Компьютерные исследования звучания хоров Г. М. Сандлера, А. В. Свешникова и В. Н. Минина

Выступления студенческого хора Сандлера, как уже говорилось, вызывали восторженные овации слушателей и высокие оценки взыскательных профессиональных музыкантов.

Но давайте попытаемся все же «алгеброй гармонию поверить», сопоставим некоторые объективные акустические параметры прежде всего студенческого (ЛГУ) и профессионального (радио и ТВ) хоров Сандлера. Для этого у нас имеются любезно присланные Еленой Григорьевной Сандлер диски, из которых мы выбрали записи нескольких народных песен в исполнении того и другого хора. Выберем для анализа по возможности одни и те же участки звучания того и другого хора, например одну и ту же гласную в одном и том же слове песни и, конечно, на соответствующих участках мелодии.

Анализ был произведен с помощью специализированной компьютерной программы, разработанной по техническому заданию автора этих строк доктором физико-математических наук В. Р. Женило.

К числу важнейших объективных акустических показателей профессиональных эстетических свойств певческого голоса и резонансной техники пения относится спектрголоса и прежде всего – наличие в спектре высокой певческой форманты , а также гармоничностьспектральных составляющих.

Напомним краткие определения основных понятий.

Спектр голоса – это графическое отображение обертонового состава голоса, точнее – график зависимости амплитуды обертонов (гармоник спектра) от частоты их колебаний. Спектр – объективный эквивалент субъективного восприятия тембра голоса.

Основной тон голоса – наиболее низкая гармоника спектра (теоретически). Практически определяется с учетом и других гармоник спектра голоса (см. ниже).

Форманты гласных – области усиленных резонаторами голосового тракта обертонов (гармоник спектра), определяющих фонетические качества и особенности тембра речевых и вокальных гласных.

Высокая певческая форманта (ВПФ ) – группа усиленных резонаторами голосового аппарата певца высоких обертонов в области re-sol четвертой октавы (ок. 2400–3200 Гц, точнее re4-mi4 в мужских голосах и fa4-sol4 в женских), придающих голосу звонкость, громкость и полётность.

Низкая певческая форманта (НПФ ) – группа усиленных резонаторами голосового аппарата певца низких обертонов в области sol1-fa2 (ок. 400–700 Гц), придающих голосу силу, мягкость, массивность.

Гармоничность спектра голоса – степень соответствия обертонов голоса (по частоте колебаний по отношению к основному тону) натуральному ряду чисел (l, 2, 3 и т. д.).

Квазигармоничность спектра – степень отклонения обертонов от идеального гармонического ряда (по критерию отношения частоты каждого из обертонов к частоте основного тона, т. е. к первой гармонике спектра).

Наши многолетние исследования показали, что относительный уровень высокой певческой форманты в голосах хороших профессиональных певцов составляет от 20 % до 50 % и более по отношению к интенсивности всего спектра голоса в целом[64]. При этом в женских и лирических голосах ВПФ, как правило, меньше, а в мужских голосах больше. Естественно, уровень ВПФ зависит от высоты и силы голоса, а также – формантных особенностей гласных. В связи с этим для анализа выбирались наиболее звучные ноты голоса и по возможности одни и те же гласные, спетые, естественно, a capella, так как любое инструментальное сопровождение вносит в спектр голоса дополнительные компоненты, изменяющие структуру спектра.

Важно отметить, что ВПФ имеет особое значение для оценки резонансной техники пения, ввиду ее резонансного происхождения в голосовом аппарате певца. Она является результатом резонанса небольшой полости, образующейся у певцов в надгортанном пространстве и дополнительного резонанса нижних участков глотки, расположенных по бокам гортани (так называемых «грушевидных пазух» глотки), значительно усиливающих ВПФ, образованную в надгортанном резонаторе[65].

Важнейшая эстетическая и вокально-техническаяроль ВПФ состоит в том, что она придает певческому голосу звонкость и полётность. Эти свойства ВПФ обусловлены тем, что вершина ВПФ в спектре звука соответствует по своему положению на шкале частот (2400–3200 Гц) максимальной чувствительности слуха человека в этой области. В результате звук голоса певца с хорошо выраженной ВПФ имеет приятный, серебристый тембр и хорошо слышится в любом зрительном зале и даже на фоне музыкального сопровождения, т. е. хорошую полётность.

Если ВПФ удалить из голоса, например, Шаляпина, Карузо (что ранее достигалось нами с помощью аналоговых полосовых фильтров, а сегодня – компьютерными методами), то голос теряет звонкость и полётность, приобретает глухой тембр.

Звучание выделенной из голоса певца ВПФ можно также послушать в изолированном виде. Демонстрации этих опытов с голосами известных певцов на моих лекциях по резонансной теории пения вызывают большой интерес вокалистов. «Форманта сама по себе прелестна, напоминает соловьиную трель», – писала одна из слушательниц.

Пение в хоре, по сравнению с пением соло, требует, как известно, соблюдения ряда особенностей и прежде всего – соизмерения силы, тембра и, разумеется, высоты звука голоса хориста с звучанием хоровой партии, в группе которой он находится, что необходимо для достижения слитности единого звучания хоровой партии, строя и ансамбля хора. В этой связи хористу необходим строжайший самоконтроль своего голоса, чтобы не выделиться на фоне голосов других хористов своей партии. Поскольку же сильно выраженная ВПФ придает голосу певца большую яркость и свойство его выделяться на фоне оркестра и хора (что весьма ценно для солиста хора!), то певец хора не должен демонстрировать эти свои качества солиста, даже если он обладает ими в завидной степени.

Полученные нами экспериментальные данные показали, что уровень ВПФ (ок. 20 %) в хоре заметно снижен, по сравнению с сольным пением (ок. 35 %). Тем не менее, ВПФ в спектре хора выражена достаточно рельефно и придает тембру хора необходимую яркость, звонкость и полётность.

Поэтому, конечно существует специфика и различия в звучании голоса солиста и хорового певца. Вместе с тем извечный спор, стоит ли солисту петь в хоре и не испортит ли это его голос – на практике многих солистов известных хоров (в том числе хоров Сандлера, Свешникова, Минина, хора Ансамбля песни и пляски и других) не дает оснований для каких-либо опасений потери голоса солистам; они прекрасно поют многие годы и соло и в хоре. Техника пения солиста в хоре, конечно, несколько видоизменяется, но если не нарушена ее основная сущность – принцип резонансногоголосообразования, то пение в хоре не принесет солисту никаких неприятностей.

Великий Шаляпин, как уже упоминалось в предыдущем разделе, приходил в хор Данилина попеть и именно для того, чтобы «поправить голос». Пение в хоре, как известно, развивает чувство ансамбля, в котором солистам неизбежно приходится нередко выступать.

Хорошие хоровые певцы, конечно же, мастера резонансного пения – были всегда «на вес золота». Г. М. Сандлер рассказывал на репетиции, что царь Николай II поцеловал однажды октависта хора, поразившего Его величество могучим басом. В связи с аналогичным случаем в своем хоре Сандлер добавил: «Попрошу Горбачева!»

Но это был все же редкий случай, когда маэстро Сандлер был доволен. Он беспощадно искоренял все попытки нарушения резонансной техники, возникающие прежде всего от «горлопения», т. е. зажима гортани, что убивает резонанс и порождает противный, скрипучий звук. В связи с этим Сандлер рассказывал другую историю – пример, как не надо петь. «Был такой октавист Федоров в ансамбле Александрова. Александров говорил мне: „Если я ему скажу, что он давится, он же уйдет в Большой театр!“… Ну и хрен с вами, идите в Большой театр».

Доставалось от Сандлера и женской половине хора: «Сопрано! Так можно только на мужа кричать. И только при маме». Или: «Что орете? Вы никогда не были в бане, когда ошпаривают?»

«Красиво надо петь, девки, поганки! Чуть кокетливо, тэт-а-тэтно. Ну, вспомните, что когда-то вы были молодыми!»

«Альты – это куча каши… Это самое нежное, что я мог придумать. А у кого есть фантазия…»

«…Надо петь изящно. Я понимаю, что мы отвыкли от изящности. Но вы сейчас не физики, не химики, а артисты».

Никто, конечно, не обижался на иронические замечания Сандлера, все понимали – он знает путь к совершенству и ведет хор по этому пути.

Вообще в методике по обучению резонансной технике пения Сандлер часто пользовался ярким, эмоционально-образным языком, метафорой, т. е. известным в вокальной педагогике методом «как будто», предпочитая этот метод сухим методическим наставлениям. К этому немаловажному, а точнее сказать, важнейшему вопросу вокальной методики Сандлера мы вернемся в следующем разделе статьи.

Вторым (наряду с высокой певческой формантой) показателем резонансной техники пения является гармоничностьобертонов (гармоник), составляющих спектр голоса.

Певческий голос, как и большинство музыкальных звуков, считается гармоничным по обертоновому составу. Вместе с тем наши компьютерные исследования, проведенные еще в 1994 г. совместно с Ю. М. Кузнецовым, а также с А. В. Харуто (Морозов, Кузнецов, 1994; Морозов, Кузнецов, Харуто, 1995), показали, что спектр певческого и тем более хорового звучания не является идеально гармоническим. Причина состоит в том, что голосовой аппарат певца, как живой музыкальный инструмент, уже на уровне гортани порождает определенную негармоничность обертонового состава, вследствие некоторой естественной нестационарности колебания голосовых связок. Другим источником негармоничности могут быть особенности артикуляции гласных и т. п.

Эта естественная, практически не ощущаемая на слух негармоничность (1,5–2,0 %, что соответствует 20–30 центам), характерна и для речевого голоса, в связи с чем конструкторы систем искусственной речи (речь робота) даже специально вводят в алгоритм образования искусственного (синтетического) голоса некоторый элемент негармоничности для повышения его естественности (Сорокин, 1985, 1992).

Наши исследования показали также, что негармоничность спектра при сольном и хоровом пении заметно возрастает при форсировании голоса, повышении высоты, эмоциональной экспрессивности, причем обнаружены характерные для разных эмоций (радость, печаль, гнев, страх) отклонения обертонового состава спектра, проявляющиеся при пении в миноре, мажоре и т. п. (Морозов, 1999).

В связи с естественным присутствием в спектре любого певческого голоса определенной негармоничности, мы предложили для обозначения данного явления термин квазигармоничность(Морозов, Кузнецов, 1994).

Естественно предположить, и это оправдывается экспериментальными исследованиями, что негармоничность, а следовательно, и эстетические качества тембра (в том числе и чистота строя хора!) зависят от техники пения. Поэтому у мастеров резонансного пения негармоничность спектра проявляется в меньшей степени, чем у певцов с несовершенной техникой. В связи с этим понятны стремления Сандлера обучить хор резонансной технике и его беспощадная борьба с нерезонансным звуком на каждой из репетиций хора (см. след. раздел).

Как уже говорилось, нами была произведена оценка высокой певческой форманты(ВПФ), а также – степени гармоничности или, по нашей терминологии, квазигармоничностиспектров звучания хоров Сандлера и других дирижеров.

Обратимся к результатам исследования. На рис. 3 и 4 сопоставлены спектры звука хора Сандлера радио и ТВ (рис. 3) и хора студентов Университета (рис. 4).

Рис.3. Хор Г. М. Сандлера – радио и телевидения. Из-под дуба, из-под вяза… Гласи. Ав слове «малинА», в заключительной фразе «Вот и калина, вот малинА!»

По горизонтали. Шкала частоты гармоник спектра (обертонов) в килогерцах (кГц) от 0,1 до 10 кГц в логарифмическом масштабе, соответствующая звуковысотным значениям схематически изображенной внизу клавиатуры рояля от Sib контроктавы (0,0583 кГц) до mi шестой октавы (9,956 кГц).

По вертикали. Шкала относительного уровня гармоник спектра в децибелах (дБ), относительно наиболее сильно выраженной гармоники (в данном случае шестая гармоника). Справа – цифровая распечатка вычисленных компьютером значений относительного уровня высокой певческой форманты (ВПФ = 21,4 %), расположения вершины ВПФ на шкале частот (Fmax= 2836,0 Гц), верхняя (Fb) и нижняя (Fh) границы ВПФ и частота спектральных максимумов (гармоник спектра F1, F2…F10).

Вертикальной полосой затенения обозначена высокая певческая форманта.

Рис.4. Хор студентов ЛГУ под руководством Г. М. Сандлера. Из-под дуба, из-под вяза… Гласи. А в слове «малинА », в заключительной фразе «Вот и калина, вот малинА !». Остальные обозначения те же, что и на рис. 3

Таблица 1. Сравнительные характеристики спектров двух хоров Г. М. Сандлера (хор радио и ТВ и хор студентов ЛГУ )

Примечанияк табл. 1. Фразы, из которых выделены гласные для анализа:

1. Заключительные слова «Вот и калина, вот малинА!».

2. То же самое.

3. На коноплю, на коноплю, на конОплю, на коноплю летати, летати.

4. То же самое.

5. Пойду ль, выйду ль я, да пОйду ль я, выйду ль я да…

6. То же самое.

7. Заключительная фраза: «Веники, веники, вЕники!»

8. То же самое.

9. Ты постОй, постой, красавица моя…

10. По пра– по прАздничкам, по пра– по праздничкам. По праздничкам одевай, одевай…

* Высота основного тона (Fo) приводится по звучанию басовой партии хора.

** Квазигармоничность – средняя величина отклонений гармоник спектра хора от идеального гармонического ряда (в центах).

Таблица 2. Сравнительные акустические параметры хоров А. В. Свешникова, В. Н. Минина и Г. М. Сандлера

Примечаниек табл. 2. Фразы, из которых выделены гласные для анализа:

1. Заключительная фраза: «Веники, веники, вЕники!»

2. Пойду ль я, выйду ль я, да пОйду ль я, выйду ль я…

3. По пра– по прАздничкам, по пра– по праздничкам. По праздничкам одевай, одевай…

4. Он не будет, он не станет, он забудет, перестАнет летати, летати!..

5. На коноплю, на коноплю, на конОплю, на коноплю летати, летати…

6. Заключительная фраза: «КАк люблю я вас, как боюсь я вас…»

Дополнительные примечания см. табл. 1.

Необходимые пояснения к рисункам приведены в подписях к рисунку.

Оба хора поют одну и ту же заключительную ноту из песни «Из-под дуба…». Уже по общему виду спектров можно говорить о большом их сходстве. Несущественное различие состоит в том, что хор радио и ТВ (рис. 3) поет на полтона выше хора ЛГУ: lаb и sol соответственно, что, по-видимому, было сделано Сандлером сознательно, чтобы не слишком перегружать «нешаляпинские» голоса хора ЛГУ.

Примечание. В данном случае и во всех других спектрах и таблицах 1 и 2 оценка высоты ноты производилась по высоте тона басовой партии Fo, которая автоматически вычислялась компьютером по принятому в акустике методу, т. е. по средней величине звуковысотного интервала (с точностью до 1 цента) между первыми, наиболее выраженными гармониками спектра, в данном случае по первым шести гармоникам F1, F2, F3, F4, F5, F6.

Понятно, что звучание хора определяется в целом звучанием и всех хоровых партий (тенора, альты, сопрано), основные тоны и обертоны которых совпадают с определенными гармониками басовой партии.

Например, при пении в октаву (соотношение частот гармоник 2/1) гармоники высокого голоса совпадают и усиливают каждую вторую гармонику низкого голоса, при пении в квинту (соотношение гармоник 3/2) четные гармоники высокого голоса усиливают каждую третью гармонику низкого голоса и т. д.

Как уже рассматривалось выше, в реальных спектрах голоса солистов и хоров имеет место отклонение гармоник от их идеального гармонического звуковысотного положения на шкале частот. Данное отклонение (средняя величина для ряда гармоник) также автоматически вычислялась программой компьютера и принималась нами за меру квазигармоничности звучания того или иного хора.

Вполне естественно, что отклонение реальных гармоник спектра от идеального гармонического ряда неизбежно влияет и на высоту тона хора Fo, которая на определенное число центов отклоняется от заданного хору (камертоном или на пианино) тона. Величины этих, как правило, не ощутимых на слух отклонений мы не указываем на спектрах и в таблицах, суммирующих результаты всех обследованных хоров, так как данные отклонения от заданной точности могли быть результатом последующих и, как правило, неоднократных перезаписей хоров на магнитофоны, пластинки и т. п. Аналогичная проблема возникает и с оценкой звуковысотных и спектральных характеристик голоса солистов.

Сопоставление спектров хора радио и ТВ Сандлера и его студенческого хора университета представлено также и в таблице 1. Можно видеть, что в разных произведениях хоров параметры уровня высокой певческой форманты (ВПФ, %), ее положение на шкале частот спектра (ВПФ, Гц) и квазигормоничность (т. е. отклонение от идеальной теоретической гармоничности) гармоник спектра (центы) несколько варьируют в спектрах разных произведений, но в среднем оказываются практически одинаковыми: уровень ВПФ – 20,2 % и 21,1 %, частота ВПФ – 2778,8 Гц и 2834,5 Гц, квазигармоничность – 21,1 цент и 19,5 центов соответственно для хора радио и ТВ и хора университета.

Мы также сочли любопытным сопоставить по этим же параметрам спектра оба хора Сандлера с хором Свешникова и Минина. Результаты, представленные в таблице 2, указывают на большое сходство средних значений параметров спектров хоров Сандлера, Свешникова и Минина (средние показатели для всех четырех хоров приведены для удобства сравнения снизу таблицы 2).

Следует отметить, что уровень высокой певческой форманты в хорах Сандлера, Свешникова и Минина в среднем соответствует ок. 20 %, что заметно ниже среднего уровня ВПФ в голосах мастеров вокального искусства (в среднем – 20–30 % в женских голосах и 30–40 % в мужских). Причины этого мы уже рассматривали выше; высокая певческая форманта при больших ее уровнях выделяет голоса каждого из певцов ввиду ее индивидуального звуковысотного расположения в спектре и нарушает слитность тембра хора. Поэтому певец хора не должен чувствовать себя солистом, а должен согласовать тембр своего голоса с тембром хора и, прежде всего, снизить уровень ВПФ. Это нашло подтверждение в наших исследованиях.

Авторитетный специалист по музыкальной акустике, профессор И. А. Алдошина в соавторстве с американским коллегой, профессором Роем Приттсом недавно опубликовали весьма содержательный современный учебник по музыкальной акустике (Алдошина, Приттс, 2006), в котором приводят, в частности, любопытные данные, согласующиеся с результатами наших исследований.

«…Были поставлены эксперименты, когда профессиональных певцов, хорошо владеющих техникой пения, записали при пении соло и в xope[66]. Оказалось, что спектральный состав их голосов отличался. При пении соло была сильно подчеркнута высокая певческая форманта и общий уровень верхних обертонов был выше, при пении в хоре певческая форманта была ниже по уровню, при этом уровень низших обертонов был поднят. При пении соло певцы активно использовали вибрато в среднем с частотой 5–7 Гц, при пении в хоре вибрато практически не применялось. Общий уровень громкости в сольном пении выше» (Алдошина, Приттс, 2006, с. 461 ).

Что касается вибрато, то нежелательность его в хоре объясняется еще и тем, что вибрато «размывает» основной тон хорового звучания, а следовательно, и чистоту строя, так как глубина частотной модуляции вибрато достигает у певцов от 50 центов до полутона и более (Морозов В., Морозов П., 2007). В сольном исполнении вибрато не нарушает высоту тона, так как физиологические свойства слуха как бы усредняют звуковысотные колебания вибрато и выделяют основной тон голоса певца. В хоре же, ввиду множества голосов, вибрато которых не совпадает по фазе и частоте, чистота интонации хора нарушается, как бы размывается в диапазоне частотной модуляции вибрато, а это, как я уже упоминал, может быть более полутона (у некоторых певцов глубина вибрато доходит до 130 центов). Таким образом, вибрато может быть причиной нарушений строя хора, а также и гармоничности спектра и, соответственно, тембра.

Есть высказывание Сандлера, которое, похоже, касается вибрато, нарушающего, как уже говорилось, чистоту строя хора: «Басы, это же октава! Это вы горло полощете. Я все ждал, когда вы выплюнете эту воду. И как вы можете ее там долго так держать?»

«Чтоб чистейший звук был – как роса, как кристалл, как хрусталь, как… капля водки!..»

Как уже указывалось выше, идеально гармонических музыкальных звуков и тем более – певческого голоса не бывает. Обнаруженная в наших опытах средняя негармоничность (квазигармоничность), около 20 центов, что соответствует 1/10 тона, лежит ниже порогов слухового восприятия, т. е. практически не влияет на эстетические качества хорового звучания.

Для сравнения мы провели исследование гармоничности спектра голоса четырнадцати известных мастеров вокального искусства (Л. Паваротти, Э. Карузо, И. Архипова, И. Богачева, И. Петров-Краузе, И. Козловский, Н. Казанцева, Л. Масленикова, И. Масленикова, Т. Милашкина, М. Кабалье, А. Нетребко, Ф. Шаляпин, Л. Сметанников). Средняя квазигармоничность их голосов оказалась равной 16,98 центов при стандартном отклонении 7.13 цента, что свидетельствует практически о такой же высокой (можно сказать, близкой к идеальной) гармоничности голоса мастеров вокального искусства и звука хоров Сандлера, так же как и хоров Свешникова и Минина. Тем более что в хоре поют до ста и более певцов и согласовать их голоса не только по основному тону, но и обертонам, т. е. добиться практически идеальной слитности голосов и гармоничности тембра – задача для хормейстера отнюдь не из легких. Сандлер решал эту музыкально-эстетическую проблему на основе резонансной техники пения.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что по основным спектральным показателям, отражающим основные вокально-технические характеристики указанных хоров, студенческий хор Сандлера не отличается от его профессионального хора радио и ТВ, а также от хоров Свешникова и Минина.

Вполне естественно, что мы провели предварительное, пилотажное, как принято называть, исследование на ограниченной выборке произведений и фрагментов звучания хоров. Вполне возможно, что более детальные и обширные исследования могли бы дать статистически более уверенную объективную картину сходства и возможных различий между указанными хорами. Но уже в первом приближении полученные нами результаты объективно свидетельствуют, что Сандлер осуществил свое намерение довести студенческий хор Ленинградского университета до профессионального уровня.