秦州小曲《采茶》的声学特征及数字化研究

文/戴 忱 买岩萍

秦州小曲《茶歌》亦称采茶歌、唱采茶、采茶灯等。采茶的劳动过程包含了着劳动人民的朴素情感、独特的艺术思维、浓厚的生活气息和丰富的精神生活。单纯的茶歌，为茶农劳动时唱的歌。茶歌的体裁，有山歌、劳动号子、民间小调等。音乐结构比较简单，多由两个乐句或 4 个乐句构成。茶歌有正采茶与倒采茶之分，两者除在唱词上形成由1-12 月顺序的倒转变化外，音乐上常形成对比和发展。一般来说，正采茶较为抒情、平稳、歌唱性较强，倒采茶曲调欢快、跳跃，衬字、衬词的大量运用，使音乐打破正常均衡的结构,而显得更富有生活气息。

目前对于口传文化的研究从目前研究状况来看，学者们对唱词、搜集和整理方面居多，但根据民歌的内在声学生理特征进行的研究较少。从歌唱声学方面研究秦州小曲是属于多学科交叉研究，是秦州小曲研究领域近十年来出现的新研究趋势。这为秦州小曲研究和保护提供了更多的可能性与可行性，特别是科学仪器的运用，使得秦州小曲研究有了科学数据作为依据。[1]

在音乐声学研究中，主要包括了能量、音高、时长等参数的分析。本文在该方面的研究创新主要是针对歌城共振峰研究。“歌唱共振峰现象”又称为“共振峰”，已经越来越受到重视。共振峰定义为声道脉冲效应，如果将声道视为一个谐振腔，共振峰就是这个腔体的谐振频率。在计算机音乐中，共振峰是决定音色和音质的重要参数。目前，对于“歌手共振峰”的语言描述，可以归纳如下：歌手共振峰指出现在2200Hz-3200Hz 频率范围的一种共振波峰，它的存在可以增强歌唱者嗓音的明亮度和穿透力，不至于被乐队伴奏或其他音响所掩盖[2]。如美国的巴塞洛缪在《男声优美歌唱音色的物理定义》中总结出：“歌唱中最好的鸣响效果，即男声为2800Hz、女声为3200Hz 的共振峰”。

一、研究方法

语音声学研究方法是整个实验语音学的基础，也是发展成熟较早的方法之一。语音声学分析随着录音设备和分析仪器的改进和增多，由最早的浪纹计、示波器到之后的语图仪等语音分析仪器，能够使连续地、动态的语音量化分析其音色、音强、音高和音长等特点。本研究在前人多年研究成果的基础上，通过学习一些语音理论相关知识，借鉴其他学术论文的经验，实现了秦州小曲《茶歌》数字化研究设计。首先，在前期预处理阶段完成语料的选取、录音及切分，明确文件命名保存规则，建立数据库。其次，提取能量、共振峰、时长、基频、开商、速度商等参数并建立数据库。本研究信号采集硬件设备主要有笔记本电脑、Audition 录音软件、喉头仪、外置声卡、调音台、麦克风等。采集的发音人为一男一女，均为当地的民间爱好者。

二、秦州小曲《采茶》能量研究

能量表示声音的高低，歌唱过程中的能量表示演唱者所使用气流的多少。我们利用Praat 软件大批量提取秦州小曲《采茶》的能量值，用SPSS19.0 对所提取的能量值进行统计分析，统计分析结果如下四幅图所示，图中横坐标表示能量的大小，纵坐标体现能量分布的集中趋势。本节选择两段采茶曲，对这首歌曲分别从演唱能量和言语能量两个方面进行分析。

观察上面的能量分布图，可以看出歌手在演唱以上歌曲的过程中，所

1.歌唱能量分析

图2-1 ：第一段能量分布图（男）

图2-2 第二段能量分布图（男）

图2-3 第一段能量分布图（女）

图2-4 第二段能量分布图（女）

表2-1 演唱能量数据统计表

使用的气流量高低差异并不大，演唱过程中的能量均分布在65dB-67dB 之间。但是四段歌曲的能量集中趋势却不相同，我们可以很明显的看出男声演唱的能量分布更加集中。

演唱能量数据统计表可以说明以下问题：男女歌手共同演绎了秦州小曲《采茶》这段曲目，但从数据表中可以看出，男声女声的演唱并不相同。就总时长而言，男声对于曲目的演唱时长更长，说明在演唱过程中男声对于歌词间的停顿或词尾进行了延长处理。就能量而言，男声演唱的能量最大值高于女声，而能量最小值也低于女声。整体比较而言，男声唱歌过程中能量的跨度比较大，表现为，男声演唱过程中最高能量高于女声，而最低能量低于女声演唱。观察平均值可以看出，歌曲在平均值上没有多大差异，能量平均均值在65dB～68dB 之间。

2.言语能量分析

对四段言语能量进行统计分析，绘出以上四幅图，在对歌曲进行朗读的过程中，能量平均值在56dB-66dB之间，整体的言语能量并不算很高。也可以看出，言语能量的集中趋势也不相同，仍然呈现出男声的能量更加集中的趋势，女声能量比较分散的趋势特征。

观察言语能量数据统计表得出以下结论：男女歌手共同朗读了秦州小曲《采茶》这段曲目，就总的时长而言，女生朗诵的时长明显长于男声朗读的时长，这恰恰与歌唱中的总时长特征相反。就最大能量值而言。整体观察，呈现出和歌唱时一样的情况，即最高能量体现出的特征是男声的最高能量要比女声的最高能量高，而最低能量要比女声低，这说明男声在演唱和朗读时的声音强度跨度都要比女声大。朗读两段歌曲的过程中，平均能量都在56dB～66dB 之间。通过演唱能量分布与朗读能量分布进行比较，可以看出，歌唱过程中的能量变化要大，而朗读过程中能量的变化较小，表现为歌唱过程中能量的最大值与最小值之间的差值更大，而朗读过程中能量最大值与最小值之间差值较小。说明歌唱过程不同于言语过程。

图2-5 第一段能量分布图（男）

图2-6 第二段能量分布图（男）

图2-7 第一段能量分布图（女）

图2-8 第二段能量分布图（女）

表2-2 言语能量数据统计表

3.乐段能量分析

分析了整段秦州小曲民歌的演唱能量及言语能量，本部分将秦州小曲民歌切分成上下两个乐段进行分析。上下段无论是在歌词还是旋律上没有差异。

观察上面的四幅图可以看出，男声无论时演唱乐段1 还是乐段2，平均能量均集中在在68dB 附近，而女声乐段1 和乐段2 的能量在66dB 附近，这表明乐段演唱过程中，能量的分配比较均匀，差异不大。这符合上下乐段在歌词以及韵律上相匹配的特征。

图2-9 乐段1 能量分布图（男）

图2-10 乐段2 能量分布图（男）

图2-11 乐段1 能量分布图（女）

图2-12 乐段2 能量分布图（女）

表2-3 上下乐段能量数据统计表

观察上下乐段能量数据统计表，得出以下结论：

虽然秦州小曲上下乐段的歌词以及旋律一致，但是，演唱过程中，上下段演唱时间的分配却存在差异，无论是男声还是女声在演唱第一乐段时用时更长。就能量值而言，男生和女声在最大能量值上体现为，第一乐段的最高能量值都高于第二乐段的最高能量值，但差异并不是很悬殊。根据上下两个乐段能量的数据统计，绘制出散点图进行更加直观的观察及分析。观察散点图，我们发现男声的演唱能量集中在60dB～80dB 之间，男声呈现出更加集中的趋势，而女声乐段演唱过程中能量分布比较分散，表示歌唱过程中声音高低错落有致，而男声演唱过程中声音持续高亢响亮。

图2-13 秦州小曲《采茶》(男)能量散点分布图

图2-14 秦州小曲《采茶》（女）能量散点分布图

三、拖腔声学分析

拖腔在民歌的演唱中非常常见，但不同民歌对于拖腔的演绎又各不相同，族采茶曲中也多使用拖腔去增填演唱艺术特色。演唱过程中，根据情感需要，会使用不同的拖腔形式进行演绎。根据形式的不同，我们将拖腔分为短拖腔，长拖腔，衬词拖腔进行分析。分析指标为：时长、基频、能量。横坐标为时间。

通过上面六幅图得出以下结论：

（1）图3-1 和图3-2 分别是所选歌曲中词尾音上的短拖腔的基频图以及能量图。所选择的时长为3.3s。可以看出所选段的频率集中在180Hz左右，能量值整体分布在40dB～60dB之间，能量分布比较集中。可以看出拖腔部分起伏较小，并且在演唱到高音区时才有运用。

图3-1 短拖腔基频图

图3-2 短拖腔能量图

图3-3 长拖腔基频图

图3-4 长拖腔能量图

图3-5 衬词拖腔基频图

图3-6 衬词拖腔能量图

（2）图3-3 和图3-4 分别为所选取的长拖腔的基频以及能量图。选取时时长为5.16s。可以看出，长拖腔段先表现为时间的延长，其次表现为音域范围的宽广，演唱长拖腔的基频范围在250Hz～450Hz 之间；从能量图中看出，能量保在60dB～80dB 之间。图4-17 中出现骤然上升骤降的特征，正是这种频率的改变才使得长拖腔呈现出跌宕起伏的特色。

（3）图3-5 和图3-6 分别是衬词拖腔的频率及能量图，选取时长为2.58s。可以看出衬词拖腔演唱中，基频分布在300Hz～450Hz 之间，演唱能量集中在60dB～80dB 之间。衬词拖腔是在像“哎”“呦”“啊哈”等词后面进行拖长声音的处理，使得整段歌在旋律上相匹配。以上三种形式的拖腔，虽然各有特色，但从能量上来看并无太大的差异。不同拖腔的运用有其必要性，拖腔的运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，歌唱过程中，2200Hz-2800Hz 之间出现的声音频率的增强。歌唱中如果出现共振峰，我们认为该歌手具有优质的嗓音，反之，则认为歌手音质较差。歌唱中，良好的共鸣是一个判断歌手声音优劣的最重要的指标。掌握良好共鸣技巧的歌手可以发出轻蹙、响亮的声音。秦州小曲《采茶》更是需要通过良好的共鸣得以实现其悠扬、辽阔、明亮的特色。因此，本研究将演唱以及朗读中的共振峰段截取加以研究分析。

图4-1 第一段歌唱共振峰语图（男）

图4-2 第一段歌唱段音节谱包络（男）

图4-3 第二段朗读语图（男）

图4-4 第二段朗读段音节谱包络（男）

图4-5 第一段歌唱共振峰语图（女）

图4-6 第一段歌唱段音节谱包络（女）

图4-7 第一段歌唱共振峰语图（女）

图4-8 第一段歌唱段音节谱包络（女）

以上为歌曲演唱及朗读时的共振峰语图和段音节包络图。通过观察以上的语图和谱包络，得出以下结论：分析演唱过程中语图和段音节包络图。在第一段1000Hz、2000Hz 和2500Hz 处形成浓黑杠，其他区域并没有能量的聚集；从二段的语图可以看出，1000Hz、2000Hz 和2800Hz 处有能量的聚集，但其他区域没有能量的聚集。通过谱包络图可已看出，歌唱过程中用共有四个共振峰，低频共振峰(F1、F2)集中在400Hz—1800Hz之间，高频共振峰（F3、F4）集中在2400Hz-4800Hz 附近。分析朗读过程中语图和段音节包络图。第一段在400Hz 处有能量的集中分布，在1200Hz 处有较强的能量聚集。从第二段的语图上可看出：800Hz 附近有较强能量的聚集，1600Hz 附近形成次强能量的集中分布，1600Hz 以上有较少范围较广的分布。谱包络的特征为，能量在400Hz—800Hz 之间聚集。与演唱时的谱包络进行对比可以看出：朗读时频率高于800Hz 时，能量就开始衰减，具体表现为：语图高频区的颜色要比歌唱中的语图颜色淡。

总结

不同的歌曲形式，有其不同的演唱方法和技巧，这些技巧和方法使得某种歌唱形成独树一帜的艺术风格。秦州小曲《采茶》自然也是如此，秦州小曲歌手在演唱过程中各项技巧以及方法的运用使得秦州小曲凸显出其不同于其他歌唱形式的特征。本文选取声学参量进行分析，旨在对秦州小曲民歌的生理机制进行探究，为秦州小曲教学提供直观的科学方法，使得这类优秀中华口传文化得到有效的继承和发展。