Звукозапис: какво е, как работи, история, методи и носители

Аналогов цилиндър

Първите машини за запис на звук са били механични, а не електрически. Фонографът е изобретен от Томас Алва Едисон през 1877 г. Фонографите имат въртящ се цилиндър, покрит с мек материал, като например фолио, олово, восък или амберол. Звуковите вълни разклащат малка игла, така че движението ѝ пренася вълните. Докато цилиндърът се върти, иглата рисува движението на звуковите вълни в мекото покритие. По този начин цилиндърът се превръща в запис на звука, който е бил в иглата.

Този запис се възпроизвежда чрез проследяване на друга игла през жлеба в цилиндъра. По този начин се пресъздават малките вибрации на възпроизвеждащата игла. Тези вибрации могат да се усилят (да се направят по-силни), за да се създаде по-силен, по-слушаем звук.

Фонографът е полезен за правене на единични записи, но голям недостатък е трудността да се правят копия на цилиндрите.

Аналогов диск

Проблемът с копирането на записи се решава с изобретяването на грамофона (наричан още фонограф на американски език) около 1888 г. Грамофонът работи по същия начин като фонографа, но вместо върху цилиндър, каналите на иглата са гравирани върху диск, който се върти върху въртяща се маса. Тъй като носителят на плочата е плосък, копирането на записи е много по-лесно. Притискането на оригиналния запис върху плоча от шеллак създаваше негативен мастър, при който каналите представляваха неравности по повърхността, вместо да бъдат надраскани в нея. Този мастър може да се използва за създаване на много копия чрез обратния процес.

Първите грамофонни плочи са били изработени предимно от гума или шеллак, но по-късно плочите са били изработени от винил.

Първоначално плочите са се въртели със скорост 78 оборота в минута, или 78 об/мин. С усъвършенстването на технологиите плочите могат да се въртят по-бавно, но въпреки това да възпроизвеждат по-добре звука и да се възпроизвеждат по-дълго време. В средата на 20-ти век се разпространяват 45 оборота в минута, а в края на 1900-те години повечето плочи са с 33 оборота в минута.

Лента

В края на 30-те години на миналия век се появява магнетофонът. Лентовите записващи устройства използват магнитна лента като носител, а записващата глава съхранява звука върху лентата. Звуковите вълни се преобразуват в електрически сигнал в записващото устройство. Този сигнал отива в главата, където променя полярността на много малки магнити. Лентата се движи покрай главата с постоянна скорост и магнитните частици в нея се пренареждат от тези магнити в модел, който представлява звуковата вълна. Тези магнитни шарки много приличат на малките канали на цилиндричните или дисковите плочи по начина, по който представляват енергията на вибрациите на звуковите вълни.

Когато се възпроизвежда лента, тя минава покрай възпроизвеждаща глава, която разчита магнитните модели на лентата и ги преобразува обратно в електрически сигнал. След това електрическият сигнал може да бъде преобразуван в звукови вълни или копиран в друг вид машина за обработка на звук.

Магнитната лента е разделена на няколко писти. Всяка писта използва част от ширината на лентата и може да съхранява напълно различен запис, който може да се възпроизвежда едновременно с другите писти. При лентата с две писти една писта е разположена на половината от лентата, а друга писта - на другата половина. Четирилентовата лента има четири писти, разположени една до друга, подобно на магистрала с четири платна. Повечето магнетофонни записи днес са стереофонични (или стерео), което означава, че имат две писти, които са предназначени да се възпроизвеждат заедно. Обикновено едната се възпроизвежда от лявата страна на слушателя, а другата - от дясната, за да съответства на двете уши на слушателя.

Първите ленти са били навити на плоска макара и са се прехвърляли на приемна макара по време на запис или възпроизвеждане. След запис или възпроизвеждане те са били пренавивани, така че да се съхраняват само на макарата за съхранение. Този вид система днес обикновено се нарича "макара на макара". Тя все още се използва за някои професионални записи и възпроизвеждане, но за домашна употреба макарите бяха заменени с други видове ленти през 70-те години на миналия век. Касетите са малки касети, съдържащи две макари вътре. Касетите преместват четирилентовата лента в една от двете посоки, съответстващи на етикетите им за страна А и страна Б. Макарата отляво съдържа неизпълнената или незаписаната лента, а макарата отдясно съдържа лентата, която вече е преминала през записващата или възпроизвеждащата глава. Когато обърнете касетата, лентата все още се движи от ляво на дясно, но това всъщност е обратната посока. Записът от "страна А" възпроизвежда две песни като стерео, а записът от "страна Б" възпроизвежда другите две.

През 70-те и 80-те години на миналия век осемлентовите касети бяха популярни за известно време. Осемте ленти работят подобно на касетите, но лентата е циклична: тя се повтаря, след като е била възпроизведена докрай. Тъй като е с осем песни, има четири програми за избор, всяка от които е стерео. Осемте ленти вече не са много популярни, но все още могат да се намерят в колекциите на любителите.

Професионалните системи за запис на лента може да имат дори повече писти или да ги използват по различен начин. Обикновено подобна система е проектирана така, че да позволява на някого да смесва следите по различни начини от първоначално записаните. Съществува обаче вид запис, наречен квадрофоничен, при който се използва четирилентова лента за едновременно възпроизвеждане на четири различни песни. Добрият квадрофоничен запис може да звучи много по-"истински" от стерео или монофоничните записи.

Цифрова аудио лента

Технологията за запис на ленти се използва от ранните години на компютрите за съхраняване на цифрова информация. С усъвършенстването на компютърните технологии се усъвършенства и технологията на магнитните ленти. През 80-те години на миналия век се появява технологията за цифрова аудиолента (DAT). DAT е проектирана да работи подобно на касетата, с изключение на това, че магнитните шаблони на DAT представляват цифрови данни вместо звукови вибрации. Тези цифрови данни представляват цифров аудиозапис, който може да се копира и възпроизвежда с много различни компютърни системи. Преминаването към цифров формат отдалечава носителя от оригиналния звук. Вместо да бъде звуков носител, DAT е носител на данни, а данните са звуков носител. Това е по-сложно от техническа гледна точка, но и по-гъвкаво. DAT се използва за много видове запис на данни, в допълнение към звука.

Компактен диск

Компактният диск (CD) е разработен през 80-те години на миналия век като нов начин за пускане на пазара на цифрови музикални записи. С изключение на въвеждането на CD-ROM и няколко вида записваеми компактдискове, компактдискът не се е променил много оттогава. Подобно на DAT, той е по-скоро носител на данни, отколкото начин за директно записване на вибрации. Той е въведен, за да осигури музика по начин, който е евтин за производителите, но сравнително качествен, но оттогава е адаптиран, за да отговори на много нужди за съхранение на данни. Подобно на DAT, компактдискът изисква компютърна технология за запис и възпроизвеждане.

През 90-те години на ХХ век компактдисковете изместват касетите и плочите като основен вид търговски музикални носители. Днес, въпреки че компактдисковете все още са много популярни, "онлайн" цифровите записи като MP3 бързо набират популярност.

Най-ранните методи за запис на звук включват запис на живо на изпълнението директно върху носителя на записа. Това е бил изцяло механичен процес, често наричан "акустичен запис". Звукът на изпълнителите е бил улавян от мембрана със свързана към нея режеща игла. Иглата правеше жлебове в звукозаписния носител.

За да бъде този процес възможно най-ефективен, диафрагмата се намираше на върха на конус, а изпълнителят(ите) се тълпеше(т) около другия край. Ако някой от изпълнителите е твърде силен, той трябва да се отдръпне от върха на конуса, за да не заглуши останалите изпълнители. В резултат на това в ранните джаз записи вместо басов барабан се използва дървено блокче.

Въвеждането на електрическия запис дава възможност да се използват микрофони за улавяне на звука от изпълнението. През 1925 г. водещите звукозаписни компании преминават към процеса на електрическо записване с микрофон, а до края на десетилетието повечето други звукозаписни компании ги последват. Електрическият запис увеличава гъвкавостта и качеството на звука. Въпреки това, след като изпълнението все още се изрязва на носителя на записа, така че ако се допусне грешка, записът е безполезен.

Електрическият запис позволи да се записва една част на диск и след това да се възпроизвежда, докато се възпроизвежда друга част, като двете части се записват на втори диск. Това се нарича over-dubbing. Първите търговски записи с използване на over-dubbing са издадени от Victor Talking Machine Company в края на 20-те години на миналия век. Въпреки това, до въвеждането на аналоговата аудиокасета използването на overdubbing е ограничено. Използването на дублиране на лента е въведено за първи път от Лес Пол и се нарича запис "звук върху звук". По този начин изпълненията могат да бъдат надграждани с течение на времето.

Аналоговият магнетофон дава възможност да се изтрие или запише предишен запис, за да се поправят грешките. Друго предимство на записването на лента е възможността да се реже лентата и да се съединява отново. Това позволява записът да бъде редактиран. Части от записа могат да бъдат премахнати или пренаредени. Вижте Редактиране на аудио

Въвеждането на електронни инструменти (особено клавишни инструменти и синтезатори), ефекти и други инструменти доведе до значението на MIDI в звукозаписа. Например, използвайки MIDI timecode, е възможно различно оборудване да се "задейства" без пряка човешка намеса по време на записа.

В по-ново време компютрите (цифрови аудио работни станции) играят все по-голяма роля в звукозаписното студио, тъй като използването им улеснява задачите по рязане и зацикляне, както и позволява незабавни промени, като дублиране на части, добавяне на афекти и пренареждане на части от записа.

Френският книжар и печатар Едуар-Леон Скот дьо Мартинвил е най-ранният известен изобретател на звукозаписа. Смята се, че той е изобретил първото устройство за запис на звук, известно като фоноавтограф.