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一些流行音乐演唱的科学知识

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一些流行音乐演唱的科学知识

纠结考虑了很久,还是觉得有些东西不了解的话,一些合理的事反而会觉得不合理。但如果要在正文中写明白透彻,那貌似说教或者说私货未免太多了一些。

所以,就在这里吧……先声明一下,以下内容不全是个人原创,而是多年听音乐的思考、学习以及和朋友网友交流的结果(毕竟,学而思而学,才是王道)。

(注意,这里的流行音乐的概念,不是商品音乐。它的定义是:被人民群众传听传唱的有人声部分的音乐形式,原则上不超过10分钟。)

音乐属于声音,而声音是一种波——中学的数学和物理教材上都有提过,如果少年时读书认真的朋友,可能会仍有印象吧?

无论是人声还是乐器声,既然都属于波,那么就可以通过数学公式进行分析。在物理研究中,声音由振动产生,所以任何一种声音都可以解析分离成多种简单的正弦波的叠加。

一段稳定不变的声音,可以分成音高和音色两个属性。

音高由声音的基础振动频率决定,而音色由泛音构成况决定。

所谓基础振动频率就是声音整体的振动频率;而在这个基频的基础上作倍数增加,就会解析得到一个个泛音,这些泛音的整体,就是泛音构成况。

例如,1939年在伦敦召开的国际会议上,最终确定a1=440赫兹(hz)为国际第一标准音。一段稳定的a1音,它的基频就是440hz,这就是它的音高本质。而实际上,绝大多数人声和乐器声的a1音,都不是最简单的440hz的正弦波。(我国中学物理教材关于波的章节上,就有过某种乐器的声波图,那显然看起来比较复杂)。在数学的解析下,可以分离成440hz,880hz,1320hz,1760hz……每一个基频倍数上分别一个简单正弦波,直到解析完毕,或者频率超出人耳极限,或者该频率上的音量对人耳来说可以忽略不计。

于是,对于a1音,我们可以把880hz上的函数况,定义为第一泛音,1320hz的函数定义为第二泛音,以此类推。而所有第n泛音的集合,就是泛音。在相同的音高,不同乐器听起来不一样,本质的原因就是泛音的构成不同——这,就是音色。

为什么会存在泛音呢?很简单——无论是你拉一下琴,还是吹一下笛,或者哼一声歌,最初的声音在基频之上是什么频率都有的,但只有频率为基频倍数的部分,才会在物体中形成驻波,其他的,将很快消散掉。从能量的角度来说,声波是一种能量,而泛音就是一种高效的储能方式。

所以,一个形态固定的物体,它的音色是确定的。很多乐器,如小提琴、二胡、笛子等等,其音色一听就能分辨,就是这个原理。(不过,响锣这样的少数乐器除外,它类似于全频)而人声虽然构成更加复杂,但原理也是一样的。

另一方面,正因为声音也是一种能量,所以声音的传播存在一个现象——共振,也就是共鸣。为什么乐器的声音能够传很远,而更多的声音却往往不能?(例如你用拳头砸墙壁,一声闷响,很快就消散了)原因就是,乐器都有一个共鸣箱。小提琴的琴身,二胡的琴筒,笛子的管子……虽然有大有小,形状各异,本质上都是共鸣箱。

而人唱歌也是如此。气息从声带冲出来,到离开嘴巴(或者少数况下的鼻子),之间的“路程”,就是一个共鸣箱——不过,因为人不是物件,这里不叫共鸣箱,而是共鸣腔。共鸣腔包括——喉腔、鼻腔、口腔。

箱和腔,一字之差,意味着,箱是固定不变的,腔却是灵活可变的——人声可以出比一门乐器丰富得多的声音来,甚至,如果人为制造不止一个共鸣腔,人可以同时出不止一个声音(呼麦就是实例,但这里暂时不讨论,只讨论一个共鸣腔的况)。古人总结说,竹不如丝,丝不如肉,就是因为管乐器的共鸣箱往往不如弦乐器复杂,而这两者又通通不如人体。

所以,在数学意义上,歌手的演唱况,有很大一部分,可以通过研究其基频、泛音构成来分析、总结。

而歌手的声乐技术的练习,大约分为三部分:

第一,锻炼肺活量、气息使用效率——没有气、气不够、浪费气,你在该出声时连声音都不出,还谈什么唱歌?

第二,锻炼声带,让声带能够稳定出自己想要的音高——音高如果不准确、不稳定,就别指望形成优美的旋律了。

第三,锻炼共鸣腔,能够随心所欲地准确调整共鸣腔的况,出自己希望的音色——这一部分是最复杂的。多数声乐技术的分门别类,区别就在于此。

那么,什么是好的音色呢?本质来说,能够表诠释歌曲内涵的音色,就是好音色。

但是,在这个艺术层面之前,还有一个物理层面问题——越来越多的流行音乐,除了人声部分,还有多多少少的伴奏的。不少唱功不佳的歌手,唱出来的声音,往往被乐器声给覆盖了,让人不能明显听清他的声音,这是为什么呢?(当然,那种为了遮掩演唱缺点而故意掩盖歌声的另说)

两个频率相同的声音,振幅(即音量)大的会掩盖振幅小的——这是很显然的物理现象。其实,不仅相同的,只要是频率相近的,都会如此,频率越接近,这种掩盖现象就越明显。

那么,在伴奏音量确定的况下,怎么才能保证人声不被掩盖呢?

方法有两个。第一,提高自己的音量——所谓一力降十会,但这么做是以气息和声带为后盾的,人体不是机器,不可能无止尽的提高音量。

而第二,则是通过锻炼,让自己在3000hz附近的泛音丰富有力。

为什么是3000hz?原因也有两个。

第一,和听众有关——人的耳朵对声音的敏感区在2000-4000hz之间,以3000hz左右为最。(分贝的概念和温度有些相似,0不是下限,0分贝的定义是普通人耳朵刚好能察觉的音量。但实际上,对不同频率的声音,人耳灵敏度是不一样的,3000hz左右的声音,只需要-7分贝就能被人耳察觉了)为什么会这样?很简单——人耳的构造是相同的。它本身就是一个不易形变的共鸣腔,恰好对3000hz的声音的强化最大。

第二,和歌手有关——从能量的角度来说,一般管弦乐器的声音能量分布,是从0hz开始越来越高,在500hz左右达到一个峰值(这个峰值称为低频共振峰),然后迅速逐渐降低。而人一般说话的声音也差不多,在多数频率段上往往比乐器还低一点,很容易被掩盖。但是,人在演唱时却不一样。演唱的声音能量,在0-500hz段远低于乐器和说话,但在500hz以上,并非单调的逐渐下降,反而在3000hz左右会回升出一个峰值(这个峰值称为高频共振峰,是演唱时独有的)。虽然高频共振峰的实际能量比低频共振峰小,但和同频乐器的能量相比,差距却很大。

也就是说,歌手在自己的高频共振峰上的泛音越丰富有力,听在人耳里的效果越明显,即使在基频的音量不如伴奏,也不会被掩盖(所以,唱歌和歌唱,在某种意义上是有极大区别的)。而不同的人,高频共振峰不一样,一般男歌手在2500-2800hz,女歌手在3000-3200hz。

高频共鸣峰很重要,能够良好利用这个物理现象的歌手,能够将自己有限的音量传很远,这在还没有扩音器的时代,是必修课(虽然那时的人还没有共鸣峰的概念)。无论是东方的露天戏班子还是西方的室内歌剧院,要让现场所有听众听清自己的歌声,不用高频共鸣峰是不可能做到的。

目前的科学研究认为,歌手在演唱时会有高频共振峰,原因在于喉腔(这也是为什么男歌手的高频共振峰比女歌手低一些——因为男人有喉结,喉腔普遍要大一些)。

而在较早的年代,东西方交流还不多的时候,西方人认为产生共鸣峰必须降低喉位,让喉腔成为一个单独的共鸣腔——实际上,共鸣峰的产生和喉位没有任何关系。中国的很多戏曲演唱,都利用了共鸣峰,但却是用高喉位在唱。

事实上,虽然现代的研究知道了高频共振峰源于喉腔,但目前只是知其然不知其所以然。

很多不同的声乐技术,目的就是追求共振峰(即让泛音在共振峰附近丰富有力)。从人的自身感受来说,共振峰明显时,体内会感觉到一个共鸣点,仿佛那个地方在声一样,而听众听起来,会觉得声音有焦点,或者说,有芯。共鸣点位置的不同,往往形成不同唱法流派。

那么,怎样才能使歌声的泛音丰富有力呢?(注意,这里说的是泛音,而不仅仅是高频泛音)

还是那个简单的道理——人绝对意义上提升音量,终究是有极限的,只能通过共鸣这种高效方式来实现——人的共鸣腔通过锻炼,是可以灵活多变的。

如生理解剖学的知识,人体共鸣腔可以划分为喉腔(或者说咽腔)、鼻腔、口腔。

口腔除了嘴巴和舌头,都是不易形变的,一般来说,无论说话还是唱歌,吐字的基本技巧就是通过口腔形状的改变来实现的。(也正因为嘴舌非常灵活,甚至可以形成单独共鸣腔,从而创造了呼麦的唱法,当然,这里还是不讨论这个)

于是,多数声乐技术,就是通过改变喉腔和鼻腔在声过程中的具体作用来实现的。传统的共鸣划分,有胸腔共鸣、声道共鸣、头腔共鸣。

实际上,胸腔共鸣是不存在的——在气流经过声带形成振动之前,怎么可能有共鸣?它其实属于喉腔共鸣;声道共鸣,就是喉腔共鸣;头腔共鸣,就是鼻腔及其周围区域的共鸣(如额窦、蝶窦)。注意,鼻腔共鸣不是指气流经过鼻腔,从鼻子里出来。

人在演唱时,嗓子是打开的(所以唱歌前有开嗓的概念),打开的嗓子,喉腔的体积相对来说是很大的。任何一种共鸣,都是喉腔起主要作用,其他地方则相当于微调——共鸣的作用:喉腔gt;口腔gt;鼻腔gt;其他。当然,微调的结果往往给人的自身感受,会觉得共鸣的关键在别的地方,而非喉腔(比如,面罩共鸣什么的,就是如此)。这也是在科学研究不够深入时,前人总结经验时会搞出错误的命名的原因。注意,这里不是说微调不重要,只是从科学的角度解释一下原理,毫厘之别,往往也是相差千里的。

数学、物理、生物方面的准备知识说得差不多了,接下来结合具体的声乐概念。

如一般大家熟知的唱法大类划分——美声、民族、通俗。

美声唱法,在数学模型上的体现,就是第一重视低频泛音的共鸣,第二重视接近高频共鸣峰的泛音的共鸣。

民族唱法,在数学模型上的体现,就是第一重视接近高频共鸣峰的泛音的共鸣,第二重视比高频共鸣峰更高的泛音的共鸣。

通俗唱法,在数学模型上的体现,就是什么都不重视。(这是相对的说法,不是说通俗无共鸣,而是没有特别侧重的方向)

为什么会这样?其实也不奇怪。

在扩音器出现之前,不存在通俗唱法——如前面所说,第一要务,不是唱得多好,而是让现场所有人听到你的声音。所以来自西方的美声唱法,源于戏曲和山歌的民族唱法,都很重视泛音的共鸣。(为什么一些人觉得民族歌手是晚会歌手?不是因为他们只在晚会上唱,而是晚会那样的场合,通俗歌手在唱法侧重上就天然有劣势。然而,现场录音却体现不出这个差距——在而今的科技哭强下,现场听歌,和听现场录音视频,仍然是不同的事。当然,如果你去现场不是为了听歌,而是为了看人,那就另当别论了。)

当扩音器明之后,当录音技术逐渐成熟时,当听歌途径越来越丰富了,“让声音能够传得远”就不再是歌手的必修课了。极端地说,麦克风让无共鸣的唱法能够成立了(当然,在相同科技支持下,有共鸣还是永远比无共鸣好)。

如果只强调音量、音色、持久力、穿透力等等因素,美声唱法必然是最科学最优秀的唱法,但是需要牢记,流行音乐绝大多数是有歌词的。不同的语,唱歌时咬字的难点是不同的。美声唱法对于唱中文歌来说,咬字难度非常大,在咬字清晰自然的前提下,要唱得很优美,是极难实现的(这也是为什么在很长一段时间里,金铁霖老师明的民族唱法会在“江湖”中取得主流地位,因为民族唱法很适合中文咬字)

这大约就是有得必有失了。

通俗唱法相比其他两种唱法,最本质的特点,就是学习门槛低,不需要强调混声啊,共鸣啊什么的需要长期训练的声乐技术,但对真声(即本嗓)的运用,对咬字技巧的雕琢,却比其他两种唱法细致得多。这也是许多人觉得通俗唱法更具有多样性的原因。不过,强调真声的运用,不意味着彻底放弃泛音共鸣——通俗唱法的高手,泛音同样是丰富有力的。

总的来说,三种唱法之间,只有差别,没有差距。声乐技术属于硬唱功,是为了演唱具体歌曲而作的技术储备。世界上只有适合具体歌曲的唱法,没有绝对先进的唱法。或者说,一种唱法只要能够完美演绎一歌曲,它就是先进的唱法。

一个真正优秀的歌手,理论上应该三种唱法都擅长,并且相互之间灵活兼顾,不仅是“跨界”,更应该“融合”。

以上的所有提到的声乐技术,都是基于共鸣和泛音的。最后说一个不同的——

蝶窦音:最难练习的声乐技术(甚至目前还不适合称为技术),并且不适合多练,目前没有科学的练习方法,声机理也没有科学定论。世界上用得优秀的,只有曾经的玛丽亚·凯莉。

蝶窦音的可能原理:声时气息明显经过蝶窦,而蝶窦涉及软骨,既非简单的共鸣腔,也不像硬骨那样作用微小。从绝对意义来说,任何人无论说话还是唱歌,都有蝶窦音,但基本忽略不计。

蝶窦音的特点:并非由共鸣产生,和一般声乐意义上的泛音不同,而是一种边缘音(气流经过固体边缘而产生的声音)——所以,蝶窦共鸣的说法是一种错误。实际听起来,蝶窦音像是带了混响器,很有立体感。但也正因为蝶窦音不是一般意义上的泛音,所以目前的音乐电器并不能完美模仿——也就是说,蝶窦音的魅力,只有现场听才会最好,哪怕是经过了话筒,也会一定程度上打折扣,并且是越优秀的蝶窦音折扣越大。

蝶窦音的缺点:基本靠天生,一般人强行练习很困难,并且过度练习会有诸多头部不适的副作用。长期频繁使用,容易造成嗓子不适,甚至损害中音质量。

当然,这并不是说蝶窦音就是什么声乐技术的传说级秘籍,请再一次牢记一点——任何声乐技术是为诠释歌曲而服务的。

在演唱一具体的歌时,一种声乐技术是否应该运用,应该运用到什么程度,必须由歌曲本意、以及歌手想表达的感决定。如果纯粹是为了秀技术而唱,结果只会是华而不实。

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