– avagy „History of The Early Days”
Ma már természetesnek tűnik, hogy leülünk két hangsugárzó elé, de nem árt felidézni a kort és annak találmányait, emberi erőfeszítéseit, amik alapján ma zenét hallgathatunk. No, figyeljünk csak, hogyan történt minden lépésről-lépésre, több mint 100 évvel ezelőtt!
A sztereofonikus hangzás – amit röviden sztereónak nevezünk – hangok reprodukálása két független hangcsatorna használatával. A sztereó a hangsugárzók szimmetrikus elhelyezésével mutatja be azt a vizuális mezőt, amit hangszínpadnak nevezünk, ahol a két (virtuálisan több) különböző irányból hallható hangok természetes benyomást, összhatást keltenek. Technikai értelemben a sztereófónia olyan hangrögzítést és hangvisszaadást jelent, amely majdhogynem grafikus vetítést használ a rögzített hangelemek és hangesemények egymáshoz viszonyított helyzetének kódolására. Egy sztereó rendszer, bár tetszőleges számú csatornát tartalmazhat, általános használatban csak kétcsatornás rendszerekre utal.
Clément Ader még 1881-ben Párizsban mutatta be az első kétcsatornás audio-rendszert, ami a párizsi opera színpadáról telefonvonalon keresztül közvetítette az előadást. A kétcsatornás telefonos eljárást Franciaországban 1890 és 1932 között Théâtrophone néven, Angliában 1895 és 1925 között Elektrofon néven forgalmazták. Mindkettő, szállodákban és kávézókban érmével működő vevőkészülékekkel, vagy magánlakásokra előfizetéssel volt elérhető. Tehát, máris érdekes ahogyan az egész indult. A „sztereofonikus” szót – amely a görög stereos = „szilárd” és a phōnē = „hang” szavakból származik – a Western Electric alkotta meg, a „sztereoszkópikus” szó analógiájára.
Egy kis emlékeztető a nagy nevekre. Az első, az elektroncsövekkel kapcsolatos elméletekkel foglalkozó könyv 1920-ban jelent meg, kiadta a Western Electric kutatásvezető fizikusa, Hendrik Johannes van der Bijl. Az első csöves push-pull elven működő erősítő-áramkört a Lee De Forest triódájával (1906) működő Single Ended erősítőhöz 1912-ben fejlesztették ki. Ez az erősítő-áramkör Edwin H. Colpitts a Western Electric kommunikációs mérnökének, (a Colpitts oszcillátor feltalálójaként emlékeznek rá) kutatás vezetőjének munkája. A visszacsatolás alkalmazásával történő torzítás csökkentés koncepcióját Harold Stephen Black, szintén a WE alkalmazottja 1922-ben hozta létre. 1925-ben pedig Edward Kellogg, a mozgó tekercses hangszóró társ feltalálója volt.
Az 1930-as években Harvey Fletcher, a Bell Laboratories munkatársa a sztereofonikus rögzítési és reprodukálási technikákat vizsgálta. Az egyik vizsgált technika a „Wall of Sound” volt, amely a mikrofonok hatalmas sorát használta fel a zenekar előtt egy sorban. Legfeljebb nyolcvan mikrofont használt, és mindegyikhez (egy külön lehallgató helyiségben) egy-egy megfelelő hangszórót kapcsolt. 1932 márciusában, Leopold Stokowski karmester és a Philadelphia Orchestra közreműködésével, több sztereofonikus tesztfelvétel készült a Philadelphiai Zeneakadémián két mikrofont használva, amelyek két külön barázdát vágtak ki ugyanazon a viaszkorongon. A legkorábbi fennmaradt sztereó felvétel 1932. március 12-én készült, Scriabin – Prometheus: Poem of Fire című művének előadásáról. Az akkoriban legnépszerűbb Duke Ellington and His Orchestra is készített néhány sztereó big band felvételt 1932. február 3-án az RCA Victor társaság számára.
A korszakban meglehetősen bevett gyakorlat volt, hogy egynél több mikrofont és lemezvágót használtak. A különféle verziókat össze lehetett hasonlítani, hogy megtudják, melyik a legjobb mikrofon pozicionálás. 1933. április 27-én a Philadelphia Orchestra élő közvetítésével a Bell Laboratories bemutatta a háromcsatornás sztereofonikus hangzást. A két csatornát és többféle mikrofon-technikát (XY kétirányú mikrofonok, Blumlein-beállítás és M/S-sztereofónia) használó sztereofonikus rögzítési módszert Alan Dower Blumlein fejlesztette ki 1931-ben az EMI-nál, amit 1933-ban szabadalmaztatott. A hanglemez barázda derékszögű falait a két csatorna jeleinek tárolására az EMI-nél vágták 1933-ban, huszonöt évvel azelőtt, hogy ez a módszer a sztereó lemezek szabványává vált.
A sztereofonikus hangzás fejlődését 1940-től 1970-ig a két (vagy több) csatorna szinkronban történő rögzítésének és reprodukálásának technikai nehézségei, valamint az új audio-hordozók és berendezések bevezetésének gazdasági és marketing kérdései vezérelték, és még nem lehetett tudni hogyan fogadja a piac, mennyire lesz gazdaságos a kétszer akkora költségű sztereó rendszer, mint egy mono. Az 1950-es években ez fontos kérdés volt, még nem volt világos, hogy a fogyasztók azt gondolják-e, hogy a hangzás annyival jobb, hogy kétszer annyit is megér.
1952-ben Emory Cook (1913–2002) hírnevét azzal szerezte, hogy új lemezvágó fejeket tervezett. Kifejlesztett egy „binaurális” lemezt, ami a két különálló hangcsatorna információit egymás melletti, két külön barázdába vágtak. A barázdák lejátszásához két tűre volt szükség, mindkét tűt külön erősítőhöz és hangszóróhoz csatlakoztattak. Nem sokkal később a Cook Records elkezdett ilyen lemezeket kereskedelmi forgalomban gyártani, mert az ilyen felvételek és a lejátszáshoz szükséges berendezések iránti kereslet megnőtt. (Cook hagyományos mikrofonokat használt, sztereó lemezét „binaurális” lemeznek nevezte, a kifejezést nem szabad összetéveszteni a szó modern használatával, ahol a „binaurális” módszer egy a fülbe helyezett kis mikrofonok segítségével, a belsőfülben készült felvétel.)
Az 1950-es évek elején a Concertapes és a Victor cégek magnetofon szalagokon, sztereó hangfelvételeket adtak ki. A komoly beruházást felvállaló audiofilek néhány gazdagabb nappali szobájába megérkezett a sztereó hang. A sztereó felvétel 1957 őszére elterjedt a zeneiparban. Egy kicsiny lemezcég, az Audio Fidelity 1957 novemberében kiadta az első kereskedelmi forgalomban kapható sztereofonikus lemezt. Sidney Frey, az alapító és az elnök, a Westrex céggel vágatta a lemezt. Az „A”-oldalon a Dukes of Dixieland, a „B”-oldalon vasúti hangeffektusok voltak. (ezt később mások is elővették – nem tudni mitől népszerűek – a szerk.) 1957 december 16-án Sidney Frey a Billboard szakmai magazinban hirdette, hogy ingyenes példányt küld mindenkinek, aki céges fejléces papíron ír neki – ez a lépés nagy nyilvánosságot generált. Frey azonnal kiadott négy további sztereó lemezt. A kereskedőknek nem volt más választásuk, mint a berendezéseket az Audio Fidelity Records lemezeivel demonstrálni.
A Bell Laboratories által 1940. április 9-én és 10-én a Carnegie Hall-ban megtartott hang-bemutatón három hatalmas hangszóró rendszert használtak. A szinkronizálást úgy sikerült elérni, hogy a felvételeket három hangsáv formájában, egyetlen mozgóképfilmre rögzítették. A dinamikatartomány korlátai miatt hangerő-tömörítést alkalmaztak, a negyedik sáv pedig a hangerő szabályozására szolgált. (Az 1970-es évek Dolby zajcsökkentő rendszere egy alapvetően hasonló technika sokkal kifinomultabb változata lett.) A hangerő szabályozás nem volt teljesen automatikus, úgy tervezték, hogy lehetővé tegye a manuális beavatkozást, azaz a teljes hangerő és az egyes számok relatív hangerejének művészi beállítását. A felvételeket a Philadelphia Orchestra készítette Leopold Stokowski vezényletével, aki személyesen vett részt a hangzás „javításában”. A felhasznált erősítők 1500 Watt teljesítményt, a hangszórók akár 100 decibel hangerőt is produkáltak. Az egyik szemtanú szerint a demonstráció „elbűvölte és néha, nem is kicsit, megrémítette” a hallgatóságot. Szergej Rahmanyinov zeneszerző jelen volt a bemutatón, megjegyezte – … „A bemutató csodálatos, de valahogy nem zenei. Nem tudtam, mi az, amíg jól bele nem nyúltak a darabba. Túl sok a javítás, túl sok a Stokowski”…:))
A hangrögzítés fejlesztése a Bell Laboratories-ban. A rádióadás az Egyesült Államokban 1920 novemberében kezdődött, és ez kihívást jelentett a hanglemez számára, mivel az „éteren keresztül” ingyenes zene és szórakozás lett elérhető. A hangrögzítő cégek arra törekedtek, hogy új technológia bevezetésével javítsák felvételeik minőségét. A technológia kulcsfontosságú megújítója a Bell Laboratories volt.
A Bell Laboratories egy amerikai telefon monopólium, az American Telephone & Telegraph kutatási részlege volt. Korábban a Western Electric, az AT&T gyártói ága, valamint a Bell System részleg végzett kutatásokat egészen addig, amíg 1925. január 1-jén az AT&T megalapította a Bell Telephone Laboratories, Inc.-t New Yorkban vegyes-vállalatként. A Western Electric Frank Jewett-et nevezte ki az új vállalat elnökévé, aki 4000 munkásért felelt. A Bell Labs az elkövetkező 60 évben az úttörő technológia folyamatos fejlesztésében vett részt.
A Bell Laboratories mérnökei alapvetően a fizika és az elektrotechnikai elmélet felé orientálódtak, terveiket tudományos koncepciókra alapozták. Ez e tudósok fejlett villamosmérnöki képzettségét tükrözte azon kevesek közül, akik ilyen kutatásban dolgoztak abban a korszakban. A Bell és a Western Electric 1914 óta dolgozott jelátviteli technológiákon, a kutatás szolgáltatta később a Westrex elektromos rögzítő rendszer alkotóelemeinek kifejlesztését is. Az első egy kondenzátor mikrofon volt, amelyet 1916-ban a briliáns villamosmérnök, Ph.D. Edward Christopher „EC” Wente fejlesztett ki. A kondenzátor mikrofon alacsony szintű jel-kimenetének erősítésére szolgáló elektroncsöves erősítés kifejlesztésével a technika és a termék alkalmazása gyakorlattá vált. A kondenzátor-mikrofon figyelemre méltó akusztikai teljesítményt nyújtott. A kezdeti verziókban, 6000 Hz-ig, közel egyenletes frekvencia-átvitelt tudott elérni. A továbbfejlesztett modellekkel ez a reprodukció 15 000 Hz-re bővült, abban az időben, amikor a felvételi folyamat nem sokkal 2 400 Hz felett volt csak képes rögzíteni.
A Westrex Cutter Head vágófejjel szerelt 2B lemezvágó gép 1960-ból való, ezzel a fejjel összesen 355 db készült. Ezt a gépet egy eredeti Westrex 1700 rendszerrel tesztelték, 25 dB visszacsatolással. Az eredeti leltárcímkén megtalálható annak az embernek az aláírása, aki építette. A neve Otto Hepp – a Scully főmérnöke és a 20. századi Westrex vágófejek vezető tervezője. Otto minden Westrex sztereó vágófejet kézzel készített az Egyesült Államokban, az 1-es sorozatszámmal kezdve! A legjobb lemezek egy részét a Westrex 2B felvevővel sikerült elkészíteni, a „termelésbe”1954-ben vezették be, a Columbia és az RCA Victor alkalmazta 78-as, 45-ös és 33,3 fordulat/perc sebességű, mono felvételeihez. A mono felvételek 1970-ig a 2B felvevővel készültek. Amikor a Westrex Service bezárt a Recorded Sound Culver Cityben (Ca.) megvásárolta az összes sztereó és mono lemezes felvevőberendezést és az alkatrészkészletet. A History of Recorded Sound ma a Westrex egyedülálló szerviz részlege a világon. (Otto Hepp 1995-ben elhunyt, egyetlen tanítványa Len Horowitz).
Az első Westrex (Western Electric) 1B Frequency Test Record Stereo Vinyl LP 2-12-1960-ból.
Az egyik legkorábbi RCA gyártású professzionális gép az RT21 modell, egy „egyedi”, full-mono felvevő/lejátszó, amely kiemelkedő felvételi és lejátszási képességeiről ismert, segítségével hitelesen megörökítették a korszak zenei előadásainak hangzását. A chicagói NBC épületében lévő WMAQ rádióban is ezt használták. A Metropolitan Opera még mindig RT-21-et használ színpadi hangeffektusokhoz. Stephen Sank (a híres RCA Ribbon mikrofon-restaurátor) szerint a valaha készült legjobb 1/4 hüvelykes rögzítő, amelynek építési minősége jobb, mint az európai Studer/Revox! A múlt analóg felvételei sokkal realisztikusabb hangzásúak, mint bármi.
Ma már ritka az eredeti, vintage, Neumann U47 kondenzátor csöves mikrofon. Az AKG C12 (Telefunken Elam 251) vagy a Neumann M49 mellett az U47 a világ egyik legkeresettebb mikrofonja. Ahogy mondani szokták, a Szent Grál, egy legenda. Még mindig csodálatosan hangzó felvételek készíthetők ezzel a típussal – a modern klónok egyikével dolgozni teljesen más dolog.
A kétcsatornás sztereó felvétel során két mikrofont helyeznek el a hang-forráshoz képest stratégiailag megválasztott helyekre, és mindkettő egyszerre rögzít. A két felvett csatorna hasonló lesz, de mindegyik eltérő érkezési időt és hangnyomásszintet tartalmaz. Lejátszás közben a hallgató agya az időzítés és a hangszint finom különbségeit használja fel a rögzített objektumok helyzetének háromszögelésére . A sztereó felvételeket gyakran nem lehet lejátszani mono rendszeren a hanghűség jelentős vesztesége nélkül. Mivel minden mikrofon minden hullámfrontot kissé eltérő időpontban rögzít, a hullámfrontok fázison kívül vannak; ennek eredményeként épülő és destruktív interferencia léphet fel, ha mindkét műsorszámot ugyanazon a hangszórón játsszuk le. Ezt a jelenséget fáziskioltásnak nevezik.
Az RCA LC-1A hangszórók. A „hangdoboz” 1954-ből való, úgy van kialakítva, hogy az előre néző reflexnyílás a kis helyiségekben való használatakor teljesen elfedhető legyen. Az alapértelmezés egy félig lefedett nyílás, a basszus hangzását szabályozza, a szoba méretéhez igazítható. Harry Olson, az RCA-tól, sokat írt egy bizonyos „Elvis Presley” nevű előadóról a Radio Electronics Magazine egyik, 1954-es számában, aki ezeken a hangsugárzókon hallgatta vissza produkcióját. Az RCA LC-1A hangsugárzók minden bizonnyal elég jók, tekintve azt a korszakot, amelyből származnak, a stúdióban lévőket push-pull üzemmódú 5881-es elektroncsöves McIntosh erősítők hajtották.
Az Ampex Model 300 Magnetic Tape Recorder kétsebességes gép volt, amely 7,5 vagy 15 ips sebességre kapcsolható, 10,5 hüvelykes orsókat használt. Az Ampex Model 300-hoz Harold Lindsay tervezte a mechanikát, Frank Lennert pedig az összes elektronikát, beleértve a rögzítő/lejátszó elektronikát is. Minden teljesítményjellemzője megegyezik vagy meghaladja a NARTB (Rádió- és Televízió Műsorszolgáltatók Nemzeti Szövetsége) szabványait. Minden Ampex hangrögzítő a NARTB által szabványként elfogadott frekvencia-karakterisztikát produkálja. Az Ampex 300 elektronikája az egység aljában kapott helyet, és az előlap kinyitásával lehetett hozzáférni. A VU-mérőt a fedélzet feletti ferde panelbe szerelték fel. Az alkalmazott elektroncsövek hője elegendő volt egy ebéd felmelegítéséhez. Az első sorozatgyártású 300-as modellt 1949 késő tavaszán szállították le. Nem sokkal ezután bemutatták a 15/30-as ips. verziót, a Model 301-et. A 300-as transzport az audio-rögzítők számos változatának platformja lett. Összességében körülbelül 20 000 db-ot gyártottak.
Harold Lindsay egy új fejet tervezett, amely a 200A-hoz képest olcsóbb volt, jobban teljesített és egyenletesebb átvitelre volt képes. A szalagok több tényező miatt nem cserélhetők fel a 200A és a 301 között. Először is, a 200A modellen a szalagon az oxidréteg kifelé, míg a 301-en befelé néz. Másodszor, a felvételi kiegyenlítés más. A 301-et 3M 111 típusú szalagjának használatára tervezték (a 200A ismét a 3M RR/112 szalagot használta). Kínossá vált, hogy a 301-es modellnek jobb frekvencia-átvitele, alacsonyabb zajszintje volt, mint a 200A-é. A 300-as és 301-es modellek eladásai gyorsan meghaladták a 200A-ét, amelyet hamarosan megszüntettek; végül összesen 112 db Model 200A felvevőt gyártottak.
Körülbelül 1926-ig a viaszhengerek és a Berliner/Victor lemezek hangfelvétele mechanikusan (akusztikusan) történt. Elektromos áram használata nélkül! A korszak nagy stúdióiban, mint például az Edison, a Victor és az EMI, hatalmasak voltak a felvételi kürtök, a beállítások pedig bonyolultak. A Western Electric 1925-26-ban fejlesztette ki azt az eszközt, amellyel az elektromos áram segítségével hangot lehet felvenni egy mikrofonnal, majd azt elektromágneses vágófejré erősíteni, viaszra vágni – 1926-ban engedélyezte a rendszer használatát a lemezkiadó cégeknek.
Három kiváló könyv van a felvétel korai napjairól, amelyeket nagyon ajánlok, mindkettőt Alan Sutton írta: http://www.mainspringpress.com/book_phonograph.html a hanglemezipar kezdeteit mutatja be, míg egy másik: http://www.mainspringpress.com/book_rec20.html történelem az akusztikusról az elektromos felvételre való átmenetig. A jazz, a blues és a „hillbilly” (country) zene kedvelőinek tetszeni fognak azok a fejezetek, amelyek részletezik e műfajok fejlődését a lemez- és zenei üzletág tágabb kontextusában. A harmadik a „Harmincasok felvétele” címet kapta: http://www.mainspringpress.com/book_catalog.html.
A sztereofonikus hang a különböző hangszerek felvételkori eredeti helyének illúzióját próbálja kelteni. A hangrögzítő mérnök célja általában egy sztereó „kép” létrehozása lokalizációs információkkal. Ha egy sztereó hangfelvételt hangszórórendszeren keresztül hallgatunk, természetesen mindkét fül mindkét hangsugárzót hallja. A hangmérnök gyakran használ kettőnél több mikrofont, néha sokkal többet, és ezeket két sávra keverheti oly módon, hogy eltúlozza a hangszerek szétválasztását, hogy kompenzálja a hangszórókon keresztül történő hallgatáskor fellépő átfedést. A sztereofonikus hangok leírása általában hangsúlyozza az egyes hangszerek térbeli helyzetének lokalizálhatóságát, de a valóságban sokan olyan lejátszó rendszereken hallgatnak zenét, amelyek rosszul hoznak létre sztereó „képet”. Sok hallgató azt feltételezi, hogy a „sztereó” hang „dúsabb” vagy „telítettebb”, mint a monofonikus hang. Ez pontatlan – a sztereó és a mono ugyanolyan részletgazdag. A térbeli illúzió az, ami megkülönbözteti a sztereó felvételeket a mono felvételektől. Sztereó felvételek lejátszásakor a legjobb eredményt akkor érjük el, ha két hangsugárzót használunk, a hallgató előtt és egyenlő távolságra, miközben a hallgató a két hangszóró közötti középvonalon helyezkedik el.
A legtöbb kétcsatornás felvétel csak ebben a „gyengébb értelemben” sztereó felvétel. Különösen a popzenét általában közel-mikrofonozási technikával rögzítik, mesterségesen több sávra osztják szét a jeleket. A különálló sávokat ezután egy kétcsatornás felvételbe keverik (egyesítik), amely gyakran alig vagy egyáltalán nem hasonlít a zenészek tényleges fizikai és térbeli kapcsolatára az eredeti előadás idején. Valójában nem ritka, hogy ugyanannak az előadónak vagy a dalnak a különböző változatait különböző időpontokban, sőt különböző stúdiókban is felveszik, majd egy végső kétcsatornás felvételbe keverik, hogy kereskedelmi forgalomba kerüljenek. A klasszikus zenei felvételek ez alól kivételek.
Köszönjük az alapot Ross H. Snyder és John Leslie, az AES Történeti Bizottság dokumentum-kezelőinek. A képeket az Audio Engineering Society (AES) Történelmi Bizottságának jóvoltából használtuk.
Ajánlott olvasmányok: „Információk a Bell Lab. történetéből”
https://www.stokowski.org/Development_of_Electrical_Recording.htm
A lemezvágás Szent Grál-ja a Westrex vágófej:
https://www.lathetrolls.com/viewtopic.php?t=796
https://vintageking.com/neumann-u47-u48-microphone
A filmhang története:
http://www.3dfilmarchive.com/first-year-of-stereo-records
