Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

За каких-то 100 с небольшим лет человечество прошло дорогу от фонографа к компакт-диску. Это было увлекательное путешествие, во время которого неоднократно появлялись новые, более совершенные устройства записи/воспроизведения звука.

От цилиндра к пластинке

Музыкальная шкатулка со сменным диском.

Однако самые различные механические музыкальные механизмы (шкатулки, табакерки, часы, оркестрионы и т.п.) не были способны дать человечеству главного - сделать возможным воспроизведение человеческого голоса. За эту задачу во второй половине XIX века взялись лучшие умы Старого и Нового света, и в этой заочной гонке победил американец Томас Алва Эдисон (Thomas Alva Edison). Однако здесь нельзя не вспомнить француза Шарля Кро (Charles Cros), который также был человеком талантливым и разносторонне одаренным. Он занимался (и не без успеха) литературой, автоматическим телеграфом, проблемами цветной фотографии и даже "возможными связями с планетами". 30 апреля 1877 года Кро подал во Французскую Академию наук описание аппарата для записи и воспроизведения речи - "палефона". Француз предлагал использовать не только "валик", но и "диск со спиральной записью". Только вот спонсоров для своего изобретения Кро не нашел. Совсем по-другому развивались события по ту сторону океана. Сам Эдисон так описывал тот момент, когда его посетила поистине гениальная мысль: "Однажды, когда я еще работал над улучшением телефона, я как-то запел над диафрагмой телефона, к которой была припаяна стальная игла. Благодаря дрожанию пластинки игла уколола мне палец, и это заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи, почему бы пластинке не заговорить?" По своему обыкновению, Эдисон не стал медлить, а приступил к созданию невиданного дотоле устройства. В том же 1877 году, когда Шарль Кро описал свой "палефон", Эдисон отдал своему механику Джону Крузи чертеж довольно простого устройства, сборку которого он оценил в 18 долларов. Однако собранный аппарат стал первой в мире "говорящей машиной" - Эдисон громко пропел в рожок популярную английскую детскую песенку: "У Мэри был барашек" ("Marie had a little lamb"), а устройство воспроизвело "услышанное", хотя и с большими помехами.

Фонограф.

Принцип действия фонографа, так окрестил Эдисон свое детище, базировался на передаче звуковых колебаний голоса на поверхность вращающегося цилиндра, покрытого оловянной фольгой. Колебания наносились острием стальной иглы, один конец которой был соединен со стальной мембраной, улавливающей звуки. Цилиндр необходимо было вращать вручную с частотой один оборот в секунду. Работа с фонографом началась 18 июля 1877 года, так записано в книге лабораторных записей Эдисона. 24 декабря была подана патентная заявка, а 19 февраля 1878 года Эдисон получил патент под номером 200521. Сказать, что фонограф произвел международный фурор - значит не сказать ничего. Однако конструкция фонографа не позволяла получить качественного воспроизведения, хотя сам Эдисон многие годы после создания первого фонографа вносил в устройство усовершенствования. Возможно, Эдисону нужно было бы сосредоточиться на создании (или модернизации) иных аппаратов звукозаписи, ибо фонограф (как и графофон разработки Белла (Bell) и Тайнтера (Taynter) был тупиковой ветвью в развитии индустрии записи/воспроизведения звука. Однако Эдисон слишком любил свой фонограф за его уникальность, потому присутствием в нашей жизни более удобных аудионосителей мы обязаны американскому изобретателю немецкого происхождения - Эмилю Берлинеру (Emile Berliner), безмерно раздвинувшему горизонты звукозаписи. Конечно, Берлинер не изобрел современные CD, но именно он в 1887 году получил патент на изобретение граммофона, в котором в качестве аудионосителя использовались пластинки.

Граммофон.

Берлинер перебрался в США в 1870 году, где, между прочим, получил работу в телефонной компании Александра Белла и запатентовал угольный микрофон. Хорошо знакомый с устройством и фонографа, и графофона, он, тем не менее, обращается к идее использования диска, которая, как мы уже знаем, была "успешно" похоронена Французской Академией наук. В аппарате, названном граммофоном, Берлинер использовал стеклянный диск, покрытый сажей, на который осуществлялась поперечная запись. 26 сентября 1887 года Берлинер получил на граммофон патент, а 16 мая следующего года продемонстрировал устройство во Франклиновском институте в Филадельфии. Очень скоро Берлинер отказывается от диска с сажей и прибегает к методу кислотного травления. Диск теперь брался цинковый, покрытый тонким слоем воска. Запись процарапывалась иридиевым острием, после чего диск подвергали травлению в 25% хромовой кислоте. Менее чем через полчаса появлялись канавки глубиной около 0,1 мм, затем диск отмывали от кислоты и использовали по назначению. Заслуга Берлинера состояла также и в том, что он осознал необходимость копирования записи с оригинала (матрицы). Возможность тиражирования аудиозаписей - краеугольный камень всей современной звукозаписывающей индустрии. В этом направлении Берлинер работал очень упорно. Сначала, в 1888 году, он создает первую грампластинку-копию из целлулоида Хиата, которая ныне находится в Национальной библиотеке Вашингтона. Но целлулоидные диски плохо хранились и быстро изнашивались, потому Берлинер пробует другие материалы, в частности, стекло, бакелит и эбонит. В 1896 году Берлинер применяет в пластинке смесь шеллака, шпата и сажи. Шеллачную массу и процесс прессования грампластинок для Берлинера разработал Луи Розенталь (Louis Rosenthal) из Франкфурта. На сей раз качество удовлетворило изобретателя, и подобная шеллачная масса использовалась для создания грампластинок до 1946 года. Поразительно, но шеллак являлся застывшей смолой органического происхождения, в образовании которой принимают участие насекомые семейства лаковых червецов. Но даже шеллачная масса была далека от совершенства: грампластинки из нее получались тяжелыми, хрупкими и толстыми. Одновременно с этим Берлинер усердно трудился над совершенствованием граммофонов, понимая, что необходимо увеличивать число любителей грамзаписи и, тем самым, рынок сбыта. В 1897 году Берлинер и Элдридж Джонсон (Eldridge Jonson) открыли в США первую в мире фабрику по производству грампластинок и граммофонов - "Victor Talking Machine Co.". Затем, в Великобритании, Берлинер создает компанию "E. Berliner"s Gramophone Co." Уже к началу 1902 года компании предприимчивого изобретателя реализовали свыше четырех миллионов грампластинок!

Патефон.

Прогресс не обошел и Россию - в 1902 году на оборудовании фирмы Берлинера было сделано восемь первых записей легендарного русского певца Федора Шаляпина. Однако и граммофон не избежал коренной модернизации - в 1907 году служащий французской фирмы "Патэ" Гильон Кеммлер (Kemmler) решил размещать громоздкий рупор внутри граммофона. Новые аппараты стали называться "патефонами" (по названию фирмы-производителя) и заметно облегчали свою переноску. Впоследствии (начиная с 50-х годов ХХ века) патефоны были вытеснены более совершенными электропроигрывателями, на которых проигрывались легкие и практичные виниловые диски. Виниловые пластинки изготавливались из полимерного материала винилит (в СССР - из полихлорвинила). Скорость проигрывания снизилась с 78 до 33 1/3 оборотов в минуту, а длительность звучания - до получаса для одной стороны. Данный стандарт стал самым популярным, хотя широкое хождение имели пластинки других форматов, в частности, со скоростью вращения 45 оборотов в минуту (так называемые сорокопятки).

Магнитная запись как альтернатива

Телеграфон.

Основополагающий принцип аналоговой записи звука путем намагничивания носителя с тех пор остался неизменным. На записывающую головку, вдоль которой на постоянной скорости проходит носитель (позднее им стала более удобная лента), подается сигнал с усилителя, в итоге носитель намагничивается в соответствии со звуковым сигналом. При воспроизведении носитель проходит уже вдоль воспроизводящей головки, индуцируя в ней слабый электрический сигнал, который, усиливаясь, поступает в динамик. Магнитная пленка была запатентована в Германии Фрицем Пфлеймером (Fritz Pfleumer) в середине 20-х годов прошлого века. Поначалу лента изготавливалась на бумажной основе, а впоследствии - на полимерной. В середине 30-х годов ХХ века немецкая фирма BASF наладила серийный выпуск магнитофонной ленты, создававшейся из порошка карбонильного железа либо из магнетита на диацетатной основе. Примерно в то же время фирма AEG запустила в производство студийный аппарат магнитной записи для радиовещания. Устройство назвали "магнетофон", в русском языке оно преобразовалось в "магнитофон". Принцип "высокочастотного подмагничивания" (когда в записываемый сигнал добавляется высокочастотная составляющая) предложили в 1940 году немецкие инженеры Браунмюль (Braunmull) и Вебер (Weber) - это дало значительное улучшение качества звука.

Первый кассетный плеер "Walkman".

Бобинные магнитофоны стали использоваться с 30-х годов прошлого века. В конце 50-х появились картриджи, но все же наибольшую популярность снискали компактные и удобные кассетные магнитофоны. Первый "кассетник" был создан голландской фирмой Philips в 1961 году. Пиком развития магнитофонов стоит считать появление плееров Sony марки "Walkman" в 1979 году. Эти маленькие устройства без возможности записи произвели фурор, ибо теперь любимую музыку можно было слушать на ходу, занимаясь спортом и т.п. Кроме того, человек с плеером не мешал окружающим, ибо слушал аудиозаписи в наушниках. Позднее появились плееры с возможностью записи.

Цифровое нашествие

Cтремительно устаревающий Audio-CD.

Однако вернемся в 1979 год, когда компании Philips и Sony "сообразили" на двоих производство лазерных дисков. Sony, кстати, привнесла свой метод кодирования сигнала - PCM (Pulse Code Modulation) который использовался в цифровых магнитофонах. Последние обозначались аббревиатурой DAT (Digital Audio Tape) и применялись для профессиональной студийной звукозаписи. Массовое производство компакт-дисков стартовало в 1982 году в ФРГ. Постепенно оптические диски перестают быть исключительно носителями аудиозаписей. Появляются CD-ROM, а затем CD-R и CD-RW, где уже можно было хранить любую цифровую информацию. На CD-R ее можно было записывать однократно, а на CD-RW - записывать и многократно перезаписывать с помощью соответствующих приводов. Информация на компакт-диске записывается в виде спиральной дорожки из "питов" (углублений), выдавленных на поликарбонатной подложке. Считывание/запись данных осуществляется с помощью лазерного луча. Алгоритмы сжатия информации помогли существенно уменьшить размер цифровых аудиофайлов без особых потерь для человеческого слухового восприятия. Наибольшее распространение получил формат МР3, и теперь МР3-плеерами именуют все компактные проигрыватели цифровой музыки, хотя они, безусловно, поддерживают и другие форматы, в частности, тоже довольно популярные WMA и OGG. Формат MP3 (сокращение от англ. MPEG-1/2/2.5 Layer 3) также поддерживается любыми современными моделями музыкальных центров и DVD-плееров. В нем применен алгоритм сжатия с потерями, которые несущественны для восприятия ухом человека. Размер MP3-файла со средним битрейтом 128 кбит/с по размеру примерно равен 1/10 от оригинального файла формата Audio-CD. Формат MP3 был разработан рабочей группой института Фраунгофера, руководимой Карлхайнцем Бранденбургом (Karlheinz Brandenburg) в сотрудничестве с AT&T Bell Labs и Thomson. В основу MP3 положили экспериментальный кодек ASPEC (Adaptive Spectral Perceptual Entropy Coding). Программа L3Enc стала первым кодировщиком в формат MP3 (выпущена летом 1994 года), а первым программным MP3-плеером - Winplay3 (1995 год).

И все-таки они вертятся…

МР3-плеер… один из многих.

Возможность закачки на компьютер либо плеер очень большого количества цифровых треков, их быстрая сортировка, удаление и повторная запись сделали сжатую цифровую музыку массовым явлением, бороться с которым не под силу даже гигантам звуковой индустрии, не первый год терпящим убытки от падения спроса на Audio-CD. И все же, несмотря на то, что бобины и кассеты уже стали достоянием прошлого, будущее оптических дисков как носителей выглядит крайне перспективным. Да, в корне изменились технологии, но диски и сегодня, как и более ста лет назад, крутятся для того, чтобы порадовать людей очередным музыкальным творением. Принцип спиральной записи отлично действует и поныне.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Попытки создания аппаратов, воспроизводящих звуки, предпринимались еще в Древней Греции. В IV-II веках до н. э. там существовали театры самодвижущихся фигурок - андроидов. Движения некоторых из них сопровождались механически извлекаемыми звуками, складывающимися в мелодии.

В эпоху возрождения был создан целый ряд разнообразных механических музыкальных инструментов, воспроизводящих в нужный момент ту или иную мелодию: шарманок, музыкальных шкатулок, ящиков, табакерок.

В средние века были созданы куранты - башенные или большие комнатные часы с музыкальным механизмом, издающие бой в определенной мелодической последовательности тонов или исполняющие небольшие музыкальные пьесы. Таковы Кремлевские куранты и Биг Бен в Лондоне.

Механическая звукозапись

В 1877 году американец Томас Альва Эдисон изобрел звукозаписывающий аппарат - фонограф, впервые позволивший записать звук человеческого голоса. Для механической записи и воспроизведения звука Эдисон применил валики, покрытые оловянной фольгой (рис. 5.2). Такие фоновалики представляли собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной 12 см.

В первом фонографе металлический валик вращался с помощью рукоятки, с каждым оборотом перемещаясь в осевом направлении за счет винтовой резьбы на ведущем вале. На валик накладывалась оловянная фольга (станиоль). К ней прикасалась стальная игла, связанная с мембраной из пергамента. К мембране был прикреплен металлический конусный рупор. При записи и воспроизведении звука валик приходилось вращать вручную со скоростью 1 оборот в минуту. При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге спиральную канавку (или бороздку) постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась, игла вдавливалась в олово в соответствии с воспринимаемым звуком, создавая канавку переменной глубины. Так был изобретен способ "глубинной записи".

Берлинер впервые продемонстрировал прообраз матрицы грампластинки во Франклиновском институте. Это был цинковый кружок с выгравированной фонограммой. Изобретатель покрывал цинковый диск восковой пастой, производил на него запись звука в виде звуковых канавок, а затем протравливал его кислотой. В результате получалась металлическая копия записи. Позднее на покрытом воском диске стали наращивать слой меди методом гальванопластики. Такой медный "слепок" сохраняет звуковые канавки выпуклыми. С этого гальванодиска делают копии - позитивные и негативные. Негативные копии представляют собой матрицы, с которых можно отпечатать до 600 грампластинок. Полученная таким способом пластинка обладала большей громкостью и лучшим качеством. Такие пластинки Берлинер продемонстрировал в 1888 г., и этот год можно считать началом эры грамзаписей.

Первые пластинки были односторонними. В 1903 году впервые был выпущен 12-дюймовый диск с записью на двух сторонах. Его можно было "проиграть" в граммофоне с помощью механического звукоснимателя - иглы и мембраны.

Магнитная звукозапись

В 1898 году датский инженер Вольдемар Паульсен (1869-1942) изобрел аппарат для магнитной записи звука на стальной проволоке. Назвал он его "телеграфоном". Однако недостатком использования проволоки в качестве носителя была проблема соединения отдельных ее кусков. Связывать их узелком было невозможно, так как он не проходил через магнитную головку. К тому же стальная проволока легко путается, а тонкая стальная лента режет руки. В общем, для эксплуатации она не годилась.

В дальнейшем Паульсен изобрел способ магнитной записи на вращающийся стальной диск, где информация записывалась по спирали перемещающейся магнитной головкой. Вот он, прообраз дискеты и жесткого диска (винчестера), которые так широко используются в современных компьютерах! Кроме того, Паульсен предложил и даже реализовал с помощью своего телеграфона первый автоответчик.

В 1927 году Ф. Пфлеймер разработал технологию изготовления магнитной ленты. Магнитная лента пригодна для многократной записи звука. Число таких записей практически не ограничено. Оно определяется только механической прочностью нового носителя информации - магнитной ленты. Первые магнитофоны были катушечными. Позднее на смену катушечным магнитофонам пришли кассетные. Первый такой аппарат разработала фирма Philips в 1961-1963 годах.

Во всех механических кассетных диктофонах содержится более 100 деталей, часть из которых - подвижные. Записывающая головка и электрические контакты изнашиваются за несколько лет. Откидная крышка также легко ломается. В кассетных диктофонах используется электрический двигатель, который протягивает магнитную пленку мимо головок записи.

Цифровые диктофоны отличаются от механических полным отсутствием подвижных деталей. В них в качестве носителя вместо магнитной пленки используется твердотельная флэш-память.

Цифровые диктофоны преобразовывают звуковой сигнал (например голос) в цифровой код и записывают его в микросхему памяти. Работой такого диктофона управляет микропроцессор. Отсутствие лентопротяжного механизма, записывающих и стирающих головок значительно упрощает конструкцию цифровых диктофонов и делает ее более надежной. Для удобства пользования они снабжаются жидкокристаллическим дисплеем. Основными преимуществами цифровых диктофонов является практически мгновенный поиск нужной записи и возможность передачи записи на персональный компьютер, в котором можно не только хранить эти записи, но и монтировать их, перезаписывать без помощи второго диктофона и т.д.

Оптические диски

В 1979 году компании Philips и Sony создали совершенно новый носитель информации, заменивший грампластинку, - оптический диск (компакт-диск - Compact Disk - СD) для записи и воспроизведения звука. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков на заводе в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-диска внесли Microsoft и Apple Computer.

По сравнению с механической звукозаписью он имеет целый ряд преимуществ - очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом.

В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки - как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания.

Хранить звуковые записи в цифровой форме на оптических дисках гораздо лучше, чем в аналоговой форме на грампластинках или магнитофонных кассетах. Прежде всего, несоизмеримо повышается долговечность записей. Ведь оптические диски практически вечны - они не боятся мелких царапин, лазерный луч не повреждает их при воспроизведении записей. Так, фирма Sony дает 50-летнюю гарантию хранения данных на дисках. Кроме того, на CD не действуют помехи, характерные для механической и магнитной записи, поэтому качество звучания цифровых оптических дисков несоизмеримо лучше. К тому же при цифровой записи появляется возможность компьютерной обработки звука, позволяющей, например, восстановить первоначальное звучание старых монофонических записей, убрать с них шумы и искажения и даже превратить их в стереофонические.

Цифровой метод записи сделал возможным объединить на персональном компьютере текст и графику со звуком и движущимися изображениями. Такая технология получила название "мультимедиа".

В качестве носителей информации в таких мультимедийных компьютерах используются оптические компакт-диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory - т.е. память на компакт-диске "только для чтения"). Внешне они не отличаются от звуковых компакт-дисков, используемых в проигрывателях и музыкальных центрах. Информация в них записывается также в цифровой форме.

На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации - DVD (Digital Versatil Disc или цифровой диск общего назначения). На вид они ничем не отличаются от компакт-дисков. Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска - гораздо более высокая плотность записи информации. Он вмещает в 7-26 раз больше информации.

Стандарт DVD позволяет значительно увеличить время и улучшить качество воспроизведения видеофильмов по сравнению с существующими CD-ROM и видео-компакт-дисками LD.

Форматы DVD-ROM и DVD-Video появились в 1996 году, а позднее был разработан формат DVD-audio для записи высококачественного звука.

Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) - формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. Современный вариант представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES), которая прошла в январе 2006 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.

Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка.

С момента появления формата в 2006 году и до начала 2008 года у Blu-ray существовал серьёзный конкурент - альтернативный формат HD DVD. В течение двух лет многие крупнейшие киностудии, которые изначально поддерживали HD DVD, постепенно перешли на Blu-ray. Warner Brothers, последняя компания, выпускавшая свою продукцию в обоих форматах, отказалась от использования HD DVD в январе 2008 года. 19 февраля того же года Toshiba, создатель формата, прекратила разработки в области HD DVD. Это событие положило конец так называемой второй «войне форматов»

Для обработки цифрового звука в практике применяется компрессия. Это помогает, когда у вокалиста есть проблемы с шипящими звуками, а смена типа микрофона и его расположения не приводит к исправлению ситуации. Эквалайзер применяют практически на любом этапе любого процесса обработки звука - от записи живого концерта до сведения многоканальной студийной записи. В основном эквалайзеры применяют для того, чтобы исправить звуковой сигнал, который не соответствует определенным требованиям.

Википедия подсказывает: Первоначально механическая запись осуществлялась механо-акустическим способом (записываемый звук воздействовал через рупор на мембрану, жёстко связанную с резцом). В дальнейшем этот способ был полностью вытеснен электро-акустическим способом: записываемые звуковые колебания преобразуются микрофоном в соответствующие электрические токи, воздействующие после их усиления на электромеханический преобразователь - рекордер, который превращает переменные электрические токи посредством. В 1857 году де Мартинвилль изобрёл фоноавтограф. Устройство состояло из акустического конуса и вибрирующей мембраны, соединённой с иглой. Игла соприкасалась с поверхностью вращаемого вручную стеклянного цилиндра, покрытого сажей. Звуковые колебания, проходя через конус, заставляли мембрану вибрировать, передавая колебания игле, которая прочерчивала в слое сажи форму звуковых колебаний. Однако назначение этого устройства было чисто экспериментальным - оно не могло воспроизводить сделанную запись. 25 марта 1857 года французское правительство выдало Леону Скотту патент на изобретённое им устройство. Были записаны колебания в воздушном пространстве и разные голоса. Описание похожего аппарата было направлено молодым ученым Шарлем Кро в Парижскую академию наук за полгода до изобретения Эдисона. 1877 году Томас Эдисон изобрёл фонограф, который уже мог воспроизводить свою запись. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук. На своё изобретение он получил патент, выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года. В период с 1878 по 1887 годы, отложив работу над фонографом, занимался лампой накаливания. Продолжив работу, начал использовать для записи звука цилиндр с восковым покрытием (идея предложена Чарльзом Тейнтером). Изобретение получило настолько большой успех, что в 1906 году были представлены публике несколько музыкальных и театральных записей, осуществлённых созданной им Национальной Фонографической компанией (National Phonograph Company). Все тогдашние фонографы работали по следующему принципу: по вращающемуся звуконосителю перемещалась игла-резец, полученные при помощи мембраны-микрофона механические колебания механически же фиксировались деформацией звуконосителя. В первых конструкциях оригинальный звуконоситель использовался и для воспроизведения, но такая технология не давала дополнительной механической энергии для того, чтобы получить звук достаточной громкости. В дальнейшем начали применять методы гальванопластики для изготовления копии звуконосителя из более твёрдого материала. Для воспроизведения записи по звуконосителю перемещалась игла, механически связанная с мембраной-излучателем. Первые фонографы, использующие фольгу на цилиндрических носителях, позволяли осуществить лишь очень короткие записи - длительностью всего несколько минут - и быстро изнашивались. Более долговечными стали валики, покрытые слоем воска. Фонографы стали очень популярны в США и Европе. Этому способствовали множество записей музыки популярных исполнителей (например, итальянского тенора Энрико Карузо), созданных появившимися звукозаписывающими компаниями. Успех повлёк за собой появление всё новых моделей. Швейцарские производители стали специализироваться на маленьких переносных фонографах. Кроме фонографов с валиками появились и дисковые. Дисковые фонографы вращали звуконоситель со скоростью 80 об/мин, звук усиливался при помощи рупора конической формы. Большинство моделей приводились в движение ручкой, которая заводила пружину, таким образом делая прибор удобным и не требовательным к внешним условиям. Однако дисковой фонограф вышел на рынок в 1912 году, а с 1887 года уже существовал граммофон, который вскоре превзошёл все модели фонографа. «Граммофон» был изобретён в 1887 году Эмилем Берлинером. Вместо воскового валика использовалась грампластинка. Скорость стандартной грампластинки - 78 об/мин. Первая в мире граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида. С 1897 года уже изготовлялись пластинки из шеллака, шпата и сажи. Кроме обычных граммофонов были и тумбовые. В начале своей эволюции грампластинки имели различную скорость вращения (от 60 до 130 оборотов в минуту). Большая толщина дорожки значительно снижала длительность звучания - 2-3 минуты на одной стороне. Двусторонними грампластинки стали в 1903 году, благодаря разработкам фирмы «Одеон». До начала 1910-х годов на них выпускали в основном отрывки из произведений музыкальных классиков, так как на них помещалось в общей сложности только до пяти минут звучания. В 30-х годах XX века пластинки выпускались по одной композиции на одной стороне, и часто один концерт одного исполнителя продавался комплектом пластинок по несколько штук, часто в картонных, реже в кожаных, коробках. Из-за внешнего сходства таких коробок с фотоальбомами их стали называть record albums или «альбом с записями». Первая фирма (компания) грамзаписи - Граммофон (Grammophone), основанная Берлинером в 1893 году. Вторая, не менее известная - Columbia. На территории России основной («солидной») фирмой была «Пишущий амур» (с 1902 г.), филиал компании Grammophone. В 1907 г. Гильон Кеммлер предложил усовершенствование граммофона. Так вскоре появился патефон. В отличие от граммофона, у патефона рупор маленький и встроен в корпус, сам аппарат скомпонован в виде чемоданчика, переносится в застёгнутом виде за специальную ручку. Патефон мог проигрывать грампластинки со скоростью 78 об/мин. В 40-х годах появился мини-патефон, который имел большую популярность у солдат Второй Мировой. Вскоре появились и электропатефоны. Основными заводами по производству патефонных пластинок в СССР были Ногинский, Московский, Апрелевский, а вскоре и Ленинградская артель «Пластмасс».

История звукозаписи. Пять эпох звучания.

В настоящее время, в дни цифровых технологий запись звука больше не является прерогативой элиты. Техника и технологии звукозаписи постепенно прогрессировали. Как же к настоящему моменту времени мы достигли совершенно иного звучания?Рассмотрим подробнее процесс изменения технологий и способов звукозаписи на протяжении пяти десятилетий. Разделим время на пять эпох.Известно, что механическая звукозапись - это первая попытка зафиксировать звук, а затем воспроизвести его. А первым прибором для записи и воспроизведения звука был фонограф, изобретённый Т. Эдисоном в 1877 году. По мнению британского звукорежиссераAndyJonesв течение первых десятилетий такое понятие как «звуковой образ » звукоинженеров интересовало в меньшей степени. В связи с очень низким качеством звучания они концентрировались на более простых и очевидных задачах, таких как передача приемлемого музыкального баланса с помощью «правильной» расстановки исполнителей вокруг приемника звука, техническое качество фонограммы с точки зрения шумов, помех, искажений. Однако с появлением стандартов стереов 1960-хгодах и HI-FI , с изобретением первых многодорожечных магнитофонов у звукорежиссеров появилась возможность вмешиваться в звучание после этапа записи, находить каждому инструменту своё место в стереобазе и т.д. Именно этот период нас интересует в большей степени.

Первая эпоха 1960 – 1969 годы. Первые эксперименты. Стерео.Это десятилетие можно охарактеризовать, как время музыкальных экспериментов, с помощью которых рождались современные технологии звукозаписи. Способы и методы, с помощью которых музыка была записана, изменились до неузнаваемости от начала и до конца 1960-х. годов. Существенное значение оказал переход от моно записи звука к многоканальной. В студиях появлялись аналоговые 4-х дорожечные машины, и предназначались они для работы на ленте в 2 дюйма.Говоря о технологиях записи, звукозаписывающие компании имели строгие принципы процесса записи. В студиях того времени использовалась последовательная запись с наложением. Не смотря на это, многие музыканты начали оставлять свой след в собственном уникальном звучании, стилях. В доказательство этому обратимся к творчеству легендарной группы TheBeatles. Они открывали новые перспективы с каждым выпуском, подталкивая звукорежиссеров к разработке новых методов звукозаписи с той целью, чтобы оставаться впереди других исполнителей. Так, например, в 1965 году британский продюсер GeorgeMartinприработа с группой TheBeatles при записи использовал пару знаменитых магнитофонов Studer J37s, и таким образом он увеличил количество дорожек и уже редактировал записанный материал в последствии. Таким образом, десятилетие непрерывно прогрессировало.Все записи 60-х годов были аналоговыми и основывались на ламповом звучании. Звук лампового оборудования создавал размытое звучание, добавлял «музыкальные» искажения. Именно это стало определяющим элементом в звучании 60-х годов. Отсюда можно предположить, что использование лампового оборудование является одним из способов «подогрева» звука.Стремительно развиваются и звуковые эффекты такие как chorus, delay. Например, эффект хоруса можно заметить на бэквокалеTheBeatles «LucyInTheSkyWithDiamonds».В скором времени появляется интерес к стереозаписи. Ранние стереозаписи поп музыки показывают экстремальные методы панорамирования, например размещение барабанов в левом канале, а их реверберация в правом канале. Если послушать альбом «ElectricLadyland» JimiHendrix, который был одной из первых рок пластинок, записанной специально для воспроизведения стереозвука, то можно услышать много движения по стереобазе. Этот альбом был выпущен в 1968 году, когда профессиональные студии уже имели 8-дорожечные рекордеры.Такими техническими инновациями были ознаменованы 60-е годы, которые внесли вклад в развитие аудиоиндустрии.

Вторая эпоха 1970 - 1979-е годы. Рождение многоканальной записи. Благодаря появлению 16-ти канальных рекордеров произошли видимые изменения в многоканальной записи еще на рассвете десятилетия. Теперь звукорежиссеры могли назначать каждый источник звука на отдельную дорожку. Такой способ записи давал возможность звукорежиссеру при микшировании регулировать уровни отдельных каналов, корректировать частотные характеристики, применять искусственную реверберацию и другие эффекты. Такая технология записи становится стандартом в профессиональных студиях.Последовательная запись с наложением оставалась преимущественной. Такой метод записи использовал при записи MikeOldfield в своем альбоме TubularBells в 1973г., который был выпущен VirginRecords. Интересно заметить, был существенный недостаток последовательного наложения - при очередной записи изнашивалась лента. Но существовала и еще одна сложность – при сведении и записи на ленту шумы всех дорожек суммировались и в сведенной фонограмме их уровень был неприемлемым. Поэтому как обязательная мера, применялись отдельные компандерные системы шумоподавления типа Telcom или Dolby-SR,Постепенно, в течении 70-х годов количество дорожек увеличивалось. И уже в 1974 году новшество в искусство привнес первый 24-дорожечный магнитофон. Популярными в профессиональных студиях были 8-, 16- и, 24-дорожечные мигнитофоны фирм Studer, Telefunken. В тот период развития студийной техники эти аппараты полностью удовлетворяли технологическим потребностям студий. Однако, несмотря на увеличение количества дорожек, многие звукорежиссеры считали, что 16-канальные рекордеры звучат лучше.На протяжении этого десятилетия опытные инженеры научились создавать кристально-чистые записи с отличным стереоизображением и расширенным частотным диапазоном. А благодаря многочисленным пробам и экспериментам многодорожечная запись активно совершенствовалась в эти годы.

Переход от аналоговой звукозаписи к цифровой возглавил третью эпоху аудиоиндустрии. Это были годы с 1980 по 1989. При переходе от традиционной аналоговой звукотехники к цифровому способу передачи сообщений и к записи звукового сигнала в цифровой форме необходимы были новые подходы к разработке аппаратуры. В эти годы начали появляться цифровые магнитофоны. А основной целью их создания послужило повышение качества звучания фонограмм. Как известно, попытки использовать технику дискретных (импульсных) сигналов для обработки и передачи звука предпринимались многократно, но до 1980-х годов они не имели особого успеха.С появлением цифровых магнитофонов в студиях звукозаписи появилась возможность сохранять всевозможные параметры, настройки. Достоинством цифровых магнитофонов является высокое качество звучания, а параметры их совершенно недостижимы для аналоговой аппаратуры. В эту эпоху наибольшее распространение в студиях звукозаписи получили кассетные цифровые магнитофоне в формате DAT (DigitalAudioTape).Достоинств цифровой записи звука множество. Одним из ключевых факторов цифры является низкая стоимость цифровых носителей. А важным моментом в цифровой записи считается то, что от числа последовательно сделанных копий качество звучания не зависит и сохраняется тем же, каким оно должно быть в оригинале, в отличие от аналоговой записи. Стив Hillage однажды заметил: «цифровая запись на ленте, как ксерокопирование на папирус». Цифровая запись открывала новые преимущества и широкие возможности для совершенствования методов обработки сигналов и записей.Кроме этого, большое внимание в начале 80-х годов было отведено созданию такого прибора, какдрам-машина. Она сыграла важную роль в формировании звука 80-х годов. Известно, что культовой стала драм-машинаRoland TR-808. выпущенная компанией Roland в 1980 г. Она легко программировалась, имела аналоговый синтез и узнаваемый звук.В электронных приборах так же произошел переход от аналога к цифре. Первой драм-машиной сцифровыми семплами была Linn LM-1, созданная Роджером Линном в 1979 году. С приходом LM-1 профессиональные музыканты получили достойный инструмент для изготовления ударных партий.Необходимо заметить, появление драм-машин очень сильно повлияло на большое количество стилей музыки, их ритм являлся неотъемлемой частью всех электронных танцевальных стилей, хип-хопа, рэпа. Этими новшествами были ознаменованы 80-е годы.

Следующей эпохой в развитии звукозаписи были годы с 1990 по 1999. Это десятилетие прошло путь от простых секвенсоров к полномасштабным профессиональным инструментам.Уже на заре 90-х годов технологии записывающих студий начали развиваться вне аппаратных средств. В начале десятилетия основой многих записей были MIDI секвенсоры, так как компьютеры были не достаточно проверены в студиях. И настоящим прорывом стало появление первого цифрового синтезатора KorgM1 в 1988 году. Его прибытие означало начало жизни DAW , или звуковых рабочих станций. Появлялись такиеDAW, как Cubase и Notator (позже Logic), в своем первоначальном воплощении был выпущен и ProTools. В это время рождалось множество техно, хаус и другой электронной музыки.В 90-е годы активно развивается программное обеспечение. Уже в 1996 году был создан формат VST плагина.С их помощью можно было изменять даже мельчайшие детали в звуковой ткани.Во второй половине этого десятилетия активно развивалась запись на жесткий диск, которая в скором времени достигла совершенства благодаря более мощным компьютерам и DAW, таким как ProTools. Изменилось и звучание музыки. На протяжении 90-х годов шла тенденция на мощную компрессию и жесткоелимитирование звука, благодаря чему продюсеры добивались конкурентоспособности фонограммы.Именно поэтому в 90-е годы появилось такое понятие как «война громкости». Чтобы понять, что это такое, достаточно послушать любую запись 80-х или более ранних годов, например запись «Let’sDance» DavidBowie1983 года. Записи ранних годов имеют достаточно большой динамический диапазон. Музыка 90-х годов, например«Dummy» Portishead (1994год), будет звучать значительно громче. Это связано с применением большой компрессии, как при сведении, так и примастеринге. Компрессия при мастеринге могла заставить звучать трек еще громче. Отсюда появились убеждения, что более громкая музыка продается лучше, а значит, может быть конкурентоспособной. Благодаря появлению DAW, программного обеспечения для звукорежиссеров открывались новые возможности формирования звучания на протяжении десятилетия. Но эти новшества продолжали развиваться и на протяжении следующего десятилетия.

2000-2010 годы - эпоха программного обеспечения, десятилетие, в котором практически все стало возможным. В эти годы все большую известность завоевывают компьютеры. Совершенствуются возможности ProTools, Cubase, Logic, Live, FLStudio, Sonar, Reason. Зарекомендовали себя виртуальные инструменты NativeInstruments . Данные новшества позволили отойти от большого и дорогого студийного оборудования. Теперь звукорежиссеры осуществляли процесс редактирования и сведения с помощью программного обеспечения. Эта технология была относительно новым явлением, однако становилась очень популярной. Это подтверждалось удобным способом перемещения сессий с одного компьютера на другой, а так же возможностью запускать несколько проектов одновременно. Теперь музыку в цифровом виде можно создавать полностью в компьютере.Несмотря на стремительное развитие программного обеспечения, и цифровой записи в целом, существовали высказывания по поводу того, что теряется «душа» музыки при пользовании программным обеспечением. Данные мнения бытуют и в настоящее время. Многие утверждают, что запись, сделанная с помощью программного обеспечения может звучать по-разному – чисто, стерильно, а может быть похожа на старую душевную запись. Все зависит от поставленной цели.И все же, несмотря на разные убеждения, звук 2000-х годов был звуком программного обеспечения для многих людей.Конечно, за пятьдесят лет произошел большой технический прогресс всфере звукозаписи. Изменилось и само звучание музыки. Звукорежиссеры избавились от шумов и научились создавать кристально чистые записи. Наряду с этим, технический прогресс происходил и во многих других сферах деятельности.

История звукозаписи неисчерпаема. В начале XIX века акустика превратилась в одну из самых активно изучаемых областей физики. Появились первые работы по теории звука, возросло количество исследований и, как следствие, появилась необходимость создания измерительных и демонстрационных приборов.

В XVI веке делались первые попытки звукозаписи с помощью механических инструментов - от примитивных музыкальных табакерок и шкатулок, часов-будильников до сложных стационарных напольных часов, полифонов, оркестрионов, башенных курантов и "озвученных" карет. В это же время музыкальные игрушки и аппараты появляются, в России. Но особо широкое распространение музыкальные ящики получили в XIX, начале XX века.

Выдающийся американский изобретатель и предприниматель Томас Алва Эдисон (1847-1931г.г.) сконструировал прибор для механической записи и воспроизведения звука (фонограф) в 1877 году. Однако, приоритет изобретения принадлежит французскому ученому, блестящему музыканту и поэту Ш. Кро.

Запись звука производилась на восковой валик тонкой металлической иглой. Конечно, такая запись не могла быть долговечной и качественной. Конструкций фонографов было разработано в эти годы большое количество. Они имели огромный успех.

Фонографами, правда, усовершенствованными, наши прадеды пользовались вплоть до тридцатых годов.

В 1888 году немец Э. Берлинер изобрел граммофон - чудо века, и началась эпоха массовой культуры. Первая в мире граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида и хранится сейчас в Национальном музее США в Вашингтоне. В 1897 году ей на смену пришел диск из шеллака, шпата и сажи. Он был очень дорог - ведь шеллак - органическое вещество, вырабатываемое лаковым червецом. Чтобы сделать одну пластинку, нужно было воспользоваться трудом четырех тысяч этих существ. До 1948 года мы закупали это сырье за границей на золото и валюту.

В 1907 году служащий французской фирмы "Патэ" - Гильон Кеммлер предложил усовершенствование граммофона. Его идея заключалась в том, чтобы поместить рупор внутрь корпуса граммофона. Сконструированный таким образом граммофон получался малогабаритным и переносным, а в обиходе стал называться патефоном.

Патефоны в СССР выпускались многими заводами. Среди них - ордена Ленина завод "Молот" в Вятских Полянах, Коломенский патефонный завод, Ленинградский завод "Грампласттреста". Завод "Северный пресс" в Ленинграде в послевоенное время производил и портативные патефоны (с встроенным под крышкой рупором).

Фонограф Эдисона

Фонограф - первый прибор для записи и воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук.

Принципы, на основе которых работает фонограф Эдисона, экспериментально изучались ещё в 1857 году. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек» (Mary had a little lamb). Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке.

Эдисоном был составлен список 10 основных применений фонографа:

Диктовка и запись писем

Говорящие книги для слепых

Обучение ораторскому искусству

Запись музыки

Запись членов семьи

Музыкальные шкатулки и игрушки (например, говорящие куклы)

Говорящие часы

Запись речей великих людей

Обучающие записи

Вспомогательное приспособление к телефону

Граммофон

Граммофон- прибор для записывания и воспроизведения звука с граммофонной пластинки.

Граммофон является видоизменением фонографа, независимо изобретённого в 1877 году Шарлем Кро и Томасом Эдисоном. Эмиль Берлинер, ознакомившись с работами Кро, решил вместо цилиндров для записывания и воспроизведения звуков использовать диски. Новое изобретение, названное граммофоном, было запатентовано Берлинером 26 сентября 1887 года. Грампластинки первоначально изготовлялись из эбонита, затем шеллака. Первая в мире грампластинка была цинковой. Резец, прикреплённый через поводок к вибрирующей, воспринимающей звуки мембране, наносит на лаковом диске (изначально - на слое сажи, затем воска) модулированный спиральный след, который при тиражировании переносится на пластинку. При вращении диска посредством пружинного механизма граммофонная игла движется по спирали диска и вызывает соответствующие колебания вибрирующей пластинки. Основное преимущество граммофона над фонографом - поперечная запись, обеспечивающая снижение искажений в десятки раз, а также более громкий звук (уже в первых моделях - в 16 раз, или на 24 дБ). Вкупе с лёгкостью тиражирования записей это обеспечило быструю победу граммофона.

В 1940-1960-х усовершенствование граммофона позволило достигнуть достаточно чистой передачи музыкального звучания пьес, как вокальных, так и инструментальных. Изготовление граммофонов сделалось мощной самостоятельной отраслью в САСШ (США) и Европе, включая Россию. В 1907 г. фирма «Патэ» представляет патефон, в 1925 г. Берлинер совместно с RCA создаёт первый серийный электрофон. Изготовление пластинок (дисков) разнообразного репертуара (пьесы в исполнении музыкальных виртуозов и выдающихся певцов) выделилось в особую отрасль промышленности.