Den lydoptagelse er processen med at holde en permanent registrering af hende for at lytte senere.
Formålet med at opretholde en pålidelig hukommelse af lyde er en del af historien om kulturer, der bruger fonetisk skrivning , forfinet i Europa med notationerne om musikalsk skrivning . Den industrielle samfund har udviklet sig fra den sidste fjerdedel af XIX th århundrede mekaniske midler til at nå det. Indtil det øjeblik kunne man kun optage ved at skrive den fortolkning, som en person lavede af lyd.
De telefon , radio , tv og film industrier har brugt mange forskellige optagelse processer, alle baseret på at omdanne lyden opfanget af en mikrofon i et elektrisk signal .
Evnen til at gengive lydoptagelser hurtigt og billigt har skabt den fonografiske industri , primært til produktion og salg af musik optagelser .
Lydoptagelse har tre grundlæggende faser:
En reproduktionsfase af denne materielle form kan føjes til den for at tillade diffusion uden andre mellemfaser.
I dag udføres fangsten universelt ved hjælp af mikrofoner, der omdanner lydbølgerne til et analogt elektrisk signal .
Signalbehandling kan konvertere det til et digitalt data stream . Det inkluderer i det mindste fastsættelse af start og slutning af optagelsen og normalt forstærkning med niveaukontrol og tonekontrol ( equalizer ), dynamik ( kompressor ), blanding af forskellige signaler ( blanding ). Den tilpasser sig det medium, der er valgt til optagelsen.
Signalet kan optages i mekanisk, magnetisk, optisk, elektronisk form. På dette tidspunkt kunne det være analogt eller digitalt; men ikke alle kombinationer er blevet udnyttet.
Analog | Digital | |
---|---|---|
Mekanisk | vinyl plade | ikke realiseret |
Magnetisk | magnetbånd | magnetbånd, computerens harddisk |
Optisk | lyd af biograf | biografoptisk lyd, compact disc |
Elektronisk | ikke realiseret | Flash-minder |
Det optagede medium kaldes også “lydoptagelse”. I dag involverer produktionen af en optagelse for det meste en første fase, produktion , hvor optagelser foretages på et arbejdsmedium og en anden fase, efterproduktion , hvor optagelserne er lavet. Samlet og blandet for at give et produkt som derefter overføres til et diffusionsmedium.
Omvendt finder vi ved restitutionen:
Lydfil | |
Ved måneskin, 1860 | |
Har du problemer med at bruge disse medier? | |
---|---|
Siden oprindelsen af lydoptagelse er to teknikker blevet brugt:
Mekanisk optagelse var den første form for lydoptagelse og også den enkleste.
Franskmanden Édouard-Léon Scott de Martinville opfandt den første enhed, der gjorde det muligt at optage lyd, men uden at være i stand til at gengive den. I 1857 indgav han et patent under navnet phonautograph . Enheden består af et horn, der er forbundet med en membran, der samler de akustiske vibrationer, transmitteret til en stylus, der sporer dem på et papirark, der er belagt med carbon black, viklet rundt om en roterende cylinder. Vi ser de snoede linjer, der repræsenterer lyden. Forskere ved Indiana University lykkedes i 2008 at gengive lyden af papiroptagelser lavet i 1860 og deponeret på Academy of Sciences . Computeranalysen af sporene fra de første eksemplarer giver anledning til en stemme, der er Martinville selv, der synger Au clair de la lune .
Amerikaneren Thomas Edison indgav i 1877 patentet på sin fonograf , den første enhed, der kunne optage og gengive lyd. Ligesom Martinvilles maskine, som Edison ikke kendte , overfører en membran her i glimmer lydvibrationer til en stylus. Dette indgraverer disse vibrationer direkte på en tincylinder . Omvendt får nålens passage over rillen, der er indgraveret under optagelsen, membranen til at vibrere, så den optagede lyd kan høres svagt. Den første reproducerbare optagelse stammer fra 1878.
Den tyske Émile Berliner udviklede sin grammofon mellem 1886 og 1889 . Det bevarer princippet om en mejsel, der vibrerer under virkningen af en membran, der drives af lydbølgen, graverer en rille. Men det udskriver lyden på en plade, og mejslen bevæger sig sidelæns, ikke i dybden som Edisons.
Berliner-pladen havde fordelen ved let opbevaring og frem for alt muligheden for massereproduktion af optagelser, der blev bragt på markedet. Den kommercielle registreringsproces blev opdelt i mindst tre faser:
For de mange serier blev der produceret yderligere mellemprodukter for at skåne den originale matrice.
Den Phonogrammarchiv (de) skabt af østrigske videnskabsakademi i 1899 er den ældste arkiv samling i verden, der oprindeligt optage stemmer af tysk-talende digtere bruger grammofoner.
Kort efter opfindelsen af grammofonen og grammofonen antydede telefonens at mikrofonens og den deraf følgende mulighed for at omdanne lyd til et elektrisk signal og være i stand til at transportere det.
Mekanisk støtteDen elektriske optagelse af lyd blev først kombineret med teknikken til mekanisk optagelse; det elektriske signal, der kommer fra mikrofonen, aktiveres takket være en elektromagnet, et mejsel, der indgraverede en skive, enten dækket med voks til optagelserne beregnet til kommerciel gengivelse eller dækket med celluloseacetat til de enkelte optagelser.
De første skiver produceret på denne måde, 24 eller 30 cm i diameter, roterende ved 78 omdrejninger pr. Minut, forblev kompatible med en helt mekanisk gengivelse.
Elektrisk reproduktionGeneraliseringen af elektricitet tillader gengivelse af lyd fra et forstærkeranlæg med to konsekvenser:
Døren er nu åben for LP- plade ( 33 o / min og 45 o / min ) og stereo .
Optiske medierFilmindustrien udviklede i slutningen af 1920'erne en proces til optisk optagelse af signalet på biograffilm, som åbnede muligheden for nøjagtig synkronisering af signaler og følgelig at samle dem under redigering , at udgøre multitrack-optagelser (samtidige signaler fra flere mikrofoner, der er optaget på flere spor i samme transportør) til blanding af deres signaler til mixeren .
Enheder, der kun optager lyd ved hjælp af processen implementeret i biograffilm blev produceret og brugt mellem 1930'erne og 1940'erne: processen med det østrigske firma Selenophon bruger den fotografiske filmproces, det blev ofte foretrukket frem for Philips-Miller mekanisk optager (1936), hvor en stylus ætser det gennemsigtige spor med variabel bredde på sort film, som ikke behøver at blive videreudviklet.
Den LaserDisc , lanceret kommercielt i 1978, Afspiller billeder og lyd, der er lagret i analog form gennem et optisk system.
Optisk optagelse og afspilning kombineres med digitale teknologier fra Compact Disc , opfundet i 1979 og produceret fra 1982.
Magnetisk holderValdemar Poulsen havde patenteret sin magnetiske trådoptager kaldet " Telegrafon " i Danmark allerede i 1898; han viste sin opfindelse på den universelle udstilling i Paris i 1900. Imidlertid udløb hans patent, inden opfindelsen fandt et kommercielt afsætningsmulighed.
I 1930'erne udviklede de tyske virksomheder AEG og Telefunken en magnetbåndoptager , en proces, der var meget lettere, billigere, og hvis ydeevne hurtigt overgik den for optagelse af disk og optisk optagelse., Med opfindelsen i 1941 med højfrekvent præ-magnetisering. I slutningen af 2. verdenskrig havde magnetisk optagelse forrang for andre processer i professionelle applikationer.
I 1960'erne populariserede introduktionen af lydkassetten først for en diktafon processen. Det gør optagelsen tilgængelig for offentligheden.
Introduktionen af Sony i 1979 af sin Walkman , den første walkman , der gør det muligt at lytte individuelt til musik indspillet på kassette overalt, fremskynder udviklingen af lydkassetten.
Anvendelsen af kassetten som medium til musik drager fordel af mange kvalitative forbedringer af magnetbåndet. Ferromagnetisk oxid erstattes af chrombiooxid, ferrochrom, cobalt ned til rent metal for at forbedre de tekniske egenskaber på bekostning af en transformation af optageenheder, hvoraf der hurtigt findes versioner, der søger at få mest muligt ud af bånd. Mekanikken i denne undersøges også for at muliggøre en jævn og lydløs bevægelse af bandet. Dolby støjreduktionskredsløb har siden opfindelsen udstyret de fleste båndoptagere og musik - kassetteafspillere . De mest effektive båndoptagere fra sidste generation havde således Dolby A, Dolby B, Dolby C, Dolby S, Dolby HX-Pro samt yderligere specifikke diskantbehandlingskredsløb (hvis gengivelse altid har været det svage punkt i musikassetten på grund af dets kørehastighed otte gange langsommere end de bedste professionelle båndoptagere).
Digital / IT supportDet var i midten af 1970'erne, at digital stereooptagelse blev tilgængelig . Dette bruges oprindeligt kun af professionelle studier . I 1979 tilbød Sony en maskine, der kunne optage digital lyd på videokassetter med roterende hoveder (PCM-1600). Dette format udnytter af videoen båndbredde ; opdeling af den digitale lydstrøm i segmenter, der svarer til et videobillede, bestemmer samplingsfrekvensen på 44.100 Hz, der er vedtaget på cd'en udviklet af Sony og Philips . I begyndelsen af 1982, Sony sælger formatet DASH (i) (Digital Audio Stationær administrerende direktør) og hans første indspilning multitrack PCM 3324. Tilmeldingsblanket af lydfiler ( Lydfil ) spreder omkring XXI th århundrede.
Den faldende pris på computerens lagringsvolumener gør det muligt for harddiskoptagelse at optage lyd behandlet som enhver anden type data . Udviklingen af flashhukommelser gjorde det muligt at generalisere digitale musikafspillere, hvilket gjorde det muligt at lytte til optagelser i mp3- format og derefter bærbare optagere til overkommelige priser for offentligheden.
I slutningen af 1990'erne markeres eksplosionen af hjemmestudier, der gør det muligt med en moderat investering at lave optagelser efter de samme principper som professionelle studios: multitrack-optagere ( Portastudio ), CD-brændere, digitale stereo-roterende hovedoptagere (DAT, Digital lydbånd ), digitale mini- diskoptagere, direkte-til-disk-optagelse (direkte til harddisk) med en personlig computer osv.
Teoretikere til lydoptagelse nærmer sig det på to modsatte måder:
En lydoptagelse kræver mindst en mikrofon eller et par mikrofoner til stereofonisk lydoptagelse .
Mikrofonens karakteristika er af største betydning. En god optagelse kan ikke foretages, hvis mikrofonen oprindeligt giver et signal, der fejlagtigt fortolker lydfeltet. Ud over kvalitetskriterier, som ofte resulterer i en høj pris, er en mikrofontype generelt mere egnet til hver brug. Direktiviteten, kapslens størrelse, transduktionsledningsprincippet, for lige kvalitet, til forskellige egenskaber. En mikrofon eller et par mikrofoner er ikke nødvendigvis det bedste for enhver form for lydfelt.
Lydoptageren skal også finde den rigtige placering af mikrofonerne, og visse optageforhold er ofte kilden til ægte hovedpine.
StereoparretI den mest stringente naturalistiske optagelsesstil passer to stereofoniske spor til to mikrofoner, og det er det. De kan være så tæt som muligt eller lidt langt fra hinanden.
Par stereolydoptagelse + hjælpemikrofonerMens monofonisk lydoptagelse kan virke ret let at implementere, er det samme ikke tilfældet med såkaldt “naturlig” stereofonisk lydoptagelse; det vil sige den, der bruger en stereofonisk base (to mikrofoner arrangeret i par) og flere hjælpemikrofoner, hvis formål er at specificere bestemte kilder. En af hovedvanskelighederne ligger derefter i den optimale placering af hovedmomentet, fordi enhver fejl ikke længere kan rettes i efterproduktionsfasen. Denne vanskelighed forøges tidoblet, når de stereofoniske baser ganges for at simulere effekterne af lydplaner. Desuden kommer andre fænomener i spil, når det kommer til at øge antallet af hovedkilder (nærhedslydoptagelse). Jo mere antallet af mikrofoner øges, jo flere opstår fasedrejningsproblemer, når de blandes. På den anden side ændrer dens kilde til at bringe en kilde tættere på en sensor dens frekvensresponskurve: dette kaldes nærhedseffekten, som har tendens til at forstærke de lave frekvenser; påvirke desto mere markeret, da mikrofonen er retningsbestemt. Når det gælder optagelse af f.eks. Et orkester , kan placeringen af mikrofonerne og derefter doseringerne på mixerniveauet kræve timers forberedelse og test, som ikke kan spares, selv under en multitrackoptagelse, der gør det muligt at optage hvert instrument individuelt og udfør blandingen senere. Dette kaldes efterblanding til redigering eller efterproduktion.
Stereofonisk lydoptagelse med et kunstigt hoved er baseret på princippet om at optage de lyde, der faktisk når øret. Et gips- eller plasthoved er udstyret med mikrofoner på ørernes placering. Så strengt som princippet synes, giver det kun gode resultater, når du lytter gennem hovedtelefoner.
Optagelse med et kunstigt hoved reducerer ikke særlig godt til monofonisk lyd på grund af faseforskellen mellem signalerne, der ankommer til de to kanaler.
Gradvist skifter de klassiske labels til multi-mic lydoptagelse, som udvikler sig endnu mere med udseendet af multitrack-optagere. Teknikken bliver dobbelt: på den ene side mikrofoner tæt på hinanden (tæt) og derover, forskellige variationer af såkaldt klassisk lydoptagelse. Den Decca træ er en af de mest populære teknikker rundt omkring i verden, især da fremkomsten af multi-kanal systemer i offentligheden.
Elektroniske enheder gør det muligt at simulere mellemrum fra optagelser af nærliggende mikrofoner, der ikke har tilstrækkelig efterklang, og redigering , assisteret af andre elektroniske enheder , gør det muligt at knytte optagelser foretaget på forskellige tidspunkter fint.
At tage lyd udendørs byder på flere begrænsninger, især knyttet til parasitisk støj og uønskede efterklang.
Lydoptageren skal tage højde for hjernens selektivitet, når man lytter , hvilket har det særlige at forsømme fremmede lyde, f.eks. Under en samtale på et støjende sted . En acceptabel eller endog behagelig efterklang i naturlig lytning, fordi lytteren skelner mellem den lyd, der interesserer ham ved sin retning, bliver foruroligende i optagelsen, fordi den smelter sammen med den nyttige lyd. En støj, der ændrer sig gradvist, såsom et forbipasserende køretøj, forstyrrer ikke live, men det vil fremhæve et snit, der ville være nødvendigt i optagelsen af lyden af primær interesse.
For at registrere fjerne lyde kan vi bruge "haglgevær" -mikrofoner, som ved et system med interferens mellem lyde, der kommer fra fronten, og dem, der ankommer fra siden, annullerer eller dæmper sidstnævnte. Et glattere resultat opnås med kardioidmikrofoner i fokus for parabolske reflektorer til bekostning af større bulk. I begge metoder vedrører direktivet mellem- og høje frekvenser. Disse frekvenser er de, der giver den talte menneskelige stemme sin tilstedeværelse; de er hovedkomponenterne i en fuglesang. Nogle kan optage sådan lyd i en afstand på 500 m .
Decca Tree | Virkningerne af vind på mikrofoner kan mildnes af eksplosionsenheder kaldet forruder . Jo mere retningsbestemt en mikrofon er, jo mere følsom er den for vind. En forrude kan være lavet af et simpelt plastskum; for mere effektivitet anvendes en ydre konvolut i en vis afstand fra mikrofonen. Hår omkring denne kuvert bremser gradvist luftstrømmen og forhindrer regndråber i at ringe på forruden.
I tilfælde af en analog optagelse som ved en digital optagelse, der omdanner en lydbølge til en elektrisk, så mekanisk eller magnetisk størrelse, der kan optages eller til computerdata , indfører tekniske begrænsninger og begrænsninger på grund af optagelsesmidler.
Alle apparater, mekaniske og elektriske, producerer støj under drift. De bevægelige dele af mekanikken vibrerer, skivernes aflæsningsspidser gnides mod rillen, de elektroniske komponenter, endda en simpel leder, giver en lav støj. Ud over disse kredsløbsspecifikke lyde er der forskellige interferenser udefra.
Et veldesignet system har lav støj, lav ruhed og lidt udsving .
Baggrundsstøj fra et system evalueres normalt ved at observere signalet ved udgangen, mens der ikke fremlægges noget signal ved indgangen. Mere stringent kan vi præsentere ved indgangen et signal, der bare kan måles ved udgangen, og udlede baggrundsstøj fra det, der er ved udgangen. Da denne baggrundsstøj i praksis kun forstyrrer tilstedeværelsen af et signal, tages der med denne mere realistiske test i betragtning, at et system ikke nødvendigvis er lineært på lavt niveau, og at det kan designes til at undertrykke udgangssignalet under en bestemt indgangssignaltærskel.
Alle enheder og systemer, der arbejder sammen om at optage og gengive lyd, ændrer signalet utilsigtet. Denne ændring kaldes " forvrængning ".
Der er to slags forvrængning:
Begge typer forvrængning findes sammen i enheder. de interagerer på ret komplekse måder, så enkle evalueringer med rene toner ikke nødvendigvis giver et resultat, der afspejler tests, hvor lytternes mening bliver spurgt.
I digital optagelse producerer intermodulationsproduktet mellem samplingshastigheden og signalet en ikke-lineær forvrængning kaldet aliasing .
For at evaluere et lydoptagelsessystem forsøger vi at fjerne forvrængninger på grund af pick-up og reproduktionssystemer: mikrofoner, forstærkere, højttalere.
"Dynamikken" eller det dynamiske område for et registreringssystem refererer til forholdet mellem de mindste og maksimale amplituder, som systemet kan eller korrekt optager og gengiver. Dette forhold kan ikke overstige det element, hvor det er svagest, fra mikrofonen , der konverterer lyd til et elektrisk signal, til højttaleren, der konverterer signalet til lyd, passerer gennem forstærkere og understøttelse af optagelse, disk, magnetbånd , computer osv. Det påvirkes af tilpasningerne mellem på hinanden følgende led i kæden.
Dynamikken etableres i forhold til signalkvalitetskonventioner . Det maksimale niveau er når signalet når et forvrængningsniveau defineret som grænsen; minimumsniveauet er, hvor baggrundsstøjen forstyrrer opfattelsen af signalet. Generelt sidestiller forretningsdokumenter "dynamik" med signal til støjforhold .
signal-til-støj-forhold afhængigt af optagemetoden:Analoge optagelser lider af manglerne i den mekanik, som de er bygget omkring:
Disse egenskaber giver anledning til målinger.
Et digitalt signal er først og fremmest karakteriseret ved dets bithastighed (antal bits pr. Sekund), det vil sige produktet af dets samplingsfrekvens med antallet af bits pr. Prøve.
I informationsteoretiske termer kan et signal være så godt beskrevet af en hvilken som helst kombination af samplingshastighed og antal bits af det samme produkt, forudsat at samplingshastigheden er større end det dobbelte af signalets højeste frekvens. I praksis er konverteringer dog ikke helt tabsløse; men den digitale hastighed er en indikator for den bedst mulige kvalitet med et givet system.
CD | DVD | Super Audio CD | bedst eksisterende | |
---|---|---|---|---|
Brug | diffusion | diffusion | diffusion | produktion |
Prøveudtagningsfrekvens | 44,1 kHz | 48 kHz | 2822,4 kHz | 192 kHz |
Antal bits | 16 bit × 2 | 16 bits × n | 1 bit × n | 24 bit × n |
Digital flow | 705.600 × 2 | 768.000 × n | 2.822.400 × n | 4.608.000 × n |
Datakomprimeringsmetoder reducerer den digitale gennemstrømning.
PrøveudtagningDen prøve er at skære lydinformationen som ankommer i form af elektrisk analog med regelmæssige tidsintervaller. Samplingsfrekvensen eller frekvensen er antallet af prøver pr. Sekund. De samplingsætningen stater, til at repræsentere signalet korrekt skal prøveudtagningsfrekvensen være større end to gange den højeste frekvens i signalet. De hørbare frekvenser anses generelt for at være mellem 20 Hz og 20.000 Hz . Der er behov for en lille margen til tilstrækkelig filtrering af frekvenser over 20 kHz, der ville være i signalet.
KvantificeringDen kvantisering omfatter reduktion af værdien af den prøve opnået ved sampling af en af værdier fra en liste over mulige værdier. Et helt tal kan repræsentere denne værdi. Bortset fra kvantiseringen af et signal, der repræsenterer tale (se A-lov og µ-lov ), afrunder vi simpelthen til den nærmeste værdi i en skala med jævne mellemrum.
Forskellen, der blev opgivet på tidspunktet for denne afrunding, udgør en støj, der ved rekonstruktionen føjes til det analoge signal.
For et signal kvantiseret på n bits er den effektive værdi af kvantiseringsstøj sammenlignet med et sinusformet signal i fuld skala enten i decibel 6 × n + 1,8, hvilket giver 98 dB for 16 bit . Men denne støj er faktisk en forvrængning , fordi den afhænger af signalet (vi siger, at det er korreleret med signalet. Vi undgår denne defekt ved at føje til signalet en støj, der kaldes dither (et ord, der betyder bekymring ), som vil være mindre irriterende, og desto mindre hørbar, da man har sørget for, at høje frekvenser dominerer, som øret er mindre følsomt over for.
I lydoptagelseskæden er baggrundsstøjen fra mikrofonerne generelt højere end kvantiseringsstøj.
FlowkompressionOptagelse af lyde er beregnet til lyttere. Denne væsentlige egenskab gør det muligt at begrænse mængden af transmitteret information.