Стереофонический звук , или чаще стерео , — это метод воспроизведения звука, который воссоздает многонаправленную, 3-мерную звуковую перспективу. Обычно это достигается с помощью двух независимых аудиоканалов через конфигурацию из двух громкоговорителей (или стереонаушников ) таким образом, чтобы создать впечатление звука, слышимого с разных направлений, как при естественном слухе.
Поскольку многомерная перспектива является решающим аспектом, термин стереофонический также применяется к системам с более чем двумя каналами или динамиками, такими как квадрофонические и объемные звуковые системы . Системы бинаурального звука также являются стереофоническими .
Стереозвук широко используется с 1970-х годов в развлекательных средствах массовой информации, таких как радиовещание, музыкальные записи, телевидение, видеокамеры , кино, компьютерное аудио и Интернет.
Слово стереофонический происходит от греческого στερεός ( stereós , «твердый, твердый») [1] + φωνή ( phōnḗ , «звук, тон, голос») [2] и было придумано в 1927 году компанией Western Electric по аналогии со словом стереоскопический . [ требуется ссылка ]
Системы стереозвука можно разделить на две формы: первая — это настоящее или естественное стерео, в котором живой звук улавливается с любой присутствующей естественной реверберацией с помощью массива микрофонов . Затем сигнал воспроизводится через несколько громкоговорителей, чтобы воссоздать, насколько это возможно, живой звук.
Во-вторых, искусственное или панорамное стерео, в котором одноканальный ( моно ) звук воспроизводится через несколько громкоговорителей. Изменяя относительную амплитуду сигнала, посылаемого на каждый громкоговоритель, можно предложить искусственное направление (относительно слушателя). Элемент управления, который используется для изменения этой относительной амплитуды сигнала, называется pan-pot (панорамный потенциометр). Объединяя несколько панорамированных моносигналов вместе, можно создать полное, но полностью искусственное звуковое поле.
В техническом использовании,Настоящее стерео означает запись и воспроизведение звука, использующиестереографическую проекциюдля кодирования относительных положений записанных объектов и событий.[ необходима цитата ]
Во время двухканальной стереозаписи два микрофона размещаются в стратегически выбранных местах относительно источника звука, и оба записывают одновременно. Два записанных канала будут похожи, но каждый будет иметь различную информацию о времени прибытия и уровне звукового давления. Во время воспроизведения мозг слушателя использует эти тонкие различия во времени и уровне звука для триангуляции положений записанных объектов. Поскольку каждый микрофон записывает каждый волновой фронт в немного разное время, волновые фронты не совпадают по фазе ; в результате может возникнуть конструктивная и деструктивная интерференция , если оба трека воспроизводятся на одном и том же динамике. Это явление известно как фазовая компенсация . Расположение совпадающих пар микрофонов обеспечивает стереозаписи с минимальной разницей фаз между каналами. [3]
Клеман Адер продемонстрировал первую двухканальную аудиосистему в Париже в 1881 году, с серией телефонных передатчиков, соединенных со сценой Парижской оперы и анфиладой залов Парижской электрической выставки, где слушатели могли слышать живую трансляцию выступлений через приемники для каждого уха. Scientific American сообщал:
Каждый, кому посчастливилось слышать телефоны во Дворце промышленности, замечал, что при прослушивании обоими ушами двух телефонов звук приобретает особый характер рельефности и локализации, который не может быть получен одним приемником... Это явление весьма любопытно, оно приближается к теории бинаурикулярного слуха и, как мы полагаем, никогда ранее не применялось для создания этой замечательной иллюзии, которой почти можно дать название слуховой перспективы. [4]
Этот двухканальный телефонный процесс был коммерциализирован во Франции с 1890 по 1932 год как Théâtrophone , а в Англии с 1895 по 1925 год как Electrophone . Обе услуги были доступны через монетные приемники в отелях и кафе, или по подписке в частных домах. [5]
Были случаи, когда два записывающих станка (для одновременного создания двух мастеров) питались от двух отдельных микрофонов; когда оба мастера сохранялись, современные инженеры могли синхронизировать их для создания стереозаписей с того времени, когда еще не существовало технологии преднамеренной стереофонической записи. [6]
Современная стереофоническая технология была изобретена в 1930-х годах британским инженером Аланом Блюмлейном в EMI , который запатентовал стереозаписи, стереофильмы, а также объемный звук. [7] В начале 1931 года Блюмлейн и его жена были в местном кинотеатре. Системы воспроизведения звука ранних звуковых фильмов неизменно имели только один набор динамиков, что могло привести к несколько обескураживающему эффекту, когда актер находился по одну сторону экрана, в то время как его голос, казалось, исходил с другой. Блюмлейн заявил своей жене, что он нашел способ заставить звук следовать за актером по всему экрану. Происхождение этих идей неизвестно, но он объяснил их Исааку Шенбергу в конце лета 1931 года. Его самые ранние заметки по этой теме датированы 25 сентября 1931 года, а его патент имел название «Усовершенствования в системах передачи звука, записи и воспроизведения звука и в их отношении». Заявка была датирована 14 декабря 1931 года и была принята 14 июня 1933 года как патент Великобритании номер 394,325 . [8] Патент охватывал множество идей в области стерео, некоторые из которых используются сегодня, а некоторые нет. Около 70 заявок включают:
Блюмлейн начал бинауральные эксперименты еще в 1933 году, и первые стереодиски были нарезаны позднее в том же году, за двадцать пять лет до того, как этот метод стал стандартом для стереофонических фонографических дисков. Эти диски использовали две стенки канавки под прямым углом для переноса двух каналов. В 1934 году Блюмлейн записал симфонию «Юпитер» Моцарта под управлением сэра Томаса Бичема в студии Abbey Road в Лондоне, используя свою вертикально-боковую технику. [7] Большая часть работы по разработке этой системы для использования в кинематографе была завершена только в 1935 году. В коротких тестовых фильмах Блюмлейна (в частности, «Поезда на станции Хейс», который длится 5 минут 11 секунд, и «Фильм о ходьбе и разговоре») его первоначальное намерение заставить звук следовать за актером было полностью реализовано. [9]
В Соединенных Штатах Харви Флетчер из Bell Laboratories также исследовал методы стереофонической записи и воспроизведения. Одним из исследованных методов была стена звука , которая использовала огромный массив микрофонов, подвешенных в линию поперек оркестра. Использовалось до 80 микрофонов, и каждый из них подавал сигнал на соответствующий громкоговоритель, расположенный в одинаковом положении в отдельной комнате для прослушивания. Несколько стереофонических тестовых записей с использованием двух микрофонов, подключенных к двум иглам, прорезающим две отдельные канавки на одном и том же восковом диске, были сделаны Леопольдом Стоковским и Филадельфийским оркестром в Филадельфийской академии музыки в марте 1932 года. Первая (сделанная 12 марта 1932 года) «Прометей: Поэма огня » Скрябина является самой ранней из известных сохранившихся преднамеренных стереозаписей. [10] Выступление было частью общероссийской программы, включавшей «Картинки с выставки » Мусоргского в оркестровке Равеля , отрывки из которых также были записаны в стереоформате. [11]
Bell Laboratories продемонстрировала трехканальный стереофонический звук 27 апреля 1933 года, с прямой трансляцией Филадельфийского оркестра из Филадельфии в Constitution Hall в Вашингтоне, округ Колумбия, по нескольким телефонным линиям класса А. Леопольд Стоковски, обычно дирижер оркестра, присутствовал в Constitution Hall, чтобы контролировать микширование звука. Пять лет спустя та же система будет расширена на многоканальную запись фильмов и использована от концертного зала в Филадельфии до звукозаписывающих лабораторий Bell Labs в Нью-Джерси, чтобы записать Fantasia (1940) Уолта Диснея в том, что Дисней называл Fantasound . [ необходима цитата ]
_(14569926537).jpg/1280px-Bell_telephone_magazine_(1922)_(14569926537).jpg)
Позднее в том же году Bell Labs также продемонстрировала бинауральный звук на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 году, используя манекен с микрофонами вместо ушей . [12] Два сигнала были отправлены по отдельным диапазонам AM- станций. [13]
Используя отрывки, записанные Филадельфийским оркестром под управлением Леопольда Стоковски , предназначенные для, но не использованные в Fantasia Уолта Диснея , демонстрация Bell Laboratories в Карнеги-холле 9 и 10 апреля 1940 года использовала три огромные акустические системы. Синхронизация была достигнута путем создания записей в виде трех звуковых дорожек кинофильмов, записанных на одном куске пленки, с четвертой дорожкой, используемой для регулирования расширения громкости. Это было необходимо из-за ограничений динамического диапазона оптической кинопленки того периода, однако сжатие и расширение громкости не были полностью автоматическими, а были разработаны для обеспечения ручного улучшения студии ; т. е. художественной регулировки общей громкости и относительной громкости каждой дорожки по отношению к другим. Стоковски, который всегда интересовался технологией воспроизведения звука, лично участвовал в улучшении звука на демонстрации.
Громкость динамиков достигала 100 децибел, и демонстрация держала публику «завороженной, а порой и не на шутку напуганной», согласно одному отчету. [14] Сергей Рахманинов , присутствовавший на демонстрации, прокомментировал, что это было «изумительно», но «каким-то немузыкальным из-за громкости». «Возьмите те же « Картинки с выставки », — сказал он. — Я не знал, что это было, пока они не вникли в произведение. Слишком много «усиления», слишком много Стоковского».
В 1937 году Bell Laboratories в Нью-Йорке продемонстрировала двухканальные стереофонические кинофильмы, разработанные Bell Labs и Electrical Research Products, Inc. [15] И снова дирижер Леопольд Стоковски был рядом, чтобы опробовать новую технологию, записывая на специальную фирменную девятидорожечную звуковую систему в Академии музыки в Филадельфии во время съемок фильма «Сто мужчин и одна девушка» для Universal Pictures в 1937 году, после чего дорожки были сведены в одну для окончательного саундтрека. [16] [17] Год спустя MGM начала использовать три дорожки вместо одной для записи музыкальных подборок саундтреков к фильмам и очень быстро перешла на четыре. Одна дорожка использовалась для диалогов, две для музыки и одна для звуковых эффектов. Самой первой двухдорожечной записью, сделанной MGM (хотя и выпущенной в моно), была «It Never Rains But What It Pours» Джуди Гарленд , записанная 21 июня 1938 года для фильма « Любовь находит Энди Харди» .
В начале 1940-х годов композитор и дирижер Альфред Ньюман руководил строительством звуковой сцены, оборудованной для многоканальной записи для студии 20th Century Fox. Несколько саундтреков этой эпохи до сих пор существуют в своих многоканальных элементах, некоторые из них были выпущены на DVD, включая « Как зелена была моя долина» , «Анна и король Сиама» , «День, когда Земля остановилась» и «Серенада солнечной долины» , которые, наряду с «Оркестровыми женами» , представляют собой единственные стереофонические записи оркестра Гленна Миллера , какими они были в расцвете эпохи свинга .
Уолт Дисней начал экспериментировать с многоканальным звуком в начале 1930-х годов, как отмечено выше. [18] Первым коммерческим фильмом, показанным со стереофоническим звуком, была «Фантазия» Уолта Диснея , выпущенная в ноябре 1940 года, для которой был разработан специализированный звуковой процесс ( Fantasound ). Как и в демонстрациях в Карнеги-холле шестью месяцами ранее, Fantasound использовал отдельную плёнку, содержащую четыре оптические звуковые дорожки. Три из дорожек использовались для передачи левого, центрального и правого звука, в то время как четвёртая дорожка содержала три тона, которые индивидуально контролировали уровень громкости остальных трёх. [19] [20] Первоначально фильм не имел финансового успеха, однако после двух месяцев показов в отдельных городах его звуковая дорожка была ремикширована в монозвук для общего выпуска. Только после его повторного выпуска в 1956 году стереозвук был восстановлен в фильме.
Демонстрационный фильм Cinerama Лоуэлла Томаса и Майка Тодда под названием «Это Cinerama» был выпущен 30 сентября 1952 года. Формат представлял собой широкоэкранный процесс, включающий три отдельных 35-миллиметровых кинофильма и отдельный звуковой фильм, синхронизированные друг с другом со скоростью 26 кадров в секунду, добавляя по одной панели изображения слева и справа от зрителя под углом 45 градусов в дополнение к обычным передней и центральной панелям, создавая по-настоящему захватывающий панорамный визуальный опыт, в некотором роде сравнимый с современным изогнутым экраном IMAX OMNI .
Технология аудиодорожки Cinerama, разработанная Хазардом Э. Ривзом , использовала семь отдельных звуковых дорожек на магнитной 35-мм пленке с полным покрытием. Система включала пять основных каналов за экраном, два канала объемного звучания в задней части театра, а также синхронизирующую дорожку для соединения четырех машин, которые были специально оснащены авиационными серводвигателями производства Ampex .
Появление многодорожечной магнитной ленты и кинозаписи такого рода сделало высококачественную синхронизированную многоканальную запись более простой в техническом плане, хотя и дорогостоящей. К началу 1950-х годов все крупные студии записывали на 35-мм магнитную пленку для целей микширования, и многие из этих так называемых индивидуальных ракурсов сохранились до сих пор, что позволяет ремикшировать саундтреки в стерео или даже объемный звук.
В апреле 1953 года, когда This is Cinerama все еще демонстрировался только в Нью-Йорке, большинство зрителей впервые услышали стереофонический звук в фильме House of Wax , раннем 3D-фильме с Винсентом Прайсом в главной роли , снятом Warner Bros. В отличие от 4-дорожечных стереофильмов того периода, которые представляли собой четыре тонкие полоски магнитного материала, идущие по всей длине пленки, внутри и снаружи отверстий для зубчатых колес, звуковая система, разработанная для House of Wax , получившая название WarnerPhonic, представляла собой комбинацию 35-миллиметровой полностью покрытой магнитной пленки, содержащей звуковые дорожки для левого, центрального и правого динамиков, соединенных с двумя двухполосными проекторами системы Polaroid , один из которых имел монофоническую оптическую дорожку объемного звучания, а другой — монофоническую резервную дорожку, используемую в случае возникновения неполадок.
Только два других фильма использовали этот уникальный гибридный звук WarnerPhonic: 3-D-продукция The Charge at Feather River и Island in the Sky . К сожалению, по состоянию на 2012 год стереомагнитные дорожки к обоим этим фильмам считаются навсегда утерянными. Кроме того, большой процент 3-D фильмов содержал вариации трехдорожечного магнитного звука: It Came from Outer Space ; I, the Jury ; The Stranger Wore a Gun ; Inferno ; Kiss Me, Kate ; и многие другие.
Вдохновленная Cinerama , киноиндустрия быстро перешла к созданию более простых и дешевых широкоэкранных систем, первая из которых, Todd-AO , была разработана бродвейским промоутером Майклом Тоддом при финансовой поддержке Rodgers and Hammerstein, чтобы использовать одну 70-миллиметровую кинопленку, движущуюся со скоростью 30 кадров в секунду с 6 магнитными звуковыми дорожками, для их экранной презентации Oklahoma!. Крупные голливудские студии немедленно бросились создавать свои собственные уникальные форматы, такие как Camera 65 от MGM , VistaVision от Paramount Pictures и CinemaScope от Twentieth Century-Fox Film Corporation , последняя из которых использовала до четырех отдельных магнитных звуковых дорожек.
Компания VistaVision применила упрощенный и недорогой подход к стереофоническому звуку; ее система Perspecta имела только монофоническую дорожку, но с помощью субслышимых тонов она могла изменять направление звука, чтобы он исходил слева, справа или с обоих направлений одновременно.
Благодаря стандартному размеру пленки 35 мм, CinemaScope и его стереофонический звук могли быть модернизированы в существующих кинотеатрах. CinemaScope 55 был создан той же компанией для того, чтобы использовать более крупную форму системы (55 мм вместо 35 мм), чтобы обеспечить большую четкость изображения на экране, и должен был иметь 6-дорожечное стерео вместо четырех. Однако, поскольку фильму требовался новый, специально разработанный проектор, система оказалась непрактичной, и два фильма, снятые в этом процессе, Carousel и The King and I , были выпущены в уменьшенных копиях CinemaScope 35 мм. Чтобы компенсировать это, премьерный показ Carousel использовал шестидорожечную магнитную пленку в блокировке, а переиздание 1961 года The King and I включало фильм, отпечатанный на 70 мм с шестиканальной звуковой дорожкой.
В конечном итоге, 50 полных комплектов комбинированных 55/35 мм проекторов и пентхаусных репродукций были завершены и поставлены компаниями Century и Ampex соответственно, а звуковое оборудование для релиза 55 мм было поставлено компанией Western Electric. Несколько образцов 55 мм звуковых копий можно найти в коллекции Sponable в Архиве кино и телевидения Колумбийского университета . Впоследствии заброшенный 55/35 мм проектор Century в конечном итоге стал проектором Century JJ 70/35MM.
После этого разочаровывающего опыта с их фирменной системой CinemaScope 55 мм, Fox приобрела систему Todd-AO и переделала ее в более современную систему 24 кадра в секунду с совершенно новыми 65-мм камерами с самостоятельным управлением ( Mitchell BFC ... "Blimped Fox Camera") и совершенно новыми 65-мм камерами MOS (Mitchell FC ... "Fox Camera") и совершенно новыми объективами Super Baltar с широким диапазоном фокусных расстояний, впервые использованными в Южном Тихом океане . По сути, хотя Todd-AO был доступен и другим, формат стал главным аппаратом Fox для создания и презентации, заменив систему CinemaScope 55 мм. Текущие DVD двух полнометражных фильмов CinemaScope были перенесены с оригинальных 55-мм негативов, часто включая отдельные 35-мм фильмы в качестве дополнительных материалов для сравнения.
Начиная с 1957 года, фильмы, записанные в стерео (за исключением тех, что демонстрировались в Cinerama или Todd-AO), имели альтернативную монодорожку для кинотеатров, не готовых или не желающих переоборудовать их для стерео. [21] С тех пор и примерно до 1975 года, когда Dolby Stereo впервые был использован в фильмах, большинство кинофильмов — даже некоторые, из которых были сделаны альбомы стереофонических саундтреков, такие как «Ромео и Джульетта » Дзеффирелли — по-прежнему выпускались в монофоническом звуке, [22] стерео было зарезервировано почти исключительно для дорогих мюзиклов, таких как «Вестсайдская история» , [23] «Моя прекрасная леди» [24] и «Камелот » [25] или эпических произведений, таких как «Бен-Гур» [26] и «Клеопатра» . [27] Стерео также было зарезервировано для драм с сильной опорой на звуковые эффекты или музыку, таких как «Выпускник» . [28]
Система Westrex Stereo Variable-Area была разработана в 1977 году для Star Wars и была не дороже в производстве в стерео, чем в моно. Формат использует тот же рекордер Western Electric/Westrex/Nuoptix RA-1231 и в сочетании с технологией квадрофонической матрицы QS, лицензированной Dolby Labs от Sansui, эта система может воспроизводить тот же левый, центральный, правый и объемный звук оригинальной системы CinemaScope 1953 года, используя одну стандартную оптическую дорожку. Эта важная разработка, продаваемая как Dolby Stereo , наконец, принесла стереозвук в так называемые плоские (неанаморфные ) широкоэкранные фильмы, которые чаще всего проецируются с соотношением сторон 1,75:1 или 1,85:1.
Продюсеры часто использовали шесть магнитных звуковых дорожек, доступных для 70-мм кинокопий , и производств, снятых либо на 65 мм, либо, чтобы сэкономить деньги, на 35 мм, а затем увеличенных до 70 мм. В этих случаях 70-мм копии микшировались для стерео, в то время как 35-мм уменьшенные копии ремикшировались для моно.
Некоторые фильмы, снятые на 35 мм, такие как Camelot , имели четырехдорожечный стереофонический звук и затем были увеличены до 70 мм, чтобы их можно было показывать на гигантском экране с шестидорожечным стереофоническим звуком. К сожалению, однако, многие из этих презентаций были только псевдостерео, используя несколько искусственный метод шестидорожечного панорамирования. Процесс, известный несколько уничижительно как Columbia Spread , часто использовался для синтеза левого центра и правого центра из комбинации левого и центрального и правого и центрального соответственно, или, для эффектов, эффект мог быть «панорамирован» в любом месте по пяти динамикам сцены с помощью панорамного потенциометра one-in/five-out. Dolby, который не одобрял эту практику, которая приводит к потере разделения, вместо этого использовал левый центральный и правый центральный каналы для LFE (усиление низких частот), используя басовые блоки в противном случае избыточных промежуточных фронтальных динамиков, а позже неиспользуемую высокочастотную емкость этих каналов, чтобы обеспечить стереообъемное звучание вместо монообъемного.
На смену Dolby Stereo в кино пришла Dolby Digital 5.1, сохранившая 5.1-канальную компоновку Dolby Stereo 70 мм, а совсем недавно, с появлением цифрового кино , — Dolby Surround 7.1 и Dolby Atmos в 2010 и 2012 годах соответственно.
Развитие стереофонического звука было обусловлено техническими трудностями записи и воспроизведения двух или более каналов синхронно друг с другом, а также экономическими и маркетинговыми проблемами внедрения новых аудионосителей и оборудования. Стереосистема стоила в два раза дороже монофонической системы, поскольку стереосистема содержала два предусилителя, два усилителя и две акустические системы. Кроме того, пользователю требовался FM-стереотюнер, чтобы обновить любой магнитофон до стереомодели, а также оснастить свой фонограф стереокартриджем. В первые дни было неясно, посчитают ли потребители, что звук настолько лучше, что стоит в два раза дороже.
Томас Эдисон делал запись в формате hill-and-dale (вертикально-модулированный) на своих цилиндрах и дисках с 1877 года, а Берлинер делал запись в формате side-to-side (латеральный) вскоре после этого. Каждый формат развивался по своей траектории до конца 1920-х годов, когда электрическая запись на диске с использованием микрофона превзошла акустическую запись, которая требовала громкого исполнения в то, что было равносильно громкому мегафону в обратном направлении.
В то время радио AM существовало уже около десяти лет, и вещатели искали лучшие материалы для изготовления граммофонных пластинок, а также лучший формат для их записи для воспроизведения по узкому и, следовательно, изначально шумному радиоканалу. Поскольку радио воспроизводило те же самые шеллачные диски, доступные широкой публике, было обнаружено, что, хотя система воспроизведения теперь была электрической, а не акустической, поверхностный шум на диске маскировал музыку уже после нескольких воспроизведений.
Развитие ацетата, бакелита и винила, а также производство транскрипций радиопередач помогли решить эту проблему. После того, как были разработаны эти значительно более тихие соединения, было обнаружено, что вертушки с резиновым холостым ходом и приводом в движение колесом того периода имели сильный низкочастотный гул, но только в боковой плоскости. Поэтому, даже несмотря на то, что при всех прочих равных факторах вертикальная плоскость записи на диске имела более высокую точность, было решено записывать вертикально, чтобы производить записи с более высокой точностью на этих новых материалах, по двум причинам: повышение точности за счет избежания бокового гула и создание несовместимости с домашними фонографами, которые с их боковыми системами воспроизведения производили только тишину с вертикально модулированного диска.
После 33+Запись на 1 ⁄ 3 об/мин была усовершенствована для фильмов в 1927 году, скорость транскрипций радиопрограмм была уменьшена, чтобы соответствовать, еще раз, чтобы затруднить воспроизведение дисков на обычном домашнем потребительском оборудовании. Несмотря на то, что размер иглы оставался таким же, как у потребительских записей, либо 3 мил (76 мкм), либо 2,7 мил (69 мкм), размер диска был увеличен с 12 дюймов (30 см) до тех же 16 дюймов (41 см), которые использовались в ранних говорящих фильмах, чтобы создать еще большую несовместимость. Теперь записи не только нельзя было воспроизводить на домашнем оборудовании из-за несовместимого формата записи и скорости, они даже не помещались в проигрыватель, что устраивало владельцев авторских прав.
Экспериментальный формат 1920-х годов разделял сигнал на две части, бас и дискант, и записывал дискант на его собственной дорожке около края диска в боковом формате, минимизируя искажения высоких частот, и записывал бас на его собственной дорожке в вертикальной манере, чтобы минимизировать гул. Накладные расходы в этой схеме ограничивали время воспроизведения немного дольше, чем сингл даже при 33+1 ⁄ 3 об/мин на 12-дюймовом диске.
Другой неудачный эксперимент в конце 1920-х и начале 30-х годов включал запись левого канала на одной стороне диска и запись правого канала на другой стороне диска. Они были изготовлены на двух токарных станках для записи кинокомпаний, которые работали в идеальной синхронизации друг с другом и могли производить как против часовой стрелки, так и обычную запись по часовой стрелке. Каждый мастер отдельно проходил процесс гальванизации, выстраивался в линию для соответствия и затем монтировался в прессе. Затем двухсторонний стереодиск воспроизводился вертикально, сначала в системе, которая включала два тонарма на одном штифте, обращенных друг к другу. У системы возникли проблемы с поддержанием двух тонармов в их соответствующих синхронных вращениях.
Пять лет спустя Bell Labs экспериментировала с двухканальной латерально-вертикальной системой, где левый канал записывался латерально, а правый канал — вертикально, по-прежнему используя стандартную канавку 3 мила на 78 об/мин, более чем в три раза больше, чем современная игла LP конца 20-го века. В этой системе весь низкочастотный гул был в левом канале, а все высокочастотные искажения — в правом канале. Более четверти века спустя было решено наклонить записывающую головку на 45 градусов вправо, чтобы и низкочастотный гул, и высокочастотные искажения были поровну разделены между обоими каналами, создав систему 45/45, которую мы знаем сегодня.
В 1952 году Эмори Кук (1913–2002), который уже прославился разработкой новых режущих головок для дисков с обратной связью, чтобы улучшить звук с ленты на винил, взял двухканальную систему высокой точности, описанную выше, и разработал бинауральную [примечание 1] запись из нее. Она состояла из двух отдельных каналов, нарезанных на две отдельные группы канавок, идущих рядом друг с другом, одна из которых шла от края диска до середины, а другая начиналась с середины и заканчивалась в направлении этикетки. Он использовал две боковые канавки с кроссовером 500 Гц на внутренней дорожке, чтобы попытаться компенсировать более низкую точность и высокочастотные искажения на внутренней дорожке.
Каждой канавке требовалась своя монофоническая игла и картридж на своей собственной ветви тонарма, и каждая игла была подключена к отдельному усилителю и динамику. Эта установка была предназначена для демонстрации режущих головок Кука на нью-йоркской аудиоярмарке. Она не была предназначена для продвижения бинаурального процесса; но вскоре после этого спрос на такие записи и оборудование для их воспроизведения вырос, и компания Кука, Cook Records, начала производить такие записи на коммерческой основе. Кук записал широкий спектр звуков, начиная от звуков железной дороги и заканчивая грозами. К 1953 году у Кука был каталог из примерно 25 стереозаписей для продажи аудиофилам . [ 29]
Первые стереозаписи с использованием магнитной ленты были сделаны в Германии в начале 1940-х годов с использованием магнитофонов Magnetophon . Было сделано около 300 записей различных симфоний, большинство из которых были захвачены Красной Армией в конце Второй мировой войны. Записи были относительно высокого качества благодаря открытию смещения переменного тока . Запись 1944 года Симфонии № 8 Антона Брукнера под управлением Герберта фон Караяна и оркестра Берлинской государственной оперы и запись 1944 или 1945 года Вальтера Гизекинга, играющего Концерт для фортепиано № 5 Бетховена (с слышимым на заднем плане зенитным огнем ) [30] являются единственными записями, которые до сих пор известны. [ необходима цитата ]
В США стереомагнитная запись была впервые продемонстрирована на стандартной ленте шириной 1/4 дюйма в 1952 году с использованием двух наборов записывающих и воспроизводящих головок, перевернутых и смещенных относительно друг друга. [31] Год спустя Remington Records начала записывать ряд своих сессий в стерео, включая выступления Тора Джонсона и Симфонического оркестра Цинциннати . [32]
Позже в 1952 году были проведены более экспериментальные стереозаписи с Леопольдом Стоковским и группой нью-йоркских студийных музыкантов в студии RCA Victor Studios в Нью-Йорке . В феврале 1954 года лейбл также записал исполнение шедевра Берлиоза «Осуждение Фауста» Бостонским симфоническим оркестром под управлением Чарльза Мунка , успех которого привел к практике регулярной записи сессий в стерео. [ необходима цитата ]
Вскоре после этого RCA Victor записала последние два концерта NBC Blue Network, транслировавшихся знаменитым дирижером Артуро Тосканини и Симфоническим оркестром NBC , на стереофонической магнитной ленте, однако они никогда официально не выпускались, хотя уже давно доступны на пиратских пластинках и компакт-дисках. [ необходима ссылка ] В Великобритании Decca Records начала записывать сессии в стереоформате в середине 1954 года, и к тому времени даже небольшие лейблы в США, такие как Concertapes, Bel Canto и Westminster, наряду с крупными лейблами, такими как RCA Victor, начали выпускать стереофонические записи на двухдорожечной предварительно записанной катушечно-катушечной магнитной ленте по цене в два или три раза выше стоимости монофонических записей, которые продавались по цене около 2,95–3,95 долларов за штуку за стандартную монофоническую пластинку. Даже двухдорожечная монофоническая лента, которую приходилось переворачивать на середине и которая содержала точно такую же информацию, как и монофоническая пластинка, но без потрескиваний и щелчков, продавалась по цене 6,95 долларов. [33]
Стереофонический звук появился, по крайней мере, в нескольких избранных гостиных середины 1950-х годов. [34] Стереозапись получила широкое распространение в музыкальном бизнесе к третьему кварталу 1957 года. [ необходима цитата ]
В ноябре 1957 года небольшой лейбл Audio Fidelity Records выпустил первый стереофонический диск массового производства. Сидни Фрей, основатель и президент, поручил инженерам Westrex, владельцам одной из двух конкурирующих систем стереонарезки дисков, нарезать диск для выпуска раньше, чем это мог сделать любой из крупных лейблов звукозаписи. [35] [36] На стороне 1 были представлены Dukes of Dixieland, а на стороне 2 — железная дорога и другие звуковые эффекты, призванные вовлечь и окутать слушателя. Этот демонстрационный диск был представлен публике 13 декабря 1957 года в Times Auditorium в Нью-Йорке. [37] Было отпечатано всего 500 копий этой первоначальной демонстрационной записи, и три дня спустя Фрей разместил в журнале Billboard Magazine объявление о том, что он отправит бесплатную копию любому человеку в отрасли, который напишет ему на фирменном бланке компании. [38] [39] Этот шаг вызвал такую большую огласку [40] , что первые торговцы стереофоническими фонографами были вынуждены провести демонстрацию на Audio Fidelity Records.
Также в декабре 1957 года Bel Canto Records, другой небольшой лейбл, выпустил свой собственный стереофонический демонстрационный диск на разноцветном виниле [41], чтобы у дилеров стереосистем был более одного выбора для демонстрации. С поставляемыми специальными проигрывателями с прозрачным диском, освещенным снизу, чтобы продемонстрировать цвет и звук, трюк сработал еще лучше для Bel Canto, чей список джаза, легкой музыки и музыки для отдыха , отпечатанный на их фирменном карибско-голубом виниле, хорошо продавался в течение 1958 года и в начале 1959 года.
Когда Audio Fidelity выпустила свой стереофонический демонстрационный диск, на рынке не было доступного магнитного картриджа, способного его воспроизвести. После выпуска других демонстрационных дисков и соответствующих библиотек, из которых они были отобраны, другим стимулом к популярности стереодисков стало снижение цены на стереокартридж для воспроизведения дисков — с 250 до 29,95 долларов в июне 1958 года. [42] Первые четыре серийных стереофонических диска, доступных для покупателей, были выпущены в марте 1958 года — Johnny Puleo and his Harmonica Gang Volume 1 (AFSD 5830), Railroad — Sounds of a Vanishing Era (AFSD 5843), Lionel — Lionel Hampton and his Orchestra (AFSD 5849) и Marching Along with the Dukes of Dixieland Volume 3 (AFSD 5851). К концу марта компания выпустила еще четыре стереопластинки, перемежающиеся с несколькими релизами Bel Canto. [43]
Хотя в течение первых десяти лет стереозаписи на дисках выпускались как монофонические, так и стереопластинки, крупные звукозаписывающие компании выпустили свои последние монофонические альбомы в 1968 году, низведя формат до синглов на 45 об/мин, гибких дисков и рекламных радиоматериалов, что продолжалось до 1975 года. [44] [45] [46]
Самый ранний подход к стерео (тогда обычно называемому бинауральным ) радио использовал две отдельные передачи для индивидуальной отправки левого и правого аудиоканалов, что требовало от слушателей использования двух приемников, чтобы услышать стереоэффект. В 1924 году Франклину М. Дулиттлу был выдан патент США 1,513,973 [47] на использование двух радиопередач для создания стереоприема. В том же году Дулиттл начал годовую серию тестовых передач, используя свою средневолновую вещательную станцию WPAJ в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, которой было временно разрешено одновременно управлять вторым передатчиком. Левый и правый звук распределялись по двум передатчикам с помощью двух микрофонов, размещенных на расстоянии около 7 дюймов (18 см) друг от друга, чтобы имитировать расстояние между ушами человека. [48] [49] Дулиттл прекратил эксперименты в первую очередь из-за нехватки доступных частот в перегруженном диапазоне AM-вещания, что означало, что станциям было непрактично занимать две частоты, [50] кроме того, для слушателей было обременительно и дорого использовать два радиоприемника. [50]
В 1925 году сообщалось, что в Берлине проводились дополнительные экспериментальные стереопередачи, снова с двумя передачами на средних волнах. [51] В декабре того же года длинноволновая станция BBC , 5XX в Давентри, Нортгемптоншир , приняла участие в первой британской стереотрансляции — концерте из Манчестера , которым руководил сэр Гамильтон Харти — с 5XX, передающим на всю страну правый канал, и местными станциями BBC, передающими левый канал на средних волнах. [52] BBC повторила эксперимент в 1926 году, используя 2LO в Лондоне и 5XX в Давентри. 12 июня 1946 года аналогичная экспериментальная трансляция с использованием двух станций была проведена в Голландии, которая ошибочно считалась первой в Европе и, возможно, в мире. [53]
В 1952 году в Соединенных Штатах вновь возник интерес к стереовещанию, по-прежнему использующему две станции для двух каналов, отчасти в ответ на развитие двухканальных магнитофонных записей. Правило дуополии Федеральной комиссии по связи (FCC) ограничивало владельцев станций одной AM-станцией на рынок. Но теперь многие владельцы станций имели доступ к совместно принадлежащей FM-станции, и большинство этих тестов объединяли AM- и FM-станции. 18 мая KOMO и KOMO-FM в Сиэтле, штат Вашингтон, провели экспериментальную трансляцию, [54] а четыре дня спустя чикагская AM-радиостанция WGN и ее родственная FM-станция WGNB совместно провели часовую стереофоническую демонстрацию. [55] 23 октября 1952 года две FM-станции Вашингтона, округ Колумбия, WGMS-FM и WASH , провели свою собственную демонстрацию. [56] Позже в том же месяце WQXR из Нью-Йорка , в паре с WQXR-FM , инициировала свою первую стереофоническую трансляцию, которая ретранслировалась на WDRC [примечание 2] и WDRC-FM . [57] [58] К 1954 году WQXR транслировала все свои живые музыкальные программы в стереофоническом звуке, используя свои AM и FM станции для двух аудиоканалов. [59] Политехнический институт Ренсселера начал еженедельную серию живых стереофонических трансляций в ноябре 1952 года, используя две AM станции, WHAZ в сочетании с очень маломощной местной станцией несущего тока , что означало, что зона прослушивания стерео не выходила за пределы кампуса колледжа. [60]
Возобновленные испытания двух передатчиков имели ограниченный успех, поскольку для них по-прежнему требовалось два приемника, а при сопряжении AM-FM качество звука передач AM, как правило, значительно уступало сигналам FM.
Пилот-тональная стереосистема Zenith-GE используется во всем мире радиостанциями FM-диапазона .
В конечном итоге было определено, что полоса пропускания, выделенная для отдельных FM-станций, достаточна для поддержки стереопередач с одного передатчика. В Соединенных Штатах FCC наблюдала за сравнительными испытаниями, проведенными Национальным комитетом стереофонического радио, шести предложенных стандартов FM. Эти испытания проводились KDKA-FM в Питтсбурге, штат Пенсильвания, в июле и августе 1960 года. [61] В апреле 1961 года FCC приняла стереофонические технические стандарты FM, в значительной степени основанные на предложении Zenith-General Electric, с лицензированным регулярным стереофоническим радиовещанием FM, которое должно было начаться в Соединенных Штатах 1 июня 1961 года. [62] В полночь в своих часовых поясах 1 июня WGFM General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк, WEFM Zenith в Чикаго и KMLA в Лос-Анджелесе стали первыми тремя станциями, которые начали вещание с использованием новых стереостандартов. [63]
После экспериментальных FM-стереопередач в районе Лондона в 1958 году и регулярных демонстрационных передач по субботам утром с использованием телевизионного звука и средневолнового (AM) радио для обеспечения двух каналов, первые регулярные передачи BBC с использованием FM-стереосигнала начались в сети BBC Third Programme 28 августа 1962 года. [64]
В Швеции Televerket изобрела другую стереосистему вещания, названную Compander System . Она имела высокий уровень разделения каналов и могла даже использоваться для трансляции двух отдельных моносигналов — например, для изучения языка (с двумя языками одновременно). Но тюнеры и приемники с системой пилот-тона продавались, чтобы люди на юге Швеции могли слушать, например, датское радио. Наконец, в 1977 году Швеция (Televerket) решила начать вещание в стереосистеме по системе пилот-тона.
Очень немногие станции передают в AM стерео . Это отчасти связано с ограниченным качеством звука, предоставляемым форматом, и нехваткой AM стереоприемников. Для AM стерео используются различные схемы модуляции, из которых наиболее известна Motorola C-QUAM , официальный метод для большинства стран мира, которые передают в AM стерео. Было экспериментальное принятие AM цифрового HD Radio , которое позволяет передавать стереозвук на AM станциях; [65] [66] Несовместимость HD Radio с C-QUAM наряду с другими проблемами помех препятствовала использованию HD Radio на шкале AM.
Представление « Кармен» по замкнутому телевидению 11 декабря 1952 года , транслировавшееся из Метрополитен-опера в Нью-Йорке в 31 театре по всем Соединенным Штатам, включало стереофоническую звуковую систему, разработанную RCA . [67] Первые несколько шоу сезона 1958–59 годов «Плимутского шоу» (также известного как «Шоу Лоуренса Уэлка» ) на канале ABC (Америка) транслировались со стереофоническим звуком на 75 медиарынках , при этом один аудиоканал транслировался по телевидению, а другой — по радиосети ABC. [68] [69] Тем же методом NBC Television и NBC Radio Network предложили стереозвук для двух трехминутных сегментов шоу Джорджа Гобеля 21 октября 1958 года. [70] 30 января 1959 года Walt Disney Presents на канале ABC осуществила стереотрансляцию « Истории Питера Чайковского» , включая сцены из последнего анимационного фильма Диснея « Спящая красавица », используя AM- и FM-станции, принадлежащие ABC, для левого и правого аудиоканалов. [71]
После появления стереовещания FM в 1962 году небольшое количество музыкальных телешоу транслировалось со стереозвуком с использованием процесса, называемого симулкастингом , при котором звуковая часть шоу передавалась через местную стереостанцию FM. [72] В 1960-х и 1970-х годах эти шоу обычно вручную синхронизировались с катушечными магнитофонными записями, отправленными по почте на станцию FM (если только концерт или музыка не были местного происхождения). В 1980-х годах спутниковая доставка как теле-, так и радиопрограмм сделала этот довольно утомительный процесс синхронизации ненужным. Одной из последних таких программ симулкаста была Friday Night Videos на NBC, как раз перед тем, как стерео MTS было одобрено FCC.
BBC широко использовала симулкастинг в период с 1974 по 1990 год. Первая такая передача состоялась в 1974 году, когда BBC транслировала запись концерта London Rainbow Вана Моррисона одновременно на BBC2 TV и Radio 2. После этого она использовалась для многих других музыкальных программ, как в прямом эфире, так и в записи, включая ежегодные концерты BBC Promenade и конкурс песни Евровидение . Появление стереозвука NICAM на телевидении сделало это ненужным.
Системы кабельного телевидения передавали множество стереопрограмм, используя этот метод в течение многих лет, пока цены на стереомодуляторы MTS не упали. Одной из первых стереокабельных станций была The Movie Channel , хотя самой популярной кабельной станцией, которая способствовала использованию стереосинхронного вещания, была MTV .
Японское телевидение начало мультиплексное (стерео) звуковое вещание в 1978 году, [73] а регулярные передачи со стереозвуком начались в 1982 году. [74] К 1984 году около 12% программ, или около 14 или 15 часов на станцию в неделю, использовали технологию мультиплекса. Вторая телевизионная сеть Западной Германии , ZDF , начала предлагать стереопрограммы в 1984 году. [73]
Для аналогового телевидения (PAL и NTSC) в разных частях света используются различные схемы модуляции для трансляции более одного звукового канала. Иногда они используются для предоставления двух монофонических звуковых каналов на разных языках, а не стерео. Многоканальный телевизионный звук используется в основном в Америке. NICAM широко используется в Европе, за исключением Германии, где используется Zweikanalton . Система поднесущих EIAJ FM/FM используется в Японии. Для цифрового телевидения аудиопотоки MP2 широко используются в программных потоках MPEG-2. Dolby Digital — это аудиостандарт, используемый для цифрового телевидения в Северной Америке, с возможностью использования от 1 до 6 дискретных каналов.
В 1979 году газета The New York Times сообщила: «По словам руководителей инженерных служб, участвующих в проекте, именно быстрое развитие новых телевизионных технологий, особенно тех, которые бросают вызов вещательному телевидению, например, видеодисков , побудило [телевизионную] индустрию заняться разработкой стандартов высококачественного [звука] ». [75]
Многоканальный телевизионный звук , более известный как MTS (часто все еще как BTSC , по имени Комитета по системам вещательного телевидения, который его создал), представляет собой метод кодирования трех дополнительных аудиоканалов в звуковой носитель формата NTSC . Он был принят FCC в качестве стандарта Соединенных Штатов для стереотелевизионной передачи в 1984 году. Спорадическая сетевая передача стереозвука началась на NBC 26 июля 1984 года с The Tonight Show Starring Johnny Carson — хотя в то время только флагманская станция сети в Нью-Йорке, WNBC-TV , имела возможность стереовещания. [76] Регулярная стереотрансляция программ началась в 1985 году.
При этом используются два параллельных всенаправленных микрофона на некотором расстоянии друг от друга, которые фиксируют стереоинформацию о времени прибытия, а также некоторую информацию о разнице уровней (амплитуды) — особенно если они используются в непосредственной близости от источника(ов) звука. На расстоянии около 60 см (24 дюйма) задержка времени (разница во времени прибытия) сигнала, достигающего первого микрофона, а затем другого сбоку, составляет приблизительно 1,5 мс (от 1 до 2 мс). Если вы увеличиваете расстояние между микрофонами, вы фактически уменьшаете угол захвата. На расстоянии 70 см (28 дюймов) он приблизительно эквивалентен углу захвата почти совпадающей установки ORTF.
Этот метод может привести к проблемам с фазой при сведении стереосигнала в моно.
Здесь два направленных микрофона находятся в одном месте, обычно направленные под углом от 90° до 135° друг к другу. [77] Стереоэффект достигается за счет разницы в уровне звукового давления между двумя микрофонами. Для того, чтобы услышать направление громкоговорителя, необходима разница в уровнях в 18 дБ (от 16 до 20 дБ). Из-за отсутствия различий в неоднозначностях времени прибытия/фазы звуковая характеристика записей XY имеет меньшее ощущение пространства и глубины по сравнению с записями, использующими установку AB. Когда используются два микрофона в форме восьмерки, направленные под углом ±45° по отношению к источнику звука, установка XY называется парой Блюмлейна . Создаваемое звуковое изображение реалистично.
Эта совпадающая техника использует двунаправленный микрофон, направленный вбок, и другой микрофон под углом 90°, направленный на источник звука. Второй микрофон, как правило, представляет собой разновидность кардиоиды, хотя Алан Блюмлейн описал использование всенаправленного преобразователя в своем оригинальном патенте.
Левый и правый каналы производятся с помощью простой матрицы: Левый = Средний + Боковой; Правый = Средний − Боковой (поляризованный боковой сигнал). Такая конфигурация производит полностью моносовместимый сигнал, и если записаны сигналы Средний и Боковой (а не матричные Левый и Правый), то шириной стерео можно управлять после записи. Это делает ее особенно полезной для проектов, основанных на кино.
Эти методы сочетают принципы методов AB и XY ( совпадающая пара ). Например, стереометод ORTF Office de Radiodiffusion Télévision Française ( Радио Франс ) требует пары кардиоидных микрофонов , расположенных на расстоянии 17 см друг от друга под общим углом между микрофонами 110°, что приводит к стереофоническому углу захвата 96° ( угол стереозаписи , или SRA). [78] В стереометоде NOS Nederlandse Omroep Stichting (Голландская вещательная организация) общий угол между микрофонами составляет 90°, а расстояние — 30 см, что позволяет улавливать стереоинформацию о времени прибытия, а также информацию об уровне. Примечательно, что все разнесенные микрофонные решетки и все методы почти совпадения используют интервал не менее 17 см или более. 17 см примерно соответствует расстоянию человеческого уха и, следовательно, обеспечивает ту же интерауральную разницу во времени (ITD) или больше, в зависимости от расстояния между микрофонами. Хотя записанные сигналы, как правило, предназначены для воспроизведения через стереодинамики, воспроизведение через наушники может дать удивительно хорошие результаты, в зависимости от расположения микрофонов.
В ходе реставрации или ремастеринга монофонических записей использовались различные методы псевдостерео , квазистерео или реканализированного стерео для создания впечатления, что звук изначально был записан в стерео. Эти методы сначала включали аппаратные методы (см. Duophonic ) или, в последнее время, комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Multitrack Studio от Bremmers Audio Design (Нидерланды) [79] использует специальные фильтры для достижения псевдостереоэффекта: полочный фильтр направляет низкие частоты в левый канал, а высокие частоты — в правый канал, а гребенчатый фильтр добавляет небольшую задержку во времени сигнала между двумя каналами, задержка едва заметна на слух, [примечание 3], но способствует эффекту расширения исходной плоскостности монозаписи. [80] [81]
Специальная псевдостереосхема, изобретенная Кишии и Норо из Японии, была запатентована в Соединенных Штатах в 2003 году [82] , с уже ранее выданными патентами на подобные устройства. [83] Искусственные стереотехнологии использовались для улучшения прослушивания монофонических записей или для того, чтобы сделать их более «продаваемыми» на сегодняшнем рынке, где люди ожидают стерео. Некоторые критики выразили обеспокоенность по поводу использования этих методов. [84]
Инженеры проводят техническое различие между «бинауральной» и «стереофонической» записью. Из них бинауральная запись аналогична стереоскопической фотографии . При бинауральной записи пара микрофонов помещается внутрь модели человеческой головы , которая включает внешние уши и слуховые каналы; каждый микрофон находится там, где будет находиться барабанная перепонка . Затем запись воспроизводится через наушники, так что каждый канал представляется независимо, без смешивания или перекрестных помех. Таким образом, каждая из барабанных перепонок слушателя приводится в действие копией слухового сигнала, который он бы испытал в месте записи. Результатом является точное дублирование слуховой пространственности , которую бы испытал слушатель, если бы он или она находились в том же месте, что и модель головы. Из-за неудобства ношения наушников настоящие бинауральные записи остались лабораторными и аудиофильскими диковинками. Однако прослушивание «громкоговорителя-бинауральное» возможно с помощью Ambiophonics .
Многочисленные ранние двухдорожечные стереофонические катушечные ленты, а также несколько экспериментальных форматов стереодисков начала 1950-х годов позиционировали себя как бинауральные, однако они были всего лишь различными воплощениями вышеописанных методов стерео- или двухдорожечной монозаписи (ведущий вокал или инструмент изолированы на одном канале, а оркестр — на другом без ведущего).
Стереофонический звук пытается создать иллюзию местоположения различных источников звука (голосов, инструментов и т. д.) в пределах исходной записи. Цель звукорежиссера обычно состоит в создании стереофонического «изображения» с информацией о локализации. Когда стереофоническая запись прослушивается через акустические системы (а не через наушники), каждое ухо, конечно, слышит звук из обоих динамиков. Звукорежиссер может использовать и часто использует более двух микрофонов (иногда гораздо больше) и может смешивать их в две дорожки способами, которые преувеличивают разделение инструментов, чтобы компенсировать смешивание, которое происходит при прослушивании через динамики.
Описания стереофонического звука, как правило, подчеркивают способность локализовать положение каждого инструмента в пространстве, но это было бы верно только в тщательно спроектированной и установленной системе, где учитываются размещение динамиков и акустика помещения. В действительности многие системы воспроизведения, такие как универсальные магнитофоны и тому подобное, не способны воссоздать реалистичную стереокартину. Первоначально, в конце 1950-х и 1960-х годов, стереофонический звук позиционировался как кажущийся «богаче» или «полнозвучащий», чем монофонический звук, но подобные заявления были и остаются весьма субъективными и, опять же, зависят от оборудования, используемого для воспроизведения звука. Фактически, плохо записанный или воспроизведенный стереофонический звук может звучать намного хуже, чем хорошо сделанный монофонический звук. Тем не менее, многие звукозаписывающие компании выпускали стереозаписи «демонстрационного» качества, чтобы способствовать продвижению стерео. Эти записи часто включали инструкции по настройке стереосистемы, «балансировке» динамиков и различные записи окружающего мира, чтобы продемонстрировать стереоэффект. [85] При воспроизведении стереозаписей наилучшие результаты достигаются при использовании двух идентичных динамиков, расположенных перед слушателем и на равном расстоянии от него, при этом слушатель располагается на центральной линии между двумя динамиками. По сути, образуется равносторонний треугольник с углом между двумя динамиками около 60 градусов, если смотреть с точки зрения слушателя. Многие высококачественные многоканальные (двухканальные и более) акустические системы, тогда и сейчас, включают подробные инструкции, указывающие идеальные углы и расстояния между динамиками и местом прослушивания для максимального эффекта, основанные на часто обширном тестировании конструкции конкретной системы.
Хотя Decca записала дирижирование Эрнеста Ансермета в мае 1954 года Antar в стерео, потребовалось четыре года, чтобы продать первые стереопластинки. [86] В 1958 году была выпущена первая группа серийных стереофонических двухканальных виниловых пластинок , Audio Fidelity в США и Pye в Великобритании, с использованием одноканальной системы Westrex "45/45". В то время как при воспроизведении монофонической записи на диске игла движется горизонтально, на стереозаписях игла движется как вертикально, так и горизонтально. Можно было бы представить себе систему, в которой левый канал записывался бы сбоку, как на монофонической записи, а информация правого канала записывалась бы с вертикальным движением "холм и долина"; такие системы были предложены, но не приняты из-за их несовместимости с существующими конструкциями звукоснимателей (см. ниже).
В системе Westrex каждый канал приводит в движение режущую головку под углом 45 градусов к вертикали. Во время воспроизведения объединенный сигнал воспринимается катушкой левого канала, установленной по диагонали напротив внутренней стороны канавки, и катушкой правого канала, установленной по диагонали напротив внешней стороны канавки. [87] Система Westrex предусматривала инвертирование полярности одного канала: таким образом, большое смещение канавки происходило бы в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной. Последнее потребовало бы больших перемещений вверх-вниз и способствовало бы пропуску картриджа во время громких пассажей.
Совмещенное движение иглы, в терминах вектора, является суммой и разностью двух стереоканалов. Фактически, все горизонтальное движение иглы передает сигнал суммы L+R, а вертикальное движение иглы передает сигнал разности L−R. Преимущества системы 45/45 заключаются в том, что она имеет большую совместимость с монофоническими системами записи и воспроизведения.
Несмотря на то, что монофонический картридж технически воспроизводит равномерную смесь левого и правого каналов, вместо воспроизведения только одного канала, это не рекомендовалось в ранние дни стерео из-за большего размера иглы (1,0 мил или 25 микрометров против 0,7 мил или 18 микрометров для стерео) в сочетании с отсутствием вертикальной податливости монокартриджей, доступных в первые десять лет стерео. Эти факторы привели бы к тому, что игла «врезалась» в стереовинил и разрезала бы стереочасть канавки, разрушая ее для последующего воспроизведения на стереокартриджах. Вот почему часто можно заметить баннер PLAY ONLY WITH STEREO CARTRIDGE AND STYLUS на стереовиниле, выпущенном между 1958 и 1964 годами.
Наоборот, и с преимуществом отсутствия повреждения любого типа диска даже с самого начала, стереокартридж воспроизводит поперечные канавки монофонической записи одинаково через оба канала, а не через один канал. Кроме того, он дает более сбалансированный звук, поскольку оба канала имеют одинаковую точность, в отличие от предоставления одного более качественного латерально записанного канала и одного более качественного вертикально записанного канала. В целом, этот подход может дать более высокую точность, поскольку разностный сигнал обычно имеет низкую мощность и, таким образом, меньше подвержен внутреннему искажению записи в стиле «хилл и дейл» .
Кроме того, поверхностный шум, как правило, сильнее улавливается в вертикальном канале, поэтому монофоническая запись, воспроизводимая на стереосистеме, может находиться в худшем состоянии, чем та же запись в стерео, но при этом все равно быть приятной. (Подробнее о боковой и вертикальной записи см . в разделе Граммофонная запись .)
Хотя эта система была задумана Аланом Блюмлейном из EMI в 1931 году и была запатентована в Великобритании в том же году, она не была доведена изобретателем до практики, как это было требованием для патентования в США и других странах в то время. (Блюмлейн погиб в авиакатастрофе во время тестирования радиолокационного оборудования во время Второй мировой войны , и поэтому он никогда не доводил систему до реальной практики посредством как записи , так и воспроизведения.) EMI нарезала первые тестовые стереодиски, используя эту систему в 1933 году, но она не была применена в коммерческих целях до четверти века спустя, и полностью другой компанией ( подразделением Westrex компании Litton Industries Inc, как преемником Western Electric Company), и получила название StereoDisk. Стереозвук обеспечивает более естественный опыт прослушивания, поскольку пространственное расположение источника звука (по крайней мере частично) воспроизводится.
В 1960-х годах было обычным делом создавать стереоверсии музыки с монофонических мастер-лент, которые обычно помечались как «электронно переработанные» или «электронно улучшенные» стерео в списках дорожек. Они создавались с помощью различных методов обработки, чтобы попытаться выделить различные элементы; это оставляло заметные и неудовлетворительные артефакты в звуке, обычно звучащие «фазно». Однако по мере того, как многоканальная запись становилась все более доступной, становилось все проще делать мастеринг или ремастеринг более правдоподобных стереозаписей из архивных многодорожечных мастер-лент.
Спецификация Red Book CD по умолчанию включает два канала, поэтому монофоническая запись на CD либо имеет один пустой канал, либо один и тот же сигнал передается на оба канала одновременно.
_label.svg/1280px-2_0_channels_(stereo)_label.svg.png)
В общепринятом использовании "стерео" — это двухканальная система воспроизведения звука, а "стереозапись" — это двухканальная запись. Это вызывает много путаницы, поскольку пятиканальные (или более) домашние кинотеатры обычно не называют "стерео", а называют "объемными". [ необходимо разъяснение (см. обсуждение ) ]
Большинство многоканальных записей являются стереозаписями только в том смысле, что они являются стерео «миксами», состоящими из набора моно и/или настоящих стереозаписей. Современная популярная музыка, в частности, обычно записывается с использованием методов близкого микрофонного монтажа , которые искусственно разделяют сигналы на несколько дорожек. Отдельные дорожки (которых может быть сотни) затем «сводятся» в двухканальную запись. Звукорежиссеры определяют, где каждая дорожка будет размещена в стерео «изображении», используя различные методы, которые могут варьироваться от очень простых (например, управление панорамированием «влево-вправо» ) до более сложных и широко основанных на психоакустических исследованиях (например, выравнивание каналов , обработка средней части и использование задержки для использования эффекта предшествования ). Конечный продукт, использующий этот процесс, часто имеет мало или совсем не имеет сходства с фактическими физическими и пространственными отношениями музыкантов во время оригинального исполнения; действительно, нередки случаи, когда разные треки одной и той же песни записываются в разное время (и даже в разных студиях), а затем микшируются в финальную двухканальную запись для коммерческого выпуска.
Записи классической музыки являются заметным исключением. Они, скорее всего, будут записаны без дорожек, дублированных позже, как в поп-записях, так что фактическое физическое и пространственное расположение музыкантов во время оригинального исполнения может быть сохранено на записи. [ необходима цитата ]
Баланс может означать количество сигнала с каждого канала, воспроизводимого в стерео аудиозаписи . Обычно регулятор баланса в центральном положении будет иметь 0 дБ усиления для обоих каналов и ослабит один канал при повороте регулятора, оставив другой канал на уровне 0 дБ. [88]
Блюмлейн подал патент на "бинауральный звук" в 1931 году в статье, которая патентовала стереозаписи, стереофильмы, а также объемный звук. Затем он и его коллеги сделали серию экспериментальных записей и фильмов, чтобы продемонстрировать технологию и посмотреть, есть ли какой-либо коммерческий интерес со стороны молодой кино- и аудиоиндустрии.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )