A hangfelvétel az a folyamat, amikor állandó nyilvántartást vezetnek róla későbbi meghallgatás céljából.
A hangok megbízható memóriájának fenntartása a fonetikus írást használó kultúrák történetének része , amelyet Európában a zenei írás jelöléseivel finomítottak . Az ipari társadalom a XIX . Század utolsó negyedétől kezdve mechanikus eszközökkel fejlődött ennek elérésére. Addig a pillanatig csak azt az értelmezést rögzíthettük íráson keresztül , amelyet az ember hangból készített.
A telefon , rádió , televízió és film iparban használt számos különböző rögzítési eljárások, mind alapján átalakítja a hangot felkapott egy mikrofont a villamos jelet .
A hangfelvételek gyors és olcsó reprodukálásának képessége megteremtette a fonográfiai ipart , elsősorban a zenei felvételek gyártására és értékesítésére .
A hangfelvételnek három alapvető fázisa van:
Ennek az anyagi formának a reprodukciós fázisa hozzáadható ahhoz, hogy lehetővé tegye a diffúziót más köztes fázisok nélkül.
Napjainkban a rögzítést általában mikrofonok végzik, amelyek a hanghullámokat analóg elektromos jellé alakítják .
Jelfeldolgozás lehet alakítani egy digitális adat folyam . Ez magában foglalja legalább a felvétel kezdetének és végének rögzítését, és általában az erősítést szintszabályozással és hangvezérléssel ( hangszínszabályzó ), dinamikával ( kompresszor ), különböző jelek keverésével ( keverés ). A felvételhez kiválasztott közeghez alkalmazkodik.
A jel rögzíthető mechanikus, mágneses, optikai, elektronikus formában. Ezen a ponton lehet analóg vagy digitális; de nem minden kombinációt használtak ki.
Analóg | Digitális | |
---|---|---|
Mechanikai | bakelit lemez | nem valósult meg |
Mágneses | mágneses szalag | mágnesszalag, számítógép merevlemez |
Optikai | hang a mozi | mozi optikai hang, kompaktlemez |
Elektronikus | nem valósult meg | Flash memóriák |
A felvett adathordozót „hangfelvételnek” is nevezik. Manapság a felvétel előállítása többnyire magában foglalja a gyártás első szakaszát, amelynek során a felvételek munkaeszközön készülnek, és az utómunka második szakaszát , ahol a felvételek készülnek. amelyet ezután diffúziós közegbe visznek.
Ezzel szemben a visszatérítés során a következőket találjuk:
Hangfájl | |
Holdfényig, 1860 | |
Nehéz ezeket az adathordozókat használni? | |
---|---|
A hangfelvétel eredete óta két technikát alkalmaztak:
A mechanikus felvétel volt az első hangrögzítési forma, és a legegyszerűbb is.
A francia Édouard-Léon Scott de Martinville feltalálta az első készüléket, amely lehetővé tette a hang rögzítését, de nem tudta azt reprodukálni. 1857-ben fonautográf néven szabadalmat nyújtott be . Az eszköz egy membránhoz kapcsolt kürtből áll, amely összegyűjti az akusztikus rezgéseket, és továbbítja azokat egy tollhoz, amely nyomon követi őket egy forgó henger köré tekert koromfedéllel ellátott papírlapon. Látjuk a kanyargós vonalakat, amelyek a hangot képviselik. Az Indiana Egyetem kutatóinak 2008-ban sikerült reprodukálniuk az 1860-ban készült és a Tudományos Akadémián letétbe helyezett papírfelvételek hangját . Az első példányok nyomainak számítógépes elemzése olyan hangot eredményez, amely maga Martinvilleé lenne, aki Au clair de la lune-t énekelne .
Az amerikai Thomas Edison 1877-ben nyújtotta be szabadalmát fonográfjához , amely az első eszköz, amely képes a hang rögzítésére és reprodukálására. Mint Martinville gépe, amelyet Edison nem tudott, itt is egy csillámban található membrán továbbítja a hangrázkódást egy tollhoz. Ez engraves ezek a rezgések közvetlenül egy ón hengert . Ezzel szemben a tű áthaladása a felvétel során bevésett horonyba a membránt rezegteti, lehetővé téve a felvett hang halvány hallását. Az első reprodukálható felvétel 1878-ból származik.
A német Émile Berliner 1886 és 1889 között fejlesztette ki gramofonját . Megőrzi a véső elvét, amely a hanghullám által vezérelt membrán hatására rezegve barázdát vés . De a hangot lemezre nyomtatja, és a véső oldalirányban mozog, nem olyan mélyen, mint Edisoné.
A Berliner lemez előnye a könnyű tárolás, és mindenekelőtt a forgalomba hozott felvételek tömeges reprodukciójának lehetősége volt. A kereskedelmi nyilvántartási folyamatot legalább három szakaszra bontották:
A sok sorozathoz további köztitermékeket gyártottak az eredeti szerszám megkímélésére.
Az Osztrák Tudományos Akadémia által 1899-ben létrehozott Phonogrammarchiv (de) a világ legrégebbi levéltári gyűjteménye, amely eredetileg német nyelvű költők hangját rögzíti fonográfok segítségével.
Röviddel a fonográf és a gramofon feltalálása után a telefoné magában foglalja a mikrofonét és az ebből adódó lehetőséget arra, hogy a hangot elektromos jellé alakítsák és továbbítsák.
Mechanikus tartóA hang elektromos rögzítését először a mechanikus rögzítés technikájával kombinálták; a mikrofonról érkező elektromos jel egy elektromágnesnek, egy vésőnek köszönhető, amely egy lemezt vésett, vagy viaszgal borítva a kereskedelmi célú sokszorosításra szánt felvételek számára, vagy cellulóz-acetáttal borítva az egyes felvételeknél.
Az első ilyen módon előállított 24 vagy 30 cm átmérőjű, 78 fordulat / perc sebességgel forgó lemezek kompatibilisek maradtak egy teljesen mechanikus reprodukcióval.
Elektromos reprodukcióAz elektromosság általánosítása lehetővé teszi a hang reprodukcióját egy erősítő rendszerrel, amelynek két következménye van:
Most nyitva van az LP- lemez ( 33 fordulat / perc és 45 fordulat / perc ) és a sztereó hangja .
Optikai adathordozókA filmipar az 1920-as évek végén kidolgozta a jel optikai rögzítését a mozifilmre, amely lehetőséget adott a jelek pontos szinkronizálására, következésképpen a szerkesztés során történő összeszerelésére , többsávos felvételek (többszörös többszöri jelek) összeállítására. mikrofonok, amelyeket ugyanazon hordozó több pályáján rögzítettek), hogy a jelüket keverőhöz keverjék .
A csak a mozifilmekben alkalmazott hangot felvevő eszközöket az 1930-as és 1940-es évek között gyártották és használták: az osztrák Selenophon cég folyamata a mozi fényképészeti folyamatát használja, gyakran a Philips-Miller mechanikus felvevővel (1936) szemben. egy ceruzával az átlátszó, változó szélességű sávot fekete filmre marják, amelyet nem kell tovább fejleszteni.
Az 1978-ban kereskedelmi forgalomba hozott LaserDisc optikai rendszeren keresztül képes lejátszani az analóg formában tárolt képeket és hangokat.
Az optikai felvétel és lejátszás kombinálva van az 1979-ben feltalált és 1982-től gyártott Compact Disc digitális technológiáival .
Mágneses tartóValdemar Poulsen Dániában már 1898-ban szabadalmaztatta " Telegraphone " nevű mágneses vezeték-felvevőjét ; 1900-ban a párizsi egyetemes kiállításon mutatta be találmányát. Szabadalma azonban lejárt, mielőtt a találmány kereskedelmi utat talált volna.
Az 1930-as években a német AEG és a Telefunken cég kifejlesztett egy mágnesszalagos magnetofont , amely folyamat sokkal könnyebb és olcsóbb, és amelynek teljesítménye hamarosan meghaladja a lemezrögzítés és az optikai felvétel teljesítményét. A második világháború végén a mágneses felvétel elsőbbséget élvez a professzionális alkalmazások más folyamataival szemben.
Az 1960-as években az audiokazetta bevezetése, először egy diktafon számára, népszerűsítette a folyamatot. A felvételt a nagyközönség számára hozzáférhetővé teszi.
A Sony 1979-ben bevezetett Walkman- je , az első walkman , amely lehetővé teszi a kazettára rögzített zene mindenhol történő meghallgatását, felgyorsítja az audio kazetta fejlődését.
A kazetta zenei adathordozóként való felhasználása a mágneses szalag számos minőségi javulását eredményezi. A ferromágneses oxidot króm-bi-oxid, ferromrom, kobalt helyettesíti tisztán fémig, a műszaki jellemzők javítása érdekében, a felvevőeszközök átalakításának árán, amelynek gyors változatai léteznek. szalag. Ennek mechanikáját is tanulmányozzák, hogy lehetővé tegyék az öv sima és csendes mozgását. A Dolby zajcsökkentő áramkörök találmánya óta felszerelik a legtöbb magnót és zenelejátszót . A leghatékonyabb magnetofont az utolsó generációs tehát az volt, Dolby A, Dolby B, Dolby C, Dolby S, Dolby HX-Pro, valamint a kiegészítő egyedi magashang feldolgozó áramkörök (amelynek reprodukciós mindig is a gyenge pontja a musicassette miatt futási sebesség nyolcszor lassabb, mint a legjobb professzionális magnóké).
Digitális / informatikai támogatásA hetvenes évek közepén vált elérhetővé a digitális sztereó felvétel . Ezt kezdetben csak a professzionális stúdiók fogják használni . 1979-ben a Sony felajánlotta a gépet, amely digitális hangot képes rögzíteni forgó fejű videokazettákra (PCM-1600). Ez a formátum kihasználja a video sávszélességét ; a digitális audiosugár videoképnek megfelelő szegmensekre történő felosztása meghatározza a Sony és a Philips által kifejlesztett CD-n elfogadott 44 100 Hz mintavételi frekvenciát . 1982 elején a Sony eladja a DASH (in) (Digital Audio Stationary Head) formátumot, és az első felvételű többsávos PCM 3324. A hangfájlok ( audio fájl ) regisztrációs formája a XXI . Század körül terjed .
A számítógépes tárolókapacitások csökkenő ára először lehetővé teszi a merevlemezen történő felvétel számára, hogy bármilyen más adathoz hasonlóan kezelt hangot rögzítse . A flash memóriák fejlesztése lehetővé teszi a digitális zenelejátszók általánosítását, lehetővé téve a felvételek mp3 formátumban történő meghallgatását , majd a hordozható felvevők felvételét elérhető áron a lakosság számára.
Az 1990-es évek vége robbanásszerűvé teszi az otthoni stúdiókat , amelyek mérsékelt befektetéssel lehetővé teszik a felvételek készítését a professzionális stúdiókkal megegyező elvek szerint: multitrack felvevők ( Portastudio ), CD-írók, digitális sztereó rotációs fejrögzítők (DAT, Digital hangszalag ), digitális mini- lemezrögzítők , közvetlen lemezről történő felvétel (közvetlenül merevlemezre) személyi számítógéppel stb.
A hangfelvétel-elméletek két ellentétes módon közelítenek hozzá:
A hangrögzítéshez legalább mikrofonra vagy néhány mikrofonra van szükség a sztereofon hangrögzítéshez .
A mikrofon (ok) jellemzői elsőrendű fontosságúak. Nem lehet jó felvételt készíteni, ha a mikrofon kezdetben olyan jelet ad, amely rosszul értelmezi a hangmezőt. A minőségi kritériumok mellett, amelyek gyakran magas árat eredményeznek, egy-egy mikrofontípus általában alkalmasabb minden felhasználásra. Az irányíthatóság, a kapszula mérete, a transzdukció elve az azonos minőség érdekében különböző jellemzőkhez vezet. A mikrofon vagy néhány mikrofon nem feltétlenül a legjobb bármilyen hangzásképhez.
A hangrögzítőnek meg kell találnia a mikrofonok megfelelő elhelyezését is, és bizonyos felvételi körülmények gyakran okoznak igazi fejfájást.
A sztereo párA legszigorúbb naturalisztikus felvételi stílusban két sztereofon sáv illeszkedik két mikrofonhoz, és ennyi. Lehetnek a lehető legközelebb, vagy kissé távol egymástól.
Pár sztereó hangfelvétel + kiegészítő mikrofonokBár a monofonikus hangrögzítés meglehetősen könnyen megvalósíthatónak tűnik, ugyanez nem igaz az úgynevezett „természetes” sztereofon hangrögzítésre; vagyis azt, amelyik egy fő sztereofon alapot (két párban elrendezett mikrofont) és több segédmikrofont használ, amelyek célja bizonyos források meghatározása. Az egyik fő nehézség a főnyomaték optimális elhelyezésében rejlik, mivel az esetleges hibákat már nem lehet kijavítani a gyártás utáni szakaszban. Ez a nehézség tízszeresére nő, ha a sztereofonikus alapokat megszorozzuk a hangsíkok hatásainak szimulálása érdekében. Sőt, ha a fő források számának növeléséről van szó (közelségi hangfelvétel), más jelenségek is szóba kerülnek. Valójában minél jobban növekszik a mikrofonok száma, annál több probléma merül fel a fázisforgatással keverésük során. Másrészt, ha egy forrást közelebb viszünk egy érzékelőhöz, módosul a frekvencia-válasz görbéje: ezt nevezzük a közelségi hatásnak, amely hajlamos az alacsony frekvenciák erősítésére; hatása annál is markánsabb, mivel a mikrofon irányított. Például egy zenekar felvételekor a mikrofonok elhelyezése, majd az adagok a keverő szintjén órákig tartó előkészítést és tesztelést igényelhetnek, amelyek még a többsávos felvétel során sem kímélhetők, lehetővé téve az egyes hangszerek külön-külön történő felvételét és később hajtsa végre a keverést . Ez az úgynevezett post-keverő számára szerkesztési vagy utómunka.
A mesterséges fejjel ellátott sztereofon hangfelvétel azon az elven alapul, hogy a hangokat ténylegesen elérik a fülig. A gipsz vagy műanyag fej mikrofonokkal van felszerelve a fülek helyén. Bármennyire is szigorú az elv, csak fejhallgatón keresztül hallgatva ad jó eredményeket.
A mesterséges fejjel történő felvétel a két csatornára érkező jelek közötti fáziskülönbség miatt nem nagyon monofonikus hangzást eredményez.
A klasszikus kiadók fokozatosan áttérnek a többmikrofonos hangfelvételre, amely a multitrack felvevők megjelenésével még inkább fejlődik. A technika kettőssé válik: egyrészt a mikrofonok szorosan egymás mellett (bezárva) és felül, az úgynevezett klasszikus hangfelvétel különböző változatai. A Decca fa az egyik legnépszerűbb technika a világon, különösen a többcsatornás rendszerek megjelenése óta a nyilvánosság előtt.
Az elektronikus eszközök lehetővé teszik a közeli mikrofonok felvételeiből származó helyek szimulálását, amelyek nem rendelkeznek kellő visszhanggal, és a szerkesztés más elektronikus eszközök segítségével lehetővé teszi a különböző időpontokban készült felvételek finom összekapcsolását.
A szabadban történő hangzás számos korlátozást jelent, amelyek elsősorban parazita zajhoz és különösen nem kívánt visszhangokhoz kapcsolódnak.
A hangrögzítőnek figyelemmel kell lennie az agy szelektivitására , amelynek sajátossága az, hogy elhanyagolja az idegen zajokat, például egy zajos helyen folytatott beszélgetés során . A természetes hallgatásban elfogadható vagy akár kellemes visszhang , mert a hallgató iránya alapján megkülönbözteti az őt érdeklő hangot, zavaróvá válik a felvételen, mert összeolvad a hasznos hangzással. A fokozatosan változó zaj, például egy elhaladó jármű, nem zavarja élőben, de kiemeli azt a vágást, amelyre az elsődleges érdeklődésre számot tartó hang felvétele során szükség lenne.
Távoli zajok rögzítéséhez használhatunk „shotgun” mikrofonokat, amelyek az elölről érkező és az oldalról érkező hangok közötti interferencia rendszerével az utóbbiakat megszüntetik vagy csillapítják. Simább eredményt érünk el a parabolikus reflektorok fókuszában lévő kardioid mikrofonokkal , nagyobb tömeg árán. Mindkét módszerben a direktivitás a közepes és a magas frekvenciákat érinti. Ezek a frekvenciák adják a beszélt emberi hang jelenlétét; egy madárdal fő alkotóelemei. Vannak, akik 500 m távolságig rögzíthetnek ilyen hangot .
Decca-fa | A szél mikrofonokra gyakorolt hatásait a szélvédőknek nevezett robbanóeszközökkel lehet mérsékelni . Minél irányítottabb egy mikrofon, annál érzékenyebb a szélre. A szélvédő egyszerű műanyag habból készülhet; A nagyobb hatékonyság érdekében egy külső burkot használnak a mikrofontól bizonyos távolságra. A boríték körüli szőrzet fokozatosan lelassítja a légáramlást, és megakadályozza, hogy esőcseppek csengjenek a szélvédőn.
Analóg felvétel esetén, mint a digitális felvétel esetében, a hanghullám átalakítása rögzíthető elektromos, majd mechanikus vagy mágneses mennyiséggé, vagy számítógépes adatokká technikai korlátokat és korlátozásokat vezet be a felvételi eszközök miatt.
Minden mechanikai és elektromos eszköz működése közben zajt kelt. A mechanika mozgó részei rezegnek, a lemezek olvasási tippjei a horonyba dörzsölődnek, az elektronikus alkatrészek, még egy egyszerű vezető is, alacsony zajszintet produkálnak. Ezen áramkör-specifikus zajok mellett kívülről különféle interferenciák vannak.
Egy jól megtervezett rendszer alacsony zajszintű, alacsony érdességű és csekély ingadozású .
A rendszer háttérzaját általában úgy értékelik ki, hogy megfigyelik a kimeneten lévő jelet , miközben a bemenetnél nincs jel. Szigorúbban a bemenetnél be tudunk mutatni egy olyan jelet, amely éppen a kimeneten mérhető, és levezethetjük a háttérzajt abból, ami a kimeneten van. Ezzel a reálisabb teszttel, mivel a gyakorlatban a háttérzaj csak zavarja a jel jelenlétét, figyelembe vesszük, hogy a rendszer nem feltétlenül lineáris alacsony szinten, és hogy úgy alakítható ki, hogy elnyomja a kimeneti jelet egy bizonyos érték alatt. bemeneti jel küszöbértéke.
Minden olyan eszköz és rendszer, amely együttesen rögzíti és reprodukálja a hangot, akaratlanul módosítja a jelet. Ezt a változást torzításnak nevezzük .
Kétféle torzítás létezik:
Mindkét típusú torzítás együtt létezik az eszközökben. meglehetősen összetett módon hatnak egymásra, így az egyszerű, tiszta hangnemű értékelések nem feltétlenül adnak olyan eredményt, amely tükrözi azokat a teszteket, ahol kikérik a hallgatók véleményét.
A digitális felvétel során a mintavételezési sebesség és a jel közötti intermodulációs szorzat nemlineáris torzítást eredményez, amelyet aliasingnak neveznek .
A hangrögzítő rendszer kiértékeléséhez megpróbáljuk kiküszöbölni a hangfelvevő és -visszajátszó rendszerek: mikrofonok, erősítők, hangszórók okozta torzulásokat.
A rögzítési rendszer "dinamikája" vagy dinamikus tartománya a minimális és maximális amplitúdó közötti arányra utal, amelyet a rendszer képes vagy megfelelően rögzíthet és reprodukálhat. Ez az arány nem haladhatja meg annak az elemnek az arányát, ahol a leggyengébb, a mikrofontól , amely a hangot elektromos jellé alakítja át, a hangszóróig, amely a jelet hangzá alakítja át, áthaladva az erősítőkön és a felvétel, lemez, mágnesszalag támogatásán , számítógép stb. Hatással vannak az egymást követő láncszemek közötti adaptációkra.
A dinamika a jelminőségi konvenciókhoz kapcsolódik . A maximális szint az, amikor a jel eléri a határértékként meghatározott torzítási szintet; a minimális szint az, ahol a háttérzavar zavarja a jel érzékelését. Általánosságban az üzleti dokumentumok a "dinamikát" és a jel / zaj arányt egyenértékűvé teszik .
jel-zaj arány a rögzítési módtól függően:Az analóg felvételek szenvednek a mechanika hibáitól, amelyek köré épülnek:
Ezek a jellemzők méréseket eredményeznek.
A digitális jelet elsősorban a bitrátája (bitek száma másodpercenként) jellemzi, vagyis a mintavételi frekvencia szorzata a mintánkénti bitek számával .
Információelméleti szempontból a jel ugyanúgy leírható ugyanannak a terméknek a mintavételezési sebesség és a bitek számának bármilyen kombinációjával, feltéve, hogy a mintavételi arány meghaladja a jelben szereplő legnagyobb frekvencia dupláját. A gyakorlatban azonban az átalakítások nem teljesen veszteségesek; de a digitális sebesség az adott rendszer lehető legjobb minőségének mutatója.
CD | DVD | Super Audio CD | legjobb létező | |
---|---|---|---|---|
Használat | diffúzió | diffúzió | diffúzió | Termelés |
Mintavételi gyakoriság | 44,1 kHz | 48 kHz | 2822,4 kHz | 192 kHz |
Bitek száma | 16 bit × 2 | 16 bit × n | 1 bit × n | 24 bit × n |
Digitális áramlás | 705 600 × 2 | 768 000 × n | 2 822 400 × n | 4 608 000 × n |
Az adattömörítési módszerek csökkentik a digitális átvitelt.
MintavételA mintának ki kell vágnia a hanginformációt, amely rendszeres időközönként elektromos analóg formában érkezik . A mintavételi gyakoriság vagy sebesség a minták száma másodpercenként. A mintavételi tétel kimondja, hogy a jel megfelelő ábrázolásához a mintavételi frekvenciának nagyobbnak kell lennie, mint a jelben lévő legnagyobb frekvencia kétszerese. A hallható frekvenciák általában 20 Hz és 20 000 Hz között vannak . Kis ráhagyásra van szükség a jelben lévő 20 kHz feletti frekvenciák kellő kiszűréséhez .
SzámszerűsítésA kvantálás magában foglalja a kapott érték értékének csökkentését a lehetséges értékek listájából vett értékek egyikének mintavételével. Egy egész szám képviseli ezt az értéket. A beszédet ábrázoló jel kvantálásának kivételével (lásd A-törvény és µ-törvény ) egyszerűen kerekítünk a legközelebbi értékre, rendszeresen elosztott skálán.
A kerekítéskor elhagyott különbség zajt képez, amely a rekonstrukció során hozzáadódik az analóg jelhez.
Egy olyan jel esetében kvantálva a n bit, a tényleges értéke a kvantálási zajt, képest, hogy a szinuszos jel teljes skálán, van vagy decibelben 6 × n + 1,8, amely 98 dB- 16 bit . De ez a zaj valójában egy torzítás , mert ez függ a jel (mondjuk, hogy korrelál a jelet. Kerüljük ezt a hibát azáltal, hogy a jel a zaj nevű árnyalás (a szó, ami aggódj ), melyik lesz kevésbé bosszantó, és annál kevésbé hallható, mivel ügyeltek arra, hogy a magas frekvenciák legyenek túlsúlyban, amelyekre a fül kevésbé érzékeny.
A hangrögzítési láncban a mikrofonok háttérzaja általában magasabb, mint a kvantálási zaj.
Áramlás tömörítésA hangfelvétel a hallgatók számára készült. Ez az alapvető tulajdonság lehetővé teszi a továbbított információ mennyiségének korlátozását.