|
Читайте также: |
Фонограммы Таггера и Шорина
Системы звукового кино были созданы почти одновременно в СССР, США и Германии. Советские системы с фотографической записью звука начали разрабатываться в 1926 г. в Москве группой изобретателей под руководством П. Г. Тагера (система «Тагефон») и в 1927 г. в Ленинграде под руководством А. Ф. Шорина. В системе Шорина фонограмма имела переменную ширину дорожки записи, а в системе «Тагефон» — переменную оптическую плотность. В этих системах фотографическая фонограмма переменной ширины или переменной плотности пересекала световой поток лампы просвечивания в месте равномерного движения киноленты (в звуковом блоке, установленном в кинопроекционном аппарате) и изменяла (модулировала) его в соответствии с записанными звуковыми колебаниями. Фотоэлемент превращал падающий на него переменный световой поток в электрические колебания. Электрический сигнал усиливался усилителем воспроизведения и поступал на громкоговоритель, установленный у экрана в зрительном зале кинотеатра.
Первая кинопрограмма с записью звука по системе Шорина была показана в 1929 г., а первым советским художественным полнометражным фильмом с записью звука по системе «Тагефон» стал «Путевка в жизнь» (1931, реж. Н. В. Экк).
Система оптической звукозаписи
Системы чтения оптической фонограммы
Непрозрачная область кинопленки, смежная с изображением содержит фотографическую (академическую) фонограмму в виде звуковой дорожки, ширина которой изменяется в соответствии с изменениями звука. По мере воспроизведения копии через кинопроекционную установку, световой луч лампы кинопроектора, проходя через фонограмму, передает изменения на фотоэлемент, преобразующий световой сигнал в электрический. Этот сигнал усиливается, обрабатывается с помощью фильтров и преобразовывается как звуковой.
Оптический звук имеет ряд преимуществ, которые определили его универсальность. Прежде всего — экономичность при производстве, так как оптическая фонограмма печатается на пленке вместе с изображением. Срок жизни звуковой дорожки такой же, как и изображения и может быть достаточно долгим. Кроме того, оптическая считывающая головка, установленная в проекторе — наиболее эффективная и простая в обслуживании технология из существующих на сегодняшний день.
Для того чтобы предупредить возможные проблемы совместимости фотографической фонограммы для киноустановок различных производителей, в конце 1930-х годов «де-факто» была принят метод стандартизации, регламентирующий требования к воспроизведению звука в театрах, который сегодня известен как «Академия». Результатом этого стала система надежной записи и воспроизведения, сделавшая приемлемым показ практически любого фильма в любом кинотеатре мира.
Коррекция записи и воспроизведения фонограмм
Динамическое шумоподавление. При аналоговой звукозаписи всегда возникают трудности с шумами, в основном в форме шипения. Для подавления системного шума записывать программу всегда следует при достаточно высоком уровне громкости. Для этого применяется метод компандирования, т.е. сужения динамического диапазона программы при записи и расширения его при воспроизведении. Это позволяет повышать средний уровень при записи, а при воспроизведении понижать уровень сравнительно тихих пассажей (и вместе с ними шума). При разработке эффективной системы компандирования возникают трудности двоякого рода. Одна из них – это трудность согласования компрессора и экспандера во всем диапазоне частот и громкости. Другая – предотвращение повышения и понижения уровня шума вместе с уровнем сигнала, так как это делает шум более заметным. В системах шумоподавления Долби весьма остроумно решаются эти проблемы несколькими разными способами. В них учитывается эффект «маскирования»: чувствительность слуха на той или иной частоте существенно понижается во время и непосредственно после более громких звучаний на близких частотах (рис. 2).
«Долби А». Метод «Долби А» – это промежуточная обработка, осуществляемая на входе и выходе звукозаписывающей аппаратуры, результатом которой является нормальная (плоская) характеристика на выходе. Метод «Долби А» применяется главным образом в профессиональной звукозаписи, в особенности на многодорожечные магнитофоны, в которых уровень шума повышается с увеличением числа используемых дорожек.
Проблема согласования компрессора и экспандера решается созданием двух параллельных путей – одного через линейный усилитель, а другого через дифференциальную цепь, выходной сигнал которой добавляется к «прямому» сигналу при записи и вычитается при воспроизведении, в результате чего действие компрессора и экспандера оказывается взаимно дополняющим. Дифференциальная схема разбивает частотный спектр на четыре полосы и каждую полосу обрабатывает отдельно, так что подавление осуществляется только там, где это требуется, т.е. в полосе, в которой сигнал программы недостаточно громок, чтобы маскировать шум. Так, например, музыка обычно концентрируется в нижней и средней полосах частот, а шипение магнитной ленты – на высоких частотах и слишком удалено по частоте, чтобы эффект маскирования был существенным.
«Долби В». Метод «Долби В» применяется главным образом в бытовой аппаратуре, в частности в кассетных магнитофонах. В отличие от метода «Долби А», записи по методу В выполняются с характеристикой Долби, рассчитанной на воспроизведение на аппаратуре с дополнительной характеристикой. Как и при методе «Долби А», здесь имеются прямой путь для программы и боковая цепь. В боковую входит компрессор с предваряющим активным фильтром верхних частот на частоты от 500 Гц и выше.
В режиме записи компрессор повышает уровень сигналов, лежащих ниже порогового значения, и они добавляются к сигналу боковой ветви. Активный фильтр создает в своей полосе пропускания усиление, нарастающее до 10 дБ на частоте 10 кГц. Таким образом, высокочастотные сигналы низкого уровня записываются с превышением первоначального уровня, достигающим 10 дБ. Подавитель выбросов предотвращает воздействие переходных процессов на постоянную времени компрессора.
Декодер системы «Долби В» аналогичен кодеру, используемому при записи, но в нем выходной сигнал боковой ветви компрессора суммируется с сигналом основной цепи в противофазе, т.е. вычитается из него. При воспроизведении уровень высокочастотных сигналов низкого уровня, а также уровень шипения магнитной ленты и системный шум, добавляющиеся при записи, понижаются, что приводит к повышению отношения сигнал/шум на величину до 10 дБ.
Важное различие между методом Долби и простой системой введения предыскажений (повышения высокочастотной характеристики) при записи и коррекции предыскажений при воспроизведении состоит в том, что характеристика «Долби В» влияет только на звуковые сигналы низкого уровня. Материал, закодированный по методу «Долби В», можно воспроизводить на аппаратуре, не имеющей системы шумоподавления Долби, если понизить высокочастотную характеристику для компенсации характеристики Долби, но это приводит к потере высоких частот в более громких пассажах.
«Долби С». Метод «Долби С» представляет собой дальнейшее усовершенствование метода «Долби В», позволяющее понизить шум на величину до 20 дБ. В нем используются два компрессора, включенные последовательно, при записи и два дополняющих экспандера при воспроизведении. Первый каскад работает при уровнях сигналов, сравнимых с уровнями в системе «Долби В», а второй чувствителен к сигналам, уровень которых на 20 дБ ниже. Система «Долби С» начинает действовать примерно со 100 Гц и обеспечивает понижение шума на 15 дБ на частотах около 400 Гц, тем самым ослабляя эффект модуляции средних частот высокочастотными сигналами.
Звукочитающие системы кинопроекторов, стабилизаторы скорости
Звукочитающая система
В большинстве кинопроекционных аппаратов использовалась фотоэлектрическая система чтения оптических фонограмм, в более позднее время вытесненных магнитными. Фотоэлектрическая система состоит из светочувствительного элемента, реагирующего на прерывистый световой поток от звукочитающей лампы, проходящий через оптическую фонограмму переменной плотности. Для обеспечения низкого коэффициента детонации и плавности звука в кинопроекторах используется специальный гладкий барабан, соединенный с массивным маховиком, приводимый в движение кинопленкой, движущейся в лентопротяжном тракте. Кинематически гладкий барабан и маховик никак не связаны с лентопротяжным трактом кинопроектора. Это позволяет демпфировать колебания скорости оптической фонограммы относительно звукочитающей системы. Оптическая фонограмма со временем уступила место магнитной в силу большего технического совершенства последней. Магнитная звукочитающая система устроена аналогично оптической, только вместо фотоэлемента и лампы используются магнитные головки, воспроизводящие магнитную фонограмму, нанесенную на кинопленке. Наибольшего совершенства такие магнитные звукочитающие системы получили в широкоформатном кинематографе (шестиканальная магнитная фонограмма) и в стандарте IMAX.
Самым важным элементом электромеханической системы синхронизации является стабилизатор скорости вращения барабана. Наиболее простым средством, обес - печивающим стабильную скорость вращения барабана, является применение синхронного двигателя. Синхронный двигатель, питаемый током синхронизирующей частоты, обеспечивает стабильную скорость вращения барабана.
Стабилизатор скорости (СС) предназначен для устранения влияния нестабильности напряжения источника питания (параметров элементов схемы, трения в подшипниках и других факторов) на постоянство скорости вращения двигателя. Операционный усилитель охвачен частотно-зависимой ООС. Первый транзистор согласующего усилителя включен по схеме с ОЭ, два последующих - эмиттерные повторители. Для ускорения разгона двигателя при его запуске и торможении при переключении с 45 на 33 об / мин согласующий усилитель под действием диода VD15 во время переходных процессов работает в автоколебательном режиме. Принцип работы стабилизатора скорости следующий. Поступающее на вход устройства напряжение, пропорциональное скорости тахогенера-гора, сравнивается с эталонным напряжением. Разность этих напряжений усиливается операционным усилителем и через согласующий усилитель подается на коммутатор двигателя.
Стереофонические фонограммы
К концу 1980-х, ситуация, которая преобладала в середине 1970-х, полностью изменилась. Благодаря новой технологии и благоприятным финансовым изменениям в кинопромышленности, почти все премьерные фильмы к тому времени выпускались с широкодиапазонным многоканальными стереозвуком, так же как и сегодня.
Это стало возможным благодаря внедрению компанией Dolby Laboratories высокопрактичного 35-мм оптического формата записи стереозвука, названного - Dolby Стерео. В месте, где расположена обычная монофоническая оптическая дорожка кинофильма - расположились две оптические дорожки, которые не только несут информацию о звуке левого и правого каналов как в домашних стереосистемах, но также кодируется информация о третьем канале, расположенном в центре экрана, и о четвертом канале - канале окружения, редназначенном для воспроизведения окружающего звука и специальных эффектов (рис.3). Этот формат не только позволил воспроизводить стереозвук с оптической дорожки кинофильма, но и значительно улучшил качество звучания звуковых дорожек кинофильма. Различные методы обработки, применяемые к оптической фонограмме во время записи и воспроизведения звука, позволили значительно улучшить "достоверность" звучания. Основными методами обработки среди них было шумопонижение Dolby, предназначенное снизить шипения и искажения, связанные с оптическими преобразованиями звука, а также эквализация громкоговорителей, для приведения звуковой системы кинотеатра к стандартной кривой звуковоспроизведения.
В результате, в кинотеатре где установлен Dolby-кинопроцессор, кинокопии с оптическим Dolby Stereo звуком воспроизводились с более широким диапазоном частоты и намного меньшими искажениями чем кинокопии с обычной звуковой дорожкой. Фактически, Dolby ввела новый формат воспроизведения оптических фонограмм как всемирный стандарт воспроизведения кинокопий со стереозвуком (ISO 2969).
Важное преимущество оптического формата Dolby состояло в том, что фонограмма кинофильма печаталась одновременно с изображением, точно так же как моно копии. Таким образом стоимость печати кинокопии с четырьмя каналами была не больше, чем стоимость печати кинокопии с моно звуком, и гораздо меньше, чем печать копий с магнитным звуком. Кроме того, модернизация кинотеатра для воспроизведения стерео звука была относительно недорогой и не требовала каких-либо затрат на эксплуатацию в дальнейшем. В результате, кинотеатр получил тот же результат с Dolby Stereo фонограммой что и с четырехканальным магнитным звуком на 35-мм кинопленке (который очень скоро стал устаревшим), только с более высокой "достоверностью" звучания, с более высокой надежностью и с гораздо меньшими затратами.
Технические параметры, области применения
Итак, сегодня в мире применяются семь основных систем звука в кино:
Первые три — аналоговые системы, а остальные четыре — цифровые. Изменить формат пленки в киноиндустрии не представляется возможным, поэтому создателям многоканального звука пришлось придумывать различные «ухищрения», чтобы со старых кинопроекторов без их большой модификации можно было демонстрировать фильмы с новым звуком. Так были созданы различные системы кодирования звука и способы хранения его на киноленте.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 186 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Оптимизация припуска на центральное отверстие зубчатого колеса | | | Аналоговые системы звука |