秦州小曲《采茶》的聲學(xué)特征及數(shù)字化研究

文/戴 忱 買巖萍

秦州小曲《茶歌》亦稱采茶歌、唱采茶、采茶燈等。采茶的勞動(dòng)過程包含了著勞動(dòng)人民的樸素情感、獨(dú)特的藝術(shù)思維、濃厚的生活氣息和豐富的精神生活。單純的茶歌，為茶農(nóng)勞動(dòng)時(shí)唱的歌。茶歌的體裁，有山歌、勞動(dòng)號(hào)子、民間小調(diào)等。音樂結(jié)構(gòu)比較簡單，多由兩個(gè)樂句或 4 個(gè)樂句構(gòu)成。茶歌有正采茶與倒采茶之分，兩者除在唱詞上形成由1-12 月順序的倒轉(zhuǎn)變化外，音樂上常形成對(duì)比和發(fā)展。一般來說，正采茶較為抒情、平穩(wěn)、歌唱性較強(qiáng)，倒采茶曲調(diào)歡快、跳躍，襯字、襯詞的大量運(yùn)用，使音樂打破正常均衡的結(jié)構(gòu),而顯得更富有生活氣息。

目前對(duì)于口傳文化的研究從目前研究狀況來看，學(xué)者們對(duì)唱詞、搜集和整理方面居多，但根據(jù)民歌的內(nèi)在聲學(xué)生理特征進(jìn)行的研究較少。從歌唱聲學(xué)方面研究秦州小曲是屬于多學(xué)科交叉研究，是秦州小曲研究領(lǐng)域近十年來出現(xiàn)的新研究趨勢。這為秦州小曲研究和保護(hù)提供了更多的可能性與可行性，特別是科學(xué)儀器的運(yùn)用，使得秦州小曲研究有了科學(xué)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。[1]

在音樂聲學(xué)研究中，主要包括了能量、音高、時(shí)長等參數(shù)的分析。本文在該方面的研究創(chuàng)新主要是針對(duì)歌城共振峰研究?！案璩舱穹瀣F(xiàn)象”又稱為“共振峰”，已經(jīng)越來越受到重視。共振峰定義為聲道脈沖效應(yīng)，如果將聲道視為一個(gè)諧振腔，共振峰就是這個(gè)腔體的諧振頻率。在計(jì)算機(jī)音樂中，共振峰是決定音色和音質(zhì)的重要參數(shù)。目前，對(duì)于“歌手共振峰”的語言描述，可以歸納如下：歌手共振峰指出現(xiàn)在2200Hz-3200Hz 頻率范圍的一種共振波峰，它的存在可以增強(qiáng)歌唱者嗓音的明亮度和穿透力，不至于被樂隊(duì)伴奏或其他音響所掩蓋[2]。如美國的巴塞洛繆在《男聲優(yōu)美歌唱音色的物理定義》中總結(jié)出：“歌唱中最好的鳴響效果，即男聲為2800Hz、女聲為3200Hz 的共振峰”。

一、研究方法

語音聲學(xué)研究方法是整個(gè)實(shí)驗(yàn)語音學(xué)的基礎(chǔ)，也是發(fā)展成熟較早的方法之一。語音聲學(xué)分析隨著錄音設(shè)備和分析儀器的改進(jìn)和增多，由最早的浪紋計(jì)、示波器到之后的語圖儀等語音分析儀器，能夠使連續(xù)地、動(dòng)態(tài)的語音量化分析其音色、音強(qiáng)、音高和音長等特點(diǎn)。本研究在前人多年研究成果的基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)一些語音理論相關(guān)知識(shí)，借鑒其他學(xué)術(shù)論文的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了秦州小曲《茶歌》數(shù)字化研究設(shè)計(jì)。首先，在前期預(yù)處理階段完成語料的選取、錄音及切分，明確文件命名保存規(guī)則，建立數(shù)據(jù)庫。其次，提取能量、共振峰、時(shí)長、基頻、開商、速度商等參數(shù)并建立數(shù)據(jù)庫。本研究信號(hào)采集硬件設(shè)備主要有筆記本電腦、Audition 錄音軟件、喉頭儀、外置聲卡、調(diào)音臺(tái)、麥克風(fēng)等。采集的發(fā)音人為一男一女，均為當(dāng)?shù)氐拿耖g愛好者。

二、秦州小曲《采茶》能量研究

能量表示聲音的高低，歌唱過程中的能量表示演唱者所使用氣流的多少。我們利用Praat 軟件大批量提取秦州小曲《采茶》的能量值，用SPSS19.0 對(duì)所提取的能量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如下四幅圖所示，圖中橫坐標(biāo)表示能量的大小，縱坐標(biāo)體現(xiàn)能量分布的集中趨勢。本節(jié)選擇兩段采茶曲，對(duì)這首歌曲分別從演唱能量和言語能量兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

觀察上面的能量分布圖，可以看出歌手在演唱以上歌曲的過程中，所

1.歌唱能量分析

圖2-1 ：第一段能量分布圖（男）

圖2-2 第二段能量分布圖（男）

圖2-3 第一段能量分布圖（女）

圖2-4 第二段能量分布圖（女）

表2-1 演唱能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

使用的氣流量高低差異并不大，演唱過程中的能量均分布在65dB-67dB 之間。但是四段歌曲的能量集中趨勢卻不相同，我們可以很明顯的看出男聲演唱的能量分布更加集中。

演唱能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表可以說明以下問題：男女歌手共同演繹了秦州小曲《采茶》這段曲目，但從數(shù)據(jù)表中可以看出，男聲女聲的演唱并不相同。就總時(shí)長而言，男聲對(duì)于曲目的演唱時(shí)長更長，說明在演唱過程中男聲對(duì)于歌詞間的停頓或詞尾進(jìn)行了延長處理。就能量而言，男聲演唱的能量最大值高于女聲，而能量最小值也低于女聲。整體比較而言，男聲唱歌過程中能量的跨度比較大，表現(xiàn)為，男聲演唱過程中最高能量高于女聲，而最低能量低于女聲演唱。觀察平均值可以看出，歌曲在平均值上沒有多大差異，能量平均均值在65dB～68dB 之間。

2.言語能量分析

對(duì)四段言語能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，繪出以上四幅圖，在對(duì)歌曲進(jìn)行朗讀的過程中，能量平均值在56dB-66dB之間，整體的言語能量并不算很高。也可以看出，言語能量的集中趨勢也不相同，仍然呈現(xiàn)出男聲的能量更加集中的趨勢，女聲能量比較分散的趨勢特征。

觀察言語能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表得出以下結(jié)論：男女歌手共同朗讀了秦州小曲《采茶》這段曲目，就總的時(shí)長而言，女生朗誦的時(shí)長明顯長于男聲朗讀的時(shí)長，這恰恰與歌唱中的總時(shí)長特征相反。就最大能量值而言。整體觀察，呈現(xiàn)出和歌唱時(shí)一樣的情況，即最高能量體現(xiàn)出的特征是男聲的最高能量要比女聲的最高能量高，而最低能量要比女聲低，這說明男聲在演唱和朗讀時(shí)的聲音強(qiáng)度跨度都要比女聲大。朗讀兩段歌曲的過程中，平均能量都在56dB～66dB 之間。通過演唱能量分布與朗讀能量分布進(jìn)行比較，可以看出，歌唱過程中的能量變化要大，而朗讀過程中能量的變化較小，表現(xiàn)為歌唱過程中能量的最大值與最小值之間的差值更大，而朗讀過程中能量最大值與最小值之間差值較小。說明歌唱過程不同于言語過程。

圖2-5 第一段能量分布圖（男）

圖2-6 第二段能量分布圖（男）

圖2-7 第一段能量分布圖（女）

圖2-8 第二段能量分布圖（女）

表2-2 言語能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

3.樂段能量分析

分析了整段秦州小曲民歌的演唱能量及言語能量，本部分將秦州小曲民歌切分成上下兩個(gè)樂段進(jìn)行分析。上下段無論是在歌詞還是旋律上沒有差異。

觀察上面的四幅圖可以看出，男聲無論時(shí)演唱樂段1 還是樂段2，平均能量均集中在在68dB 附近，而女聲樂段1 和樂段2 的能量在66dB 附近，這表明樂段演唱過程中，能量的分配比較均勻，差異不大。這符合上下樂段在歌詞以及韻律上相匹配的特征。

圖2-9 樂段1 能量分布圖（男）

圖2-10 樂段2 能量分布圖（男）

圖2-11 樂段1 能量分布圖（女）

圖2-12 樂段2 能量分布圖（女）

表2-3 上下樂段能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

觀察上下樂段能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，得出以下結(jié)論：

雖然秦州小曲上下樂段的歌詞以及旋律一致，但是，演唱過程中，上下段演唱時(shí)間的分配卻存在差異，無論是男聲還是女聲在演唱第一樂段時(shí)用時(shí)更長。就能量值而言，男生和女聲在最大能量值上體現(xiàn)為，第一樂段的最高能量值都高于第二樂段的最高能量值，但差異并不是很懸殊。根據(jù)上下兩個(gè)樂段能量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，繪制出散點(diǎn)圖進(jìn)行更加直觀的觀察及分析。觀察散點(diǎn)圖，我們發(fā)現(xiàn)男聲的演唱能量集中在60dB～80dB 之間，男聲呈現(xiàn)出更加集中的趨勢，而女聲樂段演唱過程中能量分布比較分散，表示歌唱過程中聲音高低錯(cuò)落有致，而男聲演唱過程中聲音持續(xù)高亢響亮。

圖2-13 秦州小曲《采茶》(男)能量散點(diǎn)分布圖

圖2-14 秦州小曲《采茶》（女）能量散點(diǎn)分布圖

三、拖腔聲學(xué)分析

拖腔在民歌的演唱中非常常見，但不同民歌對(duì)于拖腔的演繹又各不相同，族采茶曲中也多使用拖腔去增填演唱藝術(shù)特色。演唱過程中，根據(jù)情感需要，會(huì)使用不同的拖腔形式進(jìn)行演繹。根據(jù)形式的不同，我們將拖腔分為短拖腔，長拖腔，襯詞拖腔進(jìn)行分析。分析指標(biāo)為：時(shí)長、基頻、能量。橫坐標(biāo)為時(shí)間。

通過上面六幅圖得出以下結(jié)論：

（1）圖3-1 和圖3-2 分別是所選歌曲中詞尾音上的短拖腔的基頻圖以及能量圖。所選擇的時(shí)長為3.3s?？梢钥闯鏊x段的頻率集中在180Hz左右，能量值整體分布在40dB～60dB之間，能量分布比較集中?？梢钥闯鐾锨徊糠制鸱^小，并且在演唱到高音區(qū)時(shí)才有運(yùn)用。

圖3-1 短拖腔基頻圖

圖3-2 短拖腔能量圖

圖3-3 長拖腔基頻圖

圖3-4 長拖腔能量圖

圖3-5 襯詞拖腔基頻圖

圖3-6 襯詞拖腔能量圖

（2）圖3-3 和圖3-4 分別為所選取的長拖腔的基頻以及能量圖。選取時(shí)時(shí)長為5.16s。可以看出，長拖腔段先表現(xiàn)為時(shí)間的延長，其次表現(xiàn)為音域范圍的寬廣，演唱長拖腔的基頻范圍在250Hz～450Hz 之間；從能量圖中看出，能量保在60dB～80dB 之間。圖4-17 中出現(xiàn)驟然上升驟降的特征，正是這種頻率的改變才使得長拖腔呈現(xiàn)出跌宕起伏的特色。

（3）圖3-5 和圖3-6 分別是襯詞拖腔的頻率及能量圖，選取時(shí)長為2.58s?？梢钥闯鲆r詞拖腔演唱中，基頻分布在300Hz～450Hz 之間，演唱能量集中在60dB～80dB 之間。襯詞拖腔是在像“哎”“呦”“啊哈”等詞后面進(jìn)行拖長聲音的處理，使得整段歌在旋律上相匹配。以上三種形式的拖腔，雖然各有特色，但從能量上來看并無太大的差異。不同拖腔的運(yùn)用有其必要性，拖腔的運(yùn)用在采茶曲的演唱中是必不可少的。

四、歌唱共振峰

歌手共振峰指的是，歌唱過程中，2200Hz-2800Hz 之間出現(xiàn)的聲音頻率的增強(qiáng)。歌唱中如果出現(xiàn)共振峰，我們認(rèn)為該歌手具有優(yōu)質(zhì)的嗓音，反之，則認(rèn)為歌手音質(zhì)較差。歌唱中，良好的共鳴是一個(gè)判斷歌手聲音優(yōu)劣的最重要的指標(biāo)。掌握良好共鳴技巧的歌手可以發(fā)出輕蹙、響亮的聲音。秦州小曲《采茶》更是需要通過良好的共鳴得以實(shí)現(xiàn)其悠揚(yáng)、遼闊、明亮的特色。因此，本研究將演唱以及朗讀中的共振峰段截取加以研究分析。

圖4-1 第一段歌唱共振峰語圖（男）

圖4-2 第一段歌唱段音節(jié)譜包絡(luò)（男）

圖4-3 第二段朗讀語圖（男）

圖4-4 第二段朗讀段音節(jié)譜包絡(luò)（男）

圖4-5 第一段歌唱共振峰語圖（女）

圖4-6 第一段歌唱段音節(jié)譜包絡(luò)（女）

圖4-7 第一段歌唱共振峰語圖（女）

圖4-8 第一段歌唱段音節(jié)譜包絡(luò)（女）

以上為歌曲演唱及朗讀時(shí)的共振峰語圖和段音節(jié)包絡(luò)圖。通過觀察以上的語圖和譜包絡(luò)，得出以下結(jié)論：分析演唱過程中語圖和段音節(jié)包絡(luò)圖。在第一段1000Hz、2000Hz 和2500Hz 處形成濃黑杠，其他區(qū)域并沒有能量的聚集；從二段的語圖可以看出，1000Hz、2000Hz 和2800Hz 處有能量的聚集，但其他區(qū)域沒有能量的聚集。通過譜包絡(luò)圖可已看出，歌唱過程中用共有四個(gè)共振峰，低頻共振峰(F1、F2)集中在400Hz—1800Hz之間，高頻共振峰（F3、F4）集中在2400Hz-4800Hz 附近。分析朗讀過程中語圖和段音節(jié)包絡(luò)圖。第一段在400Hz 處有能量的集中分布，在1200Hz 處有較強(qiáng)的能量聚集。從第二段的語圖上可看出：800Hz 附近有較強(qiáng)能量的聚集，1600Hz 附近形成次強(qiáng)能量的集中分布，1600Hz 以上有較少范圍較廣的分布。譜包絡(luò)的特征為，能量在400Hz—800Hz 之間聚集。與演唱時(shí)的譜包絡(luò)進(jìn)行對(duì)比可以看出：朗讀時(shí)頻率高于800Hz 時(shí)，能量就開始衰減，具體表現(xiàn)為：語圖高頻區(qū)的顏色要比歌唱中的語圖顏色淡。

總結(jié)

不同的歌曲形式，有其不同的演唱方法和技巧，這些技巧和方法使得某種歌唱形成獨(dú)樹一幟的藝術(shù)風(fēng)格。秦州小曲《采茶》自然也是如此，秦州小曲歌手在演唱過程中各項(xiàng)技巧以及方法的運(yùn)用使得秦州小曲凸顯出其不同于其他歌唱形式的特征。本文選取聲學(xué)參量進(jìn)行分析，旨在對(duì)秦州小曲民歌的生理機(jī)制進(jìn)行探究，為秦州小曲教學(xué)提供直觀的科學(xué)方法，使得這類優(yōu)秀中華口傳文化得到有效的繼承和發(fā)展。