Человек с самых древних времен старался запечатлеть свои ощущения. И если история рисунка и письма исчисляются тысячелетиями, то история записи звука гораздо моложе. Конечно, существовало пение и игра на музыкальных инструментах, но это опять же воспроизведение звука человеком.
Первым прообразом механической записи звука можно назвать звон церковных колоколов. Но не тех, где проявляет свое искусство звонарь, а звон заранее «запрограммированной» мелодии. Такая «звукозапись» дожила до наших дней, например в курантах Спасской башни Московского кремля.
А впервые такое решение было применено на колокольнях французского города Малин (Мелехен) в XIV веке. Местные мастера научились отливать колокола, способные воспроизводить хроматическую гамму. Набор из таких колоколов подвешивался и соединялся между собой особой проволочной системой, а называлось все это - карильон. Нужно было только дать начальный импульс первому колоколу и затем, взаимосвязанные колокола играли «записанную» мелодию. Весть о таком чуде распространилась по всему свету, и в России ходили сказания о волшебном «малиновом» звоне, а это выражение живо и по сей день.
Карильоны получили распространение во всей Европе и со временем, вместо сложного и ненадежного проволочного механизма появился барабан с выступами. Вращаясь, выступы барабана приводили в движение тягу (или молоток) конкретного колокола. Расположение выступов было проще «программировать» нежели спроектировать проволочное соединение, так появились барабаны с различными мелодиями. Со временем мастера миниатюризировали карильоны, и они стали обживать дома состоятельных людей.
Эти устройства были недешевы, а процесс смены барабана (т.е. мелодии) весьма трудоемким, а зачастую и невозможным. Только во второй половине XIX века один немецкий мастер додумался заменить барабан диском. Относительно тонкий металлический диск с выступами был проще в изготовлении, а главное он гораздо легче заменялся на другой.
Устройств, работающих на принципе набора неровностей, приводящих в движение пластины, тяги и т.п. было выпущено много. Это и музыкальные шкатулки, и часы, и табакерки и много чего еще. Имелось довольно много цилиндров и дисков с записанными мелодиями. Но все эти музыкальные аппараты не могли самого главного – записывать и воспроизводить человеческий голос.
Многие умы бились над этим, от ученых до самоучек. Пожалуй, наиболее близко к решению этой проблемы подошел француз Шарль Кро. Человек весьма разносторонний, занимался и литературой, и живописью, и «связью с другими планетами», и еще многими интересными вещами. Вот он и направил в апреле 1877 года во Французскую академию наук описание устройства под названием – палефон (Голос минувшего). Этот аппарат предполагал запись звука посредством нарезания канавок на цилиндре из мягкого материала или на «блине» с использованием спиралевидного метода. По сути - это идея виниловых пластинок.
Но, как часто бывало в те времена, ученые мужи из академии наук не придали этому письму никакого значения и отправили его в архив. Изобретатель предложил некоторым состоятельным людям профинансировать создание действующей модели, но также не встретил понимания. Затем он увлекся очередной идеей и почти забыл о своем изобретении. Умер же он в безвестности и в полной нищете.
Более удачным и настойчивым оказался американец Томас Эдисон. Удивительно, но в том же 1877 году он поручил знакомому мастеру изготовить по своим чертежам несложное устройство под названием фонограф. Стоимость работ составила 18 долларов, что по тем временам хоть и немало, но не баснословная сумма. Устройство было снабжено рупором, который концентрировал звуковые волны, вызывающие колебания мембраны, к которой была прикреплена игла. Игла в свою очередь касалась вращающегося барабана, покрытого слоем мягкой свинцовой фольги. Барабан вращался вручную, а рупор с иглой двигались вдоль направляющей, нарезая канавки. Процесс воспроизведения происходил в обратном порядке.
Томас Эдисон получил патент на свой фонограф в феврале 1978 года. Устройство получило широчайшую огласку, был огромный резонанс в обществе. Эдисон очень любил свой аппарат, но именно это и не дало ему возможности применить идею в другом устройстве. Он зарегистрировал порядка 100 патентов по его усовершенствованию, но не посмотрел шире на проблему. Фонограф был неудобен, качество записи неважным, а длительность фонограммы невелика. Кроме того, тиражировать записи было практически невозможно, а срок службы музыкальных цилиндров был небольшим.
Этой ситуацией воспользовался американский же изобретатель, выходец из Германии Эмиль Берлинер. Именно он реализовал похороненную идею Шарля Кро (не зная о ней) – запись не на цилиндр, а на плоский диск. Свое устройство Берлинер назвал граммофон. Поначалу использовался стеклянный диск, покрытый сажей, затем был придуман цинковый диск с восковым покрытием, на нем процарапывались иридиевой иглой бороздки, а потом осуществлялось травление кислотой. После удаления воска получалась весьма прочная пластинка, имеющая довольно большой срок службы.
 |
Берлинер постоянно совершенствовал свои граммофоны, пока французы не взяли реванш. В 1907 году Гильон Кеммлер решил избавиться от громоздкого рупора. Он его значительно уменьшил, изменил форму и спрятал в корпус. Так появился патефон. Эти устройства в силу своей относительной мобильности вытеснили граммофоны и довольно долго, вплоть до 60-х годов находились в массовой эксплуатации.
Пластинки также совершенствовались. Благодаря использованию в качестве материала винилита (полихлорвинила) звук стал намного качественнее, скорость вращения была снижена с 78 об/мин до 33 об/мин. Соответственно на одной пластинке можно было поместить не 2 композиции, а целый альбом. К концу своего массового применения в 80-х годах они стали образцом качества звучания музыки. Да и сейчас, в век цифрового звука, виниловые пластинки остались особо почитаемыми в узком кругу аудиогурманов. Именно на виниле (дисках LP) звук записывается безо всяких преобразований, в своем первозданном виде.
Почти параллельно с грамзаписью появился и развивался магнитный метод записи звука. Еще в 1888 году американец Оберлайн Смит под впечатлением от посещения лаборатории Томаса Эдисона задумался об альтернативном способе звукозаписи. Он теоретически обосновал такую возможность. Однако реально действующий аппарат построил датчанин Вальдемар Поульсен в 1896 году. Запись осуществлялась на проволоку, которая наматывалась на бобины.
Такой носитель был не очень практичен, и вот в 1925 году в СССР была запатентована гибкая лента, осыпанная металлическим опилками на клеевой основе. Направление исследований было верное, однако оно не получило развития. Магнитная лента в современном понимании была запатентована Фрицом Пфлеймером в Германии в 1927 году. А уже в 1934 году компания BASF начинает выпуск магнитной ленты для широкого применения.
Магнитная запись открывала новые горизонты. В отличие от грамзаписи, запись звука на магнитную ленту был довольно несложным занятием и мог осуществляться вне специальных лабораторий. Правда, качество записи первых магнитофонов было похуже граммофонной, пока не был предложен и внедрен принцип высокочастотного подмагничивания ленты. После его совершенствования и активного внедрения в конце 30-х, начале 40-х годов, магнитофоны стали активно вторгаться в жизнь в качестве профессиональных и бытовых устройств звукозаписи.
Но в области звуковоспроизведения бал правила именно грамзапись. И только с совершенствованием магнитофонов и магнитной пленки в 70-х годах грампластинки начали сдавать позиции.
Кроме того, именно в 1979 году появился оптический (лазерный) компакт-диск, который произвел революцию. Преподносимые преимущества в отсутствии шумов, впечатляющей долговечности, бесконтактном способе чтения, компактности почти полностью уничтожили производство грампластинок и соответствующей звуковоспроизводящей аппаратуры. Преимущества оказались не столь очевидными. Оптические диски тоже царапаются, срок службы не вечен, а качество звука отнюдь не лучше, чем на виниловых пластинках.
Но цифровую революцию уже было не остановить. Более технологичное производство, компактность воспроизводящих устройств, достаточное для большинства людей качество звука сделали свое дело. С развитием цифровой электроники появилась возможность хранения звука и на других носителях. Важной особенностью цифрового звука является возможность оперирования как с массивами цифровых данных. Его можно сжимать методами цифровой компрессии, передавать без искажений по сетям связи, легко переносить с одного носителя на другой. Преимущества конечно очевидны.
Кроме того, методы оцифровки постоянно совершенствуются, появляются новые носители высококачественного звука, например DVD-audio, SACD. Музыкальные композиции на таких носителях уже не уступают виниловому звуку, а может, и превосходят его. А с развитием высокоскоростного Интернета в глобальном масштабе, особенно беспроводного, вполне возможен сценарий постепенно отмирания физических носителей аудио и другого мультимедийного контента.
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».
Первыми устройствами для записи и воспроизведения звука были механические музыкальные инструменты. Они могли воспроизводить мелодии, но не способны были записывать произвольные звуки, такие как человеческий голос. Механические изобретения воспроизводили музыку, записанную на бумагу, дерево, металлические валики, перфорированные диски и другие приспособления. Помимо человеческих рук, эти механизмы также могли приводиться в действие иными способами: водой, песком, грузом, пружиной или электричеством.
Автоматическое воспроизведение музыки известно ещё с IX века , когда братья Бану Муса около 875 года изобрели наиболее старинный из известных механических инструментов - гидравлический или «водный орган», который автоматически проигрывал сменные цилиндры. Цилиндр с выступающими «кулачками» на поверхности оставался основным средством для механического воспроизведения музыки до второй половины XIX века . Механический карильон , в котором подобный механический цилиндр с выступами приводит в действие колокола, упоминается в начале XIII века . Также братья Бану Муса изобрели автоматическую флейту, которая предположительно представляла собой первую программируемую машину .
В эпоху возрождения появляются разнообразные механические музыкальные инструменты, использующие цилиндр для воспроизведения мелодий: шарманки (XV век), музыкальные часы (1598 год), механические спинеты (XVI век), музыкальные шкатулки, ящики (1815 год). Все эти изобретения могли играть сохранённую музыку, но не могли записывать различные звуки, живые выступления, и имели ограниченный набор мелодий.
Механическая запись
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 магнитного поля в соответствующие механические колебания резца.
Фоноавтограф
«Говорящая бумага»
В 1931 г. советский инженер Б. П. Скворцов создал прибор, записывавший звуковые колебания на обычную бумагу по принципу самописца . Электромагнит , подключённый к выходу усилителя звуковой частоты, колебал подвижное перо, которое чёрными чернилами наносило запись на движущуюся бумажную ленту. Запись воспроизводилась с помощью мощной лампы и фотоэлемента . Ленты можно было легко и дёшево тиражировать типографским способом. Серийный выпуск воспроизводящих приборов «Говорящая бумага» был подготовлен в 1941 году, но первую партию в несколько сот штук выпустили только в 1944 г. К тому времени «Говорящая бумага» уже не могла соперничать с быстро совершенствовавшимися магнитофонами .
Магнитная запись
Телеграфон
Кассета с двумя сердечниками, отдалённо напоминающая по конструкции будущую компакт-кассету, применялась в диктофоне «Диктарет» 1957 года .
Первоначальное предложение компании Philips состояло из 49 наименований . Компакт-кассеты того времени были предназначены для диктофонов и для использования в специальной аппаратуре (регистрирующей, управляющей станками с ЧПУ и пр.). Они совершенно не подходили для записи музыки. Кроме того, конструкция кассет ранних образцов была ненадёжной.
Оптическая (фотографическая) запись
Цифровая звукозапись
Первой цифровой записи предшествовали многочисленные разработки учёных из самых различных прикладных областей математики, физики, химии. В 1937 году британский учёный Алек Харли Ривз запатентовал первое описание импульсно-кодовой модуляции . В 1948 году Клод Шеннон опубликовал «Математическую теорию связи» , а в 1949 - «Передача данных при наличии шума», где независимо от Котельникова доказал теорему с аналогичными теореме Котельникова результатами, поэтому в западной литературе эту теорему часто называют теоремой Шеннона. В Ричард Хэмминг опубликовал работу по обнаружению и исправлению ошибок В Дэвид Хаффман создал алгоритм префиксного кодирования с минимальной избыточностью (известный как алгоритм или код Хаффмана) В Алекс Хоквингем создал код исправления ошибок, ныне известный как Код Боуза - Чоудхури - Хоквингема В сотрудниками лаборатории Линкольна Массачуссетского технологического института Ирвином Ридом и Густавом Соломоном изобретён Код Рида - Соломона Только в техническим институтом исследований NHK представлен первый цифровой катушечный стереозаписыватель на 1-дюймовой видеоленте. В устройстве использовалась ИКМ -запись с двенадцатеричной разрядностью и частотой дискретизации 30 кГц с применением компандера для расширения динамического диапазона
Лазерная (оптическая) запись
Звуковой компакт-диск
Super Audio CD
В 1998 году компании Sony и Philips начинают продвигать на рынок альтернативный - Super Audio CD . Двухслойный SACD совмещает два формата на одном диске. Аудиоданные высокого качества хранятся на слое высокой плотности, занимающем объем 4,7 ГБ. Благодаря схеме сжатия без потерь Direct Stream Transfer, разработанной Philips, что позволяет хранить до 74 минут стереофонического и столько же многоканального (до шести каналов) DSD -материала одновременно. Уровень высокой плотности, равноценный уровню 0 DVD, считывается лазером с длиной волны 650 нм, при этом он прозрачен для лазера стандартного CD с длиной волны 780 нм. Проходя сквозь слой высокой плотности, лазер CD считывает данные Red Book, расположенные внутри диска, на том же фокусном расстоянии, что и у стандартного CD. Этот слой содержит CD-версию (16 бит/44,1 кГц) того же аудиоматериала, что и слой SACD. Поэтому SACD будет воспроизводиться не только на SACD-проигрывателях, но и - с качеством звучания компакт-диска, - на любом из стандартных CD-проигрывателей.
Магнитооптическая запись
Запись ведется при помощи магнитной головки и лазерного луча на особый магнитооптический слой диска. Излучение лазера разогревает участок дорожки выше температуры точки Кюри 121 °C, после чего электромагнитный импульс изменяет намагниченность, создавая отпечатки, равнозначные питам на оптических дисках. Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом в зависимости от намагниченности изменяется плоскость поляризации луча лазера (эффект Керра , открыт в 1875 году), что и определяется датчиком.
Минидиск
Минидиск был разработан и впервые представлен компанией Sony 12 января 1992 года. Позиционировался как замена компакт-кассетам, к тому времени уже полностью изжившим себя.
Hi-MD
В январе 2004 года, Sony представила формат медианосителя Hi-MD , как дальнейшее развитие формата MiniDisc. Новый диск вмещал уже один гигабайт данных и мог использоваться не только для звукозаписи, но и для хранения документов, видеозаписей и фотоснимков. Появилась возможность выбирать один из трёх режимов записи: высококачественного (PCM mode), позволяющего записывать 94 минуты (1 час 34 мин) звуковых данных CD-качества, 7 часов в стандартном режиме записи (Hi-SP) со сжатием ATRAC, и низкокачественного режима (Hi-LP) с записью длительностью 34 часа, помещённой на одном диске.
Людей с давних времён интересовали различные музыкальные инструменты и способы воспроизведения звука. Попытки механического повторения музыки предпринимались ещё в IX веке. Только со второй половины XIX века распространение получил механическо-акустический способ записи звука. Первый прибор для записи и воспроизведения звука, изобретённый Томасом Эдиссоном, был зарегистрирован в 1877 году, на что его автору был выдан патент.
Первые механические приборы для воспроизведения звука
Самые ранние устройства, с помощью которых люди могли услышать определённую мелодию, конечно же, трудно назвать первыми приборами для записи и воспроизведения звука. Их можно назвать механическими инструментами, при помощи которых извлекали звуки и даже незатейливые мелодии при помощи рук.
Главным составляющим в них были сменные цилиндры, на которые были нанесены разные выступающие кулачки. Они располагались в определённом порядке и воздействовали на пластинки, при вращении издававшие разные по высоте звуки, из которых и состояла простая мелодия. По такому принципу были устроены шарманки, музыкальные ящики и шкатулки, часы.
Воспроизведение незамысловатых мелодий было очень низкого качества. Можно ли нанесение на валик кулачков в определённом порядке назвать звукозаписью, сказать трудно. Но наверное, так оно и было. В механическом пианино уже использовалась бумажная перфорированная лента. Она, говоря современным языком, являлась носителем звука мелодии.
Запись, выполняемая механическим способом
История звукозаписи сохранила множество различных приспособлений сохранения (записи) звуков на различных носителях: деревянных валиках, бумажных лентах, металлических цилиндрах и дисках, на которые были нанесены небольшие канавки, и так далее. Запись изготавливалась вручную, с помощью подсобных инструментов. Носители вставляли в специальные устройства, которые позволяли при движении воспроизводить звук.
На смену механическому способу записи звука приходит акустическо-механический с применением рупора. При этом способе использовались колебания звука, который воздействовал на тонкую мембрану. Она, в зависимости от силы давления на неё звуком, производила определённые движения. К мембране был жёстко прикреплён резец, оставляющий различной глубины след на носителе.
Электроакустическая запись
Устройства, проводившие звуковую фиксацию на носитель при помощи микрофона, были революционным скачком по сравнению с первым прибором для записи и воспроизведения звука. Попадая в микрофон, звуковые колебания преобразовывались в электрический ток, после чего они усиливались и передавались в рекордер - преобразователь электромеханического действия. Он работал с помощью электромагнитного поля, превращая токи переменной величины в механические колебательные движения резца. В зависимости от силы воздействия на резец, он оставлял на носителе бороздку, которая имела различную глубину.
Что такое фоноавтограф
Это звукозаписывающее устройство, изобретённое французским издателем и библиотекарем Эдуардом-Леоном Скотт де Мартенвилем. Как мы видим, это не учёный-механик или изобретатель. Это простой издатель и книготорговец. Он и не думал изобретать что-то, просто появление фотоаппарата, созданного по принципу человеческого глаза, натолкнуло его на мысль изучить принцип действия человеческого уха и по возможности скопировать его.
Этим объясняется появление мембраны, к которой была прикреплена игла. Звук, попадая на мембрану с помощью металлического конуса, заставлял её колебаться и оставлять след различной глубины на бумаге, прикреплённой на стеклянный цилиндр и покрытой сажей. Отсюда и название - фоноавтограф, так как о воспроизведении звука речь не шла. Можно было только увидеть след на бумаге, покрытой сажей. Тем не менее это было открытие, за которое в 1857 году ему был выдан патент.
Свои звуковые автографы Мартенвиль записывал на разных скоростях. Обработанные в 2008 году на компьютере автографы позволили воспроизвести три записи и определить, что это была песня и два отрывка из литературных произведений, которые прочитал сам автор изобретения. По принципу работы фоноавтографа были созданы фонограф и граммофон.
Изобретение фонографа
Первый прибор для записи и воспроизведения звука - фонограф был сделан американским предпринимателем и изобретателем Томасом Эдисоном спустя 20 лет после открытия Мартенвиля. Звук не только записывался фонографом, но и мог быть услышанным. Принцип записи звука был аналогичным фоноавтографу.
Чтобы добиться звучания записи, изобретатель пошёл от обратного. Звуковая дорожка была расположена на спирали, закреплённой на сменном цилиндре. При его вращении по дорожке двигалась игла, закреплённая на тонкой мембране, вызывая её различные колебания, которые издавали разные по частоте звуки. Они попадали в цилиндрический конус, и в усиленном виде их можно было услышать. Всё гениальное просто.
Изобретение Эдисоном фонографа вызвало настоящий бум. Изобретателем была создана звукозаписывающая копания, принёсшая ему неплохие дивиденды. Со временем стало ясно, что для увеличения громкости и чистоты звука необходимо было разделить функции записи и воспроизведения. Что было сделано.
Для создания съёмных цилиндров, до этого покрываемых металлической фольгой, стала приниматься гальванопластика. Это позволило создавать копии, то есть не записывать звучание на каждый цилиндр, а выпускать по одной записи целые партии.
Успех фонографа
Ошеломляющий успех первых фонографов буквально потряс Эдисона. Он был поражён успехом своего открытия. Многие инженеры, изобретатели стали работать в этой области, внося новые усовершенствования. Например, Чарльзом Тейтнером был предложен цилиндр, покрытым воском, что сделало его более долговечным.
Как предполагал Эдисон вначале, что фонограф будет что-то вроде машинки для секретарей. Но записи популярных музыкальных произведений, которые пользовались всё большим спросом, позволили применять фонограф в бытовых целях. Они давали возможность слушать музыку в домашних условиях, делать звуковые письма, книги для слепых, использовать их как диктофон.
Изобретение Эдисоном фонографа было началом эры звукозаписи и воспроизведения звука. Фирмы по их производству стали появляться как грибы после дождя. Через 10 лет после изобретения Эдисона изобретатель Эмиль Берлинер предложил вместо цилиндра использовать диск. Самый первый был изготовлен из цинка, в последующем стали применяться эбонит и шеллак. На него по спирали наносилась дорожка, по которой при помощи иглы воспроизводился звук.
Это позволяло в десятки раз увеличить громкость звука и уменьшить его искажение. В 1912 году фирма Эдисона выпустила фонограф с эбонитовым диском. Движение диску придавала пружина, которая закручивалась при помощи ручки. Следствием изобретения фонографа стал граммофон, следом за ним шёл патефон, который выпускался вплоть до 50-х годов ХХ века.
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.
