Сто сорок лет назад, 19 февраля 1878 года, Томас Эдисон получил патент на фонограф - первый прибор для записи и воспроизведения звука. Он произвел настоящий фурор в свое время и сохранил для нас музыку и голоса известных людей конца XIX века. Мы решили вспомнить, как был устроен фонограф, а также продемонстрировать, как звучали голоса известных деятелей искусства, записанные с его помощью.
Томас Эдисон со своим изобретением
Mathew Brady, 1878
В отличие от более привычных нам современных устройств фонограф записывал звук механически и не нуждался в электричестве. Для этого в фонографе есть сужающийся рупор с мембраной на конце, к которой прикрепляется игла. Игла располагается над цилиндром, обернутым металлической фольгой, которую через несколько лет вытеснило восковое покрытие.
Принцип работы фонографа довольно прост. Во время записи цилиндр вращается по спирали и постоянно немного смещается вбок. Звук, попадающий в рупор, заставляет мембрану и иглу колебаться. Из-за этого игла продавливает бороздку в фольге - чем интенсивнее звук, тем глубже бороздка. Воспроизведение устроено таким же образом, только в обратном направлении, - цилиндр крутится, и отклонения иглы при прохождении по бороздкам заставляют мембрану колебаться и тем самым создавать звук, выходящий из рупора.
Игла фонографа записывает звуковые колебания на металлическую фольгу
UnterbergerMedien / YouTube
Стоит отметить, что довольно похожее по функциям и конструкции устройство буквально за несколько месяцев до Эдисона и независимо от него изобрел французский ученый Шарль Кро. В нем было несколько конструктивных отличий от фонографа Эдисона, но главное - французский изобретатель лишь описал такой прибор, но не создал его прототипа.
Конечно, как и у любых новых изобретений, у фонографа Эдисона было множество недостатков. Качество записи первых устройств было низким, а фольги с записью хватало всего на несколько воспроизведений. К тому же, поскольку процессы записи и воспроизведения по сути были аналогичными, громкие звуки во время воспроизведения могли испортить бороздки на фольге.
Кстати, фонограф не был первым устройством для записи звука. Самый первый прибор назывался фоноавтографом и отчасти напоминал фонограф. В нем также был сужающийся рупор с мембраной и иглой на конце, расположенной недалеко от вращающегося цилиндра. Но эта игла не продавливала бороздки в глубину, а отклонялась по горизонтали и царапала на бумаге линии, которые имели только визуальную ценность - превращать такие записи обратно в звук тогда не умели. Но сейчас именно они считаются первыми образцами записанного человеческого голоса.
Фоноавтографическая запись, сделанная в 1865 году
Smithsonian Institution Libraries
В 2008 году исследователи оцифровали самую старую сохранившуюся запись. Она была сделана в 1860 году, и на ней изобретатель фоноавтографа Эдуар-Леон Скотт де Мартенвиль поет французскую песню «Au clair de la lune»:
Тем не менее, именно фонограф стал первым прибором, который умел воспроизводить записанный ранее звук, и он оказал влияние как на людей, которые были удивлены такой возможности, так и на будущие устройства для воспроизведения звука. К примеру, именно на основе фонографа был создан граммофон, главное отличие которого заключалось в том, что его разработчики решили записывать звук не на цилиндр с фольгой или воском, а на плоские диски - граммпластинки.
Историческая ценность фонографа заключается также в том, что он позволил сохранить большое количество записей голосов и музыки конца XIX века. Известно, что во время первой записи голоса на фонограф Томас Эдисон пропел народную детскую песню «Mary Had a Little Lamb», но она не сохранилась. Самая старая из известных на сегодняшний момент записей с фонографа была сделана Эдисоном для демонстрации своего изобретения в одном из музеев Сент-Луиса в 1878 году:
Самая ранняя из сохранившихся записей голоса самого Эдисона была сделана через десять лет, в октябре 1888 года. Она была сделана уже не на металлическую фольгу, а на парафиновый цилиндр. По ней можно оценить, насколько улучшилось качество записи в течение первых лет после изобретения прибора:
Здесь должна была быть запись, но что-то пошло не так.
Также сохранились записи и некоторых русских деятелей искусства конца XIX века. В 1997 году была найдена единственная известная на сегодняшний день запись голоса Петра Ильича Чайковского. Она была сделана в 1890 году Юлием Блоком, который первым привез в Россию фонограф. Помимо Чайковского на записи можно слышать голоса оперной певицы Елизаветы Лавровской, пианистки Александры Губерт, дирижера и пианиста Василия Сафонова, а также пианиста и композитора Антона Рубинштейна. Собравшиеся хотели уговорить его сыграть на фортепиано, но в итоге на записи слышна лишь одна его реплика:
Несмотря на то, что всерьез фонографы больше не используются, их конструкция достаточно проста, чтобы собрать работающий прибор с помощью подручных инструментов, чем сегодня и занимаются некоторые энтузиасты:
Краткая история звукозаписи в России
Принцип записи звуковой волны первым описал французский поэт, музыкант и изобретатель-любитель Шарль Кро в 1877 году, однако до постройки аппарата, который был назван им "аутографический телеграф", дело не дошло. Томас Эдисон в 1878 году сделал такое же открытие независимо от изобретения Шарля Кро. Он первым построил аппарат и назвал его "фонограф".
В Россию фонограф пришел почти сразу после изобретения его Эдисоном. Благодаря фонографу сохранились записи игры С. И. Танеева, Антона Рубинштейна, мальчика-виртуоза Яши Хейфеца, юного Иосифа Гофмана, голосов Л. Н. Толстого, П. И. Чайковского, А. И. Южина-Сумбатова и многих других исторических личностей.
Фонограф не исчез и с изобретением граммофона в 1880-х годах. Он охотно использовался обывателями еще долгие годы, вплоть до конца 1910-х годов.
Однако фонограф имел тот недостаток, что его записи существовали только в одном экземпляре.
Спустя только десять лет после появления фонографа, в 1887 году, немецкий инженер Эмиль Берлинер придумал аппарат, который записывал звук не на валик, а на пластинку. Это открывало дорогу массовому производству грампластинок. Берлинер назвал свой аппарат "граммофон" ("пишу звук"). Долго шли поиски материала для грампластинок, определение не искажающей звук скорости ее вращения. Только 1897 году остановились на диске из шеллака (вещества, вырабатываемого тропическим насекомым - лаковым червецом), шпата и сажи. Этот материал был довольно дорог, но замена появилась с изобретением твердых пластмасс в 1940-х годах. А скорость вращения в 78 об/мин была определена к 1925 году.
Изобретение Берлинера породило настоящий граммофонный "бум". В Россию грамзапись пришла из-за границы, и до самого 1917 года граммофонное производство находилось в руках иностранцев.
Первой фирмой, пришедшей на российский рынок, была фирма самого Эмиля Берлинера - "Граммофон Берлинер", в России просто "Граммофон". Фабричная марка фирмы - "Пишущий амур" - стала в России очень популярна. Почти одновременно начала деятельность в северной столице немецкая фирма "Интернациональ Зонофон" или просто - "Зонофон". В 1901 году парижская фирма "Братья Патэ" открыла магазин на Невском проспекте. В конце 1890-х на петербургском рынке появляются записи М. Г. Савиной, Ф. И. Шаляпина, В. Ф. Комиссаржевской…
В начале ХХ века появилась первая в России граммофонная фабрика. Она открылась в Риге в 1901 году. А в 1902-м англо-немецко-американское "Общество Граммофон", при участии петербургского инженера Василия Ивановича Ребикова, основало первую в Петербурге фабрику граммофонов и грампластинок. Фабрика Ребикова выпускала до 10 тысяч пластинок в год и делала в год до 1000 записей, в основном русского репертуара: это хор А. А. Архангельского, оркестр В. В. Андреева, оркестр лейб-гвардии Преображенского полка, народные исполнители, петербургские певцы и артисты: бас М. З. Горяйнов, тенор Н. А. Ростовский, актер Н. Ф. Монахов, певица Варя Панина.
В начале ХХ века в петербургских фирмах были записаны голоса певцов И. В. Ершова, Н. Н. Фигнер, Н. И. Тамара, И. А. Алчевского, хоры и оркестры, многие иностранные гастролеры. В 1907 году фирма "Братья Патэ" начала в Петербурге продажу "патэфонов" - переносных ("портативных") граммофонов.
Помимо грамзаписи существовала механическая запись звука. Это - механические фортепиано. Запись в них производилась с помощью специального механизма на бумажную ленту - перфоленту. Патент на это изобретение первым взял в 1903 году Эдвин Вельте во Фрайбурге (Германия). Он назвал аппарат "Вельте Миньон". Вскоре появился подобный аппарат фирмы "Фонола". С 1904 г. и до начала первой мировой войны было записано несколько тысяч рулонов, запечатлевших искусство музыкантов разных европейских стран. Были сделаны записи Анны Есиповой, Александра Скрябина, Александра Глазунова, Клода Дебюсси, Густава Малера, Рихард Штрауса, и многих других. Тогда же в США были созданы два значительных производства механической записи - "Duo Art" и "Ampico". На них записывались Сергей Прокофьев, Иосиф Левин, Александр Зилоти. Механическая запись оставалась популярной у пианистов до начала 1930-х гг.
В фондах фонотеки хранятся грампластинки практически всех работавших в Петербурге фирм - "Граммофон", "Зонофон", "Телефункен", "Коламбиа" и др., в том числе с торговой маркой "Пишущий амур", "Голос хозяина", "Decca".
В конце 1920-х гг. была изобретена электрическая звукозапись, которая необычайно расширила возможности звукозаписывающей индустрии. Резко повысилось качество записей. Электрическая запись еще не столь совершенна, как электронная или поздняя цифровая, но она уже сильно превосходит электромеханическую грамзапись Берлинера.Хранящиеся в фондах фонотеки пластинок первых советских заводов 1920-30-х гг.: Грампласттреста (с торговой маркой SovSong), Апрелевского, Музпрома представляют особую ценность. Эти пластинки созданы с помощью техники электрозаписи. В те годы были сделаны уникальные записи голосов многих русских артистов, записаны концерты музыкантов, оркестров, хоров, оперных спектаклей.
Электронная запись была изобретена в конце 1940-х годов. Это, а также создание твердых видов пластмассы, сделало возможным наладить выпуск в эти годы долгоиграющих пластинок.
Цифровая запись появилась в конце 1950-х годов.
В конце 1980-х, с появлением компьютерных звуконосителей, грампластинки стали выходить из употребления. Цифровая технология, появление CD и DVD-дисков, казалось, вытеснили грампластинку с мирового рынка. Однако специалисты вскоре пришли к выводу, что цифровая звукозапись имеет ряд недостатков, не позволяет воспроизводить в полном объеме все краски и все особенности музыкального звука. В конце 1990-х многие зарубежные фирмы вернулись к производству грампластинок и электронных проигрывателей. Эта индустрия развивается и сегодня. Техника записи, конечно, усоврешенствовалась по сравнению с 1950-ми годами. Новые грампластинки иностранного производства появились в 1990-х и на российском рынке.
Некоторыми из них располагает и фонотека РНБ.
Да, и до сих пор не существует такого аппарата, который мог бы передать дух живого концерта. Можно скрупулезно точно записать звук, разложить его на множество каналов и передать за секунды на гигантские расстояния, но воспроизвести харизму музыканта, массовый экстаз от выступления популярной группы или уносящееся под купол эхо звуков органа так же трудно, как заново создать Землю. Но кое-что все же современные музыкальные проигрыватели умеют.
Эдисон и его последователи
Большинство людей знают, что Томас Альва Эдисон является первым изобретателем фонографа, но не все слышали о том, что до этого изобретения уже была придумана механическая звукозапись. Таким образом, в 1857 году, еще за 20 лет до фонографа Эдуард-Леон Скотт де Мартинвилль запатентовал «фоноавтограф», который умел записывать звук на бумагу, но не умел его воспроизводить — впервые удалось проиграть эти первые записи лишь в 2008 году с помощью компьютера.
Томасу Эдисону удалось не только записать, но и воспроизвести его. Интересно, что он не собирался изобретать фонограф, а хотел лишь автоматизировать и ускорить процесс приема телеграмм, чтобы в будущем можно было вообще обходиться без человека. Но в результате своей работы получил устройство, принцип работы которого до сих пор используется в звукозаписи.
А принцип достаточно прост: когда что-то говоришь в микрофон, его мембрана вибрирует и передает неким образом полученные вибрации стилусу, а тот в свою очередь рисует звуковую волну на носителе — в случае с Эдисоном это был вращающийся валик, покрытый тонкой фольгой. При воспроизведении происходит обратный процесс — стилус передает все вибрации с валика на мембрану, которая усиливается рупором, и мы слышим записанный звук.
Спустя десять лет после изобретения фонографа американский изобретатель Эмиль Берлинер запатентовал граммофон – устройство достаточно схоже с принципом работы эдисоновского фонографа, но Берлинер немного усовершенствовал его, всего-то заменив валики на диски. Равномерно вращающий диски механизм для граммофона изобрел владелец небольшого магазинчика в Нью-Джерси – Элдридж Джонсон – талантливый инженер того времени. Результат их работы и стал называться граммофоном.
Проработав совсем немного Джонсон и Берлинер разругались между собой. Предметом ссоры стали права на патенты, распределить которые удалось только судом. Суд назначил Джонсона правообладателем, и он получил права на производство граммофонов на территории Америки. Берлинер, не теряя времени, отправился в Канаду и организовал там собственную компанию, Berliner Gramophone Company, а вскоре стал партнером в британской Gramophone Company (позже переименовавшуюся в EMI) и создал аналогичную в Германии — Deutsche Grammophon. Последняя существует до сих пор и записывает популярную и классическую музыку. Джонсон же организовал собственную Victor Talking Machine Company, которая стала производителем граммофонов для Volta Graphophone Company.
Вообще, история всех изобретений музыкальных проигрывателей неразрывно связана со звукозаписывающими компаниями, которые теперь владеют множеством патентов в этой области. И неразрывно связана с коммерцией: еще Эмиль Берлинер понял, что на продаже музыки можно неплохо заработать. Хотя его коммерческого энтузиазма хватило ненадолго — очень скоро его влечение к музыке заменило желание изобрести вертолет.
Радио вытесняет звукозапись
В 20-х годах двадцатого века по всему миру, в том числе и в Америке, особую популярность набирало радиовещание. Причиной тому стала стоимость радиоприемников, которая была значительно ниже стоимости граммофонов и что не менее важно – не было необходимости покупать диски. Спад интереса к граммофонам привело к распаду большинства компаний, занимающихся производством граммофонов. «Выжить» удалось лишь немногим, заранее побеспокоившимся о расширении своей деятельности – связавшись со звукозаписью, да и то, устояли не все. Так, французская Pathe Freres Phonograph Company, заполнившая российский рынок своими патефонами (немного модернизированными версиями берлинеровского граммофона), имела собственные студии звукозаписи в Лондоне, Лондоне и Москве, была все-таки вынуждена в 1928 году продать свои активы английскому филиалу Columbia (но ей удалось сохранить часть компании, занимающейся индустрией кино, которая существует и по сей день). Возможно, это удивительно, но Элдридж Джонсон тоже был вынужден продать свою компанию банковскому синдикату, который кредитовал Victor Talking Machine Co. Великая депрессия окончательно разрушила последние остатки граммофонных мануфактур.
На пике краха эры граммофонов американская компания Western Electric уже изобрела новый способ звукозаписи — электронный, который лицензировала компания RCA. Она же и выкупила Victor Talking Machine Co в 1929 году. RCA/Victor быстро развернула производство и выпустила целую линию устройств, самым ярким представителем стала 11-ламповая Automatic Electrola-Radiola, стоившая по тому времени нереальных сумм — $1350, которую можно сравнить со стоимостью автомобиля – например, Ford обошелся бы всего в $650. В новых устройствах звукосниматели были электромагнитными, мотор – электрическим, а не заводного типа, как предшественниках. Звукосниматель преобразует вибрации в электрический сигнал, а тот подается на ламповый усилитель и воспроизводится с помощью громкоговорителя с диафрагмой.
Первой компанией выпустившей в 1931 году виниловый диск стала RCA/Victor. С выходом диска утвердили сразу новый стандарт скорости — 33 оборота в минуту. На такой скорости диск диаметром 12 дюймов (30 сантиметров) мог вмещать в себя по десять минут записи с каждой стороны. В 1949-м году она же выпустила 7-дюймовые диски с большой дыркой посредине, которая необходима была для механизма смены дисков, встраиваемый в первые чейнджеры, получившие и посей день широкое распространение.
Магнитофоны разрушают копирайт
Впервые принцип записи на ленту был изобретен и продемонстрирован в лабораториях Volta Александром Беллом в 1886 году. Бумажная лента, покрытая воском, сматывалась из одной катушки на другую, а по пути ее царапал стилус — по принципу Эдисона. Коммерческого распространения устройство не получило.
В 1890-х получил распространение метод магнитной записи на металлическую проволоку, а первый Magnetophon производства компании AEG был продемонстрирован в Германии в 1935 году. Магнитную ленту на основе оксида железа для него произвела немецкая же компания BASF. Модели Magnetophon К1 и К2 были уже вполне похожи на те, что мы знаем как «катушечные магнитофоны». Они умели как записывать, так и воспроизводить, хотя качество звука у них оставляло желать лучшего. Когда в 1936 году дирижер Лондонского филармонического оркестра Сэр Томас Бичем услышал свое выступление, записанное на немецкое чудо техники, он пришел в ужас, настолько нестерпимо ужасным было звучание.
В период Второй мировой немцы успешно использовали магнитофоны в комплекте с радиостанциями, таким образом автоматизируя процесс передачи шифрованных радиограмм. В 1943 году AEG создала первый стереомагнитофон, и немецкие офицеры могли наслаждаться Штраусом и Фуртванглером — в период войны было записано порядка 250 концертов классической и популярной музыки в стереозвучании.
В США первые магнитофоны появились только после войны, их авторство принадлежит компании Аmрех, которая позаимствовала технологию у побежденных немцев. Магнитную ленту для них производила компания ЗМ. Магнитофоны Аmрех быстро полюбили на радиостанциях и стали использовать в кино.
Знаменитый американский джаз-гитарист Лестер Уильям Полсфусс, больше известный под именем Лес Пол, изобретатель цельнодеревянной электрогитары, в 1948 году на основе одной из ранних моделей Аmрех — Model 200А — придумал первую в мире многодорожечную систему звукозаписи. Магнитофон ему подарил другой известный музыкант, Бинг Кросби, который инвестировал в Аmрех огромную по тем временам сумму — $50 000, став, таким образом, практически ее совладельцем. Идеи Лес Пола впоследствии были использованы при производстве коммерческого восьмидорожечного магнитофона Аmрех Sel-Sync. Ему же досталась и первая модель Sel-Sync, которая стала основой его новой студии.
В 1966 году компанией Аmрех был произведен первый студийный 16-дорожечный магнитофон. Модель ММ-1000 работала с лентой шириной 5 см и выдавала гораздо более качественный звук, чем любой другой магнитофон. 16-дорожечные магнитофоны использовались в звукозаписывающих студиях вплоть до конца 1990-х годов, когда их вытеснили компьютеры.
Катушечные магнитофоны поначалу использовались только для профессиональных целей, но со временем подешевели и стали широко распространены в быту. Однако не всех устраивали их громадные размеры и нетранспортабельность. В 1962 году голландская компания Philips представила миру новый формат магнитной звукозаписи — компакт-кассеты.
В 1963 году был произведен первый компакт-кассетный магнитофон Philips EL 3300, а в 1964-м Philips выпустила в Америке под брендом Norelco кассетник Carry-Corder 150 и под давлением Sony разрешила использовать формат компакт-кассет любым компаниям без лицензии. В 70-х кассетные магнитофоны постепенно совершенствовались и быстро догнали «катушечники» в плане качества. Одним из первых Hi-Fi-магнитофонов стала японская кассетная дека Nakamichi 1000, чей частотный диапазон простирался от 20 до 20000 Гц, а для записи и воспроизведения впервые были применены разные магнитные головки. В результате новый формат довольно быстро стал популярным и вытеснил катушечные магнитофоны с потребительского рынка.
Немалую роль в этом сыграла модель компактного кассетного плейера Sony Walkman (1979), размеры которого были чуть больше самой кассеты. Качество звука мини-плейеров было значительно хуже того, что к тому времени могли предоставлять катушечные стационарные магнитофоны и кассетные деки, но впервые в истории звукозаписи качество уступило удобству. Этот фактор потом проявлялся в сфере аудио еще не раз, и его последствия мы чувствуем на своей шкуре и сегодня. Но тогда, в 80-х, компакт-кассетные плейеры стали настолько популярными, что их число даже превысило продажи виниловых проигрывателей, чего не удавалось катушечным магнитофонам.
Именно компакт-кассеты впервые заставили задуматься звукозаписывающие компании над вопросами копирайта. И именно 70-80-е годы стали временем расцвета музыкального андеграунда во многих странах, в том числе и в нашей.
Цифровая запись и расцвет CD
Компания Sony представила первый Audio CD еще в 1976 году, раньше, чем изобрела Walkman. CD эволюционировал из лазерных видеодисков и революционизировал потребительскую аудиотехнику в целом.
Однако первая коммерческая серия компакт-дисков вышла только в 1982-м. Это была уже совместная разработка вечных конкурентов Sony и Philips, которые никогда бы не подружились, если бы не необходимость стандартизировать формат. Изначально планировалось, что CD заменит граммофонные пластинки, но очень скоро выяснилось, что формат вполне подходит для записи и воспроизведения как видео, так и цифровых данных — первый CD-ROM был выпущен в 1985 году.
С выходом первых Audio CD Sony представила и первый плейер для них — это была модель CDP-101. Philips немного позже выпустила модель CD 100, куда диск нужно было вставлять, как в виниловых проигрывателях — сверху, и закрывать крышкой. В дальнейшем были изобретены слайд-загрузчики, которые позволили не только сделать конструкцию плейеров более компактной и удобной для пользователя, но и впоследствии создать CD-чейнджеры. По аналогии с Walkman Sony выпустила Discman, который еще больше укрепил позиции CD — теперь уже в области портативной аудиотехники.
Кассеты еще долго агонизировали, да и до сих пор в некоторых новых автомобилях можно встретить кассетные магнитолы. Были и попытки перенести «цифру» на магнитную ленту — технологии DAT и DCC. И если DAT-кассеты производства Sony еще как-то были востребованы на рынке (они были популярны у журналистов, которые использовали их в диктофонах, и на радио), то изобретенный Philips формат DCC вообще никто так и не понял.
Качество записи CD, удобство и размеры, как носителей, так и плейеров превосходило все, что было выпущено раньше, и новая технология была обречена на успех. Так и случилось: CD вытеснили и кассеты, и виниловые диски, оставшись монополистом на рынке аудиозаписи. Владельцы копирайта наконец смогли вздохнуть спокойно. Но ненадолго.
Революция MP 3
Как только вышел первый CD-ROM, стало ясно, что рано или поздно цифровая перезапись уничтожит не только понятие копирайта, но и все форматы аудио (да и видео тоже). В 1993 году в недрах сообщества институтов Fraunhofer родился самый мощный вирус, когда-либо поражавший музыкальную индустрию — формат записи звука MPEG-1 Audio Layer III, сокращенно MP3. Весь ужас заключался в том, что этому формату был безразличен тип носителя — будь то компакт-диск, жесткий диск, флэш-память или интернет-сервер. Он мог размножаться бесконечно, максимально быстро и без какой-либо потери качества. При этом качество звука в этом формате хоть и уступало CD, но было вполне приемлемым — настолько, что большинство пользователей не замечало никакой разницы.
Поначалу MP3 можно было слушать только на компьютере, но было понятно, что выход коммерческих МРЗ-плейеров — вопрос времени. Первым из них стал в 1996 году плейер под названием Listen Up производства американской компании Audio Highway (а вовсе не корейский Saehan MPMan или Diamond Multimedia Rio РМР300, которые были представлены лишь в 1998-м). Плейер был выпущен ограниченным тиражом, но, тем не менее, успел выиграть несколько наград за инновации, и за ним закреплено три патента. А вот первым коммерческим плейером действительно стал Saehan MPMan. В нем было 32 Мб флэш-памяти, в которую вмещалось порядка шести композиций с битрейтом 128 кбит/с. Что же касается Diamond Multimedia Rio РМР300, то этот плейер калифорнийской компании стал первым почувствовавшим на себе всю мощь американского правосудия — ассоциация RIAA подала в суд на Diamond Multimedia с требованием запретить продажи плейера, нарушавшего акт о домашней аудиозаписи, но иск был отклонен, а плейер из-за этой истории постиг бешеный успех.
Многие компании бросились выпускать MP3 CD-плейеры, которые поначалу пользовались некоторой популярностью, но затем были вытеснены устройствами на основе флэш-памяти. Но по-настоящему популяризовал формат МРЗ-плейер Apple iPod (2001 г.) с 5-гигабайтным 1,8 жестким диском внутри. Он был удобным, эргономичным, хорошо звучал и вмещал в себя столько музыки, сколько и мечтать до него было нельзя.
Еще в 2001-м появились первые мобильники, которые умели проигрывать аудио. А сегодня, в 2012-м, в мире не осталось, пожалуй, ни одного мобильного устройства (включая планшеты и ридеры электронных книг), которые не были бы снабжены программным МРЗ-плейером. Не отстает от них и стационарная техника: все деки, ресиверы, аудиосистемы и телевизоры могут воспроизводить MP3 и другие аудиоформаты. Даже ночные будильники и микроколонки умеют это.
Музыка теперь везде, и это парадоксальным образом плохо повлияло на людей. Казалось бы, сегодня, как никогда, музыка доступна любому, в любое время и практически в любом месте. Должен был бы наступить даже не золотой — платиновый век музыки. Но все, что мы видим вокруг — это закрывающиеся студии звукозаписи, музыканты, играющие за пиво, и тотальное безразличие слушателей. Кто сегодня интересуется музыкой, кроме самих музыкантов? Только самые горячие поклонники (в основном это девочки пубертатного и постпубертатного возраста). Да, большие концерты известных исполнителей и фестивали пока еще собирают свою аудиторию, но что-то мне подсказывает, что это тоже скоро закончится.
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.
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.