История звукозаписи

Содержание

1. Механические музыкальные инструменты 2

2. Механическая запись 2

2.1 Фоноавтограф 2

2.2 Фонограф 3

2.3 Граммофон 4

2.4 Патефон 4

3. Электромеханическая запись 5

3.1 Электрофон 5

4. Магнитная запись 5

4.1 Телеграфон 5

4.2 Магнитофон 6

4.3 Многодорожечная запись 7

4.4 Кассетный формат 7

5. Оптическая (фотографическая) запись 8

6. Цифровая звукозапись 9

7. Лазерная (оптическая) запись 9

7.1 Звуковой компакт-диск 10

7.2 DVD-Audio 10

7.3 Super Audio CD 10

8. Магнитооптическая запись 10

8.1 Минидиск 11

8.2 Hi-MD 11

9. Запись звука на электронные носители 11

9.1 Аудиоформат mp3 11

9.2 iTunes Store 12

Список литературы 13

 

История звукозаписи

Методы и носители для звукозаписи  менялись и подверглись значительным изменениям с момента записи первых звуков (для последующего их воспроизведения) до настоящего времени.

1. Механические музыкальные инструменты

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 могли приводиться в действие еще пятью способами: водой, песком, весом, пружиной и электричеством.

Автоматическое воспроизведение  музыки известно еще с 9-го 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 19-го века. Механический карильон, в котором подобный механический цилиндр с выступами приводит в действие колокола, упоминается в начале 13-го века. [1] Также братья Бану Муса изобрели автоматическую флейту, которая предположительно представляла собой первую программируемую машину.[2]

В эпоху возрождения появляются разнообразные механические музыкальные  инструменты, использующих цилиндр  для воспроизведения мелодий: шарманки (XV век), музыкальные часы (1598), механические спинеты (XVI век), музыкальных шкатулок, ящиков (1815 год), табакерки. Все эти изобретения могли играть сохраненную музыку, не могли записывать различные звуки, живые выступления, имели ограниченный набор мелодий.

Механическое пианино впервые  показано на выставке в Филадельфии  в 1886 году, в нем использовалась бумажная перфорированная лента, которая  позволяла записывать длинные пьесы. Механизм пианол постоянно совершенствовался, а выпуск их продолжался до середины 20 века.

2. 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.[3]

2.1 Фоноавтограф

В 1857 году де Мартинвилль изобрел фоноавтограф. Устройство состояло из акустического конуса и вибрирующей мембраны, соединённой с иглой. Игла соприкасалась с поверхностью вращаемого вручную стеклянного цилиндра, покрытого копотью или бумагой. Звуковые колебания, проходя через конус, заставляли мембрану вибрировать, передавая колебания игле, которая прочерчивала на копоти отметки. Однако он не мог воспроизводить сделаную запись. 25 марта 1857 года французское правительство выдало Леону Скотту патент на изобретённое им устройство. Были записанны колебания в воздушном пространстве и разные голоса.

Фоноавтограммы:

09.04.1860 - французская народная песня  "Лунный свет" (Au Clair de la Lune).

04.05.1860 - отрывки из поэмы Тассо  "Аминта" (Tasso's Aminta).

09.1860 - Мартинвилль "Летящяя пчелка" (Vole Petite Abeille).

2.2 Фонограф

В 1877 г. Т.Эдисон изобрел фонограф, который  уже мог воспроизводить свое записанное. 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 Эдисон получил  патент, выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года. В период с 1878 по 1887 гг. Эдисон отложил работу над  фонографом (занимаясь лампой накаливания). Продолжив работу, Эдисон начал использовать для записи звука цилиндр с  восковым покрытием (идея предложена Шарлем Тентэ). Изобретение получило настолько большой успех, что в 1906 Эдисон представил 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 мебраны-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 твердого 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 78 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.

2.3 Граммофон

"Граммофон" был изобретен  в 1888 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 высокую скорость вращения и большую толщину дорожки, что  значительно снижало длительность звучания — всего 2 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». Основные фирмы грампластинок международного масштаба - Grammophone и Columbia, а на территории России - "Пишущий амур".

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. Во всем мире, также в России существовали множество малых фирм.

2.4 Патефон

 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 проигровать грампластинки со скоростью 78 об/мин. В 40-х годах появился мини-патефон, который имел большую популярность у солдатов Второй Мировой. Вскоре появились и электропатефоны.

Основными заводами в СССР были «Ногинский», «Московский», «Апрелевский», а вскоре и Ленинградская артель «Пластмасс».

3. Электромеханическая запись

В 1925 году вместо способа записи через  рупор стали пользоваться электроакустическим  методом — запись через микрофон. За счёт уменьшения искажений частотный  диапазон расширился с 150-4000 до 50-10000 Гц. Вместо пружинного двигателя для  вращения пластинки стал использоваться электрический двигатель, а вместо механического звукоснимателя был  применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный. Эти звукосниматели преобразуют  колебания иглы, бегущей по звуковой дорожке грампластинки, в электрический  сигнал, который после усиления в  электронном усилителе поступает  в громкоговоритель.

3.1 Электрофон

Электрофон отличается от граммофона и патефона принципом действия, а  именно тем, что в электрофоне  механические колебания иглы звукоснимателя преобразуются в электрические  колебания, которые проходят через  усилитель и затем преобразуются  в звук электроакустической системой, включающей, в зависимости от типа электрофона, от одного до четырёх электродинамических  громкоговорителей.

В быту электрофон часто называют прои́грывателем. Электрофоны используются до сих пор как в домашних условиях, так и в электронной музыке в составе другого инструментария. Тем не менее, в домашних условиях их распространение практически свелось к нулю, равно как и продажа граммофонных пластинок, в силу фактически полного вытеснения их универсальными лазерными цифровыми проигрывателями и аудио компакт-дисками как носителями звуковой информации.

 

4. Магнитная запись

4.1 Телеграфон

В 1878 году американский инженер Оберлин Смит впервые ознакомился с изобретением Эдисона — фонографом. Увидев потенциал этого аппарата, Смит приобрел экземпляр для своей лаборатории, и принялся экспериментировать с его конструкцией. Результатом этих экспериментов стала статья «Некоторые возможные формы фонографа» (Some Possible Forms Of Phograph), вышедшая в 1888 году в нью-йоркском журнале «Электрический мир» (Electrical World). В своей статье, помимо двух вариантов механической записи звука (где в качестве носителя предлагались стальная проволока или стальная лента), Смит впервые предложил конструкцию аппарата, в котором для записи звукового сигнала использовалось явление магнетизма. Это устройство он назвал полностью электрическим вариантом фонографа. В качестве носителя предлагалось использовать хлопковую или шелковую нить с прочно закрепленными кусочками стальной проволоки, которые, под воздействием тока идущего от микрофона, будут намагничиваться, проходя через катушку. По мнению изобретателя, такой аппарат увеличил бы громкость записи, так как в записи не присутствовали бы шумы механической природы (шум иглы, скребущей по поверхности носителя). К тому же такой аппарат можно было применять для записи речевых сообщений. Смит опубликовал свои идеи усовершенствования фонографа с той целью, чтобы читатели, которых заинтересуют его идеи, воплотили бы их в жизнь, так как у изобретателя не было времени заняться этим самому.

Изучив статью Обрелина Смита, датский инженер Вальдемар Поульсен, после серии экспериментов, изготовил первый прибор магнитной записи, который он назвал телеграфон и использовал металлическую (стальную) проволоку в качестве носителя. В 1898 году Паульсен получил патент на свое изобретение.

В 1903 году немецкий изобретатель Курт Штилле (Kurt Stille), с целью экспериментов привез в свою мастерскую телеграфон Паульсена, и в 1924 году начал продажи улучшенной версии телеграфона, в которой носителем по прежнему являлась стальная проволока, но в конструкцию был добавлен электронный усилитель, чтобы использовать это устройство в качестве диктофона. Позже стальную проволоку заменили на стальную ленту, так как как лента меньше рвалась и путалась.

4.2 Магнитофон

В 1927 году немецкий инженер Фриц Пфлеймер (Fritz Pfleumer), после ряда экспериментов с различными материалами, сделал напыление порошком оксида железа на тонкую бумагу с помощью клея. В 1928 году он получил патент за применение магнитного порошка на полоске бумаги или кинопленке. В этом же 1928-м году он демонстрирует свой прибор магнитной записи с бумажной лентой публике. Бумажная лента хорошо намагничивалась и размагничивалась, её можно было обрезать и склеивать. В 1936-м году Национальный суд Германии признал права по патенту Пфлеймера недействительными, так как покрытие бумажной ленты железным порошком было изложено ещё в патенте Паульсена от 1898-го года. В 1932 году компания AEG, взяв на вооружение идею Пфлеймера, начала производство прибора для магнитной записи под названием «Магнетофон-К1». Носителем в «Магнетофоне-К1» была пленка, которую изготавливал немецкий химический концерн BASF. «Магнетофон-К1» был представлен публике в 1935-м году на радиовыставке в Берлине.

В 1939 году BASF представил публике плёнку, покрытую порошком оксида железа. Это  было революционно. Параллельно этому  инженер Уолтер Вебер работал над улучшением качества воспроизведения Магнитофонов, производимых AEG. Он проводил эксперименты с подмагничиванием пленки. Опытным путем было доказано, что высокочастотное подмагничивание переменным током намного улучшает качество воспроизведения. Весной 1940-го года Вебер получает патент на технологию высокочастотного подмагничивания переменным током, и уже в 1941-м году AEG выпускает новую модель Магнитофона: Magnetophon K4-HF. Технические характеристики этой модели аппарата магнитной записи превосходили все существовавшие тогда аппараты магнитной записи: благодаря открытой Вебером технологии, уровень сигнал-шум составил 60 Дб, а воспроизводить он уже мог частоты выше 10 кГц.

В 1942-м году AEG начала проводить  эксперименты по записи звука в стерео формате.В 30—40-х гг. XX века получили развитие бобинные магнитофоны, причём имелись уже и портативные модели, с конца 50-х гг. — картриджные, а с конца 60-х гг. — кассетные. Цифровые магнитофоны появились в конце 70-х гг.

Магнитная пленка открыла массу  новых возможностей для манипулирования  звуком музыкантам, композиторам, продюсерам и инженерам. Магнитная пленка была относительно дешевым и очень надежным звуконосителем. И звучала она лучше, чем любые другие звуконосители того времени. Но самое важное то, что магнитная пленка была так же удобна в работе как и кинопленка.