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1、京剧嗓音的声学分析及音域特征 曲春燕刘永祥 摘要：目的：从声学角度客观地检测京剧的嗓音特征，为京剧演唱者嗓音的训练和保护提供参考。方法：对 73 名 1657 岁不同行当的专业京剧演员或学员，利用 Dr. Speech 计算机频谱分析系统对元音/a/、/i/歌唱舒适音和唱段进行声学参数的检测和分析。结果：各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的基频（fundamental frequency, F0）分别是：丑角(272.642.0) Hz(xs,下同)、(304.222.1) Hz; 小生(499.334.0) Hz，(485.418.7) Hz; 老生(335.660.0) Hz，(317.9
2、45.1) Hz; 花脸(319.061.3) Hz，(340.168.8) Hz;老旦(427.647.2) Hz，(437.745.8) Hz; 花旦(535.848.8) Hz，(561.629.2) Hz; 青衣(548.069.5) Hz，(543.579.3) Hz；其它声学参数：频率微扰（pitch period perturbation, 或 Jitter)、振幅微扰（amplitude perturbation,或 Shimmer）和声门噪声能量（也称标准化噪声能量级，normalized noise energy, NNE）均在软件提供的正常值范围内；京剧演员歌唱音域的跨度
3、为 1.72.8 个八度，最低音和多数最高音均比西洋唱法的高音声部相应的值高。结论:京剧嗓音有着独特的声学特征；结果对其嗓音的训练和保护有一定的临床参考意义。京剧艺术具有 200 多年的历史，是我国的国粹之一和中国戏曲的代表性剧种。京剧的分行不同于西洋唱法的声部划分，主要不是从音域上区分，而是按剧中人物的性别、年龄、身份、地位、性格以及音色和唱法分成不同的角色行当。京剧的发声方法和嗓音特征与西洋唱法也有明显不同。我们对京剧特有的艺术嗓音进行了声学参数的检测和分析。材料与方法一、研究对象入选条件：接受京剧的专业训练，从事专业的京剧表演，唱龄 3 年以上，近 3 个月参加过正式的演出；近 1 个月
4、内无嗓音异常，无声带和甲状腺手术史，无全身其它严重疾病史；青年演员为变声后，排除变声期学员；中年演员无明显“塌中”现象，即中年 “坏嗓”；经频闪喉镜检查，无明显声带病变（如声带小结、声带息肉和声带粘膜下出血）。来源及构成： 北京戏曲学校的高年级学员 20 名、北京京剧院的中青年演员 35 名和中国戏曲学院学员 18 名。共 73 名，男 42 名，女 31 名；年龄 1657 岁，平均 29.4 岁；唱龄 348 年，平均 18.7 年。根据性别和年龄，各行当的人数分布见表 1。表 1不同行当性别和年龄的人数分布 行当 总人数 男 女 18 岁 50 岁 50 岁 丑 9 9 0 2 7 0
5、小生 10 10 0 0 10 0 老生 12 12 0 1 9 2 花脸 11 11 0 2 8 1 老旦 10 0 10 2 7 1 花旦 10 0 10 3 5 2 青衣 11 0 11 3 5 3 合计 73 42 31 13 51 9二、测试仪器 1. 录音机、磁带和声级计：日本夏普公司生产的 Sharp GF-777Z 双卡立体声录音机，日本索尼公司生产的 C-60EFA 磁带，美国 General Radio 公司生产的型号为 1565-B 的声级计。 2.计算机嗓音频谱分析系统：硬件：北大方正 AP 200L P 233 多媒体电脑， Guarda UM-8908 Cardio
6、id Dynamic 麦克风；软件：美国华盛顿大学研制的系统软件 Dr.Speech for Windows 英文 3.0 版本。 3. 统计软件：SPSS 统计软件包。 三、测试项目及方法 1. 元音的计算机频谱分析：安静的房间内，环境噪声低于 45 dB SPL；被测者取端坐位，口距麦克风 510 cm；声样直接输入计算机，采样频率 44 100 Hz。采样内容：元音/a/、/i/的歌唱舒适音，分别平稳持续 3 s。声学参数：基频（fundamental frequency, F0），频率微扰（pitch period perturbation, 或 Jitter)，振幅微扰（amplit
7、ude perturbation, 或 Shimmer），声门噪声能量（也称标准化噪声能量级 1 ，normalized noise energy, NNE）。2. 唱段的计算机频谱分析：录音环境同前。被测者取站立位，口距声级计约 20 cm，录音后声样线性输入计算机，采样频率 11 025 Hz。采样内容：京剧西皮和二簧唱腔各 1 段（无伴奏），取开始的第 1 min。声学参数：唱段的平均基频（平均 F0），歌唱音域的最高音基频（Max F 0）和最低音基频（Min F 0）。 结果 1 各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的基频(F 0)、不同唱腔唱段的平均 F0、歌唱音域的 Max F0和
8、 Min F0 见表 2、表 3。各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的基频(F 0)与歌唱音域相应的 Max F0、Min F0呈正相关关系，回归方程表示为MaxF0/a/=1.731F0/a/(r=0.873，P0.001), MaxF0/i/=1.631F0/i/(r=0.882，P0.001), MinF0/a/=0.538F0/a/(r=0.724，P0.001), MinF 0/i/=0.459F0/i/(r=0.785，P0.001)。 表 2各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的 F0和不同唱腔唱段的平均 F0（Hz，xs） 行当 元音/a/ 元音/i/ 二簧唱腔 西皮唱腔 丑 2
9、72.642.0 304.222.1 371.328.1 370.213.2 小生 499.334.0 485.418.7 389.124.6 422.021.6 老生 335.660.0 317.945.1 321.926.2 352.439.3 花脸 319.061.3 340.168.8 338.562.0 368.757.2 老旦 427.647.2 437.745.8 444.861.1 544.484.2 花旦 535.848.8 561.629.2 543.238.5 531.044.6 青衣 548.069.5 543.579.3 491.639.2 540.746.3表 3各
10、行当歌唱音域的最高音基频、最低音基频以及音级范围（xs） 行当 MinF 0(Hz) MaxF0(Hz) 音级范围 音域跨度(8 度) 丑 204.022.2 661.142.7 G 3-E5 1.7 小生 136.111.8 934.925.2 C3-A 5 2.8 老生 124.015.8 500.917.8 B2-B4 2.0 花脸 135.323.3 531.953.9 C3-C5 2.0 老旦 220.230.0 751.429.4 A3-F 5 1.8 花旦 293.039.0 968.2109.0 D4-B5 1.7 青衣 229.826.4 950.8111.7 A 3-A 5
11、 2.0注：歌唱音域跨度（n）的计算公式为：n=log 2(MaxF0/MinF0) 表 3 显示老生、花脸和青衣的歌唱音域是 2 个 8 度，丑、老旦和花旦的歌唱音域小于2 个 8 度，小生的歌唱音域将近 3 个 8 度，青衣比老生和花脸高将近 8 度，小生的最低音与花脸相同，最高音与青衣相同，跨度很大。2各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的 Jitter、Shimmer 和 NNE 值见表 4、表 5。根据软件说明书，正常值为 Jitter0.5%，Shimmer3%，NNE-10 dB。所有入选对象的这 3 个参数值均在正常范围内。 表 4各行当元音/a/歌唱舒适音的 Jitter、Sh
12、immer 和 NNE 值（xs） 行当 Jitter(%) Shimmer(%) NNE(dB) 丑 0.160.05 1.440.56 -21.82.1 小生 0.160.06 1.330.45 -19.43.3 老生 0.150.04 1.250.50 -19.93.1 花脸 0.130.03 1.420.67 -20.63.1 老旦 0.180.02 1.670.61 -20.83.5 花旦 0.190.05 1.250.41 -21.64.2 青衣 0.130.05 1.330.42 -23.82.1表 5各行当元音/i/歌唱舒适音的 Jitter、Shimmer 和 NNE 值（x
13、s） 行当 Jitter(%) Shimmer(%) NNE(dB) 丑 0.130.04 1.310.43 -21.72.9 小生 0.110.06 1.260.59 -22.41.1 老生 0.130.03 1.870.61 -19.21.7 花脸 0.160.04 1.650.55 -22.42.5 老旦 0.120.03 1.550.60 -20.11.7 花旦 0.130.07 1.350.48 -20.92.2 青衣 0.130.05 1.520.63 -20.53.0讨论 言语及歌唱是发声器官（包括动力器官、振动器官、共鸣器官和构语器官）各部分在中枢神经系统调节下的协调动作。京剧
14、是一门综合性艺术，唱是其中最重要的表现手法。它主要的发声和呼吸练习方法就是“喊嗓”。 /a/和/i/是我国语言中具有代表性的韵母，在京剧里分别叫做闭口音和开口音，常见的喊嗓内容就是喊/a/和/i/，并在喊的时候使声音螺旋式地升高。卢文勤2建议的“拖长音练习”就是根据本人最适合的音高，用/i/和/a/缓慢而均匀地做拖长音练习。本组各行当元音/a/、/i/歌唱舒适音的声学参数值，包括F0、Jitter、Shimmer 和 NNE，能够在一定程度上反映京剧演员的嗓音声学特征。目前Jitter、Shimmer 和 NNE 主要用于病态嗓音的检测1、3。本研究应用的计算机软件所给出的正常值是基于普通人群
15、，入选京剧演员的声带经过频闪喉镜检查没有发现明显的病变，因此检查结果都在正常范围内。元音/a/、/i/歌唱舒适音基频(F0)与歌唱音域最高音基频、最低音基频呈正相关，可以用回归方程来表示。可见，京剧传统的练声方法有一定的科学性，通过 “喊嗓”提高元音/a/、/i/的歌唱舒适音基频，歌唱音域就会随之提高、展宽。歌唱音域反映了演员歌唱能力的一个方面，也是艺术嗓音研究的重要指标。西洋唱法的歌唱音域大致是两个八度4，5，例如，女高音：A3-A5, 即 220.0880.0 Hz，女中音：F3-F5，即 174.6698.5 Hz，男高音：A2-A4，即 110.0440.0 Hz，男中音：E2-E4，
16、即 82.4329.4 Hz。花旦和青衣歌唱音域的最高音近 1 000 Hz，比女高音 880 Hz 高近 1 个音。老旦的演唱主要用真声，其歌唱音域的最高音比女中音高，但比女高音低，介于二者之间。丑、小生、老生和花脸等主要是男声的行当，歌唱音域的最高音至少比男高音 440 Hz 高一个音，而小生主要是用假声演唱，其歌唱音域的最高音比女高音 880 Hz 还高半个音。可见，京剧虽然不分声部，但多数属于西洋唱法的高音声部，唱腔的特点之一是调门高。在京剧产生发展的 200 多年中，调门高有一定的历史原因。以前，戏院内没有类似麦克风之类的扩音设备，要想让最后一排的听众听的清楚，提高调门是增加响度的一个方法。另外，调门高与京剧的艺术表
