Эволюция звуковых технологий Dolby


Начиная с 1970-х годов развитие киноиндустрии во многом обязано усилиям в области улучшения звука кинофильма, предпринимаемым компанией Dolby Laboratories. История кинематографа за последние три десятилетия как в зеркале отражает все достижения технологии Dolby в области развития фонограмм кинофильмов.

Оптическая звуковая дорожка
Фотографическая или "оптическая" звуковая дорожка была первым методом размещения фонограммы на кинопленке. Сегодня это остается стандартом, как в аналоговых, так и цифровых системах.
Классическая аналоговая оптическая звуковая дорожка кинофильма состоит из непрозрачной области, смежной с изображением, содержащей узкие прозрачные дорожки, которые изменяются по ширине соответственно изменениям звука (рис. 1). При проецировании фильма, луч от лампы звуковой читающей системы просвечивает сквозь перемещающиеся дорожки и изменяющиеся по ширине прозрачные дорожки пропорционально изменяют количество света, падающего на фотоэлемент, который преобразовывает изменения количества падающего света в изменения электрического сигнала. Этот электрический сигнал в дальнейшем усиливается, преобразуется в сигнал звуковой частоты, который, в конечном итоге, и подается на громкоговорители в кинозале.
Экономичность, простота, и долговечность - основные преимущества, которые внесли вклад в повсеместное применение оптической звуковой дорожки. Звуковая дорожка, напечатаная фотографически на фильме вместе с изображением, существует так же долго как и само изображение на пленке, а оптическая звуковая система на кинопроекторе легка в эксплуатации и экономична.

Успех открывает дорогу прогрессу
Кинофильмы со звуком сначала показывались всего в нескольких кинотеатрах начиная с конца 1920-х годов. За несколько лет, тысячи кинотеатров были переоборудованы для показа "говорящих картин" с оптической звуковой дорожкой.
Однако, феноменально быстрое распространение новой технологии не исключало ошибок и недостатков. Оборудование было установлено в кинотеатрах настолько быстро, что не было времени, чтобы воспользоваться преимуществом усовершенствований, которые происходили почти ежедневно.
Хороший пример - дизайн громкоговорителя. Первые громкоговорители для кино имели очень маленький диапазон в области высоких частот. Громкоговорители с большим диапазоном в области высоких частот стали доступными только через несколько лет, и не было времени переоборудовать первые кинотеатры новыми системами громкоговорителей. Инженеры были слишком заняты переоборудованием других кинотеатров.
Это создавало дилеммы для звукооператоров кинофильмов. Звуковые дорожки должны быть записаны так, чтобы воспользоваться преимуществом улучшенных громкоговорителей, или они должны быть записаны так, чтобы хорошо звучать на старых громкоговорителях? Учитывая, что было непрактично выпускать две версии фильма, единственным решением была такая запись фонограммы, что бы она хорошо звучала на старых громкоговорителях. Результат должен был игнорировать улучшенный частотный диапазон более новых, более лучших громкоговорителей.
Что бы решать проблемы совместимости, в конце 1930-х годов, де-факто, был выбран стандарт воспроизведения кинофильма, который сегодня называется Академической характеристикой. Владельцы кинотеатров знали, что ожидать от фильмов, и поэтому знали какое оборудование установить. Режиссеры и звукооператоры знали, что ожидать от звуковых кинотеатральных систем, и таким образом, понимали как будет звучать фонограмма фильма. В результате была разработана система записи и воспроизведения фонограмм кинофильмов, которая была применима для любого кинофильма, чтобы приемлемо звучать в любом кинотеатре мира. Проблема состояла только в том, что эта система была не достаточно гибкой к усовершенствованиям звучания кинофильма, из-за технических ограничений, которые существовали в 1930-х годах.

Магнитный носитель и многоканальный звук
В начале 1950-х годов, когда кинопроизводители стремились отвлечь зрителя от очаровавших их телевизоров, появился новый метод размещения фонограммы на кинопленке. После печати на кинопленку изображения, на кинопленке наносились узкие дорожки окиси железа, аналогичные покрытию на магнитной ленте для записи звука (рис. 2). Звук записывался на магнитных дорожках тиражной копии в режиме реального времени. В кинозале, магнитные дорожки считывались кинопроекторами, оборудованными магнитными головками, установленными на специальном приспособлении называемом "penthouse".
Магнитный звук стал существенным шагом вперед, так как обеспечивал более качественное чем оптическая дорожка воспроизведение фонограммы кинофильма. Высокое качество магнитных фонограмм позволило создать первое многоканальное звуковоспроизведение в кинотеатре названое - "стереофонический звук". Голос актера, появляющегося слева, из центра, или справа на изображении можно было слышать из громкоговорителей, расположенных слева, в центре, или справа новых широких экранов, которые появились в это же время. Музыка фильма получила новое измерение реализма, и специальные звуковые эффекты могли теперь звучать из любой точки зрительного зала.
В результате получили широкое распространение две основных магнитных системы: Система СтетаЗсоре (четыре магнитных дорожки на 35-мм кинопленке) и система Todd-AO (шесть магнитных дорожек на 70-мм кинопленке).

Магнитный звук выходит из употребления
Магнитный звук был широко распространен в 1950-х. Однако, к 1970-м годам, когда киноиндустрия испытывала сильный спад производства, высокие расходы на печать копий с магнитными дорожками и их сравнительно короткая жизнь по сравнению с копиями с оптической фонограммой, а так же высокая стоимость поддержания оборудования для воспроизведения магнитных фонограмм в кинотеатре привели к массовому сокращению количества копий с магнитной фонограммой и кинотеатров, оборудованных для воспроизведения магнитных фонограмм. Магнитный звук практически остался только на премьерных кинокопиях нескольких студий-мейджеров. К середине 70-х, кинозрители в основном снова слушали менее качественную монофоническую оптическую фонограмму и, только иногда наслаждались стереозвучанием на магнитной дорожке. Как ни странно, в то время, как кинопромышленность возвращалась к монофонической оптической фонограмме, все больше кинозрителей отдавало предпочтение более качественному стереозвуку дома.

Dolby начинает
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 Dolbu 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.

Следующий шаг: Dolby SR
В 1986 году Dolby Laboratories представила новый профессиональный способ записи фонограмм, названый Dolby SR (Spectral Recording). Подобно Dolby-шумопонижению, это была "зеркальная система", использующая принципы кодирования и декодирования, которые вместе применялись для записи и воспроизведения звуковой дорожки кинофильма. Новая система обеспечила снижение уровня шума более чем вдвое по сравнению с системой шумопонижения А-типа и, кроме того, разрешило запись и воспроизведение более громких звуков с более широким диапазоном частоты и более низким искажением.
35-мм оптическая дорожка с Dolby SR вместо Dolby А не только дала превосходные результаты в кинотеатрах, оборудованных новым SR-процессорами, но также удовлетворительно воспроизводилась в кинотеатрах не оборудованных Dolby-процессорами. В результате, сегодня практически на всех кинокопиях в мире аналоговая фонограмма записана в Dolby SR.

Рождение цифрового звука
Следующим этапом развития звука кинофильма от Dolby Laboratories стала система Doby Digital, представленная в 1992 году. Dolby Digital позволяет разместить шестиканапьную цифровую фонограмму в дополнение к Dolby SR с четырьмя аналоговыми каналами на 35-мм кинопленке (рис. 4). Этот формат - это уже другой существенный шаг вперед в звучании кинофильма, он обеспечивает раздельную запись основных каналов - левый, центр, правый, левое окружение и правое окружение, плюс шестой канал для эффектов сверхнизких частот (рис. 5).
В дополнение к способности записывать и воспроизводить шесть каналов, Dolby Digital обеспечивает экстраординарную динамическую способность, широкий диапазон частот, низкое искажение и высокую относительную устойчивость носителя. Эта комбинация высокого качества, надежности и практичности была доказана в кинотеатрах по всему миру, и сегодня это наиболее популярный цифровой формат.
Как и все предыдущие изобретения Dolby Laboratories, Dolby Digital совместимо со всеми предыдущими форматами многоканального звука Dolby. Кинокопия может традиционно быть воспроизведена в любом кинотеатре, в то время как цифровая дорожка может быть воспроизведена в кинотеатре, в котором установлен процессор Dolby Digital, а кинопроектор оборудован цифровым ридером.

Dolby Digital Surraund EX
Самый новый формат, разработанный Dolby Laboratories - Dolby Digital Surraund EX, был
представлен в 1999, и добавляет третий (тыловой) канал окружения к формату Dolby Digital. Новый формат значительно увеличивает реализм происходящего на киноэкране благодаря более точной звуковой локализации в пространстве кинозала. Для режиссеров и звукорежиссеров фильмов открылись новые возможности. Например, при воспроизведении тыловым каналом окружения и заэкранными каналами звука от экрана к тыловой части кинотеатра, одновременно звук может панорамироваться между громкоговорителями левого и правого каналов окружения (рис. 6).
Как все усовершенствования Dolby Laboratories новый формат совместим со всеми предыдущими форматами Dolby.

Наверх