Человек, который придумал стерео
Стерео звук полвека с момента изобретения никому не был нужен, а теперь мы даже не представляем моно музыку. Как же такое могло произойти?
В 1881 году в Париже проводилась электротехническая выставка. Организаторам нужна была сенсационная изюминка для посетителей. Инженер Клеман Адер предложил кабинки для прослушивания оперы, способные передать пространственную акустику настоящего театра. Для этого на сцене Парижской национальной оперы установил два микрофона и сигнал по проводам передал на территорию выставки. Для каждого посетителя было два наушника. Практически это был первый прообраз стереофонии.
Сенсация удалась и посетители были впечатлены. Вскоре во Франции и Англии начали предоставлять услугу прослушивания постановок через «Театрофон». В аппарате стоял таймер, ограничивающий время прослушивания, в зависимости от номинала брошенной монеты.
Правда звук в «Театрофоне» уже был не стерео-тянуть две отдельные линии к каждому аппарату было очень дорого.
С развитием индустрии звукозаписи, начались эксперименты по записи стерео звука на грампластинки. Наибольших успехов в этом направлении удалось достигнуть талантливому британскому инженеру Алану Дауэр Блюмлейн (Alan Dower Blumlein).
Алан Дауэр Блюмлейн родившийся в 1903 году, изобрел стереофонический звук – такой способ воспроизведения звука, который слышится как будто из нескольких направлений.
Алана не устраивает моно звучание и он ставит цель максимально точно записать объемный звук. Он математически рассчитал оптимальный тип микрофонов, необходимые характеристики и их взаимное расположение. Он первым предлагает преобразовать сдвиг фаз между каналами в разницу амплитуд для увеличения стереоэффекта.
Когда изобретатель был в кино со своей женой, он повернулся к ней и сказал, что слепой человек никогда не узнает, где находятся персонажи на экране, так как весь звук раздается в одном направлении из одного динамика. Но он придумал решение. Он назвал это «бинауральным звуком», который теперь называется «стерео».
В 1934 году он записал Симфонию Моцарта № 41 (известную под названием «Юпитер») с Лондонским филармоническим оркестром в студии Эбби-Роуд в стерео. Блюмлейн участвовал в записи первого в мире фильма со стереозвуком – «Поезда на станции Хэйз» в 1935.
Работы Блюмлейна включали в себя изобретения, необходимые для записи, обработки и воспроизведения звука в стерео. Блюмлейн был удостоен наградной таблички от Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в Эбби-Роуд, где он работал на звукозаписывающую музыкальную компанию EMI.
Посвящая ему наградную табличку, президент IEEE Говард Мичел рассказал, что Блюмлейн изобрел: схему «тасовки» сигнала, сохраняющую пространственную информацию, двунаправленную микрофонную «пару Блюмлейна», способ записи двух независимых аудиоканалов на одной дорожке, стереофоническую режущую головку и дифференциальный преобразователь, объединяющий направленные сигналы.
Некоторые из этих изобретений были экспонатами выставки архива EMI, в том числе «бинауральные» микрофоны, уже известные как «пара Блюмлейна». Пара микрофонов расположены под прямым углом друг к другу, чтобы записывать звук по отдельности, что и дает стереоэффект.
Два канала, по сравнению с одним, вели к уменьшению количества дорожек на одной граммофонной записи. Блюмлейн придумал способ, как читать две дорожки сразу, чтобы получить стереоэффект.
Так же он нашел блестящее решение по записи стереозвука на грампластинки. Алан предложил записывать левый и правый канал на разные стенки звуковой канавки грампластинки по формуле +45/-45. Это стало всемирным стандартом стерео грамзаписи. Другие фирмы предлагали двухканавочную запись или записывать по формуле 0/90.
Разработанная технология стереозаписи опередила время. И зобретение Блюмлейна не было оценено в полной мере еще несколько десятилетий; Например, первые записи The Beatles в 1960 по-прежнему были монофоническиими.
Звукорежиссера Роберт Александр (Robert Alexander) который написал биографию Блюмлейна сказал: «В то время, в 1930-х годах, очень и очень незначительное. Потому что большинство людей в 1930-е годы вряд ли могли позволить себе один громкоговоритель и, тем более, два. Так что EMI, ответственные за эту технологию, отложили ее» . Она была заново «открыта» в 1956 году.
Блюмлейн активно учувствует в создании британского телевизионного стандарта, за огромный вклад стандарту ТВ присваивают его имя. Работая над схемами электронных блоков, он старался везде вносить улучшения. За ним числятся оригинальные схемные решения катодного повторителя , отрицательной обратной связи, линии задержки, ультралинейного и дифференциального каскадов и т.д.
С началом Второй мировой войны переключается на создание радаров для ночных бомбардировщиков. Алан Блюмлейн погиб в авиакатастрофево время испытания радара в 1942 году. Ему было всего 38 лет.
За короткую жизнь успел получить 128 патентов на изобретения, многими из которых мир пользуется до сих пор. Подробности его работы по военной тематике засекречены до сих пор.
В 2017 году Национальная академия искусства и науки звукозаписи США посмертно наградила Блюмлейна «Грэмми» как создателя стереофонической звукозаписи
Первая стерео грампластинка была изготовлена только в 1958 году на аппарате Westrex (США).
Интересный казус: в СССР выпуск стерео электрофонов начался раньше производства пластинок. Первый электрофон «Юбилейный -Стерео» поступил в продажу в 1957 году.
Электрофон имел оригинальный корпус в виде двух чемоданов: в одном сам проигрыватель, а второй чемодан разделяется пополам на две звуковые колонки.
Стерео усилитель электрофона, за счет выходного каскада на лампах 6П18П, выдавала мощность 2х12 Вт. Двухполосные акустические колонки, по 4 динамика каждая, имели полосу 70. 12000 Гц, что очень прилично для тех лет. К сожалению, вскоре схему упростили для снижения себестоимости.
1961 году начали выпускать первый советский стереофонический магнитофон модель «Яуза-10» . Конструктивно магнитофон получился так же «двухчемоданный«
Интересное распределение акустики: в магнитофоне два динамика 1ГД-9-150, а на выносных колонках используются 5ГД-1-РРЗ. Практически формат 2.1. образца 61 года.
Первым кассетным стереомагнитофоном стала модель «Вильма-Стерео» 1972 года.
Даже сегодня, несмотря на обилие форматов звукозаписи, многие из нас продолжают слушать музыку в формате, придуманном Алан Блюмлейн 90 лет тому назад- стереофонии .
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Человек, который придумал стерео
В блоге Аудиомании на ГТ мы обсуждали историю Hi-Fi стерео в послевоенной Америке в двух частях (1 и 2).
Эта тема чем-то напоминает наш рассказ о возвращении «сериализованного» контента в форме подкастов – мы обсуждали зарождение радио и разговорного формата передач в послевоенных США.
Сегодня мы посмотрим на чуть более ранний исторический период и поговорим о человеке, который придумал стерео.
Речь идет об Алане Дауэре Блюмлейне (Alan Dower Blumlein), английском инженере-электронщике, который родился в 1903 году и считается изобретателем стереофонического звука.
Некоторые из его патентов используются в стереозаписях, которые мы слушаем и сегодня. На его имя зарегистрировано около 70 патентов.
Как говорил его сын, Саймон Блюмлейн, когда изобретатель был в кино со своей женой, он повернулся к ней и сказал, что слепой человек никогда не узнает, где находятся персонажи на экране, так как весь звук раздается в одном направлении из одного динамика. Но он придумал решение. Он назвал это «бинауральным звуком», который теперь называется «стерео».
В 1934 году он записал Симфонию Моцарта № 41 и участвовал в записи первого в мире фильма со стереозвуком – «Поезда на станции Хэйз» в 1935.
«Бинауральные» микрофоны, известные как «пара Блюмлейна», – это еще одно изобретение ученого.
Блюмлейн придумал способ, как читать две дорожки одной граммофонной записи сразу, чтобы получить стереоэффект.
«Он разработал целостную систему от микрофона и обработки звука, до динамиков, таким образом, что мы на самом деле можем почувствовать звук слева или справа; а также усовершенствовал нарезку виниловых пластинок или, как тогда говорили, шеллака».
«Стерео» Блюмлейна обрело новую жизнь уже в 1956 году. Это было время, когда стерео стало самой желанной покупкой для семей среднего класса и распространенной частью домашнего быта.
Теоретик культуры Джордж Стейнер (George Steiner) в 1961 году написал: «Новый состоятельный средний класс мало читает, но слушает музыку с нескрываемым удовольствием.
Там, где раньше находились книжные полки, теперь гордо стоят стеллажи с записями альбомов и элементы Hi-Fi аппаратуры».
Учитывая изобретение Блюмлейном технологии, которую сейчас большинство из нас высоко ценят каждый день, удивительно, что изобретатель практически неизвестен за пределами круга людей, занимающихся звукозаписью.
Он работал в сфере телекоммуникаций, телевидения, и в других областях записи звука, и даже создал радар, который сыграл свою роль в ходе войны. Алан Блюмлейн умер в 1942 году, разбившись во время испытательного полета на бомбардировщике, который был снабжен тем самым радаром.
Источник
Была ли жизнь до Audio CD или как ЕЩЁ раньше писали цифровой звук
Давным-давно, когда любителей прогревать кабели и ставить “гармонизаторы питания” еще не существовало, а проигрыватели звуковых фонограмм были сплошь аналоговыми, очень шумными и почти всегда монофоническими, суровые японские инженеры из города Токио пришли к выводу, что хватит это терпеть и пора, наконец, осваивать новые горизонты, заодно совместив приятное с полезным — мечтой показать огромный кукиш бака гайдзинам. Так как преимущество в сфере видеозаписи к 60-ым годам уже прочно закрепилось за американцами (дедушка Понятофф ещё в 1956 г. выпустил первый в мире видеомагнитофон Ampex VR-1000, мгновенно похоронивший телекино; чуть позже подтянулись Советы), было принято решение развивать неизведанное тогда ещё направление цифровой звукозаписи. А тут как раз и разработка бледнолицых оказалась как нельзя кстати — ведь мало кто сейчас помнит, что многие десятилетия подряд именно огромные катушечные видеомагнитофоны с вращающимися головками были чуть ли не единственными устройствами, способными обеспечить самую большую плотность записи данных на квадратный сантиметр, и при этом развить такую скорость чтения сигнала, что никаким перфокартам и не снилось — речь шла о мегагерцах полезного частотного диапазона, отдаваемых с магнитной ленты ежесекундно.
Это Ampex VR-2000B, видеомагнитофон формата «Квадроплекс», предок батиного видака в закромах твоей антресоли и… прадед потокового радио в твоём смартфоне.
Тут, кстати, стоит отметить, что японцы были далеко не первыми, кто решил поиграться с импульсно-кодовой модуляцией (Pulse-code modulation, или просто PCM), т.е. кодированием определённых частот в виде набора единиц и нулей. Первые примитивные устройства для передачи цифровой информации по телеграфу появились аж в двадцатые годы XX века — так, Бартлейнская кабельная трансмиссионная система могла передавать картинки (!) по трансатлантическому кабелю из Лондона в Нью-Йорк аж с 5 градациями серого (т.е. 5 битами квантования).
Но именно японским инженерам удалось решить технически сложную задачу, выведя технологию цифрового кодирования информации на новый уровень и навсегда преобразив мир музыки (а позже и видео).
Технические сложности
Ведь с записью на ленту всплыла ровно та же проблема, что и с передачей данных на дальние расстояния. Магнитная лента тех лет не отличалась высоким качеством, очень быстро изнашивалась, да и в целом обладала неким постоянным уровнем выпадений полезного сигнала. И если для аналогового телевидения шестидесятых это не было большой проблемой, то для цифрового потока данных такое внезапное внесение рандома в сигнал приводило к катастрофическим изменениям амплитуды и частоты, и соответственно, слышимым уху искажениям. Данные необходимо было защитить таким хитрым алгоритмом, который позволил бы восстановить из оставшихся целых фрагментов сигнал вновь в первозданном виде. В чём японцы и преуспели в последующие годы.
Уже в 1967-ом на свет появляется первый рабочий прототип, созданный в сотрудничестве Японской вещательной компании (NHK) и Nippon Columbia (Denon). А ещё чуть позже Denon уже самостоятельно конструирует свой кодер-декодер цифрового аудиосигнала, обозвав его DN-023R. Честно говоря, это было не совсем… устройство, а скорее целый шкаф, доверху забитый электроникой, в довесок к которому пододвигалась тяжеленная тумба с катушечным 2” видеомагнитофоном, собственно аналоговый видеосигнал которого использовался… как носитель цифровых аудио-данных. И лишь только в такой причудливой связке они вместе способны были ожить и поразить слушателя невиданным доселе качеством фонограмм.
А качество звучания этого чудовища было на тот момент весьма внушительным: несжатый поток цифровых данных со скоростью передачи 7.18 МГц превращался в 13-битное, 2-, 4-, или 8-канальное аудио с частотой дискретизации 47.25 кГц (20 — 23.000 Гц). Что, думаю, покажется весьма необычными для современного читателя характеристиками (битность даже не равна степени от двойки! да она вообще нечётная! но тогда никого это не смущало). Уже этих возможностей с лихвой хватало, чтобы обеспечить детонацию и взаимопроникновение каналов за пределами границ измерения, добиваясь при этом гармонических искажений на уровне менее 0,1%. Если вам кажется это большой цифрой, то напомню, что даже на студийных магнитофонах тех лет — а речь, напомню, идёт о 1972 г. — искажения измерялись ПРОЦЕНТАМИ.
Нет нужды говорить, каким прорывом тогда стал этот… ммм, цифровой рекордер. Отсутствие шумов (отношение с/ш составляли впечатляющие 75 дБ), огромный динамический диапазон и отсутствие девиаций в сигнале просто покоряли слушавших его рецензентов. Т.к. выпущен был DN-023R лишь в единственном числе, брали его в аренду буквально все крупные звукозаписывающие компании, перевозя грузовыми самолётами в концертные залы по всему свету.
Японский дид слушает запись, обложившись видаками и аппаратурой. Вот так и появлялся первый на свете аудиофил.
В преддверии цифровой революции
В семидесятые Япония совершает самый настоящий технологический рывок, стремительно взойдя на олимп мировых лидеров электронной промышленности, что не могло не сказаться и на перспективной отрасли. Всего за менее чем пятилетку было выпущено несколько других экспериментальных моделей PCM записи, один компактнее другого, пока, наконец, в 1977 году компания Sony не представила первый серийный цифровой аудиопроцессор Sony PCM-1. Всего за полмиллиона йен или 4.400 вечнозелёных президентов счастливому обладателю была доступна 20-килограммовая бандура, умевшая пусть несколько меньше чем Denon — каналов было всего 2, ЦАП-АЦП остался 13-битным, а частота дискретизации приблизилась к современному стандарту (44.056 кГц) — однако позволявшая в довесок к своим небольшим (относительно) габаритам сопрягать приставку с только-только появившимися на рынке бытовыми кассетными видаками формата U-Matic, Betamax и VHS. Таким образом, именно 1977 год можно смело называть точкой отсчёта войны “бездушной” цифры за умы и сердца слушателей.
Sony PCM-1 вместе с Betamax магнитофоном, 1977 год.
До появления компакт-диска оставалось ещё пять лет, а работа в лабораториях всех крупных японских и европейских компаний кипела как никогда. За короткий промежуток времени ярко возникали и также быстро исчезали в безвестности огромное количество разработок от Sony, Philips, Denon, Technics, Mitsubishi, JVC, Sansui, dbx, Telefunken и многих других.
На что только ни пытались записать PCM — и на катушки, и на LaserDisc, и на винил (AHD, Telefunken MD) и даже на компакт-кассету (за десять лет до DCC!), но ничего из этого не дошло до прилавков.
Ренессанс
Все эти концепты, прототипы, мелкосерийные модели с сумасшедшей стоимостью, которых отделял лишь исторический миг до появления первых CD проигрывателей, навсегда затеряются во времени, как слёзы в дожде так и оставались бы уделом одиночек-архивариусов, если бы не обрели неожиданную вторую жизнь в небольшом, но очень активном техногикерском коммьюнити #FagearTechCorner, основателем которого стал собиратель старых железок и меломан Макс “Fagear” Крюков, известный своим «ухоусём», доработкой советских колонок и наушников, а также репликами звуковых карт. Позже к нему присоединился коллекционер советской видеотехники Александр “kokovin93” Коковин (который Bunker Dance). И где-то на стыке их интересов затесался некто VCD, вовремя подбросивший в новоиспечённое сообщество свой ролик про покупку одной жутко дорогой и никому неизвестной вундервафли, а именно — Technics SV-P100, представляющей собой, как позже выяснилось, самую первую попытку дать готовый домашний цифровой аудиомагнитофон простому японцу (если у него, конечно, были свободные 600.000 йен), скомбинировав PCM-приставку и видеомагнитофон в одном флаконе.
Technics SV-P100 собственной персоной. 1981 год.
Характеристики
- Носитель: VHS
- Стандарт PCM: EIAJ Stereo STC-007 (NTSC)
- Квантование: линейные 14-бит
- Частота дискретизации: 44.056 кГц
- Частотные характеристики: 2 Гц — 20 кГц (±0.5 дБ)
- Гармонические искажения: менее 0.01% (1 кГц)
- Динамический диапазон: 86 дБ
- Вес: 21 кг
- Потребляемая мощность: 90 Вт
Забавно, но ведь Technics SV-P100 вполне мог стать тем, чем впоследствии запомнился CD — удобным и простым в использовании массовым форматом цифрового аудио. Однако непомерно высокая цена, сырость цифровых схем, из-за чего корректор ошибок часто не справлялся со своей задачей, и самое главное — боязнь держателей звукозаписывающих лейблов перед аппаратурой, позволяющей в бытовых условиях записать абсолютно идентичную копию с оригинального носителя (что впоследствии едва не убило DAT) — все это это сыграло против SV-P100, в результате чего “цифровидик”, как и все его PCM-собратья, просто канули в лету… пока энтузиасты волею случая не переоткрыли для себя столь необычный вид техники, стоящий где-то между видео и аудио. И ключевым поворотом в этой истории стало видео от Макса Крюкова с большой распаковкой японских некро-железок, в числе которых затесалась и PCM-приставка Sansui, которую он попробовал подключить к видеомагнитофону. Ролик получил неожиданную популярность, и ряды заражённых странным увлечением записывать динамически меняющиеся QR-коды на VHS-кассеты (и не только) стали стремительно расти.
Именно так выглядит PCM сигнал на экране телевизора, если кассету с ним воспроизвести с обычного магнитофона.
Да не просто записывать, а ещё и пытаться этот формат понять, от-реверсинжинирить и повторить, создав свои собственные аудио-процессоры и программные декодеры… но об этом в следующей статье.
Источник