Акустическая теория звукообразования основана на представлениях об источнике звука (голосовые складки) и фильтрах (речевой тракт). Звуковая волна на выходе представляет собой результат воздействия источника звука на фильтрующую систему речевого тракта. Это простое правило, выраженное в терминах акустики и электротехники, означает, что звук на выходе однозначно определяется характеристиками источника и фильтров, т. е. голосовых складок и ротоглоточного рупора.
Другой характеристикой голосового источника является огибающая спектра создаваемых им колебаний, т. е. зависимость амплитуд составляющих спектра от их частоты. Огибающая определяется, главным образом, регистром голоса. Поскольку регистр голоса формируется на уровне голосовых складок и зависит от характера их смыкания и колеблющейся массы, то спектральные характеристики источника звука будут более строгой оценкой по сравнению с анализом звука на выходе, так как спектр последнего преобразован фильтрующей системой, т. е. речевым трактом.
Однако вокальному педагогу, оценивающему звучание голоса на слух, приходится иметь дело со звуком на выходе,
Рис. 6. Формирование спектра излучаемого звука.
спектр которого всегда отличается от спектра звука на уровне голосовых складок, так как на него оказывает свое влияние фильтрующая система резонаторов. Она видоизменяет спектр источника для каждого гласного звука по-разному, в зависимости от расположения артикуляционных органов. Таким образом, при воспроизведении какого-либо гласного звука на характеристику источника накладывается характеристика фильтров, настроенных на определенные резонансные частоты. Их комбинация в результате и является спектральной характеристикой звука на выходе. Например, комбинация характеристик источника и фильтрующей системы при произношении гласной «А», по Г. Фанту (1960), представлена на рис. 6.
Процесс фильтрации состоит в том, что амплитуда каждой гармоники S(f) умножается на значение передаточной функции тракта T(f) на той же частоте. Полученное произведение и есть спектр излучаемого звука: P(f) =S(f) T(f).
Если, по данным Г. Фанта (1964) и других авторов, для гласной «А» характерно усиление частот в области 700 и
1080 Гц, то для других гласных отмечается другая картина: для «У» — 300 и 625 Гц; для «И» — 240 и 2250 Гц и т. п.
Отдельные особенно заметные пики спектра на выходе, состоящие из групп обертонов, называются формантами. Кроме формант, несущих информацию о том или ином гласном, которые мы будем называть информативными формантами, в спектре голоса имеются еще ряд других неинформативных формант, или тембраль-н ы х, от степени выраженности которых зависит тембр голоса певца.
Большая заслуга в изучении тембра певческого голоса принадлежит отечественным исследователям С. Н. Ржевкину,
B. С. Казанскому, Е. А. Рудакову, В. П. Морозову и зару бежным — В. Бартоломью, Р. Юссону и др. Они установили, что в звуке певческого голоса содержится значительно боль ше высоких гармоник, чем в звуке обычного речевого сигна ла. Особенно сильно выражена в певческом голосе взрослых певцов форманта частотой 2500—3000 Гц, которая и придает голосу звонкий оттенок. Эта форманта была названа «высо кой певческой формантой». По мнению профессора