一些流行音乐演唱的科学知识

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，一些合理的事情反而会觉得不合理。　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，原则上不过1o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，而音色由泛音构成情况决定。

        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，就是泛音构成情况。

        例如，1939年在伦敦召开的国际会议上，最终确定a144o赫兹hz为国际第一标准音。一段稳定的a1音，它的基频就是44ohz，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44ohz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44ohz，88ohz，132ohz，176ohz……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88ohz上的函数情况，定义为第一泛音，132ohz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情况下的鼻子，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情况。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，歌手的演唱情况，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情况，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，在伴奏音量确定的情况下，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3ooohz附近的泛音丰富有力。

        为什么是3ooohz？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2ooo－4ooohz之间，以3ooohz左右为最。分贝的概念和温度有些相似，o不是下限，o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，3ooohz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3ooohz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ohz开始越来越高，在5oohz左右达到一个峰值这个峰值称为低频共振峰，然后迅逐渐降低。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o－5oohz段远低于乐器和说话，但在5oohz以上，并非单调的逐渐下降，反而在3ooohz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25oo－28oohz，女歌手在3ooo－32oohz。

        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：喉腔口腔鼻腔其他。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，仍然是不同的事情。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。不同的语言，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、以及歌手想表达的情感决定。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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