歌剧之夜生理学呼吸研究 - ld乐动体育I网址

帕瓦罗蒂背后的科学:歌剧演唱声音的投射是如何受呼吸支持的影响。

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悦耳的音乐

我们许多人在听音乐时都经历过强烈而深刻的情感反应，所以研究人员对理解音乐以及以唱歌的形式产生的生理影响特别感兴趣也就不足为奇了。

唱歌似乎是我们制作音乐的最简单、最自然的方式——即使是孩子也能做到——但这是一种非常复杂的运动活动。这就是为什么歌剧演员和运动员一样，需要训练他们的肌肉，以便以一种特殊的方式发出他们的声音——所以歌剧演员所做的训练类型可以对他们的表演，并最终对他们的职业生涯产生完全不同的影响。

歌手控制呼吸的能力将最终影响他们的音质、音域和声音投影，所有这些对成为一个成功的歌手是至关重要的。许多人不知道，有许多不同的“支持”教学方法用来实现声音控制。研究人员c·威廉·索普(C. William Thorpe)想了解腹部和膈肌“支持”对五名歌剧演员的呼吸模式和声输出的影响。

为了减少主体间差异的影响，所有参与者都已经精通一种特定的“支持”方法，该方法旨在提高音质中的“投影”强度。此外，这种方法包括使用“腹部支持同步发声”。

研究细节:

索普，c.w.，卡拉，s.j.，查普曼，j.d.，戴维斯，p.j.，(2001)。歌唱声音投射时的呼吸支持模式。杂志的声音,15(1): 86 - 104。细节

用磁力仪作为呼吸行为的指示器

索普用来测量腹部肌肉提供的支撑水平的方法之一是使用线性磁力仪。这种方法通常用于获得胸腔和腹部测量作为呼吸行为的指征，而不阻塞口腔。在这里，胸腔的横向和前后(AP)尺寸是通过歌手上半身平行绑上一对调谐的电磁线圈确定的。输出电压与每对磁强计之间的距离成线性关系。因此，将一个放置在胸骨水平，而另一个放置在脊柱相同水平，将测量胸腔的前后(AP)直径。通过一个可调节的框架，让参与者在其手臂上休息，使运动干扰最小化。

磁强计信号记录在100赫兹使用MacLab (ADInstruments)PowerLab(前辈)校准到厘米，与声音信号的表示为同步的目的。在执行肺活量(VC)、等容和放松动作时，使用鼓式肺量计测得的肺量测量值进行校准，估算肺容量。此外，声音以44.1千赫的数字音频磁带录音机记录下来，然后通过声卡传输到计算机，并以22.05千赫的频率重新采样，以减少内存需求。然后，参与者被要求唱一段咏叹调，这段咏叹调记录了两个层次的声音投射。

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通过快速傅里叶变换(FFT)计算每个发声短语的平均声功率(dB)(未加权)，然后计算平均功率谱密度。从平均功率谱密度得到0-2 kHz和2-4 kHz的功率，分别用Plo和Phi表示。2-4千赫波段的峰值振幅提供了一个歌手声音中“振铃”质量的相对良好的表现。由此可以计算出Phi/Plo的比值。

更大的投影需要更大的腹部支撑

结果表明，相对于0-2 kHz的功率，更大的投影导致在2-4 kHz频段的声功率(声能发射速率)显著增加。同时，他们发现平均呼气流量减少，表明发声效率随着更大的投射。此外，“更大的投射导致更大的胸腔，特别是在侧面尺寸，但腹部的侧面尺寸只有很小的减少”。这意味着需要通过增加腹肌在中间的活动来获得更大的腹部支持。

然而，在要求增加声音投射水平时，肺体积几乎没有变化。其中一个原因是，歌手将通过练习旋律来学习演唱每个短语所需的呼吸大小。因此，即使被指示改变他们的投射水平，他们的肌肉记忆所需要的灵感仍然占上风。

总的来说，这些发现支持了歌手和教师的普遍观察，即“良好的支持”在帮助一个人的声音投射方面是需要的。索普能够使用准确的、非侵入性的技术来理解一种特殊的呼吸支持技术的生理效果，并进一步了解像帕瓦罗蒂这样的歌剧奇迹背后的科学。