Голосовой резонанс

Голос, как и все акустические инструменты — гитара, труба, рояль, скрипка — обладает собственными резонаторными полостями, усиливающими звук. После того как тон создаётся вибрацией голосовых складок, он распространяется и резонирует в открытых резонаторных каналах и полостях. Поскольку голосовой тракт часто ассоциируется с различными областями тела, выделяют разные резонаторные полости: грудную, ротовую, носовую («маску») и головную.

В более символическом или перцептивном смысле, а не физическом, эти термины могут обозначать вокальные «краски» на непрерывной шкале: от тёмной (грудной) до яркой (головно-носовой) резонансности. Эту шкалу можно назвать резонансным спектром. В нижнем диапазоне преобладает грудная/тёмная окраска; в среднем — ротово-носовой резонанс; в верхнем — головно-носовой (яркая окраска). Использование таких образов педагогами и тренерами направлено на овладение всеми «красками спектра», что расширяет возможности эмоционального выражения. Эмоциональное содержание текста или фразы подсказывает выбор окраски и объёма звука и является личным выбором исполнителя.

• Головной резонанс не следует путать с головным регистром или фальцетом. Он используется преимущественно для мягкого пения в любом регистре на всём диапазоне.
• Ротовой резонанс применяется для разговорной окраски голоса в пении, а в сочетании с носовым резонансом создаёт переднюю фокусировку или масочный резонанс.
• Грудной резонанс придаёт звуку более насыщенную, тёмную и глубокую окраску, создавая ощущение силы, тепла и чувственности, а также глубины и драматизма.
• Носовой (масочный резонанс) присутствует практически всегда при правильно поставленном звуке, за исключением, возможно, чистого головного тона или очень тихого звучания. Носовой резонанс яркий и острый, в сочетании с ротовым резонансом формирует переднюю фокусировку (масочный резонанс). В целом он добавляет обертоны, придающие голосу ясность и проекцию.

Некоторые певцы узнаваемы по выраженному носовому тембру, другие — по глубокому, тёмному, «грудному» звучанию, третьи — по воздушному или «головному» тембру и т. д. Такая индивидуальность частично обусловлена строением голосового аппарата исполнителя, то есть формой и размером голосовых складок и голосового тракта.

Качество или окраска голоса также зависят от способности певца развивать и использовать различные резонансы, контролируя форму и размер полостей, через которые проходит звук. Электрографически в виде «голосовых отпечатков» было показано, что, как и отпечатки пальцев, два одинаковых голоса не встречаются^[2].

В техническом смысле резонанс — это взаимосвязь между двумя телами, вибрирующими на одной частоте или её кратных. Иными словами, вибрации, исходящие от одного тела, заставляют другое тело вибрировать в унисон с ним. Резонатор можно определить как вторичный вибратор, который приводится в движение основным вибратором и добавляет свои характеристики к создаваемым звуковым волнам^[3].

Существует два типа резонанса: симпатический резонанс (или свободный резонанс) и вынужденный резонанс (или проводниковый резонанс)^[4]. Основное различие между ними заключается в причине возникновения вибрации резонатора. При симпатическом резонансе не требуется прямого физического контакта между телами: резонатор начинает работать, получая вибрации через воздух и откликаясь на них, если его собственные частоты совпадают с возбуждающими колебаниями. При вынужденном резонансе резонатор начинает вибрировать из-за физического контакта с вибрирующим телом, которое «заставляет» его повторять свои колебания^[5].

Оба типа резонанса проявляются в человеческом голосе при речи и пении. Большая часть вибраций, ощущаемых певцами во время пения, обусловлена вынужденным резонансом. Волны, возникающие при прохождении воздуха, модулированного вибрацией голосовых складок, распространяются по костям, хрящам и мышцам шеи, головы и верхней части груди, вызывая их вибрацию по принципу вынужденного резонанса. Существует мало доказательств того, что эти вибрации, ощущаемые тактильными нервами, существенно влияют на внешний звук^[6].

Тем не менее, эти вынужденные вибрации могут служить ориентиром для певца, независимо от их влияния на внешний звук. Эти ощущения могут свидетельствовать о том, что голосовые складки формируют сильные первичные вибрации, которые передаются к голове и груди. Таким образом, эти вибрационные ощущения обеспечивают сенсорную обратную связь о качестве всего фонационного процесса.

В отличие от этого, звук, который слышит слушатель, является результатом симпатического резонанса. Воздушные колебания, возникающие на уровне голосовых складок в гортани, распространяются по голосовому тракту (т. е. по каналам и полостям дыхательных путей). Иными словами, результирующая глоттальная волна фильтруется голосовым трактом — это явление симпатического резонанса^[7]. Голосовой резонатор — это не звучащая дека, как у струнных инструментов, а столб воздуха, проходящий через голосовой тракт, форма которого не только сложна, но и весьма изменчива. Веннард отмечает:

Существует ряд факторов, определяющих резонансные характеристики резонатора: размер, форма, тип отверстия, состав и толщина стенок, поверхность, а также сочетание резонаторов. Качество звука может заметно измениться даже при незначительных изменениях этих параметров^[6].

В целом, чем больше резонатор, тем ниже частота, на которую он откликается; чем больше объём воздуха, тем ниже высота звука. Однако высота также зависит от формы резонатора, размера отверстия и длины «губы» или «шеи» резонатора^[3].

Конический резонатор, например мегафон, склонен усиливать все частоты без разбора. Цилиндрический резонатор определяется в первую очередь длиной трубки, по которой проходит звуковая волна. Сферический резонатор зависит от размера отверстия и наличия у него «губы»^[6].

Три фактора, связанные со стенками резонатора, влияют на его работу: материал, из которого он изготовлен, толщина стенок и тип поверхности. Резонансные характеристики музыкального инструмента, очевидно, будут различаться в зависимости от материала и его количества^[3].

Особое значение для пения имеет соотношение поверхности резонатора и его тембровых характеристик. Резонаторы могут быть высокоселективными, то есть откликаться только на одну частоту (или её кратные), или универсальными, то есть откликаться на широкий диапазон частот. В целом, чем твёрже поверхность резонатора, тем более селективным он будет; чем мягче поверхность, тем более универсальным он становится. «Твёрдый резонатор будет откликаться только тогда, когда вибратор содержит обертон, точно совпадающий с резонатором, тогда как мягкий резонатор пропускает широкий диапазон основных частот без затухания, но добавляет свою собственную частоту как обертон, гармонический или негармонический, в зависимости от случая»^[5].

Крайняя твёрдость приводит к пронзительному тону с несколькими очень сильными высокими обертонами. Крайняя мягкость — к размытым, невыразительным тонам с малой направленностью. Между этими крайностями лежит целый спектр тембровых возможностей^[3].

Последний фактор — влияние объединения двух и более резонаторов. В целом, при объединении резонаторов резонансная частота каждого из них понижается в различных пропорциях в зависимости от их объёма, отверстий и других параметров. Эти правила применимы и к человеческому голосу: глотка, рот и иногда нос функционируют подобным образом.^[3]

Можно выделить семь областей, которые рассматриваются как возможные голосовые резонаторы. В порядке от самой нижней к самой верхней это: грудная клетка, трахеальное дерево, сама гортань, глотка, ротовая полость, носовая полость и пазухи.^[6]

Грудная клетка не является эффективным резонатором, несмотря на многочисленные упоминания о «грудном резонансе» в вокальных книгах и у педагогов. Хотя сильные вибрационные ощущения могут возникать в верхней части груди, она не вносит значимого вклада в резонансную систему голоса из-за своей структуры и расположения. Грудная клетка в основном соединена с нижележащими структурами дыхательных путей, такими как лёгкие и трахея (т. е. под голосовыми складками). Здесь происходит значительное поглощение вибраций, и практически отсутствует акустическая функция отражения звуковых волн обратно к гортани.^[3]

Трахеальное дерево не вносит значимого вклада в резонансную систему, за исключением негативного эффекта вблизи собственной резонансной частоты. Трахея и бронхиальные трубки образуют перевёрнутую Y-образную структуру, называемую трахеальным деревом. Оно расположено непосредственно под гортанью и, в отличие от внутренней части лёгких, имеет чётко выраженную трубчатую форму и относительно твёрдые стенки. Реакция трахеального дерева одинакова для всех высот звука, кроме собственной резонансной частоты. При достижении этой частоты подголосовая трубка создаёт акустическое сопротивление, мешающее фонационной функции гортани. Исследования определяют резонансную частоту подголосовой системы или трахеального дерева примерно на ноте ми-бемоль выше «малой до» (E♭4) как у мужчин, так и у женщин, с некоторыми вариациями в зависимости от размера человека.^[8]

Из-за небольшого размера гортань резонирует только на высоких частотах. Исследования показывают, что одним из желательных признаков хорошего вокального тембра является выраженный обертон в диапазоне 2800–3200 Гц (у мужских голосов ближе к нижней границе, у женских — к верхней). Эта характеристика называется звонкостью или чаще «кольцом», а также «певческим формантом», подробно описанным Сундбергом^[9]. В гортани и прилегающих областях есть несколько зон, способных резонировать на таких высоких частотах: воротник гортани, желудочки Морганьи, валлекула и грушевидные синусы. Гортань не поддаётся сознательному контролю, однако развитие «кольца» можно косвенно поощрять через осознанное восприятие соответствующих звуков учеником и педагогом.

Глотка — важнейший резонатор благодаря своему положению, размеру и степени изменяемости. Это первая крупная полость, через которую проходит продукт вибрации гортани; остальные надгортанные полости принимают то, что передаёт глотка. Грин отмечает:

«Надгортанные резонаторы, являясь в основном мышечными и подвижными структурами, должны сознательно контролироваться для создания оптимальных условий резонанса — либо за счёт изменения напряжения их стенок, либо за счёт изменения размеров отверстий и полостей во время артикуляционных движений».

Ротовая полость — второй по эффективности резонатор^[5][7]. Форма и положение языка существенно изменяют форму этого резонатора. Размер определяется также степенью открытия челюсти и рта. Наконец, губы формируют последний фильтр звука, завершая этап «ротового резонанса».

Носовая полость — третий по эффективности резонатор^[5][7].

Несмотря на то, что многие певцы и педагоги традиционно считают пазухи резонаторами, они представляют собой небольшие замкнутые воздушные полости, не соединённые акустически с голосовым трактом и не имеющие доказанной роли в голосовом резонансе^[5][7]. Можно предположить, что поверхностные и глубокие нервы головы, расположенные рядом с пазухами, могут воспринимать пассивные вибрации, возникающие при голосообразовании и передающиеся по голосовому тракту. Эти ощущения могут поддерживать представление о пазухах как об эффективных резонаторах.