Stimmresonanz

Stimmresonanz lässt sich definieren als „der Prozess, durch den das Grundprodukt der Phonation in Klangfarbe und/oder Intensität durch die luftgefüllten Hohlräume, die es auf seinem Weg zur Außenluft durchströmt, verstärkt wird.“ ^{[ 1 ]} In der Fachliteratur zur Stimmresonanz werden verschiedene Begriffe im Zusammenhang mit Resonanz verwendet, darunter Verstärkung, Filterung, Bereicherung, Vergrößerung, Verbesserung, Intensivierung und Verlängerung. Akustikexperten würden viele dieser Begriffe aus rein wissenschaftlicher Sicht hinterfragen. Für Sänger und Sprecher ist jedoch die wichtigste Erkenntnis, dass Resonanz zu einem besseren Klang führt oder zumindest einen Klang erzeugt, der bestimmten ästhetischen und praktischen Anforderungen entspricht.

Die Stimme besitzt, wie alle akustischen Instrumente (z. B. Gitarre, Trompete, Klavier oder Violine), spezielle Resonanzräume . Der durch die schwingenden Stimmbänder erzeugte Ton breitet sich in und durch die offenen Resonanzkanäle und -kammern aus. Da der Vokaltrakt oft mit verschiedenen Körperregionen in Verbindung gebracht wird, werden die unterschiedlichen Resonanzräume mitunter als Brustkorb, Mund, Nase/„Maske“ oder Kopf bezeichnet.

In einem eher symbolischen/wahrnehmungsbezogenen als physikalischen Sinne können die verwendeten Begriffe die stimmlichen „Farben“ auf einer kontinuierlichen Skala darstellen: von dunkler ( Brust- )Resonanz bis hin zu heller ( Kopfnasal- )Resonanz. Dieses Spektrum lässt sich als Resonanzkurve bezeichnen. Im unteren Bereich überwiegt die Bruststimme/dunkle Farbe, im mittleren Bereich die Mundnasal-Resonanz und im oberen Bereich die Kopfnasal-Resonanz (helle Farbe). Ziel vieler Gesangslehrer und -coaches ist es, durch die Verwendung solcher Bilder die Beherrschung aller „Farben des Spektrums“ zu erlangen. Dies ermöglicht letztendlich einen größeren Ausdruck von Emotionen. Der emotionale Gehalt des Liedtextes oder der Phrase bestimmt Klangfarbe und Lautstärke und ist die persönliche Wahl des Künstlers.

• Die Kopfresonanz sollte nicht mit der Kopfstimme oder dem Falsett verwechselt werden. Sie wird hauptsächlich für leiseren Gesang in beiden Registern über den gesamten Tonumfang hinweg verwendet.
• Die Mundresonanz wird beim Singen für eine konversationelle Stimmfarbe verwendet und erzeugt in Kombination mit der Nasalresonanz eine nach vorne gerichtete oder maskenhafte Resonanz.
• Die Brustresonanz verleiht der Stimme einen volleren, dunkleren und tieferen Klang und erzeugt so ein Gefühl von Kraft, Wärme und Sinnlichkeit. Sie verleiht der Stimme Tiefe und Dramatik.
• Nasale Resonanz ( Maskenresonanz ) ist bei einem gut erzeugten Ton stets präsent, außer vielleicht bei reiner Kopfstimme oder sehr leiser Stimme. Sie klingt hell und scharf und wird in Kombination mit der Mundresonanz eingesetzt, um eine präsente Klanggebung (Maskenresonanz) zu erzeugen. Insgesamt verleiht sie der Stimme Obertöne, die für Klarheit und Tragfähigkeit sorgen.

Manche Sängerinnen und Sänger sind für ihre ausgeprägte Nasalstimme bekannt, andere für ihren tiefen, dunklen und vollen Klang, und wieder andere für ihren hauchigen oder rauchigen Ton – und so weiter. Diese Individualität hängt zum Teil von der Struktur des Stimmorgans ab, also von der Form und Größe der Stimmbänder und des Vokaltrakts.

Die Qualität oder Klangfarbe einer Stimme hängt auch von der Fähigkeit des Sängers ab, verschiedene Resonanzen zu entwickeln und zu nutzen, indem er Form und Größe der Stimmkammern, durch die der Schall strömt, kontrolliert. Elektrografisch konnte in Form von „Stimmabdrücken“ nachgewiesen werden, dass – ähnlich wie bei Fingerabdrücken – keine zwei Stimmen exakt gleich sind. ^{[ 2 ]}

Resonanz ist im technischen Sinne eine Beziehung zwischen zwei Körpern, die mit derselben Frequenz oder einem Vielfachen davon schwingen. Anders ausgedrückt: Die Schwingungen eines Körpers versetzen den anderen Körper in Schwingung. Ein Resonator kann als sekundärer Schwinger definiert werden, der durch den Hauptschwinger in Bewegung gesetzt wird und den erzeugten Schallwellen eigene Eigenschaften hinzufügt. ^{[ 3 ]}

Es gibt zwei Arten von Resonanz: die Mitschwingresonanz (oder freie Resonanz) und die erzwungene Resonanz (oder Leitungsresonanz) ^{[ 4 ].} Der wesentliche Unterschied zwischen beiden Arten liegt in der Ursache der Schwingung des Resonators. Bei der Mitschwingresonanz ist kein direkter physischer Kontakt zwischen den beiden Körpern erforderlich. Der Resonator beginnt zu schwingen, indem er Schwingungen aus der Luft aufnimmt und darauf mitschwingt, sofern seine Eigenfrequenzen mit den erregenden Schwingungen übereinstimmen. Bei der erzwungenen Resonanz beginnt der Resonator zu schwingen, weil er in physischem Kontakt mit einem schwingenden Körper steht, der ihn zur Nachahmung seiner Schwingungen anregt. ^{[ 5 ]}

Beide Resonanzarten wirken in der menschlichen Stimme beim Sprechen und Singen. Ein Großteil der Vibrationen, die Sänger beim Singen wahrnehmen, ist auf erzwungene Resonanz zurückzuführen. Die durch den Luftstrom erzeugten und von den vibrierenden Stimmlippen modulierten Wellen breiten sich entlang der Knochen, Knorpel und Muskeln von Hals, Kopf und oberem Brustkorb aus und versetzen diese durch erzwungene Resonanz in Schwingung. Es gibt kaum Hinweise darauf, dass diese von den Tastnerven wahrgenommenen Vibrationen einen wesentlichen Beitrag zum äußeren Klang leisten. ^{[ 6 ]}

Diese erzwungenen Schwingungen können jedoch, unabhängig von ihrer Auswirkung auf den äußeren Klang, als sensorische Hinweise für den Sänger dienen. Sie können dem Sänger signalisieren, dass seine Stimmlippen starke Primärschwingungen erzeugen, die von ihnen zum Kopf und Brustkorb übertragen werden. Somit liefern diese Schwingungsempfindungen dem Sänger sensorisches Feedback über die Effizienz des gesamten Stimmprozesses.

Im Gegensatz dazu ist der Klang, den eine Person von einem Sänger hört, ein Produkt der Resonanz. Luftschwingungen, die auf Höhe der Stimmlippen im Kehlkopf entstehen , breiten sich durch den Vokaltrakt (z. B. die Kanäle und Hohlräume der Atemwege) aus. Anders ausgedrückt: Die resultierende Glottiswelle der Stimme wird durch den Vokaltrakt gefiltert – ein Phänomen der Resonanz. ^{[ 7 ]} Der Stimmresonator ist kein Resonanzkörper wie bei Saiteninstrumenten . Vielmehr handelt es sich um eine Luftsäule, die durch den Vokaltrakt strömt und deren Form nicht nur komplex, sondern auch sehr variabel ist. Vennard sagt:

Es kann also als Ganzes oder in seinen Teilen schwingen. Man kann sich leicht vorstellen, dass es auf verschiedene Weisen gleichzeitig schwingt. Tatsächlich tun dies die meisten Vibratoren, sonst gäbe es keine Klangfarbe, die aus mehreren Frequenzen unterschiedlicher Intensität besteht, die zusammen erklingen. Luft ist dazu genauso fähig wie jedes andere Medium; die Klänge vieler verschiedener Instrumente werden durch dieselbe Luft zum Ohr transportiert, in denselben winzigen Kanal geleitet und können dennoch als ein einziger Klang oder als Klänge einzelner Quellen wahrgenommen werden, je nachdem, worauf wir unsere Aufmerksamkeit richten. ^{[ 5 ]}

Eine Reihe von Faktoren bestimmt die Resonanzeigenschaften eines Resonators. Dazu gehören unter anderem Größe, Form, Art der Öffnung, Zusammensetzung und Dicke der Wände, Oberfläche und kombinierte Resonatoren. Bereits geringfügige Änderungen dieser Einflussfaktoren können die Klangqualität merklich beeinflussen. ^{[ 6 ]}

Im Allgemeinen gilt: Je größer ein Resonator ist, desto niedriger ist die Frequenz, auf die er reagiert; je größer das Luftvolumen, desto tiefer die Tonhöhe. Die Tonhöhe wird jedoch auch von der Form des Resonators sowie von der Größe der Öffnung und der Menge an Rand oder Hals beeinflusst. ^{[ 3 ]}

Ein kegelförmiger Resonator, wie beispielsweise ein Megafon , verstärkt tendenziell alle Tonhöhen gleichermaßen. Bei einem zylinderförmigen Resonator kommt es primär auf die Länge des Rohres an, durch das sich die Schallwelle ausbreitet. Ein kugelförmiger Resonator wird durch die Größe seiner Öffnung und das Vorhandensein oder Fehlen einer Kante an dieser Öffnung beeinflusst. ^{[ 6 ]}

Drei Faktoren, die die Wände eines Resonators betreffen, beeinflussen dessen Funktion: das Material, aus dem er besteht, die Wandstärke und die Oberflächenbeschaffenheit. Die Resonanzeigenschaften eines Musikinstruments variieren offensichtlich mit unterschiedlichen Materialien, und auch die Materialmenge hat einen gewissen Einfluss. ^{[ 3 ]}

Für den Gesang ist der Zusammenhang zwischen der Oberfläche eines Resonanzkörpers und seinen Klangeigenschaften von besonderer Bedeutung. Resonanzkörper können hochselektiv sein, d. h. sie reagieren nur auf eine Frequenz (oder Vielfache davon), oder sie können universell sein, d. h. sie reagieren auf ein breites Frequenzspektrum. Im Allgemeinen gilt: Je härter die Oberfläche des Resonanzkörpers, desto selektiver ist er, und je weicher die Oberfläche, desto universeller ist er. „Ein harter Resonanzkörper reagiert nur, wenn der Schwingungskörper einen Oberton enthält, der exakt mit der Resonanzfrequenz des Resonanzkörpers übereinstimmt, während ein weicher Resonanzkörper ein breites Spektrum an Grundtönen ungedämpft durchlässt, aber je nach Fall eine eigene Frequenz als Oberton, harmonisch oder inharmonisch hinzufügt.“ ^{[ 5 ]}

Extrem hohe Härte führt zu einem durchdringenden Ton mit wenigen, aber sehr ausgeprägten hohen Teiltönen. Extrem hohe Weichheit hingegen erzeugt einen verwaschenen, richtungslosen Ton ohne jeglichen Charakter. Zwischen diesen beiden Extremen liegt ein ganzes Spektrum an Klangmöglichkeiten. ^{[ 3 ]}

Der letzte zu erwähnende Faktor ist der Effekt der Verbindung zweier oder mehrerer Resonatoren. Im Allgemeinen bewirkt die Verbindung zweier oder mehrerer Resonatoren eine unterschiedliche Absenkung der Resonanzfrequenz jedes einzelnen, abhängig von deren Kapazität, Öffnungen usw. Die für kombinierte Resonatoren geltenden Regeln gelten auch für die menschliche Stimme: Kehle, Mund und mitunter auch die Nase funktionieren auf diese Weise. ^{[ 3 ]}

Es gibt sieben Bereiche, die als mögliche Stimmresonatoren in Frage kommen. In der Reihenfolge vom tiefsten zum höchsten Körperbereich sind dies der Brustkorb, die Luftröhre, der Kehlkopf selbst, der Rachen, die Mundhöhle, die Nasenhöhle und die Nasennebenhöhlen. ^{[ 6 ]}

Der Brustkorb ist kein effektiver Resonanzkörper, obwohl zahlreiche Gesangsbücher und -lehrer von „Brustresonanz“ sprechen. Obwohl im oberen Brustbereich starke Vibrationen wahrgenommen werden können, trägt er aufgrund seiner Struktur und Lage nicht wesentlich zum Resonanzsystem der Stimme bei. Der Brustkorb ist hauptsächlich mit den vorgelagerten Strukturen der Atemwege, wie Lunge und Luftröhre (z. B. unterhalb der Stimmbänder ), verbunden. Dort weist er eine hohe Vibrationsabsorption auf und hat kaum oder gar keine akustische Funktion, Schallwellen zum Kehlkopf zurückzureflektieren . ^{[ 3 ]}

Die Luftröhre trägt, abgesehen von einem negativen Effekt um ihre Resonanzfrequenz, nicht wesentlich zum Resonanzsystem bei. Luftröhre und Bronchien bilden zusammen die Luftröhre, eine umgekehrt Y-förmige Struktur. Sie liegt direkt unterhalb des Kehlkopfes und besitzt, anders als das Lungeninnere , eine ausgeprägte Röhrenform und vergleichsweise harte Oberflächen. Die Resonanz der Luftröhre ist für alle Tonhöhen gleich, außer bei ihrer eigenen Resonanzfrequenz. Wird diese Resonanzfrequenz erreicht, wirkt die subglottische Röhre als akustische Impedanz bzw. Interferenz, die die Stimmfunktion des Kehlkopfes beeinträchtigt . Untersuchungen haben die Resonanzfrequenz des subglottischen Systems bzw. der Luftröhre bei Männern und Frauen auf etwa das Es oberhalb des mittleren C bestimmt, wobei sie je nach Körpergröße variiert. ^{[ 8 ]}

Aufgrund seiner geringen Größe fungiert der Kehlkopf nur bei hohen Frequenzen als Resonanzkörper. Untersuchungen zeigen, dass ein ausgeprägter Oberton zwischen 2800 und 3200 Hertz zu den wünschenswerten Merkmalen eines guten Stimmklangs gehört, wobei Männerstimmen eher im unteren und Frauenstimmen eher im oberen Bereich liegen. Dieses Merkmal wird als Brillanz oder häufiger als Klangfarbe bzw. Sängerformant bezeichnet , wie von Sundberg ausführlich beschrieben. ^{[ 9 ]} Es gibt mehrere Bereiche im oder in der Nähe des Kehlkopfes, die solch hohe Töne resonieren können. Dazu gehören der Kehlkopfkragen, die Morgagni-Ventrikel, die Vallecula und die Recessus piriformes. Der Kehlkopf unterliegt keiner bewussten Steuerung, aber alles, was einen „Klang“ erzeugt, kann indirekt gefördert werden, indem Schüler und Lehrer die entsprechenden Laute bewusst wahrnehmen.

Der Rachen ist aufgrund seiner Lage, Größe und Anpassungsfähigkeit der wichtigste Resonanzraum. Er ist der erste Hohlraum beliebiger Größe, durch den das Produkt der Kehlkopfvibration gelangt; die anderen supraglottischen Hohlräume müssen aufnehmen, was der Rachen ihnen weiterleitet. Greene erklärt:

„Da die supraglottischen Resonatoren hauptsächlich aus Muskeln bestehen und beweglich sind, müssen sie willkürlich gesteuert werden, um optimale Resonanzbedingungen zu erzeugen, entweder durch unterschiedliche Spannungsgrade in ihren Wänden oder durch Veränderungen der Größe ihrer Öffnungen und Hohlräume während der Artikulationsbewegungen.“

Die Mundhöhle ist der zweitwichtigste Resonanzkörper. ^{[ 5 ] [ 7 ]} Form und Lage der Zunge beeinflussen die Form dieses Resonanzkörpers maßgeblich. Auch der Öffnungsgrad des Mundes bestimmt seine Größe. Schließlich wirken die Lippen als letzter Filter auf den Klang und vollenden so die „orale Resonanz“.

Die Nasenhöhle ist der drittwirksamste Resonator. ^{[ 5 ] [ 7 ]}

Obwohl die Nasennebenhöhlen von vielen Sängern und Gesangslehrern traditionell als Resonanzräume bezeichnet werden, bestehen sie aus kleinen, geschlossenen Luftkammern, die akustisch nicht mit dem Vokaltrakt verbunden sind und deren Rolle bei der Stimmresonanz nicht nachgewiesen ist. ^{[ 5 ] [ 7 ]} Man könnte argumentieren, dass die Kopfoberfläche und tiefer liegende Nerven in der Nähe der Nasennebenhöhlen passive Vibrationen wahrnehmen, die durch die erzeugte und über den Vokaltrakt übertragene Stimme entstehen. Diese Empfindungen könnten dazu beitragen, dass die Nasennebenhöhlen weiterhin als effektive Resonanzräume gelten.

• Large, John (Februar–März 1972). „Auf dem Weg zu einer integrierten physiologisch-akustischen Theorie der Stimmregister“. The NATS Bulletin . 28 : 30–35 .