Как происходит запись звука. История и современность

Современную жизнь невозможно представить без записей музыки, речи и звука. Тем не менее этой технологии немногим более 100 лет. Звукозапись началась в конце XIX в. с цилиндров фонографа. Затем последовали звуковые дорожки к фильмам, магнитофонные ленты, стерео-, долгоиграющие записи и видеокассеты, впившиеся в великое разнообразие высокотехнологичных устройств цифровой эры - от новых форматов дисков (CD с 1982 и DVD) до новых форматов записей (MP3, MP4 и с 2006 AVCHD).

Музыкальная машина. Музыкальные автоматы получили распространение в 1930-х на волне популярности свинга

1877. Американский изобретатель Томас Эдисон разработал фонограф с цилиндром для записи и воспроизведения звука.
1877. Американский изобретатель, родом из Германии. Эмиль Берлинер сконструировал граммофон.
1890. Платный фонограф с цилиндрами и четырьмя слуховыми трубами был установлен в баре Сан-Франциско; он стал прародителем музыкальных автоматов.

1902. Двусторонняя пластинка выпущена Адемором Пети, обнаружившим, что жидкий шеллак формуется равномернее, если звуковые дорожки печатать с двух сторон.
1927. Звуковое сопровождение фильма записано на пластинках диаметром 50 см со скоростью вращения 33 об/мин. 1927. Выпущен первый полностью электрический музыкальный автомат.

1927. Джон Бёрд осуществил первую видеозапись, сохранив короткие телевизионные программы на дисках, сделанных из воска и магнитной стали. Он назвал эту технику фоновидением.
1931. Британский изобретатель Алан Блюмлейн запатентовал стереофоническую (бинауральную) звукозапись. 1934. Появился музыкальный автомат множественного выбора.

От фонографа до граммофона. В фонографе Эдисона применялся вращающийся металлический цилиндр, обернутый тонкой фольгой; игла, прикрепленная к диафрагме, вибрировала от звуковых колебаний и делала на фольге углубления, записывая звук. Позднее Эдисон использовал покрытый воском картон. Первыми записанными Эдисоном словами были: «У Мэри была маленькая овечка». Несмотря на то что вначале фонограф Эдисона имел успех, он в конечном счете был вытеснен дисковым граммофоном Берлинера.

В нем применялся твердый резиновый (позднее шеллаковый) диск, вращающийся со скоростью 30 об/мин, которую позднее увеличили до 60 и, наконец, до 78 об/мин (увеличение скорости повышало качество звука). Берлинер первым стал тиражировать пластинки, прессуя их металлическим диском-формой.

Как играют виниловые пластинки. Звук на обычной граммофонной пластинке записан в форме извилистой спиральной дорожки (канавки), идущей от внешнего края почти до центра. Когда пластинку проигрывают, игла звукоснимателя следует извилинам звуковой дорожки, соответствующим высшей и низшей точкам звуковых волн, и превращает их в слабый электрический ток, который усиливается и динамиками вновь превращается в звук. При записи в режиме моно игла просто колеблется от края до края дорожки. Стереозапись сохраняет звук от левого и правого каналов раздельно на обеих стенках звуковой дорожки.

Звуковая система Долби. Система подавления помех Долби включает усиление при записи уровня высокочастотных звуков и понижение этого уровня при воспроизведении, что существенно уменьшает шум от магнитофонной ленты. Позднее Долби разработал цифровую систему и систему объемного звучания для общественных и домашних кинотеатров. В них идет запись до шести каналов цифрового звука, закодированных на одной фонограмме, с обычными стереодинамиками для музыки, центральным динамиком для речи и задними монодинамиками для создания объемного звучания.

Акио Морита (1921 – 1999) и японская компания, сооснователем которой он был, ввели многие значимые новшества в домашнюю видео- и звукозапись. Именно Морита ввел в обиход портативный кассетный плеер. Ко времени его смерти только в США было продано их около 100 млн. Его компания первая выпустила кассетный видеомагнитофон, записывающую видеокамеру, мини-диск и совместно с компанией «Филипс» компактдиск и цифровую аудиокассету (формат DAT).

Кассетный плеер «Сони», 1979. Считается, что Морита лично инициировал рождение плеера. Ему хотелось иметь маленькое переносное устройство, чтобы слушать музыку во время игры в гольф

Запись на магнитофонной ленте. Магнитофонная лента - это пластмассовая полоса, покрытая с одной стороны магнитным материалом. Во время записи магнитофонная головка намагничивает покрытие. Степень намагничивания соответствует амплитуде входного звукового сигнала. При воспроизведении лента, проходя мимо головки, вызывает появление электрического сигнала, который усиливается и подается в динамики. На видеомагнитофонной ленте изменения яркости трех первичных цветов записываются как изменения степени намагничивания.

Звук с компакт-диска. Цифровые данные хранятся на компакт-дисках, DVD- и мини-дисках в форме микроскопически малых впадин (поглощающих свет) и плоских отражающих участков. Они собраны в одну спиральную дорожку, идущую от периферии диска к центру. Во время воспроизведения лазерный луч освещает вращающийся диск, а фотодетектор фиксирует изменения света. Цифроаналоговый преобразователь декодирует эти двоичные сигналы, преобразуя их в электрические, соответствующие звукам или цветам.