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Vi sono vari modi per definire una formante:

• concentrazione di energia acustica in una certa banda frequenziale
• picchi in uno spettro sonoro causati  dalla risonanza acustica

Le prime 2 formanti, F1 e F2, con la loro variazione in ampiezza e in frequenza, determinano la varietà vocalica.

Ora potremmo porci due domande:

• come può il nostro sistema acustico discriminare chiaramente una voce operistica da una voce non impostata?

• come può essere che il più delle volte una voce operistica possa essere udibile anche al di sopra di un fortissimo orchestrale?

Gli studi di Johan Sundberg hanno portato alla scoperta di una particolare formante, l’EXTRA FORMANTE, in quanto sita costantemente in quella banda frequenziale che va da circa 2500 a circa 3500 Hz e, aspetto particolare, a prescindere dalla vocale emessa.

Aspetto particolare perchè sappiamo che ognuna delle 7 vocali della lingua italiana contiene una precisa disposizione formantica:

© Mauro Uberti

© Ferrero – Caldognetto

 

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 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 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 registrare col PC un segnale audio vocale di voce operistica di qualche secondo su frequenza X con vocale ad esempio [o], e poi, con software apposito, calcolare l’FFT (scomposizione del suono registrato nelle sue componenti armoniche).

analisi:

• a sin noto il picco della 1° form, (notare come la 2° componente armonica sia di intensità più che doppia rispetto alla 1° (F0);

• verso dx incontro la 2° form. che , trattandosi della vocale [o] si posizionerà sui 1000 Hz,

• poi attorno ai 2500/3000 hz noto una formante di ampiezza molto sigificativa, la nostra EXTRA Formante.

• 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, comincio ad abbassare progressivamente il volume dell’extra formante

risultato:

• il segnale vocale risultante corrisponde ovviamente alla stessa nota-frequenza, ma da suono tipicamente lirico si è trasformato in suono dal timbro non impostato.

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 un bel ronzio, con una frequenza abbastanza identificabile e molto simile al frinire delle cicale.

Quindi questo ronzio determina 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 questo formante (2500/3500 hz) il cantante d’opera ha la possibilità finalmente 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):

• abbassamento della laringe (pianto)

• abbassamento della mandibola

• abbassamento della base linguale

• elevazione del velo palatino

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 ad aumentare, 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, che spesso copriva letteralmente l’intensità del suono-vocale.

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

• alla caratterizzazione della vocalità lirica (assieme ad altri fattori)

• all’aumento della portanza, la voce corre più lontano

• emesso contemporaneamente ad altri strumenti acustici, il suono vocale risulterà ben evidente

Sia chiaro, è molto riduttivo alquanto apparentemente banale mettere in atto queste azioni: piango, abbasso la laringe, alzo il velo palatino, abbasso 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.

Distinzione tra voce maschile e femminile ?
No, pensiamo all’estensione vocale in senso totale ovvero dell’essere umano.
I bassi, baritoni, tenori e contralti risultano essere più timbrati rispetto alle voci femminili acute; da ciò si può dedurre come analizzando il suono vocale di una soprano la formante alta di canto (o rinforzo formantico, o extra formante) sia di bassa intensità, se non del tutto assente.

La sensazione di suono brillante (che non è sinonimo di timbrato) tipico dei soprani è infatti determinato più che dalla scarsa rilevanza della formante alta di canto quanto dalla maggiore intensità rispetto alle altre voci delle prime componenti armoniche.

In alcuni casi il 1° armonico coincide con il 1° formante, data la sua elevata intensità.

Questa sensazione di brillantezza sopranile si ottiene aumentando negli acuti l’apertura della bocca.

Quindi si evince che:

• nelle voci maschili o di contralto noi avvertiamo soprattutto l’intensità della formante alta di canto
• nelle voci femminili acute avvertiamo la frequenza fondamentale F0 potenziata dalla sovrapposizione della prima formante.