Голоса из девятнадцатого века

Краткая история звукозаписи в России

Принцип записи звуковой волны первым описал французский поэт, музыкант и изобретатель-любитель Шарль Кро в 1877 году, однако до постройки аппарата, который был назван им "аутографический телеграф", дело не дошло. Томас Эдисон в 1878 году сделал такое же открытие независимо от изобретения Шарля Кро. Он первым построил аппарат и назвал его "фонограф".

В Россию фонограф пришел почти сразу после изобретения его Эдисоном. Благодаря фонографу сохранились записи игры С. И. Танеева, Антона Рубинштейна, мальчика-виртуоза Яши Хейфеца, юного Иосифа Гофмана, голосов Л. Н. Толстого, П. И. Чайковского, А. И. Южина-Сумбатова и многих других исторических личностей.
Фонограф не исчез и с изобретением граммофона в 1880-х годах. Он охотно использовался обывателями еще долгие годы, вплоть до конца 1910-х годов.
Однако фонограф имел тот недостаток, что его записи существовали только в одном экземпляре.

Спустя только десять лет после появления фонографа, в 1887 году, немецкий инженер Эмиль Берлинер придумал аппарат, который записывал звук не на валик, а на пластинку. Это открывало дорогу массовому производству грампластинок. Берлинер назвал свой аппарат "граммофон" ("пишу звук"). Долго шли поиски материала для грампластинок, определение не искажающей звук скорости ее вращения. Только 1897 году остановились на диске из шеллака (вещества, вырабатываемого тропическим насекомым - лаковым червецом), шпата и сажи. Этот материал был довольно дорог, но замена появилась с изобретением твердых пластмасс в 1940-х годах. А скорость вращения в 78 об/мин была определена к 1925 году.
Изобретение Берлинера породило настоящий граммофонный "бум". В Россию грамзапись пришла из-за границы, и до самого 1917 года граммофонное производство находилось в руках иностранцев.

Первой фирмой, пришедшей на российский рынок, была фирма самого Эмиля Берлинера - "Граммофон Берлинер", в России просто "Граммофон". Фабричная марка фирмы - "Пишущий амур" - стала в России очень популярна. Почти одновременно начала деятельность в северной столице немецкая фирма "Интернациональ Зонофон" или просто - "Зонофон". В 1901 году парижская фирма "Братья Патэ" открыла магазин на Невском проспекте. В конце 1890-х на петербургском рынке появляются записи М. Г. Савиной, Ф. И. Шаляпина, В. Ф. Комиссаржевской…

В начале ХХ века появилась первая в России граммофонная фабрика. Она открылась в Риге в 1901 году. А в 1902-м англо-немецко-американское "Общество Граммофон", при участии петербургского инженера Василия Ивановича Ребикова, основало первую в Петербурге фабрику граммофонов и грампластинок. Фабрика Ребикова выпускала до 10 тысяч пластинок в год и делала в год до 1000 записей, в основном русского репертуара: это хор А. А. Архангельского, оркестр В. В. Андреева, оркестр лейб-гвардии Преображенского полка, народные исполнители, петербургские певцы и артисты: бас М. З. Горяйнов, тенор Н. А. Ростовский, актер Н. Ф. Монахов, певица Варя Панина.

В начале ХХ века в петербургских фирмах были записаны голоса певцов И. В. Ершова, Н. Н. Фигнер, Н. И. Тамара, И. А. Алчевского, хоры и оркестры, многие иностранные гастролеры. В 1907 году фирма "Братья Патэ" начала в Петербурге продажу "патэфонов" - переносных ("портативных") граммофонов.

Помимо грамзаписи существовала механическая запись звука. Это - механические фортепиано. Запись в них производилась с помощью специального механизма на бумажную ленту - перфоленту. Патент на это изобретение первым взял в 1903 году Эдвин Вельте во Фрайбурге (Германия). Он назвал аппарат "Вельте Миньон". Вскоре появился подобный аппарат фирмы "Фонола". С 1904 г. и до начала первой мировой войны было записано несколько тысяч рулонов, запечатлевших искусство музыкантов разных европейских стран. Были сделаны записи Анны Есиповой, Александра Скрябина, Александра Глазунова, Клода Дебюсси, Густава Малера, Рихард Штрауса, и многих других. Тогда же в США были созданы два значительных производства механической записи - "Duo Art" и "Ampico". На них записывались Сергей Прокофьев, Иосиф Левин, Александр Зилоти. Механическая запись оставалась популярной у пианистов до начала 1930-х гг.

В фондах фонотеки хранятся грампластинки практически всех работавших в Петербурге фирм - "Граммофон", "Зонофон", "Телефункен", "Коламбиа" и др., в том числе с торговой маркой "Пишущий амур", "Голос хозяина", "Decca".

Электронная запись была изобретена в конце 1940-х годов. Это, а также создание твердых видов пластмассы, сделало возможным наладить выпуск в эти годы долгоиграющих пластинок.
Цифровая запись появилась в конце 1950-х годов.
В конце 1980-х, с появлением компьютерных звуконосителей, грампластинки стали выходить из употребления. Цифровая технология, появление CD и DVD-дисков, казалось, вытеснили грампластинку с мирового рынка. Однако специалисты вскоре пришли к выводу, что цифровая звукозапись имеет ряд недостатков, не позволяет воспроизводить в полном объеме все краски и все особенности музыкального звука. В конце 1990-х многие зарубежные фирмы вернулись к производству грампластинок и электронных проигрывателей. Эта индустрия развивается и сегодня. Техника записи, конечно, усоврешенствовалась по сравнению с 1950-ми годами. Новые грампластинки иностранного производства появились в 1990-х и на российском рынке.
Некоторыми из них располагает и фонотека РНБ.

Википедия подсказывает: 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. В 1857 году де Мартинвилль изобрёл фоноавтограф. Устройство состояло из акустического конуса и вибрирующей мембраны, соединённой с иглой. Игла соприкасалась с поверхностью вращаемого вручную стеклянного цилиндра, покрытого сажей. Звуковые колебания, проходя через конус, заставляли мембрану вибрировать, передавая колебания игле, которая прочерчивала в слое сажи форму звуковых колебаний. Однако назначение этого устройства было чисто экспериментальным - оно не могло воспроизводить сделанную запись. 25 марта 1857 года французское правительство выдало Леону Скотту патент на изобретённое им устройство. Были записаны колебания в воздушном пространстве и разные голоса. Описание похожего аппарата было направлено молодым ученым Шарлем Кро в Парижскую академию наук за полгода до изобретения Эдисона. 1877 году Томас Эдисон изобрёл фонограф, который уже мог воспроизводить свою запись. 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. На своё изобретение он получил патент, выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года. В период с 1878 по 1887 годы, отложив работу над фонографом, занимался лампой накаливания. Продолжив работу, начал использовать для записи звука цилиндр с восковым покрытием (идея предложена Чарльзом Тейнтером). Изобретение получило настолько большой успех, что в 1906 году были представлены публике несколько музыкальных и театральных записей, осуществлённых созданной им Национальной Фонографической компанией (National Phonograph Company). Все тогдашние фонографы работали по следующему принципу: по вращающемуся звуконосителю перемещалась игла-резец, полученные при помощи мембраны-микрофона механические колебания механически же фиксировались деформацией звуконосителя. В первых конструкциях оригинальный звуконоситель использовался и для воспроизведения, но такая технология не давала дополнительной механической энергии для того, чтобы получить звук достаточной громкости. В дальнейшем начали применять методы гальванопластики для изготовления копии звуконосителя из более твёрдого материала. Для воспроизведения записи по звуконосителю перемещалась игла, механически связанная с мембраной-излучателем. Первые фонографы, использующие фольгу на цилиндрических носителях, позволяли осуществить лишь очень короткие записи - длительностью всего несколько минут - и быстро изнашивались. Более долговечными стали валики, покрытые слоем воска. Фонографы стали очень популярны в США и Европе. Этому способствовали множество записей музыки популярных исполнителей (например, итальянского тенора Энрико Карузо), созданных появившимися звукозаписывающими компаниями. Успех повлёк за собой появление всё новых моделей. Швейцарские производители стали специализироваться на маленьких переносных фонографах. Кроме фонографов с валиками появились и дисковые. Дисковые фонографы вращали звуконоситель со скоростью 80 об/мин, звук усиливался при помощи рупора конической формы. Большинство моделей приводились в движение ручкой, которая заводила пружину, таким образом делая прибор удобным и не требовательным к внешним условиям. Однако дисковой фонограф вышел на рынок в 1912 году, а с 1887 года уже существовал граммофон, который вскоре превзошёл все модели фонографа. «Граммофон» был изобретён в 1887 году Эмилем Берлинером. Вместо воскового валика использовалась грампластинка. Скорость стандартной грампластинки - 78 об/мин. Первая в мире граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида. С 1897 года уже изготовлялись пластинки из шеллака, шпата и сажи. Кроме обычных граммофонов были и тумбовые. В начале своей эволюции грампластинки имели различную скорость вращения (от 60 до 130 оборотов в минуту). Большая толщина дорожки значительно снижала длительность звучания - 2-3 минуты на одной стороне. Двусторонними грампластинки стали в 1903 году, благодаря разработкам фирмы «Одеон». До начала 1910-х годов на них выпускали в основном отрывки из произведений музыкальных классиков, так как на них помещалось в общей сложности только до пяти минут звучания. В 30-х годах XX века пластинки выпускались по одной композиции на одной стороне, и часто один концерт одного исполнителя продавался комплектом пластинок по несколько штук, часто в картонных, реже в кожаных, коробках. Из-за внешнего сходства таких коробок с фотоальбомами их стали называть record albums или «альбом с записями». Первая фирма (компания) грамзаписи - Граммофон (Grammophone), основанная Берлинером в 1893 году. Вторая, не менее известная - Columbia. На территории России основной («солидной») фирмой была «Пишущий амур» (с 1902 г.), филиал компании Grammophone. В 1907 г. Гильон Кеммлер предложил усовершенствование граммофона. Так вскоре появился патефон. В отличие от граммофона, у патефона рупор маленький и встроен в корпус, сам аппарат скомпонован в виде чемоданчика, переносится в застёгнутом виде за специальную ручку. Патефон мог проигрывать грампластинки со скоростью 78 об/мин. В 40-х годах появился мини-патефон, который имел большую популярность у солдат Второй Мировой. Вскоре появились и электропатефоны. Основными заводами по производству патефонных пластинок в СССР были Ногинский, Московский, Апрелевский, а вскоре и Ленинградская артель «Пластмасс».

Сто сорок лет назад, 19 февраля 1878 года, Томас Эдисон получил патент на фонограф - первый прибор для записи и воспроизведения звука. Он произвел настоящий фурор в свое время и сохранил для нас музыку и голоса известных людей конца XIX века. Мы решили вспомнить, как был устроен фонограф, а также продемонстрировать, как звучали голоса известных деятелей искусства, записанные с его помощью.

Томас Эдисон со своим изобретением

Mathew Brady, 1878

В отличие от более привычных нам современных устройств фонограф записывал звук механически и не нуждался в электричестве. Для этого в фонографе есть сужающийся рупор с мембраной на конце, к которой прикрепляется игла. Игла располагается над цилиндром, обернутым металлической фольгой, которую через несколько лет вытеснило восковое покрытие.

Принцип работы фонографа довольно прост. Во время записи цилиндр вращается по спирали и постоянно немного смещается вбок. Звук, попадающий в рупор, заставляет мембрану и иглу колебаться. Из-за этого игла продавливает бороздку в фольге - чем интенсивнее звук, тем глубже бороздка. Воспроизведение устроено таким же образом, только в обратном направлении, - цилиндр крутится, и отклонения иглы при прохождении по бороздкам заставляют мембрану колебаться и тем самым создавать звук, выходящий из рупора.

Игла фонографа записывает звуковые колебания на металлическую фольгу

UnterbergerMedien / YouTube

Стоит отметить, что довольно похожее по функциям и конструкции устройство буквально за несколько месяцев до Эдисона и независимо от него изобрел французский ученый Шарль Кро. В нем было несколько конструктивных отличий от фонографа Эдисона, но главное - французский изобретатель лишь описал такой прибор, но не создал его прототипа.

Конечно, как и у любых новых изобретений, у фонографа Эдисона было множество недостатков. Качество записи первых устройств было низким, а фольги с записью хватало всего на несколько воспроизведений. К тому же, поскольку процессы записи и воспроизведения по сути были аналогичными, громкие звуки во время воспроизведения могли испортить бороздки на фольге.

Кстати, фонограф не был первым устройством для записи звука. Самый первый прибор назывался фоноавтографом и отчасти напоминал фонограф. В нем также был сужающийся рупор с мембраной и иглой на конце, расположенной недалеко от вращающегося цилиндра. Но эта игла не продавливала бороздки в глубину, а отклонялась по горизонтали и царапала на бумаге линии, которые имели только визуальную ценность - превращать такие записи обратно в звук тогда не умели. Но сейчас именно они считаются первыми образцами записанного человеческого голоса.

Фоноавтографическая запись, сделанная в 1865 году

Smithsonian Institution Libraries

В 2008 году исследователи оцифровали самую старую сохранившуюся запись. Она была сделана в 1860 году, и на ней изобретатель фоноавтографа Эдуар-Леон Скотт де Мартенвиль поет французскую песню «Au clair de la lune»:

Тем не менее, именно фонограф стал первым прибором, который умел воспроизводить записанный ранее звук, и он оказал влияние как на людей, которые были удивлены такой возможности, так и на будущие устройства для воспроизведения звука. К примеру, именно на основе фонографа был создан граммофон, главное отличие которого заключалось в том, что его разработчики решили записывать звук не на цилиндр с фольгой или воском, а на плоские диски - граммпластинки.

Историческая ценность фонографа заключается также в том, что он позволил сохранить большое количество записей голосов и музыки конца XIX века. Известно, что во время первой записи голоса на фонограф Томас Эдисон пропел народную детскую песню «Mary Had a Little Lamb», но она не сохранилась. Самая старая из известных на сегодняшний момент записей с фонографа была сделана Эдисоном для демонстрации своего изобретения в одном из музеев Сент-Луиса в 1878 году:

Самая ранняя из сохранившихся записей голоса самого Эдисона была сделана через десять лет, в октябре 1888 года. Она была сделана уже не на металлическую фольгу, а на парафиновый цилиндр. По ней можно оценить, насколько улучшилось качество записи в течение первых лет после изобретения прибора:

Здесь должна была быть запись, но что-то пошло не так.

Также сохранились записи и некоторых русских деятелей искусства конца XIX века. В 1997 году была найдена единственная известная на сегодняшний день запись голоса Петра Ильича Чайковского. Она была сделана в 1890 году Юлием Блоком, который первым привез в Россию фонограф. Помимо Чайковского на записи можно слышать голоса оперной певицы Елизаветы Лавровской, пианистки Александры Губерт, дирижера и пианиста Василия Сафонова, а также пианиста и композитора Антона Рубинштейна. Собравшиеся хотели уговорить его сыграть на фортепиано, но в итоге на записи слышна лишь одна его реплика:

Несмотря на то, что всерьез фонографы больше не используются, их конструкция достаточно проста, чтобы собрать работающий прибор с помощью подручных инструментов, чем сегодня и занимаются некоторые энтузиасты:

Можно со всей уверенностью сказать, что до 1877 года звукозаписи в современном ее понимании не существовало, то есть фиксировать звуковые волны с последующей возможностью их воспроизведения люди не умели. Вот почему появление «говорящей» машинки, созданной американским изобретателем Томасом Алва Эдисоном, очень развеселило его механика. А сама идея, положенная в основу этого удивительного устройства, стала стартовым моментом в истории звукозаписи.

Механическая запись

Заокеанское говорящее чудо, изготовление которого обошлось всего в 18 долларов, представляло собой цилиндр, покрытый оловянной фольгой. Над ним находилась соединенная с мембраной игла, которая в зависимости от громкости и характера звука процарапывала определенной глубины канавку. Вращался цилиндр вручную. Назвали новинку фонографом. В октябре 1877 года Эдисон прогорланил в рупор устройства песенку «У Мэри была овечка» (именно «прогорланил», потому что петь приходилось громко). Так был сделан первый шаг в истории звукозаписи.

Понятно, что до воспроизведения хорошего звука этому шипящему устройству было далеко, к тому же записи с него нельзя было тиражировать. Со временем Эдисон несколько усовершенствовал свое изобретение. Механическую записывающую силу заменил электрической, олово — воском (это дало возможность перезаписи), но основную проблему массового тиражирования он так и не решил.

Фонографы Эдисона выпускались вплоть до 1910 года. Еще около 15 лет после этого цилиндры использовали в американских конторах как диктофоны. Однако в 1929 году выпуск болванок для фонографов был прекращен, и на смену им пришло новое поколение звукозаписывающих аппаратов.

Если в плане практики звукозаписи пальма первенства, безусловно, принадлежит американцам, то по части идей и теории ее не без основания оспаривают французы. Поэт, композитор и изобретатель Шарль Кро еще 30 апреля 1877 года отправил во Французскую академию наук заявку с описанием оригинального звукозаписывающего механизма. Он предложил колебания мембраны процарапывать иголочкой на стеклянном диске, покрытом сажей, затем их фотографически переносить на металл и углублять способом химического травления.

В 1887 году американец немецкого происхождения Эмиль Берлинер воскресил из забвения идею Шарля Кро и занялся ее практической реализацией и усовершенствованием. Берлинер применял химическое травление для углубления дорожки на цинковом диске, покрытом слоем воска. Весь процесс от записи до «проявки» и «закрепления» занимал всего полчаса. «Протравленные» диски играли и лучше, и громче. Прибор для их проигрывания получил название «граммофон». Первая грампластинка, теперь уже достояние истории, хранится в Национальном музее США в Вашингтоне. Вскоре с цинковых протравленных дисков научились делать негативные стальные матрицы и с помощью последних — штамповать эбонитовые граммофонные диски.

В 1896 году граммофоны моторизировали, и с тех пор больше не надо было дежурить у звуковоспроизводящего устройства, крутя ручку. Публика по-настоящему оценила чудо техники, и начался массовый выпуск аппаратов и пластинок.

Но подходящий материал для изготовления грампластинок удалось найти не сразу. Ведь по своим качествам он должен был быть мягким при нагревании для облегчения штамповки и одновременно твердым и устойчивым к истиранию при комнатной температуре. В те времена химики только учились синтезировать пластмассы и в технике активно использовались вещества естественного происхождения, к чему прибегли и в данном случае. Пластинки стали делать из шпата, сажи и шеллака — вещества, которое вырабатывают насекомые лаковые червецы, живущие в тропических широтах. Такое производство было очень дорогим: на одно изделие уходили результаты труда 4 000 червецов. К тому же пластинки из шеллака очень легко бились, однако это не помешало выпускать их до середины столетия.

Изначально шеллачные пластинки имели в диаметре 175 мм, но впоследствии их размеры увеличились до 250 и 300 мм. А скорость их вращения со временем установилась на 78,26 оборота/мин. Играла одна пластинка всего 3 минуты, а с 1903 года — в два раза дольше, потому как записывать стали на обеих сторонах.

В 1907 году один из служащих французской фирмы «Пате», Гильон Кэммлер, предложил упрятать рупор граммофона внутрь корпуса. Новое компактное устройство назвали патефоном. В те же годы совершенствовались не только носители, но и считывающие устройства. До начала 30-х годов использовались стальные иглы, к которым привешивали механический адаптер-тонарм, весивший 100—130 граммов. Под таким грузом игла стачивалась, проиграв всего лишь одну пластинку.

Через некоторое время адаптеры, подсоединенные к иглам, сбросили вес и стали вначале электромагнитными, потом пьезокристаллическими и пьезокерамическими и наконец опять электромагнитными, но уже с нагрузкой на иглу, измеряемую не десятками, а единицами граммов. И к 1939 году появились сапфировые иглы, выдерживающие до 2 000 проигрываний.

С изобретением микрофонов и усилителей электрических сигналов качество записи значительно улучшилось: нелинейные искажения уменьшились, а частотный диапазон увеличился (со 150—4 000 до 50—10 000 Гц). Кроме того, микрофон вместе с усилителем сделали сам процесс звукозаписи более удобным.

В 1948 году, спасаясь от растущей конкуренции со стороны магнитофонов, фирма грамзаписи «Колумбия» разработала виниловую «долгоиграющую» пластинку. Новый материал позволил уменьшить размер канавок, тем самым уплотнив запись. Скорость вращения новых пластинок была 33 целых и 1/3 оборота/мин, что позволяло делать 30-минутные записи на каждой стороне пластинки. Верхняя граница частот возросла до 16 000 Гц. К 1951 году время звучания увеличилось еще на 30% благодаря применению переменного шага грамзаписи.

Но все эти улучшения не останавливали разработчиков, им хотелось новых качественных изменений, например, сделать на пластинке стереозапись. Первые подобные идеи появились еще в начале века. Предлагалось совмещать глубинный и поперечный способы записи. В 1931 году англичанин Блюмлейн описал возможность записи двойного сигнала на одной дорожке, но реализовать технически этот проект не удалось. И лишь в 1958 году наконец-то придумали способ записи на двух сторонах канавки под углом 45° к поверхности пластинки. В последующие годы на пластинку сумели записать четырехканальный звук, довели диапазон частот до ультразвука и уменьшили скорость вращения до 8 оборотов в минуту. Но все эти качественные усовершенствования оказались уже несвоевременными и не смогли спасти грамзапись от наступления принципиально новых технологий.

Основанная Эмилем Берлинером компания US Gramophone Company в первый же год изготовила и продала 1 000 устройств с ручным и электрическим приводом и 25 тыс. записей к ним. Новаторство Берлинера не ограничивалось только технической стороной вопроса, не менее прогрессивным оказалось и его предложение выплачивать исполнителям гонорар за участие в записи.

Музыка всегда с тобой

Датчанин Вальдемар Паульсен запатентовал принцип магнитной записи еще в 1898 году, правда, вместо привычной теперь пленки он применил металлическую проволоку. На Всемирной Парижской выставке первый телеграфон (так называли поначалу это устройство) проигрывал голос императора Австро-Венгрии Франца Иосифа, и за эти заслуги перед Его Императорским Величеством Паульсен даже получил Гран-при. Однако магнитная технология не стала развиваться столь стремительно, как грамзапись. Фактически она оказалась замороженной до 30-х годов XX века, когда вместо проволоки начали намагничивать ленты, изначально на бумажной и только потом на пластиковой основе. Тормозило развитие магнитной записи отсутствие электрических усилителей. Без них звук оставался очень тихим.

В 1935 году первые магнитофоны стала выпускать немецкая фирма AEG. Но по достоинству потребители оценили новинку только в конце 40-х годов. Кардинальным шагом к повышению качества звука стало предложенное немецкими учеными подмагничивание пленки переменным током во время записи сигнала. После войны немецкие магнитофоны растащили на трофеи. В частности, американцы использовали их до 1948 года.

Любой магнитофон, как известно, работает по очень простой схеме: намагниченная в разной степени лента, пролетая мимо зазора в магнитопроводе головки, создает в обмотке головки переменное электрическое поле, которое после усиления преобразуется в звуковой сигнал с помощью электродинамических громкоговорителей.

Магнитофоны достаточно долго использовались в основном в радиовещании, студийной, профессиональной и военной практике. Но по мере развития технологии и удешевления изделия они быстро прижились в домашних интерьерах, став такой же необходимой вещью, как и «вертушки» для пластинок.

В самом начале 50-х годов были разработаны малогабаритные магнитофоны с магнитной лентой на пластмассовой основе, а металлическая лента и проволока были окончательно вытеснены как носители информации. Появились двухканальные усилители и регулировка тембра по низким и высоким частотам.

А в начале 70-х годов уже стали работать катушечные бытовые магнитофоны класса HIGH FIDELITY, более известные по аббревиатуре Hi-Fi, что в переводе означает «высокая достоверность». Постепенно полоса воспроизводимых частот этих магнитофонов стала от 20 до 20 000 Гц, а динамический диапазон достиг 50 дБ.

Очередная веха в развитии магнитной записи обозначилась в 1964 году, когда фирма PHILIPS продемонстрировала миру компактную кассету, которая хоть и звучала несколько хуже пластинок, но была очень удобной и практичной по сравнению с бобинными гигантами. А с 1968 года начался серийный выпуск кассетных магнитофонов.

Совсем миниатюрные варианты такого звуковоспроизводящего устройства — разнообразные вокманы — создавались вполне сознательно. Концепция мобильного прослушивания музыки родилась в головах именно маркетологов, увидевших в этом изобретении новый рынок с огромным товарооборотом. В результате музыка, которая «всегда с тобой», не только озолотила множество фирм и исполнителей, но и изменила стиль жизни очень многих людей.

В эру аналоговой звукозаписи сигнал перед записью претерпевал значительные частотные предыскажения. При воспроизведении звука поднимали уровень сигнала на низких частотах и понижали его — на высоких.

Эра цифровых технологий

Первые попытки цифровой записи были сделаны все на той же магнитной пленке. Заметим, что до этого эксперимента на пленку пытались нанести и механическую запись. Полученное устройство назвали тогда шоринофоном (по фамилии создателя — Шорина). Суть же цифровой записи сводилась к следующему: носитель оставался прежним, но кардинально менялось то, что на него писалось.

Последующий рывок в этой области был сделан японцами, которые в 1953 году сообщили, что научились записывать звук при помощи импульсно-кодовой модуляции. Но наглядно эти заявления они подтвердили лишь в 1967 году, когда фирма NHK продемонстрировала самый настоящий цифровой магнитофон. В этом приборе оцифрованный звук записывался двумя вращающимися головками на дюймовую ленту, и уже в первых записях сигнал не шипел, не дрожал и не плавал, как звук аналоговых магнитофонов.

О поточном производстве цифровых проигрывателей речь тогда, конечно, не шла: слишком дороги и велики были микросхемы запоминающих устройств. И все же покупатели нашлись и на эти первые образцы. Ими стали студии звукозаписи, которые в погоне за качеством не жалели денег и могли позволить себе не обращать внимания на габариты. Основу тех первых аппаратов составлял магнитофон с лентой шириной 19 мм.

В 1972 году был создан 200-килограммовый цифровой гигант на базе профессионального видеомагнитофона: запись производилась на двухдюймовую ленту четырьмя вращающимися головками. Его особенностью было то, что звук писался именно в телевизионный кадр, то есть в его 576 строк. Частотный диапазон записываемого звука составлял от 20 до 20 000 Гц. Таким образом, уже тогда этот, казалось бы, доисторический аппарат 70-х годов дошел до пределов возможностей человеческого слуха. Этот магнитофон, как и его предшественник, стал активно применяться в студиях, на нем записывались мастер-ленты для грампластинок высшей категории качества.

Примерно в это же время производители занялись разработками цифровых магнитофонов с неподвижными головками. В них скорость движения ленты относительно головки была низкой, что могло сделать аппараты более надежными. Один такой магнитофон создали в 1979 году фирмы MITSUBISHI и MATSUSHITA. В том же году между двумя японскими городами открылась первая в мире линия цифрового вещания, и в это же время симфонический оркестр Берлинской филармонии приехал с гастролями в Токио. Все эти три события оказались связаны между собой: концерты оркестра с 16 по 26 октября записывались на магнитофон, а в конце года через новую ветку вещания их услышала почти вся Япония.

Еще в октябре 1977 года фирма SONY попыталась приобщить к цифровому звуку массового слушателя, создав занятную цифровую приставку к обычному видеомагнитофону. Это устройство преобразовывало аналоговый сигнал в цифровой, а затем в «псевдотелевизионный». Таким образом, видеомагнитофон помимо его исходного назначения стали использовать для записи звука очень хорошего качества. В следующем году эта фирма выпустила приставку-адаптер классом выше, для профессионалов. 1979 год стал годом унификации цифровой записи. Специалисты собрались и договорились о единых стандартах в этой области, подарив тем самым цифровым технологиям путевку в долгую жизнь. К этому времени цифровая приставка весила всего 4 кг и значительно подешевела (до 1 000$). Однако помимо профессионалов новинку оценили только те, кто был очень увлечен подобной техникой. Обычные же люди привыкли смотреть VHS-кассеты, а не слушать их, как бы хорошо они при этом ни звучали. И, как водится, обычные покупатели продолжали искать что-то более дешевое и простое, а не загадочную цифровую приставку не совсем понятного назначения.

В 1983 году представители 81 фирмы (в основном японские) собрались на конференции, чтобы обсудить будущее цифровых технологий. Конференция оказалась очень продуктивной и в буквальном смысле определила будущее этого рынка. Участники мероприятия сформировали две рабочие группы, каждая из которых должна была трудиться либо над магнитофонами системы S-DAT, либо — R-DAT, отпочковавшимися от системы DAT (DIGITAL AUDIO TAPE — цифровой аудиомагнитофон). Первая — система с неподвижной многополюсной головкой (Stationary), вторая — с несколькими вращающимися (Rotary). Довольно скоро выяснилось, что магнитофоны R-DAT более жизнеспособны по всем параметрам: и проще, и меньше, и дешевле. В начале 1987 года магнитофоны RDAT появились на прилавках. Кассеты к ним и сегодня являются самыми маленькими из звуковых кассет (75x54x10,5 мм), при этом они обеспечивают до двух часов звука отменного качества. Именно на RDAT сегодня делаются мастер-записи для CD.

Для магнитной ленты был придуман быстрый и дешевый способ копирования исходной фонограммы, чем-то напоминающий печать грампластинок. При нем негативная мастер-лента из сильного высокотемпературного магнитного материала прокатывалась между горячими валиками вместе с лентой, на которую идет запись. Таким дешевым и быстрым контактным методом можно записывать не только аудиограммы, но и видеофильмы, при этом совсем не истираются записывающие магнитные головки и не изнашиваются магнитофоны.

Гигантский плод

Идея с диском, если вспомнить грампластинки, не нова. Первые пробы пера, а точнее резца, в цифровой звукозаписи на диск были сделаны еще в 1961 году в Стэнфордском университете: информация заносилась в виде черточек и точек и считывалась при помощи ртутной лампы.

Кстати, о грампластинках: на самом деле правильнее будет вести историю цифровой записи звука на дисках не с них, а с более позднего этапа, с цифровой видеозаписи, которой к моменту появления CD накопилось целых четыре вида — механическая, емкостная, оптическая и магнитная.

В начале 1978 года начали появляться первые цифровые звуковые диски, записанные первыми тремя способами по аналогии с видеодисками. На следующий год такие гиганты, как PHILIPS и SONY, решили объединить свои усилия в разработке наиболее перспективного оптического способа звукозаписи. Их совместным детищем стал знакомый всем сегодня компакт-диск. В октябре 1982 года один из комитетов Международной электротехнической комиссии принял стандарт «Компактдиск», разработанный PHILIPS и SONY, с диаметром CD 12 см. Время записи — 74 минуты уже зависело от выбранных параметров CD, доступного на тот момент размера оптических питов, а также расстояния между дорожками. Причин того, что оптический способ звукозаписи стал безусловным лидером, существует несколько. Во-первых, сам диск и полупроводниковый лазер невелики по размеру, это позволило не только изготовить компактные стационарные устройства, но и создать множество портативных вокманов, или плееров. Во-вторых, оптический способ записи — единственный бесконтактный, а это означает, что ни диски, ни считывающие узлы механически не истираются и могут служить достаточно долго. Выделяют и субъективный фактор: якобы красивый, блестящий диск и само устройство — лазер особо привлекли внимание потребителей. Ну и самое главное — данный носитель удивительно просто и дешево тиражируется в любых масштабах. Себестоимость одного CD-диска сегодня не превышает 10 центов.

Мини-конкурент

CD-диск действительно стал краеугольным камнем аудиоиндустрии, но технологии звукозаписи двигались вперед: в 90-х годах в цифровой звукозаписи совместили оптические и магнитные технологии. Так, в 1992 году вниманию покупателей было представлено устройство, проигрывающее так называемые мини-диски. Записывался такой магнитооптический диск при помощи локального намагничивания поверхности носителя с помощью лазера и внешнего магнитного поля, а проигрывался оптическим путем при непосредственном участии все того же полупроводникового лазера. Свое название мини-диски получили из-за размера — их диаметр 64 мм. При этом играет он те же 74 минуты, что и CD (в другом варианте — 60 мин). В общем и целом его основные звуковые параметры совпадали с характеристиками компакт-дисков. Помимо размеров мини-диск имеет и другие плюсы — на него можно многократно записывать как исходно цифровой, так и оцифрованный в плеере аналоговый сигнал, что дает возможность копирования фонограмм практически без потери их качества. Мини-диски к тому же очень удобны в обращении: они обеспечивают мгновенный доступ к любой дорожке, а также возможность жонглировать треками — перестанавливая и объединяя их.

Большая продолжительность звучания при достаточно малых размерах объясняется тем, что запись на мини-диск производится при 5—6-кратном сжатии информации, то есть качество записи как бы ухудшалось в те самые 5—6 раз. Однако не стоит огорчаться: наше ухо, оказывается, настолько неважный звуковой анализатор, что результатов такой компрессии оно просто не замечает, так как способно воспринимать звуковую информацию лишь в определенных частотных и временных границах.

Для удобства хранения и защиты от небрежного обращения мини-диски помещались в пластиковые кассеты. Считывание производилось через маленькое окошко, открывавшееся только в дисководе (аналогично устроены компьютерные 3,5-дюймовые дискеты). Правда, несмотря на все многочисленные достоинства мини-дисков, сейчас многие специалисты называют их тупиковой веткой. Однако разработчики SONY имеют полное право с ними не соглашаться, и появление на рынке в 2004 году Hi-MD дисков с объемом 1Гб, то есть с 45 часами сжатой в формате ATRAC музыки, еще раз подтверждает живучесть и адаптируемость магнитооптических технологий. При этом новые плееры на старые диски пишут почти в два раза больше мегабайт, чем прежние, и позволяют использовать MD-диски как «простые компьютерные дискеты» с очень хорошей емкостью.

Оптическим CD- и DVD-дискам удалось соединить несоединимое — они массово тиражируются путем банальной горячей штамповки и легко записываются в домашних условиях! Понятно, что физически это совершенно разные диски и процессы, однако с потребительской точки зрения — это по сути один и тот же тип носителя информации.

Борьба форматов

Звукозаписывающие технологии развиваются в двух противоположных направлениях. С одной стороны, качество записи постоянно улучшается — расширяется динамический и частотный диапазон, примером может служить новый формат высококачественной цифровой записи SACD — SUPER AUDIO COMPACT DISC. С другой стороны, разработчики придумывают все новые способы «ухудшения фонограммы», то есть форматы сжатия. Сегодня самый известный и распространенный из них — MP3 («MOVING PICTURES EXPERT LAYER»). Он позволяет размещать на обычном CD 10— 12 часов записи, ужимая на один диск, все альбомы любимого исполнителя. До наших дней не утихают споры по поводу качества MP3-записей. Самые ярые аудиофилы утверждают, что могут отличить компрессированную запись от стандартной несжатой. Однако разработчики, протестировав формат, выявили, что обычное человеческое ухо разницы не обнаруживает.

Сейчас, когда широкое распространение получили CD-R (Recordable — записываемые) и CD-RW (Rewritable — перезаписываемые) и все больше персональных компьютеров обзаводится пишущими устройствами, любой может кроить альбомы по собственному вкусу, записывая свои диски из MP3-файлов. Причем если при перезаписи с кассеты на кассету качество каждой новой записи заметно ухудшается, то при цифровой перезаписи этого не происходит.

В 1998 году увидел свет первый портативный MP3плеер, в котором информация хранилась не на диске, а в меньшей по размеру флеш-карте, изготовленной с применением полупроводниковых элементов памяти. Первый аппарат стоил немало, но современные устройства, напоминающие по размеру футляр от губной помады, стоят от 100$. У такого устройства масса преимуществ перед CD-плеером, среди них — микроскопические размеры, отсутствие движущихся частей, значительно меньшее энергопотребление, нечувствительность к тряске, бесшумность и возможность многократной перезаписи файлов.

У формата MP3 существуют, конечно, конкуренты, правда, пока они ему совсем не страшны. Например, файлы MP3 Pro, улучшенной версии MP3, занимают в два раза меньше места, но не уступают лидеру по качеству. Перспективным форматом считается VQF. Его файлы занимают на 30—35% меньше места, чем MP3, а качество звучания при этом гораздо лучше. О массовом переходе на VQF пока речь не идет, слишком велико распространение MP3, но ситуация может измениться. Есть и закрытые корпоративные форматы типа – ATRAC фирмы SONY.

Что же касается CD, то ему на смену приходит DVD. По своей сути это тот же компакт-диск, только существенно улучшенный: более емкий и быстрый. Сегодня на DVD в основном записывают видео, а не файлы данных или звук. Однако все чаще вместо традиционных DVD-плееров, которые совсем недавно казались недосягаемыми, домашние кинотеатры оснащают пишущими DVD-плеерами, более того некоторые производители готовятся пойти до конца и полностью заменить ими устройства типа CD-RW.

Будущее звукозаписи на ближайший 30-летний период связывают с дальнейшим развитием цифровых оптических методов. И если сегодня на стандартный односторонний диск умещается 4,7 Гб фильмов или музыки, то к 2010 году на такой же по виду болванке обещают разместить уже 1,5 Тб информации. Увеличение емкости блестящей пластмассовой пластинки достигается путем уменьшения размера одного бита информации и увеличения количества информационных слоев внутри диска. Причем в первых CD использовались, как известно, инфракрасные лазеры, а новое поколение BluRay-дисков работает уже с голубыми полупроводниковыми лазерами. Так что сегодня можно вполне определенно сказать, что очень скоро на один диск можно будет записать столько музыки, что и века не хватит, чтобы ее прослушать.

Проблемы копирайта — это неотъемлемое свойство любого цивилизованного общества. И появление цифровых методов записи не могло не обидеть обладателей эксклюзивных прав на интеллектуальную собственность в виде фонограмм. Все, что записано в цифре, может быть неограниченное число раз скопировано. Борьба звукозаписывающих фирм с легким, дешевым и точным копированием их продукции идет весьма активно.

Выход в тираж

К 1900 году в мире существовало около 3 000 наименований пластинок, общий тираж которых был 4 млн.

В России к 1915 году существовало 6 фабрик по производству грампластинок, которые выпускались тиражом 20 млн. экземпляров. Апрелевская фабрика, основанная в 1910 году, выпускала в то время 300 тыс. пластинок в год.

К 1970 году тиражи пластинок в СССР достигли 180 млн. экземпляров.

В наши дни в мире сохранился почти миллион цилиндров Эдисона с приблизительно 2 млн. минут звука и музыки.

В 1968 году, спустя четыре года после изобретения компактной кассеты, уже было продано 2,4 млн. кассетных магнитофонов.

В 1979 году SONY выпустила первый компактный кассетный магнитофон WALKMAN, а к концу 80-х уже продала их 50 млн., в 1992 году — 100 млн., в 1995 году — 150.

За первый год после появления формата CD в США было произведено 30 тыс. проигрывателей и 800 тыс. CD. В 1985 году существовало уже 12 моделей CD-проигрывателей. Количество наименований дисков к этому времени достигло 4 тыс. К 1987 году продали уже 7 млн. проигрывателей.

В 1984 году создали первый CD-плеер и к 1986 году продали 3 млн. плееров и 53 млн. компактов, в 1990 году — 9,2 млн. плееров и 288 млн. дисков. В мире сейчас больше 500 млн. CD-проигрывателей и больше 1 млрд. наименований компакт-дисков.

На сегодняшний момент в мире продано около 1,5 млрд. плееров. Сейчас существует от 2,5 до 4 тыс. звукозаписывающих компаний.

В октябре 2003 года в США было продано 7,7 млн. MP3-записей и только 4 млн. CD.

В 2003 году в США продали 5 млн. обычных CD-плееров и 3,5 млн. плееров, поддерживающих MP3 формат, что было в 2 раза больше, чем в 2002 году.

Первые MP3-плееры в США стоили около 400$, в то время как кассетные магнитофоны — 30$, а CD-плееры — 170$. За 2 года было продано 1,4 млн. MP3-плееров, которые подешевели до 100$. Скачивание 1 MP3-файла в США стоит 1$, альбома — 10—12$, а покупка CD обойдется в 10—24$.

В 2002 году объем продаж CD составил 32 млрд. долларов. Всего в мире было продано на 2003 год приблизительно 229 млн. легальных дисков и 640 млн. — пиратских.

В 2001-м первый раз продажи легальных CD упали на 5%, в следующем году — уже на 15%.

С 1999 по 2003 год продажи CD в США упали на 25% в пользу MP3, в том числе и бесплатно скачанных.

В 1996 году в России диски изготавливались на двух заводах, к 2003 году — уже на 33. Сейчас страна производит 342 млн. CD и 28 млн. DVD, при этом в 2003 году было продано только 30 млн. легальных дисков.

В России наибольшее количество пустых мини-дисков, 750 тыс., было куплено в 2000 году. К концу XX века в России 5 млн. семей, это 10% населения, имели CD-проигрыватели. В 2002 году в России было продано около 10—12 тыс. флэш-карт.

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.