Dass man anhand der Formanten die phänomenologischen Register unterteilen kann, hatte ich so bisher noch nicht überlegt, interessant!
Ja, das ist inzwischen auch mein absolut favorisiertes "Registermodell", weil es sich viel besser eignet, um bestimmte Vorgänge zu erklären, für die die Begriffe Modalstimme und Randstimme einfach nicht zutreffend/hilfreich sind.
Dazu gehört z.B. der berühmte "Modus zum Singen eines vollstimmigen hohen C", den nur Tenöre besitzen. Dabei bedeutet Vollstimme wie gesagt "voll" im Sinne des Klangbilds, nicht im Sinne von Vollstimme als Schwingsungsmodus mit Vocalismuskelbeteiligung.
Die Formanten liegen bei höheren Stimmen nämlich wie gesagt etwas höher. Je kleiner der Vokaltrakt, desto höher (bei Frauen z.B. im Schnitt etwa 300 Hz höher als bei Männern). Das ermöglicht Menschen mit kleinerem Vokaltrakt, die 2. Harmonische länger (= auf höheren Grundtönen) innerhalb des 1. Formanten zu halten und so einen als "voll" wahrgenommenen Klang zu erzeugen. Ein Tenor hat die Möglichkeit diesen vollen Klang auf dem hohen C zu erzeugen, d.h. sein Vokaltrakt erlaubt es ihm den 1. Formanten in den Bereich des c''' (1050 Hz) zu schieben.
Ein Bariton kann zwar ein hohes C in der Modalstimme singen (d.h. mit Vokalismuskel-Beteiligung), aber er kann den 1. Formanten nicht ganz so hoch schieben, dass er die 2. Harmonische verstärkt. Dadurch wird der Sängerformant (Twang-Resonanz) sehr stark dominant und die 2. Harmonische relativ schwach. Der Klang wird heller und schneidender als beim Tenor und damit aus klassischer Sicht inkonsistent, denn ein Bariton klingt ja eigentlich dunkler als ein Tenor.
Dieser Umstand sorgt auch dafür, dass Modal- und Randstimme in den Höhen akustisch extrem schwer zu unterscheiden sind. Die charakteristische (akustische) Eigenschaft der Modalstimme ist nämlich eine stark ausgeprägte 2. Harmonische (im Schwingungsbild entstehen 2 gut erkennbare Moden). Diese ist in den Höhen aber durch die fehlende Verstärkung (1. Formant) und durch die starke Dominanz der Twang-Resonanz kaum noch zu hören (und auch im Schwingungsbild kaum noch zu sehen). Die praktische Konsequenz hieraus ist, dass es im Prinzip unsinnig ist, oberhalb des 3. Passaggios noch in der Modalstimme zu singen, weil es keinen wirklichen klanglichen Unterschied gibt, aber es gleichzeitig anstrengender ist.
Schließlich lässt sich dadurch auch schön der Unterschied zwischen Schalldruck und Resonanzstrategien beschreiben: Denn die Resonanzstrategien erhöhen in der Regel genau zwei Obertöne, nämlich den, der im 1. Formanten liegt (idealerweise die 2. Harmonische, in den Tiefen auch die 3. oder 4.) und den, der im Sängerformanten liegt (i.d.R. ein deutlich höherer Oberton). Der Schalldruck hingegen erhöht auch die Obertöne, die NICHT in diesen beiden Formanten liegen und das wird teilweise subjektiv als Lautstärke empfunden (weil es dem Klangbild des natürlichen Rufens entspricht), ist aber keine Durchsetzungsfähigkeit/Penetranz im eigentlichen Sinne, denn die entsteht eher aus der selektiven Verstärkung von Obertönen.
Das führt dann zu dem, was wir eigentlich schon vorher wussten, nämlich, dass für Penetranz/Tragfähigkeit vor allem Twang hilfreich ist. Denn zum einen wird hier ein beschränktes/selektiertes Frequenzband verstärkt und zum anderen ist die Frequenz dieses Bandes hoch genug (3000 Hz), dass immer irgendwelche Obertöne da drin liegen. Beim Formanten-Tuning wird zwar auch ein selektiertes Frequenzband verstärkt, dieses verschiebt sich aber in gewissen Grenzen mit der Tonhöhe und lässt sich daher nicht so gut "im Mix platzieren". Zudem fällt dieses verstärkte Band ab dem Übergang in die "reine Kopfstimme" schlicht und einfach weg, weil keine Obertöne mehr darin liegen (natürlich werden auch Untertöne produziert, aber die sind im Vergleich zu den Obertönen extrem schwach).
Dass die Formanten, die einen Vokal als solchen erkennbar machen, immer in einem bestimmten Frequenzband liegen müssen, ist klar. Das, was du beschreibst, ist genau was ich meine: wenn der Grundton zu hoch wird, gibt es keinen Oberton mehr in dem für den Vokal charakteristischen Frequenzband und der Formant geht verloren. Und damit der Vokal. Und wenn immer die gleiche Harmonische wie in der Sprechstimmelage verstärkt wird, dann wandert diese eben aus dem Bereich, in dem der Vokal erkennbar wird bzw. das Singen des Vokals ist ohne Anpassung des Gesangsapparates nicht mehr möglich. Das war, was ich oben meinte.
