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7/26/2019 Aspectos da acústica e psicoacústica do vibrato vocal
http://slidepdf.com/reader/full/aspectos-da-acustica-e-psicoacustica-do-vibrato-vocal 1/9
Aspectos da acústica e psicoacústica do vibrato vocal
Johan Sundberg
Resumo
Este artigo analisa a pesquisa sobre vibrato vocal e fenômenos correlatos. Como o vibratocorresponde a uma modulação da frequência fundamental, os atributos acsticos prim!rios são a
frequência e amplitude desta modulação, bem como a sua forma de onda. " fai#a de variação destes
par$metros no canto de %pera cl!ssica são discutidos, bem como os limites para os fenômenos
similares, tais como o tremolo e o trinado. &amb'm são considerados alguns atributos perceptuais,
tais como o efeito do vibrato nos parciais superiores do espectro e para as gestalts timbr(sticas, o
efeito na inteligibilidade das vogais, e da relação entre a modulação de frequência e a altura )nota*
percebida.
Introdução
+ vibrato não ' um fenômeno bem definido. Em diversas tradiçes e culturas musicais
diferentes tipos de vibrato se desenvolveram, presumivelmente com maior ou menor divergência
acstica e - ou caracter(sticas fisiol%gicas. o canto de %pera ocidental, um tipo de vibrato '
utili/ado o qual ' caracteri/ado por uma ondulação da frequência fundamental. 0m fator de grande
signific$ncia na produção deste tipo de vibrato parece ser as contraçes pulsativas do msculo
cricotire%ideo. o canto popular e no canto em algumas culturas não1ocidentais, um outro tipo de
vibrato ' freq2entemente ouvido que parece impulsionado por uma pulsação da pressão subgl%tica.
este artigo vou resumir o est!gio de conhecimento sobre v!rios aspectos acsticos e perceptivos
de diferentes tipos de vibrato. Como o vibrato ocorrendo no canto de %pera ocidental tem sido mais
bem sucedido do que outros tipos de vibrato para atrair a atenção dos pesquisadores, vou me
concentrar sobre este tipo de vibrato, principalmente. 3esenvolve1se quase automaticamente,
enquanto o treinamento de vocal procede com sucesso e pode, assim, ser observado em quase todos
os cantores de %pera profissionais e +cidentais )45or6lund, 7897*.
Atributos acústicos
7. &eoria
+ conhecimento insuficiente da teoria acstica da produção vocal provocou grande parte da
pesquisa no campo do vibrato vocal. + fenômeno vibrato s% pode ser entendido : lu/ dessa teoria,
que eu irei revisar rapidamente )para uma descrição mais e#austiva, ver Sundberg, 78;<*. " teoria
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acstica da produção vocal foi estabelecida por =unnar >ant e outros durante a d'cada de 78?@
)>ant, 789@*. A ilustrada esquematicamente na >igura 7. "ssume1se que as caracter(sticas dos
impulsos de ar transgl%ticos são inteiramente determinados por pressão subglotal e a5ustes nas
pregas vocais e, assim, independente das ressonâncias do trato vocal; esta descrição parece ser
razoavelmente realista.Sons vocais são produzidos por um fluxo de ar regularmente pulsante através da glote. Este
trem de pulsos de ar é chamado a fonte da voz. Sua freq!ncia corresponde " frequ!ncia de vi#ração
das pregas vocais e determina a altura $nota%. &s impulsos correspondem a um som constitu'do por
um certo n(mero de parciais harm)nicos, as amplitudes das quais diminuem gradualmente com o
aumento da frequ!ncia. * inclinação geral varia de acordo com a sonoridade vocal e é de cerca de
+ d# de pressão sonora por oitava para intensidades sonoras intermedi-rias. *s freq!ncias dos
parciais constituem uma série harm)nica, para que a frequ!ncia de n(mero parcial n se iguale a nvezes a frequ!ncia da fundamental. sto significa que a frequ!ncia de qualquer parcial pode ser
calculada tendo em conta a frequ!ncia da fundamental. sto é de uma relevância particular para os
tons de vi#rato, pois eles variam regularmente na freq!ncia.
*o via/ar desde a glote até a a#ertura do la#ial os parciais do espectro da fonte vocal são
introduzidos num filtro, o trato vocal. 0omo o trato vocal é um ressonador, sua curva de frequ!ncia
é caracterizada por picos na ressonância ou regi1es formânticas e vales no meio. *ssim, parciais
situados perto de uma região formântica se tornam mais forte do que outros parciais. sto significa
que a amplitude de um parcial espectral depende de duas circunstâncias2 primeira, a sua amplitude
no espectro de fonte, ou se/a, o n(mero do parcial e quão alta a nota foi produzida, e em segundo
lugar, o quão distante o parcial est- de uma frequ!ncia de ressonância do trato vocal. sto, mais uma
vez é de particular relevância para a entoação do vi#rato, uma vez que todos os seus parciais
espectrais variam em freq!ncia e, portanto, continuamente variam a sua distância em relação "
região formântica mais pr3xima.
* curva de frequ!ncia do trato vocal, assim, depende das regi1es formânticas. Estas
frequ!ncias são a/ustadas através do formato do trato vocal. 4or exemplo, se o trato é estreito na
faringe e na largo na #oca, o primeiro formante aparece a uma frequ!ncia tão elevada quanto, por
exemplo, 566 7z, e se o tu#o é largo na faringe e apertado na #oca o segundo formante aparece com
uma frequ!ncia tão alta quanto, digamos, 8966 7z. Esta depend!ncia das regi1es formânticas na
forma do trato vocal implica que as regi1es formânticas serão moduladas se o vi#rato envolve
tam#ém o formato do trato vocal.
*s caracter'sticas da fonte de vocal são determinadas por dois fatores principais, a pressão
su#glotal e o a/uste muscular da glote. * pressão su#gl3tica é a ferramenta usada para variar a
intensidade vocal; quando queremos aumentar a intensidade vocal, aumentamos a pressão
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su#gl3tica. & resultado ac(stico é que as amplitudes dos parciais da fonte espectral aumentam, mais
ainda para os parciais mais elevados do que para os parciais inferiores. *ssim, quando os parciais
perto de 966 7z aumentam em :6 d aqueles perto de < =7z podem aumentar em algo como :9 d
$>auffin ? Sund#erg, :5@5%.
& a/uste glotal é realizado por um con/unto de m(sculos intr'nsecos e extr'nsecos. &m(sculo cricotire3ideo parece desempenhar um papel simples e direto; estica as pregas e assim
aumenta a freq!ncia de fonação. &s m(sculos adutores tam#ém desempenham um papel muito
importante. Auando a adução gl3tica é alterada, o modo de fonação muda ao longo de uma
dimensão de fonação que vai desde ofegante em um extremo, mais neutro, e uma fonação
tensionada $comprimida, pressionada% no outro extremo. *ssim, o modo de fonação ofegante é
caracterizado por um #aixo grau de adução e a fonação tensionada é produzida com uma adução
exagerada. *custicamente, uma importante correlação dessas variaç1es é a amplitude docomponente de menor espectro, a fundamental. Em uma fonação tensionada, a amplitude da
fundamental pode ser :6 d mais fraca do que na fonação neutra. 4ara atender a esses diferentes
graus de adução da glote, a pressão su#gl3tica tem de ser a/ustadas em conformidade. Auando a
adução gl3tica é exagerada como na fonação tensionada, as do#ras recusam+se a a#rir a glote e
começar a vi#rar, a menos que a pressão su#gl3tica se/a alta $>auffin ? Sund#erg, :5@5%.
0omo mencionado, o vi#rato corresponde fisicamente a uma modulação peri3dica, em vez
sinusoidal, da frequ!ncia de fonação $Schultz+0oulon ? attmer, :5@ :%. 4ortanto, pode ser descrito
em termos de quatro parâmetros, ver Bigura 82
7. " velocidade
B. a e#tensão,
. a regularidade e
D. " forma de onda das ondulaçes.
" velocidade do vibrato especifica o nmero de ondulaçes por segundo, enquanto a
e#tensão descreve quanto a frequência fonat%ria se distancia para cima e para bai#o de sua m'dia
durante um ciclo de vibrato. uitas ve/es, a e#tensão ' precedida por sinais de mais e menos de
modo a evitar confusão com uma medida de amplitude. " regularidade mostra quão semelhantes as
e#curses frequênciais são uma em relação a outra. Ela ' considerada um sinal da habilidade vocal
do cantorF quanto mais h!bil, o cantor, mais regulares as ondulaçes. "l'm disso, em cantores bem
treinados a regularidade, geralmente, não ' influenciada consideravelmente mesmo que o retorno
auditivo do cantor se5a mascarado pelo ru(do )Schult/1Coulon, 78<;*. " forma de onda ', em geral,
mais ou menos semelhante a uma onda sinusoidal.
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ão h! nada que sugira que a regularidade e a forma de onda são de menor relev$ncia
perceptual do que velocidade e e#tensão. "inda assim, apenas a velocidade e e#tensão foram
analisados e#tensivamente no passado. Gortanto, aguardando que a regularidade e a forma de onda
serão estudados em futuras investigaçes, n%s iremos nos focar em velocidade e e#tensão.
B. 3efiniçes
+ vibrato apresenta semelhanças com alguns outros tipos de ornamentos musicais que
ocorrem no canto, ou se5a, trinado, tremolo e o trilo. Hamos primeiro perguntar o que caracteri/a
estes diferentes ornamentos.
Csando um método computadorizado de an-lise de frequ!ncia fundamental, Schultz+0oulon
e de attmer $:5@:%, compararam exemplos individuais de tremolo, trinado e de vi#rato e
o#servaram algumas diferenças. Dais tarde, 7a=es, Shipp ? ohertF $:5@G%, compararam maissistematicamente a frequ!ncia fundamental e as caracter'sticas de amplitude de tons normais, tons
de vi#rato, trinados e de trilos interpretados por quatro cantores solistas de renome internacional. *
partir destas investigaç1es os resultados mostrados na figura < emergiram.
Figura 3. Exemplos de freqüência fundamental (FO) e os padrões de amplitude durante tons
normais, virato, trinado e trilo segundo !a"es # al. ($%%&) como produ'ido por cantores
profissionais.
+s tons de vibrato foram caracteri/ados por uma ondulação de frequência fundamental, a
uma ta#a de ? a < ondulaçes por segundo e uma e#tensão de cerca de mais ou menos 7 semitom. +
trinado tinha uma largura maior modulação muitas ve/es no valor de v!rios semitons. Ele consistia
de um padrão t(pico de iniciação, onde a cantora apresentou os dois tons alvos em questão,
estendendo sua duração para cerca de @,? s cada, ou se5a, a freq2ência de altern$ncia foi de cerca de
B I/. =radualmente, a velocidade de altern$ncia foi então aumentada para cerca de < I/, e durante
a parte final do trilo era semelhante a um tom de vibrato com uma e#tensão e#agerada. Estas
observaçes foram corroboradas mais tarde por Castellengo Colas )7887*. & trilo é usado
especialmente na m(sica antiga. H um ornamento, em que a mesma altura é repetida, intercalada
com intervalos silenciosos. * frequ!ncia de repetição é #aixa no in'cio e aumenta gradualmente.
Essas repetiç1es são acompanhadas por variaç1es de amplitude claras na primeira parte do
ornamento. a mesma forma, as variaç1es de frequ!ncias fundamentais que ocorrem são de grande
extensão na primeira parte e mais parecidas com as do vi#rato no final.
Ii#rato foi tam#ém comparado ao tremor vocal $Jamig ? Shipp, :5@G%. *s
caracter'sticas de vi#rato de nove cantores de 3pera foram comparadas com as caracter'sticas do
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tremor de pacientes de diferentes diagn3sticos que sofrem de tremor vocal. Surpreendentemente,
os resultados revelaram diferenças f'sicas m'nimas apenas. * velocidade foi de 9,9 7z para os
cantores e ,@ 7z para os pacientes com tremor vocal e a regularidade das variaç1es de freq!ncia
fundamental pareciam ser maiores no canto. Ko entanto, nenhuma destas diferenças atingiram
significância estat'stica na sua investigação. e qualquer forma, é /usto concluir que h-semelhanças entre tremor vocal e vi#rato.
<. Iariação de frequ!nciais
a. Velocidade
* velocidade da modulação da frequ!ncia é muitas vezes considerada constante em um
cantor. *ssim, em um experimento que eu fiz com Lom Shipp e Jolf Meanderson, pedimos a
cantores de 3pera profissionais para alterar a velocidade de seu vi#rato, mas nenhum deles pareciaser capaz de faz!+lo $Shipp ? al., :5@6%. Ko entanto, existem cantores que são capazes de alterar
deli#eradamente a sua velocidade de vi#rato. *lém disso, por meio de exerc'cios especiais
professores de canto são em sua maioria capazes de corrigir uma taxa de vi#rato inadequado em um
aluno.
* velocidade pessoal do vi#rato parece depender de um n(mero de fatores, tais como idade
e sexo, #em como do envolvimento emocional do cantor $Shipp et ai., :5@6%. ennett $:5@:%
constataram que tam#ém a altura afeta a velocidade de vi#rato nos cantores que ele estudou, mas
esta o#servação não foi corro#orada em outras investigaç1es. *lém disso, a taxa de vi#rato não é
tão constante dentro de um cantor como geralmente se sup1e. Keste volume, Eric 4rame apresenta
novos dados de gravaç1es de fonogramas que, contrariamente aos pressupostos e expectativas
atuais, mostram que a velocidade de vi#rato realmente varia durante o curso das notas individuais
em uma canção, de tal modo que ele acelera durante os (ltimos cinco ciclos de vi#rato, pouco antes
da mudança de altura.
esconsiderando+se tais variaç1es locais da velocidade do vi#rato, cantoras tendem a ter
uma velocidade de vi#rato ligeiramente mais r-pida do que a média dos cantores masculinos. Shipp
? al. $:5@6% analisaram o vi#rato de dez cantores de 3pera profissionais, cinco homens e cinco
mulheres. Lodos os indiv'duos passaram pelo mesmo protocolo cantando vogais sustentadas em
uma câmara anec3ica. * taxa média de vi#rato encontrado foi de 9,N 7z para os cantores do sexo
masculino e 9,5 7z para as cantoras. Kão foi o#servada nenhuma depend!ncia sistem-tica em
campo. Esses valores são semelhantes aos relatados em outros exames la#oratoriais $Marge ? Oata,
:5G:%. 4or outro lado, eles são claramente #aixos se comparados com os resultados de investigaç1es
de performances cantadas. *nalisando tais gravaç1es fonogr-ficas de sete cantores famosos,
Pinc=el $:5GN% encontraram velocidades de vi#rato que variam entre 9,9 e G,G 7z, a média de ,5
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7z, e Seashore $:5<@%, analisando gravaç1es de 85 artistas, chegou+se a uma média geral de , 7z.
Shipp ? al. $:5@6% especularam que o envolvimento emocional do cantor pode aumentar a
velocidade do vi#rato. Em qualquer caso, a hip3tese de que o envolvimento emocional influencia a
velocidade do vi#rato parece merecer uma analise mais profunda no futuro. &s resultados podem
lançar alguma luz so#re a origem fisiol3gica e comunicativa da função do vi#rato.amste et al. $:5@8% estudaram a importância da idade, comparando pares de gravaç1es
comerciais dos mesmos sete cantores. * primeira gravação foi feita quando os cantores estavam em
sua terceira década, e a segunda em sua sexta década, em direção ao fim de suas carreiras.
0onforme mostrado no gr-fico " esquerda da Bigura N, a maioria dos cantores mostrou uma
diminuição da velocidade do vi#rato. &s valores variam de +<6Q a R 9Q, e a média dos su/eitos foi
de +: :Q. *penas um cantor, Lau#er, mostrou um aumento e um, Blagstadt, não mostrou nenhuma
mudança.
Figura 4. Evolução da velocidade do vibrato com a idade do cantor. O gráfico da esquerda mostra
os dados por Damstk al. !"#$%&. O gráfico ' direita mostra os dados a partir de gravaç(es de um
tenor profissional da mesma canção durante um per)odo de *+ anos.
& gr-fico " direita na Bigura N ilustra este a#randamento do vi#rato com o aumento da idade
em maior detalhe em um tenor, particularmente, mundialmente famoso. Ele mostra suas velocidades
de vi#rato medidas no mesmo tom nas mesmas -rias como realizadas em seis ocasi1es ao longo de
um per'odo de <9 anos; a primeira gravação foi feita quando ele tinha 85 anos e o mais tardar
quando ele tinha N anos de idade. & resultado mostra uma acentuada diminuição acima da idade de
96. Estes dados suportam a conclusão de que a velocidade do vi#rato tende a diminuir com a idade.
Ko entanto, o efeito pode aparecer em diferentes idades, a maioria dos cantores que exi#em o efeito
em seus 6 anos. *ssim, como a maioria dos outros sinais de envelhecimento, o per'odo em que a
desaceleração da velocidade do vi#rato aparece, parece variar muito entre os indiv'duos.
#. E,tensão
0omo mencionado, a extensão é geralmente menor do que : semitom o que corresponde a
uma variação de Q de frequ!ncia, aproximadamente. 0oralistas mostram vi#ratos #astante
irregulares com pequenas extens1es em média não mais que 6,: semitons. nstrumentos de arco e de
sopro, geralmente, apresentam extens1es de vi#rato muito menor, tipicamente menor do que 6,9
semitons.
e acordo com Pinc=el $:59<% e outros, a extensão das ondulaç1es do vi#rato varia com a
intensidade da fonação. Schultz+0oulon ? attmer $:5@:% pu#licou dados de uma soprano que
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aumentou sua extensão de vi#rato de : para :.9 semitons quando ela levantou a sonoridade vocal
por :9 d mantendo a nota constante, ver Bigura 9. Dichel ? DFers $:55:% tentaram corro#orar
esta depend!ncia da extensão pela dinâmica$volume% por mediç1es so#re os alunos de canto que
cantaram crescendos e decrescendos em #aixas, médias e altas frequ!ncias. Eles encontraram uma
grande varia#ilidade entre as pessoas estudadas e efeitos diferentes em afinaç1es diferentes, masnenhum dado quantitativo foi relatado so#re o n'vel sonoro, a vari-vel independente em seu
experimento. Em notas altas, no entanto, a maioria dos indiv'duos apresentou um efeito similar;
durante um crescendo a extensão do vi#rato aumentou ligeiramente com volume vocal, de 6, ou
6,G semitons em pian'ssimo a cerca de :,6 semitons em fort'ssimo, de modo que o efeito foi muito
pequeno. Ko entanto, o efeito inverso foi raramente o#servado num crescendo. ennett $:5@:%
estudou a depend!ncia da extensão do vi#rato em quatro cantoras soprano; tr!s delas permaneceram
em cerca de 6,9 semitons ao longo de suas extens1es, enquanto suas extens1es de vi#ratoaumentaram dramaticamente com até mais ou menos :,@ semitons em sua frequ!ncia $altura% mais
elevada.
Bigura 9. Bormas de onda de vi#ratos foram o#servadas em uma soprano cantando a mesma
frequ!ncia em dois graus diferentes de intensidade vocal. *s curvas médias representam a média
das formas de onda, e as curvas superiores e inferiores mostram o desvio padrão. * taxa média e a
extensão foram de N,5 7z e 8,: semitons, para a frequ!ncia mais grave e 9,< 7z e <,5 semitons para
a frequ!ncia mais alta. &s dados são de Schultz+0oulon ? attmer $:5@:%. & TxT é uma medida da
regularidade do vi#rato.
4. Forma de onda e regularidade
* forma de onda das ondulaç1es de vi#rato é geralmente mais ou menos semelhante a uma
onda sinusoidal, como mencionado. Ko entanto, ocorrem desvios consider-veis da presente forma
de onda, conforme demonstrado por Schultz+0oulon $:5G; :5G@; Schultz+0oulon ? attmer,
:5@:%. Exemplos de formas de onda o#servadas em alguns cantores são mostradas na Bigura .
Eles tam#ém avaliaram a regularidade do vi#rato de alguns cantores. sto foi realizado
correlacionando cada leitura de amplitude de uma forma de onda TsampleadaT para um determinado
per'odo de vi#rato com aquelas do pr3ximo per'odo de vi#rato. & coeficiente de correlação foi
então utilizado como uma medida da regularidade da forma de onda. 4ara cada porção da forma de
onda de vi#rato eles o#tiveram uma média e um desvio padrão. * Bigura tam#ém mostra am#as
tanto a curva média e o desvio padrão quanto as curvas superiores e inferiores ad/acentes. 4ode ser
visto que os desvios da forma de onda média tendem a variar com a fase da forma de onda de
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vi#rato. Em alguns casos particularmente graves desvios ocorrem durante a fase negativa.
Bigura . formas de onda de vi#rato o#servadas em diferentes cantores. Em cada painel, as curvas
médias representam a média forma de onda, e as curvas superiores e inferiores ad/acentes mostram
o desvio padrão. B mod mostra a média em 7z, $delta% B a extensão média em semitons, e $x comtraço Em 0ima% é uma medida da regularidade do vi#rato. &s dados de Schultz+0oulon ? attmer
$:5@:%.
+. Velocidade - E,tensão /nteração
*lgumas vezes assumiu+se que h- uma interação entre a velocidade do vi#rato e a extensão,
de tal modo que grandes extens1es aparecem frequentemente em com#inação com velocidades#aixas e vice+versa $Pinc=el, :5G, citando Jamsdell%. Kão existem relatos dando suporte emp'rico
para essa suposição. * Bigura G mostra um exemplo de uma investigação por Ueidar ? al. $:5@N%.
&s dados referem+se a 86 cantores que executam uma d3 agudo $nota 09, cerca de 986 7z% em uma
-ria de l Lrovatore de >iuseppe Ierdi. 0omo pode ser o#servado no gr-fico que não existe
nenhuma relação clara entre a velocidade e a extensão em#ora exista uma ligeira tend!ncia para
taxas lentas aparecerem em com#inação com grandes extens1es.
Bigura G. Extensão do vi#rato em função da velocidade do vi#rato o#servado na nota de 09 na
performance de 86 tenores profissionais em uma aria de mesma tonalidade, a -ria de l Lrovatore de
>iuseppe Ierdi. &s dados são de Ueidar ? al. $:5@N%.
0. Variação de 1mplitude
Kotas em vi#rato geralmente não variam apenas em frequ!ncia, mas tam#ém em amplitude,
ou, mais precisamente, as amplitudes dos v-rios parciais do espectro das notas em vi#rato tendem a
variar. Em#ora o significado perceptivo destas variaç1es pareça limitado, esta variação de amplitude
foi analisados em v-rias pesquisas. * relação de fase entre as variaç1es na freq!ncia e na
amplitude geral tem sido uma questão que tem sido investigada repetidamente. Cm fato que,
infelizmente, tem sido perce#ido apenas por alguns pesquisadores é que esse fen)meno não pode
ser corretamente analisado sem prestar atenção na teoria ac(stica da produção da voz $Sund#erg,
:5@N%. Iamos primeiro analisar as diferentes causas poss'veis da variação de amplitude que essa
teoria permite, notando que qualquer um ou qualquer com#inação delas se/a suficiente para
produzir um vi#rato de amplitude.
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Lr!s fontes diferentes de modulação de amplitude em notas em vi#rato podem ser
identificadas. 0omo foi explicado anteriormente, uma das causas é a pr3pria variação de frequ!ncia;
conforme a frequ!ncia de um parcial espec'fico varia, sua frequ!ncia distanciasse do formante mais
pr3ximo e, portanto, a sua amplitude varia. &utra fonte pode ser as caracter'sticas da fonte de voz,
que podem ser trazidas " uma variação de amplitude devido "s pulsaç1es da pressão su#glotal ou aoa/ustamento da glote. Cma terceira fonte é o formato do trato vocal, que por vezes varia
ritmicamente, fazendo com que as freq!ncias formânticas movam+se ligeiramente para cima e para
#aixo em freq!ncia.