Зигзаги звуковой дорожки

Первые технологии записи и воспроизведения звука оказывали глубокое воздействие на все сферы жизни, разрушая целые отрасли экономики и создавая новые
Зигзаги звуковой дорожки
Магнитная лента произвела переворот в радиоиндустрии: теперь передачи стало легко монтировать, а качество приблизилось к живому звучанию
Фотография: gettyimages.com

Звук, который хотелось бы сохранить для будущего, долгое время приходилось превращать в письменный текст. Собственно, письменность изначально и была создана для фиксации того, что в устной речи в точности не сохранишь: среди первых образцов расшифрованных текстов много обращений к богам и других сакральных и торжественных записей. Здесь речь пойдет только о звукозаписи в значении «фиксация и воспроизведение звука», или, говоря технически, об эволюции звуковых носителей.

В первое, «аналоговое» столетие звукозаписи, до появления электронных носителей (то есть условно с 1857 по 1980 год), технологии звукозаписи развивались скачкообразно. Развитие или преодоление проблемы регулярно приводило к качественному скачку. Технологии звука, в свою очередь, оказывали глубокое воздействие на все сферы жизни, создавая и разрушая целые отрасли экономики и меняя человеческую культуру.

Фоноавтограф Мартинвилля: запись звука возможна

Фоноавтограф Мартинвилля хорошо «показывал» звук, но не мог его воспроизводить
Фоноавтограф Мартинвилля хорошо «показывал» звук, но не мог его воспроизводить
Иллюстрация: gettyimages.com

Записывать звук научились несколько раньше, чем воспроизводить его. Француз Эдуар-Леон Скотт де Мартинвилль в 1857 году запатентовал «фоноавтограф». Это было «механическое ухо», изготовленное по образу и подобию человеческого. Рожок в форме бочонка (слуховой канал) заканчивался пергаментной диафрагмой (барабанная перепонка), к которой прикреплялась свиная щетинка (слуховая кость). Щетинка писала по поверхности бумажной ленты, оставляя на ней след гармоник звука. В 1859 году Рудольф Кениг несколько изменил конструкцию: бумажную ленту заменил цилиндром, обмотанным суровой нитью, а щетинку — иглой. Поверх нити накладывалась бумага, покрытая сажей. При вращении цилиндра игла писала колебания на саже, вычерчивая на цилиндре по виткам нити спираль. Благодаря этому записи стали компактными.

В течение следующих двадцати лет фоноавтограф был довольно популярным устройством, но воспроизводить звук не мог, гармоники можно было только изучать на глаз. В 2008 году несколько ранних фоноавтограмм были наконец расшифрованы: на одной из них оказался голос Мартинвилля, который медленно напевал народную песню. Уровень шума был очень велик, но слова и мотив разобрать было можно.

Фонограф Эдисона и диктофон Белла: спутник пишущей машинки

Фонограф Томаса Алвы Эдисона был творческим развитием идеи фоноавтографа. Это одно из немногих изобретений, связанных с именем Эдисона и разработанных им лично, а не его инженерами и не коллективными усилиями его лаборатории, основанной в 1879 году. Работая над методом записи и ускоренного воспроизведения кода Морзе для телеграмм, Эдисон обнаружил, что диафрагма устройства реагирует на голос. В течение мая–июля 1877 года Эдисон спроектировал первый фонограф для записи звука, и, когда устройство было изготовлено, заработало оно с первой попытки. Со слов Эдисона, в качестве тестового сообщения он продекламировал популярную детскую песню «У Мэри Смит барашек жил». Для первой публичной демонстрации, согласно сообщению Scientific American, в редакции которого эта демонстрация произошла, Эдисон принес запись «Здравствуйте, как поживаете, вам нравится этот фонограф?»

magnifier.png Фонограф применялся как современный диктофон — его в основном покупали офисы, на него наговаривали тексты, которые затем перепечатывались машинистками

Фонограф стал изобретением, которое принесло Эдисону заслуженную всемирную славу: возможность воспроизведения потрясала всех. Уже в апреле 1878 года Эдисон демонстрировал фонограф в Вашингтоне членам Конгресса и президенту Резерфорду Хейсу. Но практического значения первый фонограф имел мало: запись так сильно повреждалась при воспроизведении, что была фактически одноразовой и к тому же ее нельзя было копировать.

Интересно, что поначалу Эдисон, по его собственным словам, вел запись на бумажные диски и лишь в процессе разработки фонографа переключился на схему с барабаном, как у фоноавтографа. Первые барабаны Эдисон покрывал оловянной фольгой. Фонограф классического типа с восковыми барабанами был создан не Эдисоном, а в лаборатории Александра Белла его двоюродным братом Чичестером Беллом и Чарльзом Тейнтером. Беллы назвали свое изобретение «диктофон». Слово «диктофон» в последующем стало означать любое решение для записи речи.

Фонограф стал изобретением, которое принесло Эдисону заслуженную всемирную славу: возможность воспроизведения потрясала всех
Фонограф стал изобретением, которое принесло Эдисону заслуженную всемирную славу: возможность воспроизведения потрясала всех
Фотография: gettyimages.com

И фонограф, и диктофон применялись именно как современные диктофоны — их в основном покупали офисы, где на них наговаривали тексты, которые затем перепечатывались машинистками. Период перехода от рукописных текстов к машинописным пришелся именно на конец XIX века, и диктофоны стали избавлять руководителей от необходимости диктовать лично, а машинисток — от расшифровки рукописных черновиков.

Граммофон Берлинера и патефон Пате

В 1888 году американский изобретатель, иммигрант из Германии Эмиль Берлинер создал модель звукозаписи, которая существует уже второй век. Берлинер заменил цилиндр диском, главное преимущество которого было в возможности изготовления штамповкой. Литейный шов проходит по ребру диска и не мешает воспроизведению.
Процесс Берлинера предполагал создание мастер-записи. Звук писался на цинковый диск, покрытый воском. Полученная маска протравливалась кислотой, и диск превращался в матрицу, пригодную для штамповки. Первые диски изготовлялись из твердой резины, но около 1895 года Берлинер нашел более качественный состав на основе шеллака (смолы индийского червеца).

Для воспроизведения аудиопластинок Берлинер разработал новую конструкцию с горизонтально расположенной иглой и столом для вращения пластинки (turntable — «вертушкой»). Сначала их нужно было крутить вручную, выдерживая скорость, но через несколько лет фирма Берлинера разработала механический регулятор угловой скорости, и «вертушки» получили пружинные двигатели. Берлинер назвал свое устройство «граммофон». Под этим коммерческим названием граммофон и пошел в производство. В 1910 году суд в Британии признал «граммофон» родовым термином, но по факту уже после 1900 года марка «Граммофон» вышла из употребления, и все «вертушки» в обиходе звались граммофонами.

В 1913 году был создан портативный вариант граммофона, известный в России как патефон (от названия фирмы «Пате»). Патефон стал очень популярным благодаря Первой мировой войне: его было удобно использовать в действующей армии, где возможностей для хранения крупных и хрупких вещей было мало.

В 1913 году был создан портативный вариант граммофона, известный в России как патефон (от названия фирмы «Пате)
В 1913 году был создан портативный вариант граммофона, известный в России как патефон (от названия фирмы «Пате»)     
Фотография: gettyimages.com

К началу Первой мировой войны граммофоны практически вытеснили фонографы, а в мире впервые появилась индустрия звукозаписи. Первым «лейблом» была компания «Граммофон», производившая и граммофоны, и пластинки к ним. Музыка была исходно побочным продуктом для стимулирования спроса на продукт основной — проигрыватели.

На первые семидюймовые пластинки помещалось только две-три минуты звука, на наиболее крупные 12-дюймовые — до пяти минут. Более узкие бороздки по шеллаку нарезать было невозможно. Стандартов скорости не было, и производители стимулировали спрос на свои устройства, предлагая музыку на пластинках, совместимых по скорости только со своими же граммофонами. Все ранние пластинки вращались со скоростью от 70 до 80 оборотов в минуту, пока в 1925 году не был окончательно установлен стандарт 78 оборотов в минуту — достаточно произвольный и никак технически не обусловленный.

Микрофоны и динамики: звук приобретает силу и чистоту

К концу 1920-х звуковые технологии начинают приобретать электронный вид. В Калифорнии изобретают электродинамические громкоговорители с большой диафрагмой, приводимой в колебание катушкой индуктивности или магнитной лентой. Угольные микрофоны Берлинера и Эдисона, применяемые в ранней телефонии, не были пригодны для профессиональной записи, но в 1916 году Эдуард Венте изобретает конденсаторный микрофон, в 1923-м Генри Раунд создает динамический микрофон катушечного типа, а Гарри Олсен — динамический микрофон ленточного типа (и тот и другой были, по сути, обратными вариантами соответствующих громкоговорителей). Около 1920 года были сконструированы первые усилители сигнала на электронных лампах-триодах.

magnifier.png Микрофон был важной инновацией — он дал возможность избавиться от «бочкового» эха при записи и воспроизведении через раструб граммофона

Все это создало условия для появления технологии электрической звукозаписи, в целом близкой к современной. Наиболее важной инновацией был микрофон — он дал возможность избавиться от «бочкового» эха при записи и воспроизведении через раструб граммофона. Пионером освоения этих технологий была новая медийная индустрия, возникшая лишь в 1919 году, — радиовещание. Микрофон ленточного типа с этих пор является неофициальным визуальным символом радиостудии.

Звук на кинопленке: революция «серебряного экрана»

Попытки озвучить кинематографию начались с момента появления первых «живых картин» и изобретения Эдисоном фонографа, но поставить звуковое кино на прочную основу стало возможно лишь в эпоху золотого века Голливуда (1920-е годы), чему способствовало открытие в 1904 году Альбертом Эйнштейном фотоэлектрического эффекта и создание фотоэлемента. Практическая система озвучивания была решена как оптическая дорожка на целлулоидной киноленте, считываемой фотоэлементом. В Европе и в США в межвоенный период господствовали собственные технологии звукового кино.

В фильме «Бульвар Сансет» Глория Свенсон в главной роли сыграла саму себя, звезду игры лицом, чья карьера и жизнь была разрушена звуком
В фильме «Бульвар Сансет» Глория Свенсон в главной роли сыграла саму себя, звезду игры лицом, чья карьера и жизнь была разрушена звуком
Фотография: gettyimages.com

Отсчет эры звукового кинематографа часто ведут с фильма «Певец джаза» (1927 год), но как раз этот фильм озвучивался еще переходным способом, за счет синхронного проигрывания грампластинки через усилители. Оптическое звуковое кино началось примерно с 1929 года, и к 1932-му практически повсеместно немые фильмы были сняты с производства.

Революция звука в кино привела к радикальным изменениям во всем кинематографическом процессе и в кинопрокате. Изменилась организация съемочной площадки. Съемка и озвучивание были разделены, зато исчез такой жанр, как музыка в кинозале. Множество звезд немого кино лишились работы, на их место пришли новые.

Этот перелом получил свое отражение и в искусстве. Фильм «Поющие под дождем» изобразил комическую сторону раннего звукового кино, собрав все анекдоты со съемок — от микрофона, писавшего сердцебиение и дыхание актеров, до актрисы с идеальной внешностью и противным голосом и ее дублерши-призрака. Фильм «Бульвар Сансет» показал ту же эпоху как трагедию: Глория Свенсон в главной роли играла саму себя, звезду игры лицом, чья карьера и жизнь была разрушена звуком.

Телеграфон Поулсена: диктофон на проволоке многоразового использования

Магнитная звукозапись ассоциируется со временем после Второй мировой войны. Но на самом деле в это время она стала массовой, а возникла эта технология одновременно с фонографом Эдисона — поначалу как теория. Инженер Оберлин Смит в сентябре 1888 года описал в своей статье принципиальную возможность создания «полностью электрического фонографа». Носителем записи Смит видел шелковую нить с вплетенными в нее обрезками стальной проволоки. Смит предположил, что можно писать звук и прямо на проволоку, но счел это практически невыполнимым. Прототип устройства Смит изготавливать не стал, сославшись на занятость, и подарил идею обществу.

Идею Смита реализовал всего через десять лет датский инженер Вальдемар Поулсен. В 1898 году он запатентовал устройство телеграфон. Поулсен подключил телефонный микрофон к подвижному магниту, который колебался относительно прокручиваемой на скорости полтора метра в секунду металлической проволоки. В качестве носителя он использовал рояльную струну, а в «экономичной» версии струну заменил стальной диск — в некотором смысле предок современных магнитных дисков. На диск помещалось две-три минуты речи, на проволоку — до 30 минут.

Датский инженер Вальдемар Поулсен запатентовал телеграфон, записывающий звук на металлическую проволоку
Датский инженер Вальдемар Поулсен запатентовал телеграфон, записывающий звук на металлическую проволоку
Фотография: gettyimages.com

Первая в истории не опытная, а практическая запись информации на магнитный носитель произошла в 1900 году. Во время Всемирной выставки в Париже Вальдемар Поулсен, получивший за телеграфон Гран-при, записал на проволоку десять секунд речи императора Австрии Франца-Иосифа I. Старейший монарх Европы произнес всего одно предложение: «Идея изобретения очень интересна, и я высоко оцениваю его» — и эта краткая речь записалась с шумами, но достаточно членораздельно, чтобы быть понятной (оригинал этой записи хранится в Датском научном музее).

У стальной проволоки были два ключевых преимущества перед пластинками и фонографом: возможность исправить ошибку, перемагнитив проволоку, и возможность редактировать запись. Редактирование проволочной записи делалось кусачками и руками: ненужные куски вырезали, а проволоку связывали узелком. На быстрой прокрутке узелок слышался как едва заметный щелчок. Для музыки такое качество записи было не всегда приемлемо, но для речи его хватало вполне.

По мере совершенствования материалов и механики, прежде всего стали, проволока для диктофонов становилась все тоньше и прочнее. К началу Второй мировой войны толщина проволоки упала до 0,15 мм, а скорость прокрутки снизилась до 61 сантиметров (24 дюймов) в секунду. Размер получасовой бобины сократился до трех дюймов при вполне удовлетворительном качестве записи и надежности. В итоге война стала началом звездного часа проволочных рекордеров. Они применялись в штабах и офисах, на борту самолетов, именно на них записывались выступления на Нюрнбергском процессе. После войны, в середине 1950-х, в США и Европе, вероятно, не нашлось бы офиса, где не было бы проволочного диктофона. Проволоку уже не наматывали на катушки и бобины, а упаковывали в кассеты со встроенным протяжным механизмом.

А вот в СССР проволочные диктофоны не прижились совершенно, и тоже по причине войны. До нее они были экзотикой. А по итогам войны СССР, как и США, получил доступ к новой технологии магнитной записи, вышедшей из опыта проволоки, — к магнитной ленте. Проволочный этап звукозаписи СССР проскочил.

Магнитная лента и магнитофон: звукозапись и монтаж для всех

Попытки использовать для записи звука ленту предпринимались неоднократно начиная с XIX века. Сначала ленту применяли для вычерчивания гармоник и для фотоэлектрического считывания, как в кинематографе, затем стали пытаться использовать в качестве магнитного носителя. В 1925–1935 годах ограниченно производился механизм, писавший звук на трехмиллиметровую стальную ленту. Разработку сделали немецкие инженеры Курт Штиле и Луис Блаттнер, а коммерциализировал ее концерн Marconi.

magnifier.png Записи Моцарта, сделанные Лондонским симфоническим оркестром, оказались настолько плохи, что великий дирижер Томас Бичем отказался впредь писаться на магнитную ленту

Первый шаг к магнитной ленте современного типа сделал немецкий изобретатель Фриц Пфлеймер в 1927 году. Он разработал покрытие для бумажной ленты из оксида железа (в дальнейшем выяснилось, что сходный способ указал еще Вальдемар Поулсен в своем патенте 1898 года). Купившая лицензию на ленту Пфлеймера фирма AEG создала механизм для записи на нее звука, добавив в него цилиндрическую магнитную головку, и заказала концерну BASF более прочную подложку. Фридрих Матиас из BASF перенес покрытие на целлулоид, и в 1935 году публике на Берлинской радиовыставке было представлено устройство под названием «Магнитофон K-1».

Первая модель магнитофона давала не очень высокое качество звука, особенно сильно искажавшее звучание музыки. Пробные записи Моцарта, сделанные в 1936 году Лондонским симфоническим оркестром, оказались настолько зашумлены и искажены, что великий дирижер Томас Бичем наотрез отказался впредь писаться на магнитную ленту.

С началом Испанской войны в 1937 году международная обстановка начала обостряться, и развитие технологий в Германии исчезло из поля зрения остальных стран. Из-за этого в течение всей войны союзники не догадывались, что проблема качества была решена радикально. Примерно в 1940 году Фридрих Матиас перенес ленту на более прочный и менее горючий поливинилхлорид, а инженер Вальтер Вебер выяснил, что шумы убираются переходом на подмагничивание переменным током высокой частоты — этот метод, что интересно, до Вебера был трижды обнаружен до него в Англии, США и Японии и нигде не был доведен от лабораторных условий до внедрения.

В результате магнитная лента стала пригодна для быстрого и практически бесшовного монтажа ножницами и клеем, а ее качество стало ближе к живому звучанию, чем все остальные альтернативы. В Германии магнитофоны появились почти на всех радиостанциях, в прослушке телефонных линий и радиоразведке, на них писались речи нацистских бонз, симфоническая и популярная музыка, а зажиточные домохозяйства вплоть до 1944 года покупали магнитофоны для дома (свой магнитофон был и у Гитлера).

Трофейная технология идет по миру

Портативный магнитофон стал основой массовой музыкальной культуры
Портативный магнитофон стал основой массовой музыкальной культуры
Фотография: gettyimages.com

Когда первые магнитофоны попали в руки союзников, известно недостоверно. СССР мог захватить полевые немецкие магнитофоны уже в 1941–1942 годах. В США первый магнитофон, захваченный в Бад-Наухейме, предположительно привез только в апреле 1945 года демобилизовавшийся связист Джон Маллин. Кому досталась документация AEG и BASF — неизвестно. Но судя по тому, что ни в США, ни в Великобритании ее не было и первые магнитофоны там создавали, разбирая и копируя трофейную технику по образцам и прилагаемым к ним схемам, видимо, первичную документацию следует искать среди трофеев СССР, в НИИ Радио или ВНИИ телевидения и радиовещания (тогда ВНИИ звукозаписи).

Пионером перехода на магнитную пленку в США стал Голливуд. В 1950-е годы разговорное радио вполне обходилось проволокой, а пленка в основном побеждала на музыкальных программах. Главная заслуга в этом принадлежит певцу и шоумену Бингу Кросби, который, познакомившись с Джоном Маллином, быстро оценил возможности магнитной пленки для производства своего синдицированного радиошоу. Новые шоу Кросби стали намного динамичнее его же живых программ за счет интенсивного монтажа и дубляжа, что очень быстро оценили и слушатели. По сообщениям современников, после того как первая студийная запись шоу Кросби вышла в эфир, слушатели завалили радиостанцию письмами и звонками с жалобами на то, что Бинг был в эфире без анонса: разница в качестве с живым голосом исчезла.

Магнитофон позволил также начать оснащение музыки спецэффектами. Близкая к Кросби певица Патти Пейдж в 1947 году сделала первую многоканальную запись, а другой друг Кросби, музыкант Лес Пол, известный как создатель одной из первых электрогитар, разработал с магнитофоном классические методы многоканальной записи и эффекты сведения. Кросби также инвестировал в производство американских магнитофонов, став одним из главных акционеров в будущем большого электронного концерна Ampex.

В СССР собственные магнитофоны стали разрабатываться на несколько лет раньше, с 1942 года. Студийные и военные магнитофоны стали производиться с конца 1944-го (первые годы их выпуск не превышал нескольких десятков штук в год). Магнитофон бытового назначения был впервые выпущен в 1949 году («Днепр», Киев), и в том же 1949-м была опубликована первая схема магнитофона, доступная для любительского изготовления. С 1954 года началось производство отечественной шестимиллиметровой пленки «Свема», а магнитофоны производили уже несколько заводов.

magnifier.png Во время Второй мировой войны поставки шеллака из Индии были сорваны, и звукозапись вынужденно стала осваивать винил. По окончании войны лейблы стали выпускать на новом материале пластинки для массового рынка

В 1961 году и в СССР, и в США на борту пилотируемых космических кораблей пилоты записывали свои переговоры с Землей и наблюдения уже на пленочные магнитофоны. Тогда же целлулоидная подложка для пленки стала меняться на изобретенный в 1950-х годах негорючий и плавкий биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат — известный в США как майлар, а в СССР как лавсан.

В СССР магнитная пленка с 1965 по 1990 год также была основой массовой музыкальной культуры. На бобины переписывали дефицитные альбомы с грампластинок, на них распространялись произведения артистов, чье творчество гласно или негласно не одобрялось. На Западе такого феномена вне контркультурной среды почти не было: там господствовали коммерчески выпускаемые альбомы на виниле.

Винил: появление «музыкальных альбомов»

Грампластинки в послевоенную эпоху тоже поменяли основу, и это технологическое изменение повлекло за собой целую революцию в звукозаписи. Поливинилхлорид (в разговорном варианте — «винил») был более прочным, и, как следствие, пластинки из него дольше не изнашивались при воспроизведении и не так легко разбивались при падении. Шум от иглы тоже был меньше. Но самым важным преимуществом было то, что винил позволял нарезать более узкие дорожки (25 мкм против 76 мкм у шеллака) и вращать диск медленнее, что означало скачок и емкости и качества.

Винил стал ограниченно применяться в профессиональной звукозаписи еще с начала 1930-х — из него изготавливали пластинки для музыкальных радиостанций. Во время Второй мировой войны поставки шеллака из Индии были сорваны подводной войной, и звукозапись вынужденно стала осваивать винил — из него делали пластинки по госзаказу для поддержания боевого духа фронтовиков. По окончании войны лейблы стали выпускать на новом материале пластинки для массового рынка. В 1948 году дебютировал формат long play (LP, «долгоиграющая») — 22–25 минут на каждой из сторон стороне 12-дюймового диска под 33 ¹⁄₃ оборота в минуту. В 1949 году были выпущены семидюймовые пластинки single — на три-четыре минуты звучания на каждой стороне под 45 оборотов в минуту («сорокапятки»). Синглы были задуманы как пластинки для музыкальных автоматов и радиостанций, но вскоре стали востребованы и в рознице.

В 1963 году на международной выставке в Берлине Philips впервые представила «карманный» кассетный магнитофон
В 1963 году на международной выставке в Берлине Philips впервые представила «карманный» кассетный магнитофон
Фотография: gettyimages.com

Эти новые форматы изменили подход к созданию и распространению музыки. Сингл определил длину одной композиции, а LP — альбома, собрания композиций. Стандартной практикой стал выпуск «ударной» песни на сингле для рекламы на радио будущего альбома из 10–12 песен. В альбом можно было поместить и не такие удачные песни, все равно слушателям пришлось бы слушать весь диск последовательно. Иногда радиоведущие переворачивали сингл — и случалось, что записанная там вторая песня (на жаргоне — B-side track, «трек B»), которую продюсеры сочли не слишком интересной, превращалась в ведущий хит. Это происходило с такими хитами, как, например, I Am The Walrus (The Beatles) и I Will Survive (Глория Гейнор).

Компакт-кассеты и оптические диски Philips: музыка в дорогу

В 1962 году голландская фирма Philips разработала кассеты с магнитной лентой (они были представлены публике в 1963 году). Идея кассеты с лентой наследовала кассетам с магнитной проволокой и предполагала их применение в диктофонах. Но к концу 1960-х, с расцветом молодежной культуры, легкие кассеты стали использовать для копирования на них любимой музыки для воспроизведения на портативных устройствах. Музыку в записи стало возможно слушать в машине, на пляже или на природе.

Взлет популярности компакт-кассет произошел уже в конце 1970-х, с созданием портативных музыкальных плееров. Тогда же был создан музыкальный формат «компакт-диск» (CD) для записи альбомов на оптические диски. Изобретение в 1950-е годы лазера сделало возможным следующий качественный шаг в звукозаписи, где вместо механического чтения иглой применялось оптическое — лучом лазера. Первая успешная попытка аналоговой записи на диск из прозрачной фольги состоялась в 1958 году (Дэвид Пол Грегг), а в 1969 году в Philips был изготовлен прототип оптического диска с отражающей поверхностью.

С этого момента эпоху ранних технологий звукозаписи можно считать завершенной. 

Еще по теме
Основоположник почвоведения Василий Докучаев называл почву естественно-историческим телом, всеми своими трудами показывая,...