现民族和戏曲唱法中优秀嗓音自身的歌手共振峰特点。因此，笔者认为：无论是美声或者民族、戏曲唱法歌手的歌声训练，如果在早期就关注其歌手共振峰的形成，那么对良好歌唱嗓音机制的发展将会更加具有针对性，从而缩短专业歌唱演员的培养周期，便于多出人才、出好人才。
一直以来，我国音乐及戏曲院校、专业艺术团体对歌手音质的评价主要是以经验主义的主观判断为主，但是从科学的角度看，个体差异对歌声音色的感知是不同的，它涉及心理学、美学、史学的范畴。因此，用于评价歌唱嗓音音质优劣的标准，单凭人的听觉经验和心智进行主观的判断是远远不够的，还应当从科学的角度加以参照。而且，声乐这一独特的音乐形式由于是以人的身体作为乐器表现的，歌手在演唱时无法直接观察歌唱器官的调节状况，只能通过对声音和神经系统的感知进行控制。况且，由于歌手对自身嗓音的感知主要是通过内耳知觉实现的，主观性较强。有时，演唱者的技术能力也会对其音色的感知产生影响。从声音传输的声学理论上来说，声音经由空气的传递到达人耳和直接以内耳听到的声音效果是具有一定差异性的。因此笔者认为，科学而客观地辨别和发展美声、民族及戏曲唱法专业歌手嗓音音色的必经途径，就是阶段性地对其音色进行声谱跟踪。这种通过对歌声进行频谱截取分析的方法，将抽象的声音模式转换成了直观的图形模式，从而实现了声音的直观化，这无疑对歌手音色的发展和评价具有了客观性和科学性。
著名的歌手卡鲁索的喉科医生马拉赀奥蒂曾检查和研究过很多他那个时代大都会歌剧院的歌手的嗓音器官。他的发现是：大多数歌剧歌手的声带与普通非歌手的声带在结构与生理上并无明显不同。所以可以认为，伟大的歌唱才华并不全是由天赋和独特的发音器官所决定的，实际上后天的科学训练才是成就一个伟大歌手的根本。
因此，关注美声、民族及戏曲等不同唱法歌唱演员的嗓音声谱特性，让其对自身喉腔机理变化有一个科学的了解和认识，是造就歌唱演员优美音质的重要途径之一。
[NextPage]作者附言：本文为文化部国家青年基金课题（０５ＣＤ０７６）的结题论文。本课题声谱采集实验及螺旋ＣＴ测定不同类型唱法歌手的喉腔ｘ摄影实验，分别得到浙江大学物理分析测试中心池万刚教授及浙江省中医院丁国苗、程志刚医师的大力协助，特此致谢！
（编辑：罗谦）
