Geschichte der Tonaufzeichnung
Magnetische DrahtaufzeichnungBearbeiten
Die Drahtaufzeichnung oder Magnetdrahtaufzeichnung ist eine analoge Art der Audiospeicherung, bei der eine magnetische Aufzeichnung auf einem dünnen Stahl- oder Edelstahldraht erfolgt.
Der Draht wird schnell über einen Aufzeichnungskopf gezogen, der jeden Punkt entlang des Drahtes entsprechend der Intensität und Polarität des elektrischen Audiosignals, das dem Aufzeichnungskopf in diesem Moment zugeführt wird, magnetisiert. Wird der Draht später über denselben oder einen ähnlichen Kopf gezogen, während der Kopf nicht mit einem elektrischen Signal versorgt wird, induziert das variierende Magnetfeld, das durch den vorbeiziehenden Draht dargestellt wird, einen ähnlich variierenden elektrischen Strom im Kopf, wodurch das ursprüngliche Signal mit einem reduzierten Pegel wiederhergestellt wird.
Die Magnetdrahtaufzeichnung wurde durch die Magnetbandaufzeichnung abgelöst, aber Geräte, die das eine oder das andere Medium verwenden, waren viele Jahre lang mehr oder weniger gleichzeitig in der Entwicklung, bevor eines von beiden zum weit verbreiteten Gebrauch kam. Das Prinzip und die Elektronik sind nahezu identisch. Die Drahtaufzeichnung hatte zunächst den Vorteil, dass das Aufzeichnungsmedium selbst bereits ausgereift war, während die Bandaufzeichnung durch die Notwendigkeit, die Materialien und Methoden zur Herstellung des Bandes zu verbessern, zurückgehalten wurde.
Die magnetische Aufzeichnung wurde im Prinzip bereits 1898 von Valdemar Poulsen in seinem Telegraphon demonstriert. Bei der Magnetdrahtaufzeichnung und ihrem Nachfolger, der Magnetbandaufzeichnung, wird ein magnetisiertes Medium verwendet, das sich mit konstanter Geschwindigkeit an einem Aufzeichnungskopf vorbeibewegt. Ein elektrisches Signal, das dem aufzuzeichnenden Ton entspricht, wird in den Aufzeichnungskopf eingespeist und induziert ein dem Signal ähnliches Magnetisierungsmuster. Ein Wiedergabekopf kann dann die Änderungen im Magnetfeld des Bandes aufnehmen und in ein elektrisches Signal umwandeln.
Mit der Hinzufügung einer elektronischen Verstärkung, die von Curt Stille in den 1920er Jahren entwickelt wurde, entwickelte sich das Telegraphon zu Drahtschreibern, die in den 1940er und 1950er Jahren für Sprachaufnahmen und Diktate beliebt waren. Die Wiedergabequalität von Drahtrekordern war deutlich geringer als die, die mit der Schallplatten-Aufnahmetechnik erreicht werden konnte. Außerdem gab es praktische Schwierigkeiten, wie z. B. die Tendenz des Drahtes, sich zu verheddern oder zu verknotet. Man konnte zwar die abgeschnittenen Drahtenden miteinander verknoten, aber die Ergebnisse waren nicht sehr zufriedenstellend.
Am ersten Weihnachtstag 1932 verwendete die British Broadcasting Corporation erstmals ein Stahlbandgerät für ihre Sendungen. Das verwendete Gerät war ein Marconi-Stille-Rekorder, eine riesige und gefährliche Maschine, die Stahlband mit scharfen Kanten verwendete. Das Band war 0,1 Zoll (2,5 mm) breit und 0,003 Zoll (0,076 mm) dick und lief mit 1,5 m/s (5 Fuß pro Sekunde) an den Aufnahme- und Wiedergabeköpfen vorbei. Dies bedeutete, dass die für ein halbstündiges Programm benötigte Bandlänge fast 2,9 km betrug und eine volle Spule 25 kg wog.
Magnetband-TonaufzeichnungBearbeiten
Ingenieure der AEG entwickelten in Zusammenarbeit mit dem Chemiegiganten IG Farben das erste praktische Magnetbandgerät der Welt, den „K1“, der 1935 erstmals vorgeführt wurde. Während des Zweiten Weltkriegs entdeckte ein Ingenieur der Reichs-Rundfunk-Gesellschaft die Wechselstrom-Vorspannungstechnik. Bei dieser Technik wird dem Audiosignal ein unhörbares hochfrequentes Signal, typischerweise im Bereich von 50 bis 150 kHz, hinzugefügt, bevor es an den Aufnahmekopf angelegt wird. Das Biasing verbesserte die Klangqualität von Magnetbandaufnahmen radikal. Bis 1943 hatte AEG Stereotonbandgeräte entwickelt.
Während des Krieges wurden die Alliierten auf Radiosendungen aufmerksam, die scheinbar Transkriptionen waren (was zu einem großen Teil der Arbeit von Richard H. Ranger zu verdanken war), aber ihre Audioqualität war nicht von der einer Live-Sendung zu unterscheiden und ihre Dauer war weitaus länger, als es mit 78 U/min-Platten möglich war. Am Ende des Krieges erbeuteten die Alliierten eine Reihe deutscher Magnetophon-Recorder von Radio Luxemburg, die großes Interesse weckten. Diese Rekorder enthielten alle wichtigen technologischen Merkmale der analogen magnetischen Aufzeichnung, insbesondere die Verwendung von Hochfrequenzvorspannung.
Die Entwicklung von Magnetbandgeräten in den späten 1940er und frühen 1950er Jahren wird mit der Brush Development Company und ihrem Lizenznehmer Ampex in Verbindung gebracht; die ebenso wichtige Entwicklung der Magnetbandmedien selbst wurde von der Minnesota Mining and Manufacturing Corporation (heute bekannt als 3M) geleitet.
Der amerikanische Tontechniker John T. Mullin und der Entertainer Bing Crosby waren Schlüsselfiguren bei der kommerziellen Entwicklung des Magnetbandes. Mullin diente im U.S. Army Signal Corps und wurde in den letzten Monaten des Zweiten Weltkriegs nach Paris versetzt; seine Einheit wurde beauftragt, alles über den deutschen Funk und die Elektronik herauszufinden, einschließlich der Untersuchung von Behauptungen, dass die Deutschen mit hochenergetischen, gerichteten Funkstrahlen experimentierten, um die elektrischen Systeme von Flugzeugen auszuschalten. Mullins Einheit sammelte bald eine Sammlung von Hunderten von minderwertigen magnetischen Diktiergeräten, aber es war ein zufälliger Besuch in einem Studio in Bad Neuheim bei Frankfurt, während er Gerüchten über Funkstrahlen nachging, der den wahren Gewinn brachte.
Mullin erhielt zwei koffergroße AEG ‚Magnetophon‘ High-Fidelity-Recorder und fünfzig Spulen mit Aufnahmeband. Er ließ sie sich nach Hause schicken und arbeitete in den nächsten zwei Jahren ständig an den Geräten, modifizierte sie und verbesserte ihre Leistung. Sein Hauptziel war es, die Hollywood-Studios für die Verwendung von Magnetband für die Aufnahme von Film-Soundtracks zu interessieren.
Mullin gab zwei öffentliche Vorführungen seiner Geräte, und sie erregten unter den amerikanischen Audio-Fachleuten Aufsehen – viele Zuhörer konnten nicht glauben, dass das, was sie hörten, keine Live-Aufführung war. Der Zufall wollte es, dass Mullins zweite Vorführung in den MGM-Studios in Hollywood stattfand, und im Publikum saß an diesem Tag Bing Crosbys technischer Direktor Murdo Mackenzie. Er arrangierte ein Treffen zwischen Mullin und Crosby, und im Juni 1947 gab er Crosby eine private Vorführung seiner Magnetbandgeräte.
Crosby war überwältigt von der erstaunlichen Klangqualität und erkannte sofort das enorme kommerzielle Potenzial der neuen Geräte. Live-Musik war zu dieser Zeit der Standard im amerikanischen Radio und die großen Radionetzwerke erlaubten den Einsatz von Schallplattenaufnahmen in vielen Programmen wegen ihrer vergleichsweise schlechten Klangqualität nicht. Aber Crosby mochte die Reglementierung von Live-Sendungen nicht und zog die entspannte Atmosphäre des Aufnahmestudios vor. Er hatte NBC gebeten, ihn seine Serie von 1944-45 auf Schallplatten voraufnehmen zu lassen, aber der Sender lehnte ab, so dass Crosby sich für ein Jahr vom Live-Radio zurückzog und für die Saison 1946-47 nur widerwillig zurückkehrte.
Mullins Tonbandgerät kam genau zum richtigen Zeitpunkt. Crosby erkannte, dass die neue Technologie es ihm ermöglichen würde, seine Radioshow mit einer Klangqualität aufzuzeichnen, die der von Live-Sendungen gleichkam, und dass diese Bänder viele Male ohne nennenswerten Qualitätsverlust wiedergegeben werden konnten. Mullin wurde gebeten, eine Sendung als Test aufzunehmen und wurde sofort als Crosbys Cheftechniker eingestellt, um den Rest der Serie voraufzuzeichnen.
Crosby wurde der erste große amerikanische Musikstar, der Tonbänder für die Voraufzeichnung von Radiosendungen benutzte und der erste, der kommerzielle Aufnahmen auf Tonband masterte. Die aufgezeichneten Crosby-Radiosendungen wurden akribisch durch Tape-Splicing bearbeitet, um ihnen ein Tempo und einen Fluss zu geben, der im Radio völlig beispiellos war. Mullin behauptet sogar, der erste gewesen zu sein, der „Lachkonserven“ verwendete; auf Drängen von Crosbys Chefautor Bill Morrow fügte er ein Segment lauten Lachens aus einer früheren Sendung in einen Witz in einer späteren Sendung ein, der nicht gut funktioniert hatte.
Um die neuen Aufnahmegeräte so schnell wie möglich nutzen zu können, investierte Crosby 50.000 Dollar seines eigenen Geldes in Ampex, und der winzige Sechs-Mann-Betrieb wurde bald zum Weltmarktführer in der Entwicklung von Tonbandaufnahmen und revolutionierte das Radio und die Aufnahme mit seinem berühmten Ampex Model 200 Tonbandgerät, das 1948 auf den Markt kam und direkt aus Mullins modifizierten Magnetophonen entwickelt wurde.
Multitrack-AufnahmeBearbeiten
Die nächste große Entwicklung des Magnetbandes war die mehrspurige Aufzeichnung, bei der das Band in mehrere Spuren aufgeteilt ist, die parallel zueinander liegen. Da sie auf demselben Medium getragen werden, bleiben die Spuren perfekt synchronisiert. Die erste Entwicklung im Multitracking war der Stereoton, bei dem der Aufnahmekopf in zwei Spuren aufgeteilt wurde. Erstmals von deutschen Toningenieuren um 1943 entwickelt, wurde die Zwei-Spur-Aufnahme in den 1950er Jahren schnell für die moderne Musik übernommen, da sie es ermöglichte, die Signale von zwei oder mehr Mikrofonen gleichzeitig und getrennt aufzuzeichnen (während die Verwendung mehrerer Mikrofone zur Aufnahme auf derselben Spur seit dem Aufkommen des elektrischen Zeitalters in den 1920er Jahren üblich war), wodurch stereophone Aufnahmen bequem erstellt und bearbeitet werden konnten. (Die ersten Stereoaufnahmen auf Schallplatten wurden in den 1930er Jahren gemacht, aber nie kommerziell veröffentlicht.) Stereo (entweder echtes Zwei-Mikrofon-Stereo oder mehrfach gemischt) wurde schnell zur Norm für kommerzielle Klassikaufnahmen und Radiosendungen, obwohl viele Popmusik- und Jazzaufnahmen bis Mitte der 1960er Jahre weiterhin in monophonem Ton veröffentlicht wurden.
Ein großer Teil des Verdienstes für die Entwicklung der Mehrspuraufnahme gebührt dem Gitarristen, Komponisten und Techniker Les Paul, der auch an der Entwicklung der berühmten E-Gitarre, die seinen Namen trägt, beteiligt war. Seine Experimente mit Tonbändern und Recordern in den frühen 1950er Jahren führten dazu, dass er den ersten maßgefertigten Acht-Spur-Recorder bei Ampex bestellte, und seine bahnbrechenden Aufnahmen mit seiner damaligen Frau, der Sängerin Mary Ford, waren die ersten, die die Technik des Multitrackings nutzten, um einzelne Elemente eines Musikstücks asynchron aufzunehmen – das heißt, einzelne Elemente konnten zu verschiedenen Zeiten aufgenommen werden. Pauls Technik ermöglichte es ihm, die bereits aufgenommenen Stücke abzuhören und neue Teile im Takt dazu aufzunehmen.
Multitrack-Aufnahmen wurden sofort in begrenztem Umfang von Ampex aufgegriffen, die bald einen kommerziellen 3-Spur-Rekorder produzierten. Diese erwiesen sich als äußerst nützlich für populäre Musik, da sie es ermöglichten, die Hintergrundmusik auf zwei Spuren aufzunehmen (entweder um das Overdubbing von separaten Teilen zu ermöglichen oder um eine vollständige Stereo-Backing-Spur zu erstellen), während die dritte Spur für den Leadsänger reserviert war. Drei-Spur-Recorder blieben bis Mitte der 1960er Jahre im kommerziellen Einsatz und viele berühmte Pop-Aufnahmen – darunter viele von Phil Spectors sogenannten „Wall of Sound“-Produktionen und frühe Motown-Hits – wurden auf Ampex 3-Spur-Recordern aufgenommen. Ingenieur Tom Dowd war einer der ersten, der die Mehrspuraufnahme für die Produktion populärer Musik nutzte, als er in den 1950er Jahren für Atlantic Records arbeitete.
Die nächste wichtige Entwicklung war die 4-Spur-Aufnahme. Das Aufkommen dieses verbesserten Systems gab Toningenieuren und Musikern eine weitaus größere Flexibilität für Aufnahmen und Overdubbing, und 4-Spur war der Studiostandard für den Großteil der späteren 1960er Jahre. Viele der berühmtesten Aufnahmen der Beatles und der Rolling Stones wurden auf 4-Spur aufgenommen, und die Techniker in den Londoner Abbey Road Studios wurden besonders geschickt in einer Technik, die in Großbritannien „Reduction Mixes“ und in den USA „Bouncing Down“ genannt wurde, bei der mehrere Spuren auf einer 4-Spur-Maschine aufgenommen und dann zusammengemischt und auf eine Spur einer zweiten 4-Spur-Maschine übertragen (gebounct) wurden. Auf diese Weise war es möglich, buchstäblich Dutzende von separaten Spuren aufzunehmen und sie zu fertigen Aufnahmen von großer Komplexität zu kombinieren.
Alle klassischen Aufnahmen der Beatles Mitte der 1960er Jahre, darunter die Alben Revolver und Sgt. Pepper’s Lonely Hearts Club Band, wurden auf diese Weise aufgenommen. Es gab jedoch Einschränkungen wegen der Entstehung von Rauschen während des Bouncing-Down-Prozesses, und die Abbey-Road-Ingenieure sind immer noch berühmt für ihre Fähigkeit, dichte Mehrspuraufnahmen zu erstellen und dabei das Hintergrundrauschen auf ein Minimum zu beschränken.
4-Spur-Bänder ermöglichten auch die Entwicklung des quadrophonen Klangs, bei dem jede der vier Spuren verwendet wurde, um einen vollständigen 360-Grad-Raumklang zu simulieren. In den 1970er Jahren wurden eine Reihe von Alben sowohl im Stereo- als auch im quadrophonen Format veröffentlicht, aber „Quad“ konnte sich kommerziell nicht durchsetzen. Obwohl es heute als Spielerei angesehen wird, war es der direkte Vorläufer der Surround-Sound-Technologie, die in vielen modernen Heimkino-Systemen zum Standard geworden ist.
In einer professionellen Umgebung, wie z. B. einem Studio, können Tontechniker heute 24 Spuren oder mehr für ihre Aufnahmen verwenden, wobei für jedes gespielte Instrument eine oder mehrere Spuren verwendet werden.
Die Kombination aus der Möglichkeit, über Bandspleißen zu editieren, und der Möglichkeit, mehrere Spuren aufzunehmen, revolutionierte die Studioaufnahme. Es wurde zur gängigen Praxis bei Studioaufnahmen, auf mehreren Spuren aufzunehmen und anschließend zu bouncen. Die Bequemlichkeit der Bandbearbeitung und der Mehrspuraufnahme führte zur schnellen Einführung des Magnetbands als primäre Technologie für kommerzielle Musikaufnahmen. Obwohl Schallplatten mit 33⅓ U/min und 45 U/min das vorherrschende Format für den Verbraucher waren, wurden Aufnahmen üblicherweise zuerst auf Band gemacht und dann auf Platte übertragen, wobei Bing Crosby in den Vereinigten Staaten den Weg für die Einführung dieser Methode ebnete.
WeiterentwicklungenBearbeiten
Analoge Magnetbandaufnahmen führen ein Rauschen ein, das gewöhnlich als „Bandrauschen“ bezeichnet wird und durch die endliche Größe der magnetischen Partikel im Band verursacht wird. Es gibt einen direkten Kompromiss zwischen Rauschen und Wirtschaftlichkeit. Das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht sich bei höheren Geschwindigkeiten und breiteren Spuren, während es sich bei niedrigeren Geschwindigkeiten und schmaleren Spuren verringert.
In den späten 1960er Jahren wurden die Geräte zur Wiedergabe von Schallplatten so gut, dass Audiophile bald feststellten, dass ein Teil des auf den Aufnahmen hörbaren Rauschens nicht auf Oberflächenrauschen oder Mängel der Geräte zurückzuführen war, sondern auf reproduziertes Bandrauschen. Ein paar spezialisierte Firmen begannen, „Direct-to-Disc-Aufnahmen“ zu machen, bei denen Mikrofonsignale direkt in einen Plattenschneider eingespeist wurden (nach Verstärkung und Abmischung), im Wesentlichen eine Rückkehr zur direkten Aufnahmemethode der Vorkriegszeit. Diese Aufnahmen wurden nie populär, aber sie demonstrierten auf dramatische Weise das Ausmaß und die Bedeutung des Bandrauschproblems.
Audiokassette
Vor 1963, als Philips die Compact-Audiokassette einführte, hatten fast alle Tonbandaufnahmen das Reel-to-Reel-Format (auch „offene Spule“ genannt) verwendet. Frühere Versuche, das Band in einer praktischen Kassette zu verpacken, die kein Einfädeln erforderte, waren nur bedingt erfolgreich; am erfolgreichsten war die 8-Spur-Kassette, die vor allem in Automobilen nur zur Wiedergabe verwendet wurde. Die Philips Compact-Audiokassette fügte dem Tonbandformat die dringend benötigte Bequemlichkeit hinzu und begann etwa ein Jahrzehnt später, den Verbrauchermarkt zu dominieren, obwohl sie weiterhin eine geringere Qualität als offene Bandformate aufwies.
In den 1970er Jahren machten Fortschritte in der Festkörperelektronik das Design und die Vermarktung von anspruchsvolleren analogen Schaltkreisen wirtschaftlich machbar. Dies führte zu einer Reihe von Versuchen, das Bandrauschen durch verschiedene Formen der Lautstärkekompression und -expansion zu reduzieren, wobei die bemerkenswertesten und kommerziell erfolgreichsten Systeme von den Dolby Laboratories entwickelt wurden. Diese Systeme teilten das Frequenzspektrum in mehrere Bänder auf und wendeten auf jedes Band unabhängig voneinander eine Lautstärkekompression/-expansion an (Ingenieure verwenden heute oft den Begriff „Kompansion“, um diesen Prozess zu bezeichnen). Die Dolby-Systeme waren sehr erfolgreich bei der Erhöhung des effektiven Dynamikbereichs und des Signal-Rausch-Verhältnisses von analogen Audioaufnahmen; das hörbare Bandrauschen konnte praktisch eliminiert werden. Das ursprüngliche Dolby A wurde nur in der professionellen Aufnahmetechnik eingesetzt. Nachfolger fanden sowohl in professionellen als auch in Consumer-Formaten Verwendung; Dolby B wurde fast universell für vorbespielte Musik auf Kassette. Nachfolgende Formen, einschließlich Dolby C, (und das kurzlebige Dolby S) wurden für den Heimgebrauch entwickelt.
In den 1980er Jahren wurden digitale Aufnahmemethoden eingeführt, und die analoge Bandaufnahme wurde allmählich verdrängt, obwohl sie keineswegs verschwunden ist. (Viele professionelle Studios, insbesondere solche, die Großkunden bedienen, verwenden analoge Recorder für Multitracking und/oder Mixdown.) Das digitale Tonband wurde als Aufnahmemedium für Verbraucher nie wichtig, was zum Teil an rechtlichen Komplikationen lag, die aus der Angst der Plattenfirmen vor „Piraterie“ resultierten. Sie hatten sich gegen die Magnetbandaufzeichnung gewehrt, als diese zum ersten Mal für Verbraucher verfügbar war, aber die technischen Schwierigkeiten beim Jonglieren mit Aufnahmepegeln, Übersteuerungsverzerrungen und Restbandrauschen waren so hoch, dass die nicht lizenzierte Vervielfältigung von Magnetbändern nie zu einem unüberwindbaren kommerziellen Problem wurde. Mit digitalen Methoden könnten Kopien von Aufnahmen exakt sein, und Urheberrechtsverletzungen hätten zu einem ernsthaften kommerziellen Problem werden können. Digitales Band wird immer noch in professionellen Situationen verwendet und die DAT-Variante hat eine Heimat in Computerdaten-Backup-Anwendungen gefunden. Viele professionelle und private Tontechniker verwenden jetzt festplattenbasierte Systeme für die Aufzeichnung und brennen die endgültigen Mischungen auf beschreibbare CDs (CD-Rs).
Die meisten Polizeikräfte in Großbritannien (und möglicherweise auch anderswo) verwenden immer noch analoge Kompaktkassetten-Systeme für die Aufzeichnung von Polizeiverhören, da dies ein Medium ist, das weniger anfällig für Manipulationsvorwürfe ist.