История записи звука. Краткая история развития звукозаписи

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.

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.

1. Музыкальные шкатулки, шарманки, полифонны, оркестрионы (17 век)

В эпоху возрождения был создан целый ряд разнообразных механических музыкальных инструментов, воспроизводящих в нужный момент ту или иную мелодию: шарманок, музыкальных шкатулок, ящиков, табакерок.

Музыкальная шарманка работает следующим образом. Звуки создаются при помощи стальных тонких пластинок различной длины и толщины, размещенных в акустическом ящике в последовательности гармонического звукоряда. Для извлечения из них звука служит специальный барабан с выступающими штифтами, расположение которых по поверхности барабана соответствует задуманной мелодии. При равномерном вращении барабана штифты задевают пластинки в заданной последовательности. Заранее переставляя штифты на другие места, можно менять мелодии. Приводит в действие шарманку сам шарманщик, вращая ручку.

В музыкальных шкатулках реализован другой принцип. Здесь для предварительной записи мелодии используется металлический диск, на который нанесена глубокая спиральная канавка. В определенных местах канавки делаются точечные углубления - ямки, расположение которых соответствует мелодии. При вращении диска, приводимого в движение часовым пружинным механизмом, специальная металлическая игла скользит по канавке и "считывает" последовательность нанесенных точек. Игла скреплена с мембраной, которая при каждом попадании иглы в канавку издает звук.

В средние века были созданы куранты - башенные или большие комнатные часы с музыкальным механизмом, издающие бой в определенной мелодической последовательности тонов или исполняющие небольшие музыкальные пьесы.

Музыкальные механические инструменты - это всего лишь автоматы, воспроизводящие искусственно созданные звуки. Задача же сохранения на длительное время звуков живой жизни была решена значительно позже.

2. Фонограф (19 век, 1877)

В 1877 году американец Томас Альва Эдисон изобрел звукозаписывающий аппарат - фонограф, впервые позволивший записать звук человеческого голоса. Для механической записи и воспроизведения звука Эдисон применил валики, покрытые оловянной фольгой. Такие фоновалики представляли собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной 12 см.

В первом фонографе металлический валик вращался с помощью рукоятки, с каждым оборотом перемещаясь в осевом направлении за счет винтовой резьбы на ведущем вале. На валик накладывалась оловянная фольга (станиоль). К ней прикасалась стальная игла, связанная с мембраной из пергамента. К мембране был прикреплен металлический конусный рупор. При записи и воспроизведении звука валик приходилось вращать вручную со скоростью 1 оборот в минуту. При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге спиральную канавку (или бороздку) постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась, игла вдавливалась в олово в соответствии с воспринимаемым звуком, создавая канавку переменной глубины. Так был изобретен способ "глубинной записи".

При первом испытании своего аппарата Эдисон плотно натянул фольгу на цилиндр, подвел иглу к поверхности цилиндра, осторожно начал вращать ручку и пропел в рупор первую строфу детской песенки "У Мери была овечка". Затем отвел иглу, рукояткой вернул цилиндр в исходное положение, вложил иглу в прочерченную канавку и вновь стал вращать цилиндр. И из рупора тихо, но разборчиво прозвучала детская песенка.

В 1885 году американский изобретатель Чарльз Тейнтер (1854-1940) разработал графофон - фонограф с ножным приводом (как у ножной швейной машинки) - и заменил оловянные листы валиков восковой массой. Эдисон купил патент Тейнтера, и для записи вместо валиков с фольгой стали применять съемные восковые валики. Шаг звуковой бороздки был около 3 мм, поэтому время записи на один валик было очень мало.

Для записи и воспроизведения звука Эдисон использовал один и тот же аппарат - фонограф.

3. Граммофон (19 век, 1887)

Американский изобретатель немецкого происхождения Эмиль Берлинер заменил восковой валик Эдисона плоским диском - граммофонной пластинкой и разработал технологию ее массового производства с помощью матрицы. Такие пластинки Берлинер продемонстрировал в 1888 г., и этот год можно считать началом эры грамзаписей. Чуть позже был разработан прессования грампластинок при помощи стальной печатной матрицы из каучука и эбонита, а впоследствии из композиционной массой на основе шеллака - вещества, вырабатываемого тропическими насекомыми. Пластинки стали качественней и дешевле, однако главным их недостатком была малая механическая прочность. Шеллачные пластинки выпускались до середины XX века.

До 1896г. диск приходилось вращать вручную, и это было главным препятствием широкому распространению граммофонов. Эмиль Берлинер объявил конкурс на пружинный двигатель - недорогой, технологичный, надежный и мощный. И такой двигатель сконструировал механик Элдридж Джонсон, пришедший в компанию Берлинера. С 1896 по 1900 гг. было произведено около 25000 таких двигателей. Только тогда граммофон Берлинера получил широкое распространение.

Первые пластинки были односторонними. В 1903 году впервые был выпущен 12-дюймовый диск с записью на двух сторонах. Его можно было "проиграть" в граммофоне с помощью механического звукоснимателя - иглы и мембраны. Усиление звука достигалось с помощью громоздкого раструба. Позднее был разработан портативный граммофон: патефон со скрытым в корпусе раструбом. По инженерным соображениям, оптимальную частоту для человеческого уха рождала труба длиной более 6 метров. Мастера искали компромисс: трубу по принципу валторны сворачивали в улитку. Диаметр раструба порой достигал полутора и более метров. Они были из луженой никелированной латуни и других металлов, экзотические варианты – из стекла. Позже повсеместно признали, что самый лучший звук рождает дерево: наиболее популярными стали рупоры из четырехслойного дуба. Форма варьировалась от узких и широких конусовидных воронок до коленчатых труб с раструбами в виде тюльпана и колокольчика, вращавшимися вокруг своей оси.

В тумбовых аппаратах His Master"s Voice рупор встраивали внутрь. Открывая и прикрывая верхние дверцы, за которыми пряталась «колонка», можно было регулировать звук, в нижней части были полки для пластинок.

4. Патефон (20 век, 1907)

Патефон (от названия французской фирмы "Pathe") - переносная версия граммофона - имел форму портативного чемоданчика. В отличие от граммофона, у патефона рупор маленький и встроен в корпус.

Основными недостатками грампластинок были их хрупкость, плохое качество звука и маленькое время проигрывания - всего 3-5 минут (при скорости 78 оборотов в минуту). В довоенные годы в магазинах даже принимали "бой" пластинок для переработки. Патефонные иглы нужно было часто менять. Вращалась пластинка с помощью пружинного двигателя, который приходилось "заводить" специальной ручкой. Однако, благодаря своим скромным размерам и весу, простоте конструкции и независимости от электрической сети, патефон получил очень широкое распространение среди любителей музыки.

5. Радиолы или электрофоны (20 век, 1925)

Электрофон - устройство для воспроизведения звука с граммофонной пластинки. В быту громоздкое официальное название «электрофон» обычно заменялось на нейтральное «проигрыватель». В отличие от граммофона, в электрофоне (а также радиоле – комбинации проигрывателя и радиоприемника) механические колебания иглы звукоснимателя преобразовывались в электрические колебания, усиливались усилителем звуковых частот и затем преобразовывались в звук электроакустической системой.

На смену хрупким грампластинкам в 1948-1952 годах пришли так называемые "долгоиграющие" - более прочные, практически небьющиеся и обеспечивающие гораздо большее время проигрывания. Это было достигнуто за счет сужения и сближения между собой звуковых дорожек, а также за счет снижения числа оборотов с 78 до 45, а чаще до 33 1/3 оборотов в минуту. Качество воспроизведения звука при проигрывании у таких пластинок значительно повысилось. К тому же с 1958 года стали выпускать стереофонические грампластинки, создающие эффект объемного звучания. Иглы проигрывателя также стали значительно более долговечными. Их начали изготовлять из твердых материалов, и они полностью вытеснили недолговечные патефонные иглы. Запись грампластинок осуществлялась только в специальных студиях звукозаписи.

Электрофоны используются до сих пор как в домашних условиях, так и в электронной музыке в составе другого инструментария. Тем не менее, в домашних условиях их распространение практически свелось к нулю, равно как и продажа граммофонных пластинок, в силу фактически полного вытеснения их универсальными лазерными цифровыми проигрывателями. В нынешнее время, электрофон дома - скорее дань любительства т.н. «аналоговому» звучанию, которое, по мнению некоторых любителей высококачественного воспроизведения музыки, превосходит звучание цифровых носителей (более «мягкое» и сочное), что, скорее, является лишь индивидуальным «вкусом» определённого человека по отношению к качественному звучанию.

7. CD-проигрыватель (плеер) (20 век, середина 1980-х)

В 1979 году компании Philips и Sony создали совершенно новый носитель информации, заменивший грампластинку, - оптический диск (компакт-диск - Compact Disk - СD) для записи и воспроизведения звука. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков на заводе в Германии.

По сравнению с механической звукозаписью он имеет целый ряд преимуществ - очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом.

В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки - как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания. Высокая плотность записи достигнута благодаря возможности сфокусировать лазерный луч в пятно размером менее 1 мкм. Это обеспечивает большое время записи и воспроизведения.

Список литературы

Каким образом был изобретен фонограф?//Граммофон. 1908. №4. С. 10-11.

Железный А. И. Наш друг - грампластинка: Записки коллекционера. - К: Муз. Украина. 1989. 279 С.

Лапиров-Скобло М. Эдисон. - М: Молодая гвардия. 1960. 255 С.

Белькинд Л.А. Томас Альва Эдисон. - М: Наука. 1964. 327 С.

Телефография// Газета электрика. 1889. №32. С. 520-522.

Пестриков В. М. Радио? Откуда? // Радиохобби. 1998. №1. С. 2-3..

Пестриков В. М. Великое изобретение Вальдемара Паульсена // Радиохобби. 1998. №6. С. 2-3

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.

История звукозаписи неисчерпаема. В начале XIX века акустика превратилась в одну из самых активно изучаемых областей физики. Появились первые работы по теории звука, возросло количество исследований и, как следствие, появилась необходимость создания измерительных и демонстрационных приборов.

В XVI веке делались первые попытки звукозаписи с помощью механических инструментов - от примитивных музыкальных табакерок и шкатулок, часов-будильников до сложных стационарных напольных часов, полифонов, оркестрионов, башенных курантов и "озвученных" карет. В это же время музыкальные игрушки и аппараты появляются, в России. Но особо широкое распространение музыкальные ящики получили в XIX, начале XX века.

Выдающийся американский изобретатель и предприниматель Томас Алва Эдисон (1847-1931г.г.) сконструировал прибор для механической записи и воспроизведения звука (фонограф) в 1877 году. Однако, приоритет изобретения принадлежит французскому ученому, блестящему музыканту и поэту Ш. Кро.

Запись звука производилась на восковой валик тонкой металлической иглой. Конечно, такая запись не могла быть долговечной и качественной. Конструкций фонографов было разработано в эти годы большое количество. Они имели огромный успех.

Фонографами, правда, усовершенствованными, наши прадеды пользовались вплоть до тридцатых годов.

В 1888 году немец Э. Берлинер изобрел граммофон - чудо века, и началась эпоха массовой культуры. Первая в мире граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида и хранится сейчас в Национальном музее США в Вашингтоне. В 1897 году ей на смену пришел диск из шеллака, шпата и сажи. Он был очень дорог - ведь шеллак - органическое вещество, вырабатываемое лаковым червецом. Чтобы сделать одну пластинку, нужно было воспользоваться трудом четырех тысяч этих существ. До 1948 года мы закупали это сырье за границей на золото и валюту.

В 1907 году служащий французской фирмы "Патэ" - Гильон Кеммлер предложил усовершенствование граммофона. Его идея заключалась в том, чтобы поместить рупор внутрь корпуса граммофона. Сконструированный таким образом граммофон получался малогабаритным и переносным, а в обиходе стал называться патефоном.

Патефоны в СССР выпускались многими заводами. Среди них - ордена Ленина завод "Молот" в Вятских Полянах, Коломенский патефонный завод, Ленинградский завод "Грампласттреста". Завод "Северный пресс" в Ленинграде в послевоенное время производил и портативные патефоны (с встроенным под крышкой рупором).

Фонограф Эдисона

Фонограф - первый прибор для записи и воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук.

Принципы, на основе которых работает фонограф Эдисона, экспериментально изучались ещё в 1857 году. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек» (Mary had a little lamb). Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке.

Эдисоном был составлен список 10 основных применений фонографа:

Диктовка и запись писем

Говорящие книги для слепых

Обучение ораторскому искусству

Запись музыки

Запись членов семьи

Музыкальные шкатулки и игрушки (например, говорящие куклы)

Говорящие часы

Запись речей великих людей

Обучающие записи

Вспомогательное приспособление к телефону

Граммофон

Граммофон- прибор для записывания и воспроизведения звука с граммофонной пластинки.

Граммофон является видоизменением фонографа, независимо изобретённого в 1877 году Шарлем Кро и Томасом Эдисоном. Эмиль Берлинер, ознакомившись с работами Кро, решил вместо цилиндров для записывания и воспроизведения звуков использовать диски. Новое изобретение, названное граммофоном, было запатентовано Берлинером 26 сентября 1887 года. Грампластинки первоначально изготовлялись из эбонита, затем шеллака. Первая в мире грампластинка была цинковой. Резец, прикреплённый через поводок к вибрирующей, воспринимающей звуки мембране, наносит на лаковом диске (изначально - на слое сажи, затем воска) модулированный спиральный след, который при тиражировании переносится на пластинку. При вращении диска посредством пружинного механизма граммофонная игла движется по спирали диска и вызывает соответствующие колебания вибрирующей пластинки. Основное преимущество граммофона над фонографом - поперечная запись, обеспечивающая снижение искажений в десятки раз, а также более громкий звук (уже в первых моделях - в 16 раз, или на 24 дБ). Вкупе с лёгкостью тиражирования записей это обеспечило быструю победу граммофона.

В 1940-1960-х усовершенствование граммофона позволило достигнуть достаточно чистой передачи музыкального звучания пьес, как вокальных, так и инструментальных. Изготовление граммофонов сделалось мощной самостоятельной отраслью в САСШ (США) и Европе, включая Россию. В 1907 г. фирма «Патэ» представляет патефон, в 1925 г. Берлинер совместно с RCA создаёт первый серийный электрофон. Изготовление пластинок (дисков) разнообразного репертуара (пьесы в исполнении музыкальных виртуозов и выдающихся певцов) выделилось в особую отрасль промышленности.