Historia zapisu dźwięku
Rejestracja drutu magnetycznegoEdit
Rejestracja drutu lub magnetyczna rejestracja drutu jest analogowym rodzajem zapisu dźwięku, w którym zapis magnetyczny jest wykonywany na cienkim drucie stalowym lub ze stali nierdzewnej.
Drut jest szybko przeciągany przez głowicę nagrywającą, która namagnesowuje każdy punkt wzdłuż drutu zgodnie z intensywnością i polaryzacją elektrycznego sygnału audio dostarczanego do głowicy nagrywającej w tym momencie. Poprzez późniejsze przeciągnięcie drutu przez tę samą lub podobną głowicę, podczas gdy głowica nie jest zasilana sygnałem elektrycznym, zmienne pole magnetyczne prezentowane przez przechodzący drut indukuje podobnie zmienny prąd elektryczny w głowicy, odtwarzając oryginalny sygnał na zmniejszonym poziomie.
Zapis za pomocą drutu magnetycznego został zastąpiony przez zapis na taśmie magnetycznej, ale urządzenia wykorzystujące jeden lub drugi z tych nośników były mniej lub bardziej równolegle opracowywane przez wiele lat, zanim którykolwiek z nich wszedł do powszechnego użytku. Zasady działania i elektronika są niemal identyczne. Nagrywanie przewodowe miało tę przewagę, że sam nośnik zapisu był już w pełni rozwinięty, podczas gdy nagrywanie na taśmie było wstrzymywane przez potrzebę ulepszenia materiałów i metod stosowanych do produkcji taśmy.
Nagrywanie magnetyczne zostało zademonstrowane w zasadzie już w 1898 roku przez Valdemara Poulsena w jego telegrafie. Magnetyczny zapis drutowy, i jego następca, magnetyczny zapis taśmowy, polega na użyciu namagnesowanego nośnika, który porusza się ze stałą prędkością obok głowicy zapisującej. Sygnał elektryczny, który jest analogiczny do dźwięku, który ma być nagrany, jest doprowadzany do głowicy nagrywającej, wywołując wzór namagnesowania podobny do tego sygnału. Głowica odtwarzająca może następnie odebrać zmiany w polu magnetycznym z taśmy i przekształcić je w sygnał elektryczny.
Po dodaniu elektronicznego wzmocnienia opracowanego przez Curta Stille’a w latach 20-tych XX wieku, telegraf te przekształcił się w dyktafony przewodowe, które były popularne do nagrywania głosu i dyktowania w latach 40-tych i 50-tych. Jakość reprodukcji w dyktafonach przewodowych była znacznie niższa niż w przypadku technologii zapisu na płytach gramofonowych. Istniały również trudności praktyczne, takie jak tendencja drutu do plątania się lub zwijania. Łączenie można było wykonać poprzez zawiązanie węzłów na odciętych końcach drutu, ale wyniki nie były zbyt zadowalające.
W Boże Narodzenie 1932 roku British Broadcasting Corporation po raz pierwszy użyła stalowego magnetofonu do swoich transmisji. Urządzenie używane było nagrywarką Marconi-Stille, ogromną i niebezpieczną maszyną, która używała stalowej taśmy, która miała ostre krawędzie. Taśma miała szerokość 0,1 cala (2,5 mm) i grubość 0,003 cala (0,076 mm) i przesuwała się z prędkością 5 stóp na sekundę (1,5 m/s) obok głowic nagrywających i odtwarzających. Oznaczało to, że długość taśmy potrzebnej do realizacji półgodzinnego programu wynosiła prawie 1,8 mili (2,9 km), a pełna szpula ważyła 55 funtów (25 kg).
Zapis dźwięku na taśmie magnetycznejEdycja
Inżynierowie z firmy AEG, współpracując z chemicznym gigantem IG Farben, stworzyli pierwszy na świecie praktyczny magnetofon magnetyczny, „K1”, który został po raz pierwszy zademonstrowany w 1935 r. Podczas II wojny światowej, inżynier z Reichs-Rundfunk-Gesellschaft odkrył technikę AC biasing. Dzięki tej technice, niesłyszalny sygnał o wysokiej częstotliwości, zwykle w zakresie 50 do 150 kHz, jest dodawany do sygnału audio przed podaniem go do głowicy nagrywającej. Biasing radykalnie poprawił jakość dźwięku nagrań na taśmie magnetycznej. Do 1943 roku firma AEG opracowała magnetofony stereofoniczne.
Podczas wojny alianci dowiedzieli się o audycjach radiowych, które wydawały się być transkrypcjami (w dużej mierze dzięki pracy Richarda H. Rangera), ale ich jakość dźwięku była nie do odróżnienia od audycji na żywo, a czas ich trwania był znacznie dłuższy niż w przypadku płyt 78 rpm. Pod koniec wojny alianci zdobyli kilka niemieckich magnetofonów z Radia Luxembourg, które wzbudziły duże zainteresowanie. Magnetofony te zawierały wszystkie kluczowe cechy technologiczne analogowego zapisu magnetycznego, w szczególności wykorzystanie biasu wysokiej częstotliwości.
Rozwój magnetofonów w późnych latach 40. i wczesnych 50. kojarzony jest z firmą Brush Development Company i jej licencjobiorcą, firmą Ampex; równie ważny rozwój samych nośników taśmy magnetycznej prowadziła korporacja Minnesota Mining and Manufacturing (obecnie znana jako 3M).
Amerykański inżynier dźwięku John T. Mullin i konferansjer Bing Crosby byli kluczowymi graczami w komercyjnym rozwoju taśmy magnetycznej. Mullin służył w Korpusie Sygnałowym Armii Stanów Zjednoczonych i został wysłany do Paryża w ostatnich miesiącach II wojny światowej; jego jednostka została przydzielona do dowiedzenia się wszystkiego, co możliwe na temat niemieckiego radia i elektroniki, w tym zbadania twierdzeń, że Niemcy eksperymentowali z wysokoenergetycznymi wiązkami radiowymi jako sposobem na wyłączenie systemów elektrycznych samolotów. Jednostka Mullina wkrótce zgromadziła kolekcję setek niskiej jakości dyktafonów magnetycznych, ale prawdziwą nagrodę przyniosła przypadkowa wizyta w studiu w Bad Neuheim koło Frankfurtu, podczas badania pogłosek o wiązkach radiowych.
Mullin otrzymał dwa walizkowe magnetofony AEG „Magnetophon” o wysokiej wierności i pięćdziesiąt szpul taśmy nagraniowej. Wysłał je do domu i przez następne dwa lata nieustannie pracował nad maszynami, modyfikując je i poprawiając ich działanie. Jego głównym celem było zainteresowanie hollywoodzkich studiów nagraniowych wykorzystaniem taśmy magnetycznej do nagrywania ścieżek dźwiękowych do filmów.
Mullin przeprowadził dwie publiczne demonstracje swoich maszyn, które wywołały sensację wśród amerykańskich profesjonalistów audio – wielu słuchaczy nie mogło uwierzyć, że to, co słyszą, nie jest wykonaniem na żywo. Szczęśliwym trafem, druga demonstracja Mullina odbyła się w studiach MGM w Hollywood, a na widowni zasiadł tego dnia dyrektor techniczny Binga Crosby’ego, Murdo Mackenzie. Zorganizował on Mullinowi spotkanie z Crosbym i w czerwcu 1947 roku dał Crosby’emu prywatną demonstrację swoich magnetofonów magnetycznych.
Crosby był oszołomiony niesamowitą jakością dźwięku i natychmiast dostrzegł ogromny potencjał komercyjny nowych maszyn. Muzyka na żywo była standardem w amerykańskim radiu w tym czasie i główne sieci radiowe nie pozwoliły na użycie nagrań płytowych w wielu programach z powodu ich stosunkowo niskiej jakości dźwięku. Crosby nie lubił jednak reżimu programów nadawanych na żywo, wolał swobodną atmosferę studia nagraniowego. Poprosił NBC o zgodę na wstępne nagranie serii 1944-45 na płytach transkrypcyjnych, ale sieć odmówiła, więc Crosby wycofał się z radia na żywo na rok, wracając na sezon 1946-47 tylko niechętnie.
Mullin’s tape recorder pojawił się w dokładnie odpowiednim momencie. Crosby zdał sobie sprawę, że nowa technologia umożliwi mu nagrywanie audycji z jakością dźwięku dorównującą audycjom na żywo i że taśmy te będzie można wielokrotnie odtwarzać bez zauważalnej utraty jakości. Mullin został poproszony o nagranie jednego programu jako testu i natychmiast został zatrudniony jako główny inżynier Crosby’ego, aby nagrać resztę serii.
Crosby stał się pierwszą wielką amerykańską gwiazdą muzyczną, która użyła taśmy do wstępnego nagrywania audycji radiowych i pierwszą, która nagrała komercyjne nagrania na taśmę. Nagrane na taśmę audycje radiowe Crosby’ego były pieczołowicie edytowane poprzez łączenie taśm, aby nadać im tempo i płynność, które były zupełnie niespotykane w radiu. Mullin twierdzi nawet, że jako pierwszy użył „śmiechu z puszki”; za namową głównego scenarzysty Crosby’ego, Billa Morrowa, wstawił fragment histerycznego śmiechu z wcześniejszej audycji do żartu w późniejszej audycji, który nie zadziałał dobrze.
Chcąc jak najszybciej wykorzystać nowe magnetofony, Crosby zainwestował 50 000 dolarów z własnych pieniędzy w firmę Ampex, a malutki, sześcioosobowy koncern wkrótce stał się światowym liderem w rozwoju nagrywania na taśmie, rewolucjonizując radio i nagrywanie dzięki słynnemu magnetofonowi Ampex Model 200, wydanemu w 1948 roku i opracowanemu bezpośrednio na podstawie zmodyfikowanych magnetofonów Mullina.
Nagrywanie wielośladoweEdit
Kolejnym ważnym osiągnięciem w dziedzinie taśmy magnetycznej był zapis wielośladowy, w którym taśma jest podzielona na wiele równoległych do siebie ścieżek. Ponieważ ścieżki są przenoszone na ten sam nośnik, pozostają one w idealnej synchronizacji. Pierwszym osiągnięciem multitrackingu był dźwięk stereo, który dzielił głowicę nagrywającą na dwie ścieżki. Po raz pierwszy opracowany przez niemieckich inżynierów dźwięku około 1943 roku, nagrywanie dwutorowe zostało szybko zaadoptowane do nowoczesnej muzyki w latach 50-tych, ponieważ umożliwiło sygnały z dwóch lub więcej mikrofonów do nagrywania oddzielnie w tym samym czasie (podczas gdy użycie kilku mikrofonów do nagrywania na tej samej ścieżce było powszechne od pojawienia się ery elektrycznej w latach 20-tych), umożliwiając nagrania stereofoniczne do tworzenia i edycji w wygodny sposób. (Pierwsze nagrania stereofoniczne, na dyskach, zostały wykonane w latach 30-tych, ale nigdy nie zostały wydane komercyjnie). Stereo (albo prawdziwe, dwumikrofonowe stereo, albo multi mixed) szybko stało się normą dla komercyjnych nagrań klasycznych i audycji radiowych, chociaż wiele nagrań muzyki pop i jazzu nadal było wydawanych w monofonicznym dźwięku aż do połowy lat 60-tych.
Wielką zasługę w rozwoju nagrań wielośladowych przypisuje się gitarzyście, kompozytorowi i technikowi Les Paulowi, który również pomógł zaprojektować słynną gitarę elektryczną, która nosi jego imię. Jego eksperymenty z taśmami i magnetofonami we wczesnych latach 50. doprowadziły do zamówienia przez niego pierwszego ośmiościeżkowego magnetofonu firmy Ampex, a jego pionierskie nagrania z ówczesną żoną, piosenkarką Mary Ford, były pierwszymi, w których wykorzystano technikę multitrackingu do asynchronicznego nagrywania poszczególnych elementów utworu muzycznego – to znaczy, że poszczególne elementy mogły być nagrywane w różnym czasie. Technika Paula pozwalała mu na odsłuchiwanie nagranych wcześniej ścieżek i nagrywanie nowych partii w czasie obok nich.
Nagrywanie wielośladowe zostało natychmiast podjęte w ograniczony sposób przez firmę Ampex, która wkrótce wyprodukowała komercyjny 3-ścieżkowy rejestrator. Okazały się one niezwykle przydatne w muzyce popularnej, ponieważ umożliwiały nagrywanie podkładów muzycznych na dwóch ścieżkach (w celu umożliwienia dogrywania poszczególnych partii lub stworzenia pełnego podkładu stereo), podczas gdy trzecia ścieżka była zarezerwowana dla głównego wokalisty. Trójścieżkowe rejestratory pozostawały w powszechnym użyciu aż do połowy lat 60. Wiele słynnych nagrań muzyki pop – w tym wiele z tak zwanych produkcji Phila Spectora „Wall of Sound” i wczesnych hitów Motown – zostało nagranych na trójścieżkowych rejestratorach Ampex. Inżynier Tom Dowd był jednym z pierwszych, którzy wykorzystali nagrywanie wielośladowe w produkcji muzyki popularnej, pracując dla Atlantic Records w latach 50-tych.
Kolejnym ważnym krokiem naprzód było nagrywanie 4-ścieżkowe. Pojawienie się tego ulepszonego systemu dało inżynierom nagrań i muzykom znacznie większą elastyczność w nagrywaniu i overdubbingu, a 4-track był standardem studyjnym przez większość późniejszych lat 60-tych. Wiele z najsłynniejszych nagrań Beatlesów i Rolling Stonesów zostało zarejestrowanych na 4 ścieżkach, a inżynierowie z londyńskiego Abbey Road Studios stali się szczególnie biegli w technice zwanej w Wielkiej Brytanii „reduction mixes”, a w Stanach Zjednoczonych „bouncing down”, w której kilka ścieżek było nagrywanych na jednej maszynie 4-torowej, a następnie miksowanych razem i przenoszonych (odbijanych w dół) na jedną ścieżkę drugiej maszyny 4-torowej. W ten sposób można było nagrać dosłownie dziesiątki oddzielnych ścieżek i połączyć je w gotowe nagrania o dużej złożoności.
Wszystkie klasyczne nagrania Beatlesów z połowy lat 60-tych, w tym albumy Revolver i Sgt. Pepper’s Lonely Hearts Club Band, zostały nagrane w ten sposób. Istniały jednak pewne ograniczenia, wynikające z nagromadzenia szumów podczas procesu odbijania, a inżynierowie z Abbey Road do dziś słyną z umiejętności tworzenia gęstych nagrań wielośladowych przy jednoczesnym utrzymaniu szumu tła na minimalnym poziomie.
4-ścieżkowa taśma umożliwiła również rozwój dźwięku kwadrofonicznego, w którym każda z czterech ścieżek była wykorzystywana do symulacji pełnego dźwięku przestrzennego 360 stopni. W latach 70. wydano wiele albumów zarówno w formacie stereofonicznym, jak i kwadrofonicznym, ale „quad” nie zyskał szerokiej akceptacji komercyjnej. Chociaż obecnie jest to uważane za sztuczkę, był to bezpośredni prekursor technologii dźwięku przestrzennego, który stał się standardem w wielu nowoczesnych systemach kina domowego.
W profesjonalnym otoczeniu, takim jak studio, inżynierowie dźwięku mogą używać 24 ścieżek lub więcej do swoich nagrań, używając jednej lub więcej ścieżek dla każdego granego instrumentu.
Połączenie możliwości edycji poprzez splicing taśmy i możliwości nagrywania wielu ścieżek zrewolucjonizowało nagrywanie studyjne. Stało się to powszechną praktyką nagrywania studyjnego, aby nagrywać na wielu ścieżkach, a następnie odbić w dół. Wygoda edycji taśmy i nagrywania wielośladowego doprowadziła do szybkiego przyjęcia taśmy magnetycznej jako podstawowej technologii dla komercyjnych nagrań muzycznych. Chociaż 33⅓ rpm i 45 rpm płyty winylowe były dominującym formatem konsumenckim, nagrania były zwyczajowo wykonane najpierw na taśmie, a następnie przeniesione na płytę, z Bing Crosby prowadzi drogę w przyjęciu tej metody w Stanach Zjednoczonych.
Dalszy rozwójEdit
Analogowe nagrywanie na taśmie magnetycznej wprowadza szum, zwykle nazywany „syczenie taśmy”, spowodowane skończonym rozmiarem cząstek magnetycznych w taśmie. Istnieje bezpośredni kompromis między szumem a ekonomią. Stosunek sygnału do szumu jest zwiększany przy wyższych prędkościach i szerszych ścieżkach, a zmniejszany przy niższych prędkościach i węższych ścieżkach.
Do późnych lat 60-tych, sprzęt do odtwarzania płyt stał się tak dobry, że audiofile szybko zdali sobie sprawę, że niektóre z szumów słyszalnych na nagraniach nie były szumami powierzchniowymi lub brakami w ich sprzęcie, ale reprodukowanym syczeniem taśmy. Kilka wyspecjalizowanych firm zaczęło produkować „nagrania bezpośrednio na płytę”, wykonane przez podawanie sygnałów z mikrofonów bezpośrednio do obcinarki dysków (po wzmocnieniu i zmiksowaniu), w istocie powracając do przedwojennej bezpośredniej metody nagrywania. Nagrania te nigdy nie stały się popularne, ale dramatycznie pokazały wielkość i znaczenie problemu syczenia taśmy.
Przed rokiem 1963, kiedy to firma Philips wprowadziła kompaktową kasetę audio, prawie cały zapis na taśmie był dokonywany w formacie szpulowym (zwanym również „otwartą szpulą”). Wcześniejsze próby umieszczenia taśmy w wygodnej kasecie, która nie wymagała przewlekania, zakończyły się ograniczonym sukcesem; najbardziej udana była kaseta 8-ścieżkowa używana głównie w samochodach wyłącznie do odtwarzania. Kaseta Philips Compact dodała bardzo potrzebną wygodę do formatu zapisu na taśmie, a dekadę później zaczęła dominować na rynku konsumenckim, chociaż miała pozostać gorsza w jakości niż formaty open-reel.
W latach 70-tych, postępy w elektronice półprzewodnikowej sprawiły, że projektowanie i sprzedaż bardziej zaawansowanych układów analogowych stało się ekonomicznie wykonalne. Doprowadziło to do wielu prób zmniejszenia syczenia taśmy poprzez wykorzystanie różnych form kompresji i rozszerzenia głośności, z których najbardziej godne uwagi i komercyjnie udane jest kilka systemów opracowanych przez Dolby Laboratories. Systemy te dzieliły spektrum częstotliwości na kilka pasm i stosowały kompresję/rozszerzanie głośności niezależnie dla każdego pasma (inżynierowie obecnie często używają terminu „compansion” w odniesieniu do tego procesu). Systemy Dolby były bardzo udane w zwiększaniu efektywnego zakresu dynamiki i stosunku sygnału do szumu analogowego zapisu dźwięku; we wszystkich intencjach i celach, słyszalny syk taśmy może być wyeliminowany. Oryginalny Dolby A był używany tylko w profesjonalnych nagraniach. Następcy znaleźli zastosowanie zarówno w profesjonalnych, jak i konsumenckich formatach; Dolby B stał się prawie powszechny dla wstępnie nagranej muzyki na kasetach. Późniejsze formy, w tym Dolby C, (i krótko działający Dolby S) zostały opracowane do użytku domowego.
W latach 80. wprowadzono cyfrowe metody nagrywania, a analogowe nagrywanie na taśmie było stopniowo wypierane, choć w żadnym wypadku nie zniknęło. (Wiele profesjonalnych studiów, szczególnie tych obsługujących klientów z dużym budżetem, używa analogowych rejestratorów do multitrackingu i/lub mixdownu). Cyfrowa taśma audio nigdy nie stała się ważnym medium nagraniowym dla konsumentów, częściowo z powodu komplikacji prawnych wynikających z obaw wytwórni płytowych przed „piractwem”. Sprzeciwiały się one nagrywaniu na taśmę magnetyczną, kiedy po raz pierwszy stała się ona dostępna dla konsumentów, ale techniczna trudność żonglowania poziomami nagrań, zniekształceniami przeciążeniowymi i resztkowym syczeniem taśmy była na tyle duża, że nielicencjonowane odtwarzanie taśmy magnetycznej nigdy nie stało się problemem komercyjnym nie do pokonania. W przypadku metod cyfrowych, kopie nagrań mogły być dokładne, a naruszenie praw autorskich mogło stać się poważnym problemem komercyjnym. Taśma cyfrowa jest nadal używana w sytuacjach profesjonalnych, a odmiana DAT znalazła zastosowanie w aplikacjach do tworzenia kopii zapasowych danych komputerowych. Wielu profesjonalnych i domowych nagrywaczy używa obecnie systemów opartych na twardych dyskach do nagrywania, wypalając końcowe miksy na nadających się do nagrywania płytach CD (CD-R).
Większość sił policyjnych w Zjednoczonym Królestwie (i prawdopodobnie gdzie indziej) nadal używa analogowych systemów kaset kompaktowych do nagrywania wywiadów policyjnych, ponieważ jest to medium mniej podatne na oskarżenia o manipulowanie.