Приветствую Вас, уважаемый читатель. Раз Вы читаете эти строки, то перед Вами - реферат, посвящённый работе с виртуальным звуком. Какую реальную информацию Вы сможете отсюда почерпнуть? Так как пишет этот реферат отнюдь не человек, планирующий себе карьеру в области физики или звукорежиссуры, а пишет её школьник, пытающийся систематизировать информацию, хранящуюся у него в голове и среди найденных им материалов, чтобы самому разобраться в ыбранном вопросе и поделиться своими изысканиями с Вами, этот реферат будет содержать в себе весьма ограниченное количество сугубо научной, теоретической информации, но зато будет вполне пригоден для практического использования. Но отмечу: так как времени у меня не столь много, сколь хотелось бы, я надеюсь на то, что любой человек, читающий этот реферат, обладает достаточными познаниями в области физики, чтобы я мог не начинать свой разговор о звуке как о физическом понятии с механических колебаний, волн и их параметров.
Итак, с чего же следует начать? Начну я, конечно, с истории. Так как процесса работы со звуком, как в аналоговой, так и в цифровой среде, не было бы без звукозаписи, то рассказ мой начинается с 1850х годов. Именно тогда было изобретено первое звукозаписывающее устройство, фоноавтограф. Состоявший из металлической мембраны, рупора прикреплённого к ней с одной стороны и иголки - с другой, он мог записывать на прикреплённый под иголкой цилиндр, покрытый закопчённой бумагой, небольшую канавку-"след" звука, каким-либо образом поданного на рупор. Этим его возможности ограничивались: воспроизводить свою запись он не мог.
Зато через двадцать лет американец Томас Эдисон патентует другое устройство, фонограф. Этот аппарат, состоящий, в
принципе, тоже из рупора, мембраны, иглы и цилиндра-валика, уже может воспроизводить свою запись. По сравнению с
фоноавтографом в нём было внесено два изменения. Во-первых, валик вращался уже на винтовой резьбе, что обеспечивало
ему движение в горизонтальной плоскости. Во-вторых, он был покрыт уже не бумагой, а оловянной фольгой. Когда валик
вращали, игла также оставляла на нём равномерный след, продолжавшийся теперь на всю длину цилиндра. Если же при
вращении валика в рупор подавали звук, то след уже приобретал вследствие колебаний мембраны меняющуюся в
соответствие со звуком глубину. А при повторной установке цилиндра с записанным на него звуком игла приходила в
движение в соответствии с формой канавки, заставляя колебаться мембрану, к коей была прикреплена. И так как
колебания эти повторяли с большей или меньшей точностью те, из-за которых канавка появилась, то из рупора тихо
раздавался звук.
|
|
С этого началась звукозапись. В процессе её развития люди стали использовать поперечную запись колебаний в место
запись "вглубь". С использованием этого принципа Эмилем Берлинером в 1887 были созданы грампластинки, позволившие
массово тиражировать записи и остававшиеся популярными вплоть до второй половины ХХ века.
|
|
Потом появилась магнитная запись звука и, соответственно, новый хранитель звуковой информации, магнитная лента. Чтобы представить себе процесс магнитной звукозаписи, возьмём простейший её случай, с микрофоном. Ну, начнём с того, что представляет собой простейший микрофон (именно ниже описанную версию этого устройства сотворил Д. Юз в далёком 1878 году). Это ёмкость, заполненная угольным порошком, одна грань которой - тонкая металлическая мембрана. Она проводит электрический ток, причём, когда в микрофон подаётся звук, мембрана, естественно колеблется, меняя плотность угольного порошка и, соответственно, сопротивление проводника-микрофона, и его сопротивление меняется в соответствии с воздействующей на мембрану звуковой волной. Так устроен простейший микрофон. А теперь представим себе электрическую цепь, состоящую из источника питания, микрофона и электромагнита. Вблизи электромагнита располагается некий кусок железа, который намагничивается с определённой силой. Теперь представим, что в микрофон что-то говорят. Это меняет сопротивление микрофона, что изменяет напряжение в цепи и, соответственно, мощность электромагнита. Электромагнит, в свою очередь, будет постепенно менять степень намагниченности железа. А теперь представим, что кусочков железа много, они маленькие и постоянно движутся в одну сторону. В таком случае, минуя электромагнит, кусочки железа будут по-разному намагничиваться. Именно таким образом и происходит магнитная звукозапись. Только вместо железа - магнитная лента, содержащая частички некого проводящего ток элемента. Воспроизводится запись также при помощи электромагнита: лента с записью проходит мимо электромагнита, в котором индуцируется напряжение. Пройдя через какой-либо усилитель, многократно усилившийся ток действует на устройство, противоположное микрофону, и называющееся телефон, а в простонародье - динамик. Простейший телефон состоит из электромагнита и закреплённой напротив него мембраны. При подаче переменного тока на электромагнит, последний, с различной силой притягивая и отталкивая мембрану, заставляет её колебаться в соответствии с подаваемым током; колеблющаяся мембрана создаёт звуковую волну, которая звучит в соответствии с тем, что записано на ленте.
Именно благодаря магнитной звукозаписи открылся вопрос качества звукозаписи. Поясняю: работа над звуком (что будет более чем подробно описано ниже) на студии представляет собой, в целом, многократное проигрывание записи и многократное же её перезаписывание. Грампластинки для этого явно не подходили: во-первых, запись с каждым проигрыванием ухудшалась, т.к. игла просто меняет форму канавки; во-вторых, пластинку нельзя зациклить на каком-то конкретном её фрагменте; в-третьих, повторной записи на пластинке не сделаешь, а постоянно записывать на новой - дорого и неудобно… Магнитную ленту же можно было разрезать, склеивать, зацикливать, многократно использовать… Да и запись на ней сохраняется гораздо дольше, чем на грампластинке. В хороших студиях звукозаписи до сих пор используется магнитная лента.
Появившиеся в 1985 году компакт-диски, конечно, уже практически вытеснили с рынка и грампластинки, и магнитную ленту, но в "живой" звукозаписи они неприменимы. Во-первых, их запись в реальном времени невозможна; во-вторых, звук на них - уже в цифровом виде (об этом ниже). Принцип же их записи заключается в том, что на алюминиевой плёнке особым образом делаются микроскопические углубления, на которые при воспроизведении светит лазерный луч. Если углубления не сделано, то луч напрямую отражается, попадая на фотодиод, если же сделано, то он отражается в другую сторону. Таким образом на диск записываются единицы и нули… Но об этом - позже…
С помощью всего этого люди слушают музыку. Слушают. А чтобы музыку было возможно слушать, нужно, чтобы её кто-то для начала сочинил. А потом сыграл своё произведение на студии… Но что значит "сыграл"? Воплотил в жизнь через звук… Но тогда резонный вопрос - что же это такое - звук?.. С этого я и начну свою работу.