Владимир Морозов - Язык эмоций и эмоциональный слух. Избранные труды Страница 11

Рис. 4. Опознавание эмоционального контекста различного характера слушателями разных категорий.

Обозначения те же, что на рисунках 2 и 3

Приводимые на графике данные показывают, что все категории слушателей проявляют различную степень точности восприятия разных «эмоций». Точнее всего воспринимается страх (86 %), гнев (79 %), несколько хуже горе (68 %) и безразличие (64 %), и плохо радость (42 %). Важно, что этот порядок ранжирования величины опознавания «эмоций» наблюдается практически у всех групп слушателей.

5. Исследование акустических параметров вокальной речи, обусловливающих передачу эмоциональной информации

Исходный материал для акустического анализа был получен из тех фраз программ, эмоциональный контекст которых был правильно оценен экспертами с вероятностью не менее чем 70 %. В этом случае мы считали, что певец действительно передал, а слушатель воспринял именно то эмоциональное содержание, которое определялось заданием, и, следовательно, эти фразы обладают такими акустическими признаками, которые присущи данной эмоции.

5.1. Интонационные характеристики и вибрато

Частота основного тона регистрировалась с помощью специальной электроакустической аппаратуры: конденсаторного микрофона МИК-5, магнитофона МЭЗ-28а, измерителя частоты основного голоса (интонометра)[5] и осциллографа К-115. Для анализа интонационных характеристик были использованы 40 условий. На рисунке 5 представлены типичные осциллограммы кривой изменения частоты основного тона голоса при различных эмоциональных контекстах вокальных фраз. Периодические изменения высоты кривой на осциллограммах отражают частотное вибрато голоса певца.

К характерным изменениям в мелодической структуре вокальных фраз можно отнести следующие. При радости наблюдается интонационный подъем звука. Для горя характерны интонационные «подъезды» и «съезды». При безразличии мелодия стремится к уплощению своего рисунка как за счет понижения верхних тонов, так и за счет повышения нижних. При выражении страха мелодический рисунок выглядит наименее устойчивым и точность интонирования явно нарушается.

Рис. 5. Осциллограммы изменения частоты основного тона. Фраза «Спи, дитя мое» в исполнении баритона А. К-ва.

1 – радость, 2 – горе, 3 – безразличие, 4 – гнев, 5 – страх. По вертикали – высота основного тона голоса (Гц)

Вибрато при горе и особенно при выражении безразличия уменьшает свой размах. В отдельных случаях безразличие сопровождается почти полным отсутствием частотного вибрато, т. е. звук становится «прямым». При радости и в еще большей степени при гневе размах вибрато заметно увеличивается. Для страха характерно нарушение периодичности кривой вибрато. Наименьшая частота вибрато наблюдается при горе и безразличии (5–6 Гц), при радости и гневе она немного увеличивается (6,0–6,5 Гц) и при выражении страха может резко возрасти (до 8 Гц), что, возможно, и создает впечатление «дрожания» голоса.

Изменение эмоционального контекста вызывает также смену фазовых соотношений между амплитудным и частотным вибрато. Это явление в значительной степени определяет характер звучания голоса, его тембровые качества (Морозов, 1967а; Котляр, 1973).

5.2. Интегральные характеристики спектра

Интегральные характеристики спектра были сняты с помощью спектрального интегратора. В связи с тем что продолжительность звучания фраз с разными эмоциональными контекстами различна, показания, снятые с интегратора, приводились к единице времени (1 с). Это дало возможность сравнивать спектры разных фраз, с различным эмоциональным контекстом, в исполнении разных певцов. Анализу были подвергнуты 45 условий из 9 наиболее удачно исполненных программ.

На рисунке 6 приведены наиболее типичные спектрограммы. Прежде всего, спектрограммы показывают весьма заметные изменения высокой певческой форманты (ВПФ) по уровню и частотному положению. Изменения интенсивности и частотного положения ВПФ в большей степени проявляются при исполнении вокализов и отдельных гласных, т. е. тогда, когда певец вынужден прибегать к тембровым характеристикам голоса как эмоционально выразительным средствам, так как число средств выражения эмоций сокращается.

Рис. 6. Изменение интегральных характеристик спектра в зависимости от эмоционального контекста.

Гласн. А – высота 311 Гц, тенор В. В-в. По горизонтали – средние частоты фильтров спектрометра (Гц); по вертикали – уровень спектральных составляющих (дБ): 1 – радость, 2 – горе, 3 – безразличие, 4 – гнев, 5 – страх

Интересен тот факт, что при радости вершина ВПФ сдвигается в наиболее высокую частотную область. На слух это воспринимается как легкое, «светлое» звучание голоса. При горе и гневе частотное положение ВПФ понижается. По-видимому, это и определяет такое изменение тембра голоса, как его «потемнение».

Для гнева наряду с тем, что ВПФ занимает наиболее низкую частотную область, характерно значительное увеличение интенсивности звука в целом и происходящее в связи с этим возрастание интенсивности крайних высоких составляющих. Увеличивается и уровень низкой певческой форманты. Звук становится более плотным, массивным и насыщенным «металлом».

При страхе и горе интенсивность высоких частот в звуке падает и выраженность ВПФ уменьшается. В крайних случаях при выражении страха спектрограмма теряет типичные «вокальные» черты и приближается по своим очертаниям к спектрограммам речевого сигнала. Голос полностью теряет блеск, звонкость и приобретает глухой, сдавленный характер.

5.3. Временные и динамические характеристики

Временные и динамические характеристики исследовались по осциллограммам 137 вокальных фраз и вокализов, отобранных из 16 программ по указанной выше методике.

На осциллограммах (снятых на осциллографе К-115), помимо звукового сигнала в целом, с помощью линейного амплитудного детектора регистрировалась кривая изменения среднеэффективного значения напряжения исследуемого сигнала (огибающая). Для того чтобы точнее воспроизвести форму огибающей по амплитуде, частота среза фильтра НЧ на выходе детектора была выбрана на уровне 40 Гц.

Типичные осциллограммы фразы Спи, дитя мое, исполненной с различными эмоциональными оттенками, представлены на рисунке 7. Можно видеть, что временные и динамические характеристики фразы существенно изменяются в зависимости от эмоционального контекста.

При обработке осциллограмм были измерены следующие параметры: 1) средняя длительность слога во фразе (Т, мс); 2) коэффициент вариации длительности слогов во фразе (VT, %); 3) относительная длительность пауз во фразе по отношению к общей длительности фразы (t, %); 4) средний уровень силы звука слогов во фразе (Р, дБ); 5) коэффициент вариации силы голоса по слогам (Vp, %); 6) средняя длительность фронта (увеличения звука) с логов (τф, мс); 7) средняя длительность спада (уменьшения звука) слогов (τc, мс)[6].

Рис. 7. Осциллограммы фразы Спи, дитя мое, исполненной сопрано Л. Б-вой с разным эмоциональным контекстом.

1 – радость, 2 – горе, 3 – безразличие, 4 – гнев, 5 – страх. Амплитуда осциллограммы отражает изменения силы голоса

Статистическая обработка полученных данных была произведена на ЭВМ «Наири-3». Полученные результаты представлены графически на рисунках 120–125 (вертикальными масштабами на всех графиках обозначены границы доверительных интервалов при уровне значимости Р=0,05).

На рисунке 8 представлены данные об изменении средней длительности слога в зависимости от эмоционального контекста фразы. Наибольшая длительность слога наблюдается во фразах при выражении горя (1240 мс) и наименьшая – при выражении страха (540 мс), т. е. средний темп чередования слогов при горе более чем в два раза медленнее, чем при страхе.

На рисунке 9 показаны различия в относительной длительности пауз по отношению к общей длительности фраз. Наибольшая величина пауз наблюдается при выражении страха (12,6 %) и наименьшая при безразличии (2,1 %), т. е. при страхе голос прерывается, а при безразличии он звучит почти беспрерывно.

Данные об изменении средней силы голоса в зависимости от эмоционального контекста представлены на рисунке 10. Как видно из рисунка, наибольшей силой звука обладает голос при выражении гнева (100 дБ) и наименьшей – страха (92 дБ) и безразличия (93 дБ). Радость и горе по силе звука занимают промежуточное положение.