Zvukový záznam: principy, vývoj a využití

Analogový válec

První přístroje pro záznam zvuku byly mechanické, nikoli elektrické. Fonograf vynalezl Thomas Alva Edison v roce 1877. Fonografy mají rotující válec pokrytý měkkým materiálem, například cínovou fólií, olovem, voskem nebo jantarem. Zvukové vlny rozechvívají malou jehlu, takže její pohyb přenáší vlny. Jak se válec otáčí, jehla kreslí pohyb zvukových vln v měkkém povlaku. Válec se tak stal záznamem zvuku, který byl v jehle.

Tento záznam se přehrává tak, že se drážkou ve válci projede další jehla. Tím se obnoví drobné vibrace přehrávací jehly. Tyto vibrace lze zesílit (zesílit) a vytvořit tak hlasitější a slyšitelnější zvuk.

Fonograf byl užitečný pro pořizování jednotlivých nahrávek, ale jeho velkou nevýhodou bylo obtížné pořizování kopií válců.

Analogový disk

Problém kopírování nahrávek se zlepšil s vynálezem gramofonu (v americké angličtině nazývaného také fonograf) kolem roku 1888. Gramofon funguje podobně jako fonograf, ale místo válce jsou drážky jehly vyleptány do kotoučové desky, která se otáčí na otáčecím stole. Protože nosič desek byl plochý, bylo kopírování nahrávek mnohem jednodušší. Přitisknutím originální nahrávky na šelakovou desku se vytvořila negativní předloha, kde drážky tvořily hrbolky na povrchu, místo aby byly do povrchu vyškrábány. Z masteru bylo možné opačným postupem vyrobit mnoho kopií.

První desky se vyráběly převážně z gumy nebo šelaku, později se začaly vyrábět z vinylu.

Původně se desky otáčely rychlostí 78 otáček za minutu, tedy 78 otáček za minutu. Jak se technologie zdokonalovala, mohly se desky otáčet pomaleji, ale stále lépe reprodukovat zvuk a hrát delší dobu. V polovině 20. století se rozšířila rychlost 45 otáček za minutu a koncem 20. století byla většina desek 33 otáček za minutu.

Páska

Koncem 30. let se objevil magnetofon. Magnetofony používají jako médium magnetickou pásku se záznamovou hlavou, která ukládá zvuk na pásku. Zvukové vlny se v magnetofonu převádějí na elektrický signál. Tento signál přechází do hlavy, kde mění polaritu velmi malých magnetů. Páska se pohybuje kolem hlavy konstantní rychlostí a její magnetické částice jsou těmito magnety přeskupovány do obrazce, který představuje zvukovou vlnu. Tyto magnetické vzory se podobají malým drážkám válce nebo desky, protože představují energii vibrací zvukových vln.

Při přehrávání prochází páska kolem přehrávací hlavy, která snímá magnetické vzory z pásky a převádí je zpět na elektrický signál. Elektrický signál lze poté převést na zvukové vlny nebo zkopírovat do jiného zařízení pro zpracování zvuku.

Magnetická páska je rozdělena na několik stop. Každá stopa využívá část šířky pásky a může obsahovat zcela odlišný záznam, který lze přehrávat současně s ostatními stopami. Dvoustopá páska má jednu stopu na polovině pásky a další stopu na druhé polovině. Čtyřstopá páska má čtyři stopy, které leží vedle sebe, jako dálnice se čtyřmi jízdními pruhy. Většina dnešních magnetofonových nahrávek je stereofonní (neboli stereo), což znamená, že mají dvě stopy, které jsou určeny k přehrávání společně. Obvykle se jedna přehrává na levé straně posluchače a druhá na pravé straně, aby odpovídala oběma uším posluchače.

První pásky byly navinuty naplocho na zásobní cívku a při nahrávání nebo přehrávání se přenášely na přijímací cívku. Po nahrávání nebo přehrávání se převíjely zpět, takže byly uloženy pouze na ukládací cívce. Tento druh systému se dnes obvykle nazývá cívka na cívku. Dodnes se používá pro některé profesionální nahrávání a přehrávání, ale pro domácí použití byly cívky v 70. letech 20. století většinou nahrazeny jinými druhy pásků. Kazety jsou malé kazety obsahující uvnitř dvě cívky. Kazety posouvají čtyřstopý pásek jedním ze dvou směrů, které odpovídají jejich označení strany A a strany B. Cívka vlevo obsahuje nepřehraný nebo nenahraný pásek a cívka vpravo obsahuje pásek, který již prošel nahrávací nebo přehrávací hlavou. Když kazetu otočíte, páska se stále pohybuje zleva doprava, ale ve skutečnosti se jedná o opačný směr. Nahrávka "strany A" přehrává dvě stopy jako stereo a nahrávka "strany B" přehrává druhé dvě.

Osmistopé pásky byly v 70. a 80. letech 20. století nějakou dobu populární. Osmistopé pásky fungují podobně jako kazety, ale páska je smyčková: po přehrání se celá opakuje. Protože má osm stop, můžete si vybrat ze čtyř programů, z nichž každý je stereofonní. Osmistopé kazety již nejsou příliš populární, ale stále je lze nalézt ve sbírkách amatérů.

Profesionální páskové nahrávací systémy mohou mít ještě více stop nebo je mohou používat jinak. Obvykle je takový systém navržen tak, aby někomu umožnil mixovat stopy jiným způsobem, než byly původně nahrány. Existuje však druh záznamu zvaný kvadrofonní, který využívá čtyřstopý pásek k přehrávání čtyř různých stop současně. Dobrá kvadrofonní nahrávka může znít mnohem "reálněji" než stereofonní nebo monofonní nahrávky.

Digitální zvuková páska

Technologie záznamu na pásku se k ukládání digitálních informací používala od počátků výpočetní techniky. Jak se zdokonalovala počítačová technologie, zdokonalovala se i technologie magnetických pásek. V 80. letech 20. století se objevila technologie digitálních zvukových pásek (DAT). DAT je navržen tak, aby fungoval podobně jako kazeta, s tím rozdílem, že magnetické vzory DAT představují digitální data namísto zvukových vibrací. Tato digitální data představují digitální zvukový záznam, který lze kopírovat a reprodukovat pomocí mnoha různých počítačových systémů. Přechodem na digitální formát se médium vzdaluje od původního zvuku o další krok. Místo zvukového média je DAT datovým médiem a data jsou zvukovým médiem. To je technicky složitější, ale také flexibilnější. DAT se kromě zvuku používal k mnoha druhům záznamu dat.

Kompaktní disk

Kompaktní disk (CD) byl vyvinut v 80. letech 20. století jako nový způsob uvádění digitálních hudebních nahrávek na trh. Kromě zavedení CD-ROM a několika druhů zapisovatelných CD se od té doby CD příliš nezměnilo. Stejně jako DAT je to spíše datové médium než způsob přímého záznamu vibrací. Bylo zavedeno proto, aby poskytovalo hudbu způsobem, který je pro výrobce levný, ale relativně kvalitní, ale od té doby bylo přizpůsobeno mnoha potřebám ukládání dat. Stejně jako DAT vyžaduje CD k záznamu a přehrávání počítačovou technologii.

V 90. letech 20. století nahradily kazety a desky cédéčka jako hlavní druh komerčních hudebních nosičů. Přestože jsou dnes CD stále velmi populární, rychle se prosazují "online" digitální nahrávky, jako jsou MP3.

Nejstarší metody záznamu zvuku zahrnovaly živý záznam vystoupení přímo na záznamové médium. Jednalo se o zcela mechanický proces, často nazývaný "akustický záznam". Zvuk účinkujících byl zachycen pomocí membrány, k níž byla připojena střihací jehla. Jehla vytvářela drážky v záznamovém médiu.

Aby byl tento proces co nejefektivnější, byla membrána umístěna na vrcholu kužele a účinkující se tísnili na jeho druhém konci. Pokud byl některý z účinkujících příliš hlasitý, musel ustoupit od ústí kužele, aby nepřehlušil ostatní účinkující. V důsledku toho se v raných jazzových nahrávkách místo basového bubnu používal dřevěný špalek.

Zavedení elektrického záznamu umožnilo použít mikrofony k zachycení zvuku představení. Přední nahrávací společnosti přešly na proces elektrického mikrofonu v roce 1925 a do konce desetiletí je následovala většina ostatních nahrávacích společností. Elektrické nahrávání zvýšilo flexibilitu a kvalitu zvuku. Jakmile však bylo vystoupení stále sestříháno na záznamové médium, takže v případě chyby byl záznam nepoužitelný.

Elektrické nahrávání umožnilo nahrát jednu část na disk a poté ji přehrát při přehrávání jiné části a obě části nahrát na druhý disk. Tomuto postupu se říká over-dubbing. První komerčně vydané nahrávky využívající over-dubbing vydala společnost Victor Talking Machine Company na konci 20. let 20. století. Overdubbing se však používal jen v omezené míře až do zavedení analogového zvukového pásku. Průkopníkem v používání overdubingu na pásku byl Les Paul a nazývá se nahrávání "zvuk na zvuk". Tímto způsobem bylo možné v průběhu času sestavovat vystoupení.

Analogový magnetofon umožňoval vymazat nebo přehrát předchozí záznam, aby bylo možné opravit chyby. Další výhodou nahrávání na pásku je možnost pásku rozstříhat a znovu spojit. Díky tomu je možné nahrávku upravovat. Kousky nahrávky lze odstranit nebo přeuspořádat. Viz Úprava zvuku

Zavedení elektronických nástrojů (zejména klávesových a syntezátorů), efektů a dalších nástrojů vedlo k významu MIDI v nahrávání. Pomocí MIDI timecode je například možné, aby se při nahrávání "spouštěla" různá zařízení bez přímého zásahu člověka.

V poslední době se v nahrávacím studiu stále více uplatňují počítače (digitální audio pracovní stanice), jejichž použití usnadňuje práci při střihu a vytváření smyček a umožňuje okamžité změny, jako je duplikace částí, přidávání afektů a změna uspořádání částí nahrávky.

Prvním známým vynálezcem zvukového záznamu byl francouzský knihkupec a tiskař Édouard-Léon Scott de Martinville. Předpokládá se, že vynalezl vůbec první zařízení pro záznam zvuku známé jako fonograf.