SINGER'S FORMANT



Vi sono vari modi per definire una formante:

Le prime due formanti, F1 e F2, con la loro variazione in ampiezza e in frequenza, determinano la varietà vocalica.

Ora due considerazioni:

Gli studi di Johan Sundberg - e di Wilmer T. Bartholomew circa mezzo secolo prima - hanno portato alla scoperta di una particolare formante, detta EXTRA FORMANTE, FORMANTE DEL CANTANTE, SINGING FORMANT o SINGER'S FORMANT, in quanto sita costantemente in quella banda frequenziale che spazia da circa 2500 a circa 3500 Hz e, aspetto particolare, a prescindere dalla vocale emessa.

Caratteristica apparentemente anomala, dato che ognuna delle 7 vocali della lingua italiana contiene una precisa disposizione formantica:

 
 
    
Uberti


                                                         © Ferrero - Caldognetto
N.B. - segnalo che le parole MODO e MONDO
sono state invertite, evidentemente per errore tipografico
 


Ovvero ogni vocale possiede una sua precisa struttura formantica variabile (vedi prima immagine), eppure l'extra formante si situerà sempre tra i 2500 e i 3500 Hz.

Da un articolo dello stesso Sundberg:

La formante del cantante è un picco che emerge nel profilo spettrale attorno ai 3 chilocicli, che si riscontra tipicamente nelle vocalizzazioni prodotte da cantanti lirici classici. Secondo una ricerca precedente, si tratta principalmente di un fenomeno risonante prodotto dalla fusione (clustering) delle formanti 3, 4 e 5. Il suo livello, rispetto alla prima formante varia a seconda della vocale, l'intensità della vocale ed altri fattori. Viene qui esaminata la sua dipendenza dalle frequenze delle formanti delle vocali. Applicando la teoria acustica sulla produzione della voce, viene calcolata la differenza tra i livelli della prima e della terza formante per alcune vocali standard. Viene individuata la differenza fra i livelli osservati e quelli calcolati per voci diverse. Si è trovato che questa varia considerevolmente tra le vocali cantate dai cantanti professionisti e quelle cantate da principianti.

Acusticamente la Singer's Formant corrisponde a una specie di ronzio. Fisicamente si forma in quella zona del vocal tract compresa tra la glottide e l'epiglottide.

Ecco una dimostrazione: è sufficiente campionare un segnale audio vocale di voce operistica di qualche secondo su frequenza X con vocale ad esempio [o], e poi calcolarne l'FFT (scomposizione del suono registrato nelle sue componenti armoniche).

Analisi:



verso il bordo sinistro della figura notiamo il picco della 1° formante, (notare come la 2° componente armonica sia di intensità più che doppia rispetto alla 1°);

verso destra incontriamo la 2° formante la quale, trattandosi della vocale [o], si posizionerà sui 1000 Hz,

attorno ai 2500/3000 Hz notiamo una formante di ampiezza molto sigificativa, l'EXTRA Formante.
Jussi Bjorling - Una furtiva lacrima - Do acuto


con un filtro a reiezione di banda (lascia passare le frequenze che si trovano al di sotto e al di sopra di un intervallo, eliminando tutte quelle che sono comprese nell'intervallo stesso da me prestabilito), o ancor meglio con un equalizzatore grafico, abbassiamo progressivamente l'intensità dell'extra formante


                           Risultato:

il segnale vocale risultante corrisponde ovviamente alla stessa nota-frequenza, ma ne abbiamo modificato la struttura sopprimendone parzialmente il rinforzo formantico caratteristico del suono vocale operistico.
smorzamento dell'intensità dell'extra formante

A questo punto se con un filtro passa banda (lascia passare inalterate tutte le frequenze il cui valore è entro un determinato intervallo eliminando quelle al di sopra e al di sotto della banda da me prestabilita) isolassi questo formante dal segnale originario, sentirei una sorta di ronzio, con una frequenza abbastanza identificabile e molto simile al frinire delle cicale.

Quindi questo ronzio contribuisce a determinare la differenza tra la vocalità lirica e non. E non solo; dato che l'estensione di un'orchestra di stampo operistico arriva mediamente verso gli acuti attorno ai 2500 hz, sviluppando l'ampiezza di questa formante il cantante d'opera ha la possibilità di farsi udire, sviluppando così la sua portanza vocale.

Dal punto di vista fisiologico, tutto ciò è strettamente legato al concetto di copertura (registro secondario):

Didatticamente se ne vide la necessità per rendere fluido il passaggio dal registro medio grave verso quello acuto, mentre esteticamente se ne vide la necessità agli inizi dell'800, quando gli organici orchestrali per esigenze compositive iniziavano a incrementarsi, e con essi il volume sonoro (dB) e la banda frequenziale (Hz).

Ecco quindi la necessità di creare una nuova modalità di emissione vocale che potesse competere con il nuovo suono orchestrale, il quale spesso copriva letteralmente l'intensità del suono-vocale.

Questa concentrazione, ovvero l'aumento di volume di questa banda/formante conduce:

Sia chiaro, è molto riduttivo alquanto apparentemente banale mettere in atto queste azioni: simulare l'atteggiamento tipico del pianto, abbassare la laringe, alzare il velo palatino, abbassare la base della lingua, ...
Tutto fa sempre parte di un meccanismo, di un equilibrio tra varie componenti, del rapporto tra diversi e simultanei atteggiamenti fisici e mentali - teoria dell'uovo.

In generale le voci di basso, baritono, tenore e contralto risultano essere più timbrati rispetto alle voci femminili acute; ciò si può dedurre analizzando il suono vocale di una soprano, la cui formante alta di canto risulta spesso di minor intensità rispetto alle altre categotie vocali.

La sensazione di suono brillante (che non è sinonimo di timbrato) tipico dei soprani può essere anche determinato più che dalla scarsa rilevanza della formante alta di canto quanto dalla maggiore intensità rispetto alle altre voci delle prime componenti armoniche (ricordiamoci che la F0, frequenza fondamentale corrisponde al 1° componente armonico) e quindi della 1° formante.
In alcuni casi il 1° armonico coincide con la 1° formante, data la sua elevata intensità.
Ma come si può ottenere questa sensazione di brillantezza sopranile? Concettualmente è banale, dato che l’ampiezza della 1° formante F1 è in relazione con l’ampiezza della cavità orale, quindi

aumentando negli acuti l’apertura della bocca

Da ciò si evince che nelle voci maschili o di contralto noi percepiamo soprattutto l’intensità della formante di canto, mentre nelle voci femminili acute la frequenza fondamentale potenziata dalla sovrapposizione della prima formante.

soprano anonimo - la 1° formante coincide con la 1° componente armonica

Quindi come detto la brillantezza sopranile si ottiene aumentando negli acuti l'apertura della bocca; è infatti ormai assodato come lo sviluppo d'intensità della 1° formante F1 sia in relazione con l'abbassamento del mascellare inferiore.

Da qui si evince che:           nelle voci maschili o di contralto avvertiamo soprattutto l'intensità della formante alta di canto
                                  
                                        nelle voci femminili acute avvertiamo la frequenza fondamentale F0 potenziata dalla sovrapposizione della prima formante



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