Workshopbericht
zu einem Workshop auf der Jahrestagung des Bundes der deutschen Gesangspädagogen (BDG)
und der European Voice Teachers Assoziation (EVTA) 2012 in München

Die Resonanz der Stimme verstehen, erfahren, anwenden
Heinz Stolze, Institut für Stimme und Kommunikation Bremen


Einführung
Der Begriff der Resonanz ist in der Physik für einfache, schwingende Systeme gut definiert. In der Gesangspädagogik liegen per se wesentlich komplexere Verhältnisse vor. Auch steht hier der Umgang mit Resonanz als Phänomen im Vordergrund, weniger die exakte Behandlung der hochkomplexen Akustik der Stimme. Die Grundidee dieses Workshops ist diese: Es könnte sich für Gesangspädagogen lohnen, den Begriff und die Eigenschaften elementarer akustischer Resonanz zu erkunden, in einfachen Experimenten mit der Stimme das Phänomen zu erleben und von daher Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen und bestehende Erfahrungen, Praktiken und Konzepte neu zu ordnen.
Im Bereich der Stimmwissenschaft wird der Begriff der Resonanz vor allem benutzt, um typische Phänomene der Anregungen der Luftschwingungen im Vokaltrakt zu beschreiben. Diese Anwendung auf die akustische Funktion des Vokaltraktes ist auch der Schwerpunkt unseres Workshops. Da aber unter "Stimme" sinnvollerweise die gehörte Stimme zu verstehen ist, spielt auch das Gehör eine große Rolle, und damit die Resonanz im Gehörgang, die in der Stimmpädagogik seltener systematisch behandelt wird. Auch ihre Bedeutung soll mit einigen Experimenten und Übungen veranschaulicht werden.


Der Resonanzbegriff und seine Bedeutung für die Stimme
Ein einfacher Resonator: das Pendel
Ein Resonator ist immer ein schwingungsfähiges System, im einfachsten Fall eine Masse, die an einer Spiralfeder hängt, oder auch eine Masse, die an einem Faden pendeln kann. Anhand einiger Anstoßversuche eines solchen Pendels lässt sich folgendes erkennen: das Pendel hat eine Eigenschwingung. Sie stellt sich ein, wenn man es kurz anstößt. Diese Eigenschwingung ist sinusförmig und enthält somit nur eine Frequenz im Sinne des spektralen Frequenzbegriffes. Stößt man die Masse immer wieder so an, dass die Kraft in die momentane Bewegungsrichtung des Pendel gerichtet ist, erhöht man die Geschwindigkeit der Masse und damit letztendlich auch die Schwingungsamplitude. Am wirkungsvollsten ist dies, wenn die Zeit zwischen den Anstößen der Schwingungsdauer entspricht, anders formuliert: wenn die Anstoßfrequenz der Eigenfrequenz des Pendels entspricht. Es kommt dann zu einem Aufschaukeln, das im allgemeinen als das eigentliche Resonanzgeschehen verstanden wird. Beim Aufschaukeln kommt es schnell zu Vorgängen, die die einfachen Modellierungen eines Pendels überschreiten. Es kann sein, dass der Faden nicht stramm gezogen bleibt, im Extremfall kann es überschlagen,  aber allein schon Ausschläge über 5 Grad hinaus führen dazu, dass die einfache (lineare) mathematische Behandlung deutlich ungenau wird. Das Experimentieren zeigt auch, dass das Anstoßen beim Aufschaukeln immer komplizierter wird. Kurzum: das Resonanzgeschehen führt oft zu ziemlich komplexen Verhältnissen. Insbesondere muss davon ausgegangen werden, dass das anregende System vom Schwingen des Resonators beeinflusst wird. Im Bereich der Stimme gehen die mit der Resonanz verbundenen Prozesse weit über das mit einem einfachen Resonatormodell Beschreibbare hinaus. 

Charakteristika der Resonanz
Zum Verständnis der Resonanz hilft es, folgende Charakteristika zu bedenken:
Resonante Schwingungen treten auf, wenn die Anregungsfrequenz einer Eigenfrequenz entspricht. Auch wenn sie nicht allzu sehr abweicht, kommt es zu großen Schwingungsamplituden. Dies ist der Kerngedanke der Resonanz, der auch in hoch komplexen Systemen seine Berechtigung hat.
Unter dem Aspekt der Energieübertragung vom Anreger auf der Resonator gilt: in der Resonanz ist die Energieübertragung optimal. Die vom Anreger eingespeiste Energie wird räumlich gesehen im Resonator gespeichert. Zeitlich gesehen wird sie ebenfalls angesammelt – das Pendel schwingt beispielsweise weiter, auch wenn die Anregung aufhört. Die große Auslenkung des Pendels hat nichts mit Verstärkung im Sinne etwa eines elektronischen Verstärkers zu tun. Dies ist auch prinzipiell unmöglich, da ein Resonator kein System ist, dem außer der Anregung zusätzlich Energie zugeführt wird. Ein Resonator kann aber bewirken, dass die Energieübertragung von einem anregenden System her im Bereich der Resonanzfrequenz wesentlich effektiver wird.
Der Resonator ist auch deshalb kein guter Verstärker im heute üblichen Sinne dieses Begriffes, weil er ja spezifisch im Frequenzbereich seiner Eigenschwingung besonders stark schwingt und somit nicht die Signalform des Anregungssignals wiedergibt. 

Stimmfunktion und Resonanz
Die Resonanzvorstellung kann wie folgt auf die Stimme angewendet werden: die Anregung erfolgt durch die Strömungsprozesse im Kehlkopf, die Luftmasse im Vokaltrakt wirkt als Resonator, in ihr kommt es im Resonanzfall zu sehr großen Schwingungsamplituden bei vergleichsweise schwachem Anstoß vom Kehlkopf her. Die vom Mund abgestrahlte Stimme muss man sich bei diesem Pendel-Analog nun als einen Abnehmer vorstellen, der von der Pendelmasse angetrieben wird. Damit ist auch klar, dass dieser Abnehmer nicht mehr Energie erhalten kann, als der Anreger in das Pendel hineinsteckt. Wie bereits beschrieben, ist hier also keine Verstärkung im üblichen Sinne möglich.
Es ist noch anzumerken, dass der Vokaltrakt im Gegensatz zu einem Pendel mehrere Eigenschwingungen mit verschiedenen Eigenfrequenzen aufweist. Die Teiltöne im Bereich dieser Resonanzen werden deutlich stärker, als sie ohne Resonator wären. Die Wahrnehmung der Vokale wird vorwiegend durch die Teiltöne im Bereich der beiden tiefsten Resonanzstellen geprägt.
Im Grunde genommen geht es bei der stimmlichen Resonanz darum, in den Resonanzbereichen des Vokaltraktes das Schwingen möglichst effizient anzuregen. Dies wird erreicht durch eine gute Abstimmung der Frequenzen und durch Modifikationen der Anregung. Der Sänger steuert dies über seinen Willen zur Klanggestaltung und seine Wahrnehmung, vor allem die auditive.  Letztendlich ist zu berücksichtigen, das die angestrebte Funktion eher ein optimales Zusammenschwingen ist als eine "Re-aktion" eines der Systeme. Insofern muß man der Begriff der "Re-sonanz" von der wörtlichen Übersetzung her für die Zielsetzung als wenig zutreffend ansehen.

Resonatoren für Schallwellen
Die einfachsten Resonatoren für Schallwellen sind langgestreckte Röhren. In der in ihnen befindlichen Luft werden Schallwellen an offenen Enden teils reflektiert, teils nach außen durchgelassen, an geschlossenen Enden werden sie fast vollständig reflektiert. So kommt es im Resonator zu vielfach hin und her laufenden Wellen. Auf den Resonanzfrequenzen überlagern sich diese zu Schwingungen mit großen Amplituden. In einem solchen Rohrstück kann eine Welle gewissermaßen "eingefangen" werden. Ein solcher Resonator enthält also räumlich konzentriert viel Schwingungsenergie und schwingt noch einige Zeit weiter, nachdem die anregende Welle ausgeschaltet ist.
Die beschriebenen Wellenüberlagerungen finden in ähnlicher Weise im Vokaltrakt statt. Bei unseren praktischen Erfahrungen spielen mit den Händen geformte Resonatoren eine wichtige Rolle.


Experimente, Übungen, Anwendungen
Handresonator
Wir lernen, einen Handresonator mit dem Klavier auf eine Resonanzfrequenz entsprechend dem Ton c´´´ abzustimmen und nach Belieben im Bereich von ca. f´´ bis e´´´ zu variieren. Damit lässt sich zunächst Resonanz per se hörend erleben. Man kann z.B. aus einem Klavierton oder einem gesungenen Ton auf c´eine Obertonmelodie aus den Tönen g´´, c´´´, e´´´entstehen lassen.
c´´´ liegt im Bereich der zweiten Resonanz des Vokales A (im folgenden als A2 bezeichnet). Durch Verwendung des Resonators am Ohr und am Mund gelingt es, diesen Klanganteil deutlich wahrzunehmen und gezielt zu gestalten. Dies gilt analog für den dunklen Klanganteil (A1), hervorgerufen durch die unterste Resonanz, und somit auch für eine Abstimmung zwischen diesen beiden klangprägenden Anteilen. Die Übungen erfolgen sinnvollerweise auf Tönen, die der Untertonreihe der Resonanztöne angehören. Bei der Anwendung des Handresonators vor dem Mund, gefolgt von einem aufmerksam verfolgten, langsamen Ablösen, gelingt es, die Resonanzqualität des Vokaltraktes besonders prägnant zu erleben. Auch die Beobachtung der erstaunlich stark bleibenden Resonatorschwingung beim Decrescendo und des quasi momentanen Anspringens der Resonanz beim Einsatz helfen, das Gefühl für Resonanz zu entwickeln. Sehr förderlich für eine gute Stimmfunktion ist es, ein Crescendo in der Vorstellung aus dem Resonanzklang heraus anwachsen zu lassen, denn dabei lässt sich unnötiger Druck leicht vermeiden.

Anmerkung: In der Praxis zeigt sich, dass es für die Übenden besser ist, wenn man statt von Resonanzen oder Formanten von Klanganteilen spricht. Denn wir meinen ja Wahrnehmungen und nicht Messdaten oder theoretische Begriffe. Wir sprechen also vom dunklen A-Anteil, der sich isoliert wie ein offenes O (wie in "dort") anhört und vom hellen A-Anteil, der für sich wie ein helles A klingt.
Eine weitere Erfahrung ist, dass Übungen oft wesentlich intensiver verlaufen, wenn man visuelle Präsentationen der Klangstrukturen, etwa in einem Sonagramm, allenfalls zur Information verwendet und bei den Übungen rein akustisch vorgeht. Visuelle "Feedbacks" führen erfahrungsgemäß zu viel Diskussion und mitunter auch zu eng fokussierten, reinen Regelkreisleistungen, insbesondere bei real-time-Anwendungen.

Stimmklanggabel für den hellen A-Anteil
Unter einer "Stimmklanggabel" ist eine Metallgabel in Form einer Stimmgabel zu verstehen, die aber nicht dem Stimmen auf einen Ton dient, sondern der Arbeit am Stimmklang. Für den hellen A-Anteil verwendet man eine Schwingungsfrequenz von etwa 1000 bis 1200 Hz. Sehr beeindruckend ist die Demonstration der Wirkung des Vokaltraktes als Resonator für dieses Hilfsinstrument. Ohne Resonator ist sie kaum zu hören, mit ihm wird sie deutlich wahrgenommen und reagiert sehr stark auf artikulatorische Bewegungen zur Optimierung. Die direkte Erfahrung, wie eine gute Abstimmung zwischen Vokaltrakt- und Kehlkopffunktion eine derart starke Wirkung erzielt, motiviert zu weiterem Üben. Dies besteht darin, dass nach guter Abstimmung sichergestellt ist, dass auch die Resonanzabstimmung mit dem Kehlkopf gut eingestellt ist, wenn man auf einem Unterton des Stimmgabeltones tönt. Dabei kommt es zu reizvollen Klangkontaktphänomenen zwischen dem resonanten Teilton der Stimme und dem Stimmklanggabelton.
Ergänzend kann mit einer Stimmklanggabel für den dunklen A-Anteil gearbeitet werden, wobei auch eine Stimmung im Abstand einer reinen Quinte sehr anregend ist.
In der Praxis zeigt sich, dass die Resonanzerfahrungen auf dem Vokal A gut auf andere Laute übertragen werden können, es braucht also nicht für jeden Vokal einzeln geübt zu werden. Die Übung mit dem Vokal A ist wegen der vergleichsweise weiten Mundöffnung am ergiebigsten. Behelfsweise lässt sich die Übung auch mit einer konventionellen Stimmgabel auf 440 Hz mit einem geschlossenen O durchführen.

Resonatorpflege
Eine weitere Möglichkeit, Resonanz zu verbessern, ist die Reduzierung der akustischen Dämpfung durch die Haut der Wangen mit den Händen. In einer Kombiübung mit geeigneten Handbewegungen lässt sich dies verbinden mit der Resonanzwahrnehmungsübung durch das Singen in einen Resonator, der langsam abgelöst wird, einer Anregung von Artikulationsreserven durch Klangkorrektur bei unpassend fixierter Mundöffnung (funktional analog der bekannten Korken-Sprech-Übung) und direktem Nachwirken auf die "unmanipulierte" Funktion.

Klangkontaktübungen
Hierbei geht es darum, die spektrale Struktur und damit auch die "Resonanzen" bzw. Klanganteile durch Überlagerungsphänomene der Teiltöne verschiedener Sänger zu erfahren und zu gestalten. Zur Einführung kann auch ein apparativ erzeugter Ton als Kontaktklang benutzt werden. Zunächst liegt es nahe, dafür einen Sinuston geeigneter Frequenz zu verwenden.
Die Basisübung für zwei Sänger ist: Aufstellung gegenüber, einer singt durchgehend A, der andere A-I-A. Zuhörer und Sänger erleben, wie beim Übergang zum I der Klangkontakt aufgehoben wird und bei der Rückkehr zum A wieder hergestellt wird. Optimale Übungstöne sind wieder die Untertöne zu den Tönen, die den Resonanzfrequenzen des A entsprechen. Mit solchen Übungen ist es zum Beispiel möglich, seine Klangbildung der eines Partners gezielt anzunähern. Jedenfalls schafft sie ein Bewußtsein für die lautbildenden Klanganteile und regt zu deren Gestaltung an. Anwendungen beim gemeinsamen Musizieren mit Instrumenten, besonders auch im Chor liegen nahe. Die Erfahrung, dass bei einem Mollakkord alle Sänger einen gemeinsamen Teilton bilden, der je nach gesungenem Vokal stark oder kaum ausgeprägt sein kann und auch eine präzise Intonation leiten kann, ist ein Beispiel für weiterführende praktische Anwendungen.
Übungen mit dem Klangkontakt zwischen Stimme und einem Sinuston lassen die typischen Fluktuationen im Bereich des Kontaktes zwischen diesem und einem Teilton des Stimmklanges deutlich hörbar werden. Diese Fluktuationen entstehen durch die unvermeidbaren, kleinen Schwankungen der Grundfrequenz der Stimme, die bei der Überlagerung eines Stimm-Teiltones mit dem Sinuston zu Schwebungen mit changierender Pulsierungsfrequenz führen. Im Zusammenspiel mit einem Sinuston lassen sie sich besonders gut verfolgen, weil dieser "Klangpartner" streng fixiert ist und keine Ausweichbewegungen durchführt. Das Singen mehrerer Sänger zu einem Sinuston bietet komplexere Erlebnisse und ist eine gute Überleitung zur Klanggestaltung im Klangkontakt mit anderen Sängern ganz ohne maschinellen Ton. Mit den Übungen kann eine starke Sensibilisierung des Gehörs für ausgewählte Frequenzbereiche erreicht werden, zudem wird die willentlich gesteuerte Konzentration auf solche Bereiche gefördert.

Die praktische Bedeutung und Funktion der Resonanz im Gehörgang
Der Gehörgang wirkt als ein starker Resonator. Auf der Resonanzfrequenz zwischen 3000 und 4000 Hz bewirkt er eine Pegelanhebung um etwa 16 dB. Dies führt zu einer hohen Empfindlichkeit des Gehörs in diesem Frequenzbereich und auch zu der oben beschriebenen Lokalisation und zeitlichen Ansammlung von Energie. Es ist bemerkenswert, das dies im allgemeinen nicht wahrgenommen und bewusst genutzt wird, obwohl es recht deutlich fühlbar und hörbar ist, sobald man in geeigneter Weise darauf hingewiesen wird. Einige Aspekte dieses Phänomens seien hier kurz skizziert. Der Klang in diesem Frequenzbereich kann als im Ohr lokalisiert wahrgenommen werden, der Sänger wirkt also in diesem speziellen Bereich wie ein "Mann im Ohr", kommt dem Hörer also gewissermaßen sehr nahe. Bei schnellen zeitlichen Änderungen kommt es zu sehr intensiven, mitunter auch schmerzhaften Schallerlebnissen am Trommelfell. Auch wegen der resonanzbedingten zeitlichen Trägheit ist dieser Klanganteil nicht mehr gut für die Ortung der Schallquelle nutzbar. So kann er auch den Eindruck eines raumfüllenden Klanges unterstützen. Bei klassischen Sängerstimmen mit Sängerformant und Vibrato kommt es durch die zeitliche Trägheit zu einer deutlichen Ausprägung inharmonischer Spuren mit Schwerpunkten in den vibratobedingten Wendefrequenzen resonanter Teiltöne, die bereits durch Resonanz bei der Erzeugung im Stimmsignal angelegt sind. Dadurch kann eine klirrende Härte des Klanges entstehen, die oft im Ohr lokalisiert empfunden wird.
Fallen mehrere Teiltöne eines gesungenen Tones in diesen Resonanzbereich, so kann das Gehör daraus die zugrunde liegende Tonhöhe als virtuellen Ton hören. Dieser kann von ihm nahe liegenden starken Teiltönen (z. B. von Ochesterinstrumenten) nicht verdeckt werden. Damit erklärt sich die Tragfähigkeit eines Tones einer ausgebildeten klassischen Sängerstimme gegenüber einem Orchester.
Im folgenden wird der helle Klanganteil, den Teiltöne im Bereich der Gehörgangsresonanz hervorrufen, als Brillanz bezeichnet.

Übungen zur Brillanz
Eine wesentliche Eigenschaft dieser Resonanzlage ist, dass bei Tonhöhen bis etwa c´´ immer zumindest ein Teilton in diesen Brillanzbereich fällt. Das ist bei den Resonanzlagen der Vokale nicht der Fall. Somit lässt sich im Brillanzbereich fast immer ein Klangkontakt zwischen verschiedenen Stimmen herstellen, nicht aber im Bereich der vokalbildenden Resonanzen. Ebenso lässt sich diese Brillanz aus diesem Grunde in einer einzelnen Stimme durchgehend realisieren.
Die Resonanzfunktion des Gehörganges wird zunächst mit einem Flötchenoberteil demonstriert, das so auf das Ohr gesetzt wird, dass der Gehörgang als Flötenrohr wirkt, und damit die Resonanzfrequenz hörbar macht. Mit einem Flötchen, dessen Rohrlänge der des Gehörganges entspricht, kann das Gehör für den Bereich der Gehörgangsresonanzfrequenz sensibilisiert werden. Beim Singen durch ein solches Sensibilisierungsflötchen wird der Flötchenklang durch Seitenbänder erweitert. Man kann dabei lernen, die Brillanz der Stimme an den Flötchenklang anzubinden und sie schließlich auch ohne das Flötchen effizient, ohne unnötigen Druck, zu erzeugen.
Nebenher fördert das Spielen des Flötchens die Fähigkeit, den Luftdruck fein zu dosieren und die stark verengte mundseitige Öffnung des Vokaltraktes hat positive Auswirkungen auf die Schwingung der Stimmlippen.
In Klangkontaktübungen mit einem Sinuston, auch mit mehreren Sängern, kann die Wahrnehmung und die Gestaltung der Brillanz geübt werden. Sehr wirkungsvoll ist auch das Singen zu zwei speziellen Stimmklanggabeln, die im Brillanzbereich tönen und einen deutlich vernehmbaren Differenzton erzeugen. Beim Singen auf diesem Ton enthält die Stimme nun beide Stimmgabeltöne als Teiltöne, so dass es zu intensiven Klangüberlagerungen kommt, die ebenfalls eine unaufwändige Brillanzbildung unterstützen. Eine wirkungsvolle und beliebte Übung ist die oben beschriebene Basisübung des Klangkontaktes, A gegen A-I-A, bei der nun erfahren werden kann, dass im Brillanzbereich der Klangkontakt bestehen bleibt, während er im Bereich der Vokale zunächst da ist, dann aufgehoben und wiederhergestellt wird. Mit der Erfahrung, dass das Auflösen und Herstellen von Klangkontakt auch mit künstlerischem Ausdruck und Emotion verbunden ist, eröffnet sich ein weites Anwendungsgebiet.


Zusammenfassung
Praktische Übungen mit dem Schwerpunkt auf sorgfältigem, informiertem Klanghören helfen, den Resonanzbegriff besser zu verstehen und seine Bedeutung stimmpädagogisch zu nutzen. Dabei bewährt sich die Verwendung einfacher Hilfsmittel. Sie sind ohne viel Aufwand überall und jederzeit einsetzbar und ermöglichen das Üben in einer natürlicheren Atmosphäre als elektronische Anwendungen. Sie sind auch bestens geeignet, Methoden, die mit elektronischem Feedback berabeitet wurden, "unplugged" weiter zu verfolgen und zu vertiefen. Im Gegensatz zum visuellen Feedback akustischer Daten lässt sich beim hörenden Üben die Einbeziehung der für viele unverständlichen physikalischen Ebene durchgehend vermeiden und ebenso die Reduktion der Stimme auf ihr akustisches Substrat. Auch kommt es nicht zu klangfremden visuellen Gestaltwahrnehmungen. Die Gestaltung der Klangstrukturen der Stimme geschieht bei den vorgestellten Übungen vor allem über den Klanggestaltungswillen, der durch die Hörübungen differenzierter ausgeprägt wird.