Большой вклад высокой певческой форманты в обеспечение важнейших эстетических и профессионально-технических свойств вокальной речи становится понятным при сопоставлении типичных спектров обычной речи (см. рисунок 9, кривая 1) со спектрами вокальной речи (2) и характеристиками слуховой чувствительности человека (5). Как можно видеть, энергетические составляющие спектра в вокальной речи перераспределяются из области низких частот (300–400 Гц), где они максимально выражены в обычной речи (1), в область 2000–3000 кГц, соответствующую максимальной чувствительности слуха. В результате указанного соответствия сигнал вокальной речи воспринимается на слух не только как более звонкий и эстетически приятный, но и как более громкий при той же акустической мощности, что и речевой. Данным соответствием обусловливается также повышенная помехоустойчивость слухового восприятия сигнала вокальной речи, характеризуемая термином «полетность».

Рис. 9. Среднестатистические спектры вокальной (1) и обычной (3) речи в сравнении с порогами слухового восприятия человека (2) свидетельствуют, что в вокальной речи максимум энергии спектра перемещается в область 2000–3000 Гц, соответствующую максимуму слуховой чувствительности человека (Морозов, 1977).

Имея в виду большое значение высокой певческой форманты в обеспечении эстетических и профессионально-технических свойств голоса, предложен метод искусственного улучшения эстетических свойств тембра голоса человека (при его электроакустическом преобразовании) путем избирательной коррекции частотных характеристик усилительного тракта в области высокой певческой форманты (Морозов, 1977).

В формировании специфического тембра вокальной речи высокой певческой форманты принимают участие и другие формантные области. Интегральные характеристики спектра вокальной речи, полученные при помощи интегрального спектрометра, выявили в основном ее трехформантную структуру. При этом первая форманта, расположенная в полосе 300–600 Гц, обозначаемая в литературе термином «низкая певческая форманта», придает голосу певца присущую ему «мягкость», «массивность», «округлость» тембра. Средняя формантная область, локализуемая в среднем около 1000 Гц, оказывается наиболее лабильной по своему частотному положению (вокруг частоты 1000 Гц) и в значительной степени определяет фонетическое качество вокальных гласных.

Помимо особенностей спектра вокальная речь характеризуется многими другими акустическими особенностями, влияющими на ее восприятие слушателем: повышенной мощностью, достигающей у профессиональных оперных певцов уровня 120 дБ, т. е. превышающей уровень разговорной речи на 40–50 дБ, значительно более глубоким вследствие этого динамическим диапазоном гласных (до 35 дБ), а также более широким звуковысотным диапазоном (две октавы и более вместо одной-полутора октав в речи), значительно большей длительностью гласных, достигающей в пении 3–5 и более секунд по сравнению с 150–250 мс в речи (Златоустова, 1981).

Наконец, специфической особенностью вокальной речи является наличие так называемого вибрато, представляющего собой амплитудно-частотную модуляцию голоса, происходящую с частотой 5–7 Гц и воспринимаемую слушателем, как весьма приятная на слух пульсация звука голоса певца (Seashore, 1936; Mason, Zemlin, 1982). Поскольку частота вибрато практически совпадает с частотой статистически наиболее типичной модуляции речи и максимумом слуховой чувствительности к амплитудно-частотной модуляции звуках высказана гипотеза о происхождении вибрато в результате согласования (сформировавшегося в процессе эволюции) амплитудно-модуляционных характеристик вокальной речи (или протяженных музыкальных звуков) с таковыми характеристиками слуха (Морозов, 1977).