浅谈歌唱智能教学仪的研制

匡勇胜 涂茜

摘要：长期以来，声乐发声方法停留在演唱者的一种抽象的想象状态之中，演唱者特别是初学者很难鉴别自己发声的状态是否正确，歌唱智能教学仪能使声乐学习者获得巨大的帮助，通过对演唱发声的频谱分析，使演唱者能清楚而直观地观察到自己演唱时由于发声方法、发声位置的细微调整而产生的声音变化，这对于演唱者与教育者来说都具有很强的实际运用价值。

关键词：歌唱教学;频谱分析;智能化

一、国内外演唱频谱分析研究的现状

我国的现代声乐教育以及发声研究只有几十年的历史，几代的声乐教育家们为探索科学的演唱方法，付出了不懈的努力。近十年来，不少中国歌唱家，在国际比赛中，取得了优异的成绩，使国内的声乐教学得到了国际上的广泛认同。但实际上，国内声乐教学仍然仅停留在老师的言传身教上，学生主要是通过模仿来发声。部分先行者对演唱发声的生理结构进行了较为细致的研究，对发声的声响也有所涉猎。但纵观国内声乐教育理论界，尚缺乏对歌唱声音的频谱进行测试分析的细致研究，而结合频谱图式来指导演唱则更无人涉及，仅中国艺术研究院及中国音乐学院举行过有关频谱分析与声乐发声的国际研讨会。

国外对于演唱发声的频谱分析、演唱方法的调整与频谱的变化等研究，已经具有较好的理论基础，对歌唱智能教学仪的研制有一定的指导意义。瑞典声学家桑伯格提出，歌唱时频谱包络线在2500—3000Hz时，有个歌唱共振峰。歌唱家通过降低喉头，变暗母音制造歌唱共振峰，其目的是为了在与伴奏乐队的竞争中，声音能穿透出来。他通过对声音频谱的分析，认为乐队音量能量的高峰约在450Hz左右，而受过训练的歌唱家有“嗓音共振峰”，其声音能量的高峰正好是乐队声音能量正在减弱的地方，歌声最容易突现出来。同时，他也认为歌唱共振峰的出现是由人的声道的形状所决定的，一些相关的发声动作会影响到嗓音共振峰的形成。关于歌唱共振峰的概念与理论，是智能歌唱教学仪研制的基础。

二、如何进行歌唱智能教学仪的研制？

在使用歌唱智能教学仪之前，需要清楚歌唱智能教学仪研制的主要内容。声乐演唱发声有其特殊性，比如非可视性、个体差异性、主观听觉与客观听觉的非同一性等等，运用电脑、频谱分析仪等先进的现代科技手段以及标准化的录音设施，对歌唱的发声进行科学的分析与比较，得出发声的理想频谱图数据，对于常见的发声训练中的错误，通过对其频谱图与理想发声时的频谱图的对比分析，寻找出相应的解决办法，提供相应的解决方案。在以上理论研究成果的基础上，结合声乐教学，开发演唱频谱分析软件，达到既能实时跟踪监测歌手的演唱，同时又能实时提供纠错的方法，从而确保发声的科学性。

关于歌唱智能教学仪研制具体的操作步骤是首先收集国内外演唱频谱分析、歌唱教学的相关研究资料与成果，并进行实验性的验证，确保理论及其应用的科学性。第二个步骤是对男高音、女高音、男中音、女中音等各种演唱声部科学的演唱发声进行录音，仔细分析各声部在科学演唱状态下的频谱，用电脑绘制频谱图式。分析了科学演唱方法还不够，接着要对各种声部由于不科学的演唱方法所发出的声音进行录音，进行频谱的分析，用电脑绘制频谱图式。最后，依据不同的频谱图式与大数据分析，对科学发声与非科学发声的频谱图进行对比式研究，找出美的音色与科学演唱方法的对应关系，并用之指导演唱教学与实践。

三、歌唱智能教学仪研制的意义

声乐演唱中科学的发声方法直接决定音色的美感、音量幅度的大小，是歌曲艺术形象塑造的基础。歌唱智能教学仪通过对演唱发声的频谱分析，使演唱者能清楚而直观地观察到自己演唱时由于发声方法、发声位置的细微调整而产生的声音变化，这对于演唱者来说具有理论指导性的意义。

歌唱智能教学仪的研制的理论基础建立在“声乐频谱学”这一新兴学科上，对歌唱智能教学仪的各种研究与声乐频谱学的研究都将是相辅相成的，并将极大地推动这一新学科的建立与发展，是科技化、智能化在音乐教育与音乐产业上的表现，对于我国声乐教育及演唱事业的发展具有极大的推动作用。

最近几年，对高水平演唱的需求已不仅仅局限于专业歌手，越来越多的普通老百姓关注用正确的方法进行歌曲演唱。普通老百姓不能長期在导师门下学习，歌唱智能教学仪可以充当“导师”的角色。歌唱智能教学仪采用的科学频谱测试与分析能使声乐学习者获得巨大的帮助，并且能够依据演唱者的演唱来判定发声状态是否正确，及时提出指导性的建议，能够在没有导师指导的情况下进行正确的歌曲演唱，将深受普通老百姓的欢迎。不可否认由于声乐教学的特殊性，导师言传身教在某些方面有独特的优势，歌唱智能教学仪短时间无法完全代替声乐老师，但它无疑会成为极具潜力的声乐教学设备，极大的帮助声乐演唱与教学。而随着科技的进步以及经济的发展，设备造价大幅降低，对于声乐演唱频谱分析的广泛研究成为可能，具有深刻的实践意义和经济、社会效益。

参考文献：

[1]尚家骧.欧洲声乐发展史[M].北京：华乐出版社，2003.

[2]于善英，池万刚.歌声中“颤音”和“嗓音共振峰”相互关系的声学研究[J].武汉音乐学院学报，2005（4）：46-50.

[3]威廉.文纳.机理与技巧[M].李维渤，译.西安：世界图书出版公司，2000.

本论文成果源自湖南省社科基金项目《频谱分析在声乐发声训练中的应用》（湘社科办[2013]26号）。

作者简介：匡勇胜，湖南师范大学音乐学院教授;涂茜，湖南师范大学音乐学院副教授。