Текст книги "В мире застывших звуков"
Автор книги: Вадим Охотников
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 3 страниц)
7. Современный граммофон
Давно уже не изготовляются граммофоны старинного вида: с никелированными рупорами, полированными ящиками и металлическими украшениями. Их заменили лёгкие переносные граммофоны.
Однако по устройству механизма современный граммофон ничем не отличается от прежнего. Пружинный механизм, диск, мембрана и рупор, – это всё те же детали, которые имел граммофон и раньше. Но выполнены они совершенно иначе. Теперь каждая деталь рассчитана математически, на основе выросшей за это время науки о звуке – акустики.
Строго учтена, например, форма рупора. Это уже не просто труба. Теперь рупор устроен так, что узкая часть его отзывается (резонирует) на звук высокого тона; более широкая – на более низкий тон и, наконец, самая широкая часть рупора – на самые низкие тона.
Мы уже говорили, что звуковые колебания различны по частоте. Самые медленные колебания воздуха, которые улавливаются человеческим ухом как звук, – это приблизительно 30–50 колебаний в секунду. Самые частые колебания, слышимые обычно ухом, примерно 10–12 тысяч колебаний в секунду.
Какие же колебания мог воспроизводить старинный граммофон? Оказывается, только от 300 до 2,5 тысяч колебаний в секунду. Значит, не все звуки, слышимые нами, могли воспроизвести первые граммофоны.
Именно этим и объясняется тот своеобразный «граммофонный» оттенок, который слышен у старинных граммофонов.
Хорошо, что человеческое ухо не очень требовательно! Получая всего только одну пятую часть слышимых звуков, оно всё-таки продолжает воспринимать такое звучание, как музыка или человеческий голос.
Современная электрическая запись звука запечатлевает на граммофонной пластинке приблизительно от 80 до 5 000 колебаний в секунду.
Современный граммофон способен воспроизводить звуковую частоту, начиная от 150 колебаний и кончая 3,5 тысячи колебаний в секунду.
Кроме электрической записи звука на граммофонную пластинку, появилось также и электрическое воспроизведение звука с пластинки.
Для этой цели был придуман специальный электрический звукосниматель – адаптер. Он ставится на граммофонную пластинку вместо обычной мембраны. Звукосниматель превращает механическое колебание иглы в колеблющийся электрический ток.
Такой прибор обычно присоединяют к радиоприёмнику, у которого, как известно, имеются усилительные электронные лампы и громкоговоритель. Звук при этом воспроизводится с пластинки очень чисто и громко.
8. Фотография звука
«Великий Немой» – так 20–30 лет назад называли кинематограф.
Многие тогда считали, что звук в кино не нужен.
– Звук испортит это искусство, если оно будет походить на театр, – говорили они. – Не нужен кинематографу звук…
И в самом деле, несовершенна была в то время техника записи и воспроизведения звука. Хрипящий фонограф действительно вызывал одно лишь раздражение у зрителей. Вот как выглядел демонстрационный зал первого звукового кинематографа.
У экрана находился фонографический валик большого размера. На зрителей был направлен длинный конический рупор. Это – специальный фонограф. К нему от проекционной будки, через голову зрителей, тянулась подвешенная на роликах толстая нитка. При помощи этой нитки движение валика согласовывалось с движением кинематографической ленты.
Когда начинался кинозвукосеанс, странно было слышать огромного, заполняющего собой почти весь экран, певца, голос которого был еле слышим. А тут ещё зрители начинали замечать, что слышимый звук, всё более и более не совпадает с движением губ певца.
Недовольными уходили зрители из кино.
Не помогла и замена фонографа граммофоном. Слабый граммофонный звук также не заполнял как следует зрительный зал.
Самым хлопотливым делом для первых конструкторов звукового кино было добиться хорошего совпадения звука с движущимся изображением. Вот почему многие изобретатели обратили своё внимание на целлулоидную киноплёнку, на которой снята кинокартина. Нельзя ли непосредственно на ней записывать звук? Ведь тогда изображение уже никогда не будет расходиться со звуком.
В этом направлении было сделано много интересных попыток. Звуковую борозду пытались вырезать различными способами по краям киноленты. Но все эти опыты были неудачны. «Великий Немой» говорил плохо.
И вот тогда вспомнили о фотографии. А нельзя ли сфотографировать звук? Это оказалось возможным.
Уже давно было замечено, что если на колеблющейся от звука мембране укрепить маленькое зеркальце и направить на это зеркальце свет, то зайчик, отражённый от зеркальца, начнёт колебаться.
Ну а если такой зайчик направить в темноте на движущуюся киноплёнку, покрытую светочувствительным слоем? Не сфотографируется ли на ней «звуковая дорожка» – волнистая линия? Сфотографируется!
Световой зайчик нарисует её, как движущийся резец рисует звуковую извилину на граммофонной пластинке (рис. 7).
Рис. 7. Схема световой записи звука с помощью зеркальца.
Затем светочувствительную плёнку необходимо «проявить» и «закрепить», словом, проделать всё то, что делается обычно с фотографическими пластинками и плёнками, на которых снимается какое-нибудь изображение. После этого на киноплёнке появится зубчатая чёрная линия – след колебавшегося со звуковой частотой луча света.
Такова и была первая фотографическая запись звуковых колебаний воздуха.
Если такую запись сравнить с различными видами механической записи звука, то станет ясно, что она напоминает граммофонную запись. Как на граммофонной пластинке, так и у первой световой записи колебания расположены поперёк линии борозды. Поэтому такая фотографическая запись была названа поперечной.
Но ведь у механической записи звука существует ещё глубинный способ, когда колебания звуковых волн записываются в виде борозды различной глубины. Так именно производилась запись звука фонографом. Нельзя ли этот способ применить при фотографировании звука?
Что если поступить следующим образом: взять электрическую лампочку и пропустить через неё ток, колеблющийся со звуковой частотой? Ведь сила света при этом будет меняться соответственно колебаниям тока.
Дальше уже понятно, как нужно поступить. Колеблющийся по яркости световой поток от лампочки надо направить на движущуюся киноплёнку. На ней сфотографируются то более светлые, то более тёмные места. Такая звуковая дорожка и будет подобна звуковой борозде в глубину. Эта запись была названа глубинной (рис. 8).
Рис. 8. Кусок киноплёнки со звуковой дорожкой: I – глубинная запись звука; II – поперечная запись.
Конечно, для практической записи звука фотографическим путём не пригодна обыкновенная лампочка. Не пригодно и зеркальце на мембране. Оба эти примера приведены лишь как самые простые, допускающие фотографирование звука На самом же деле работающая в кино аппаратура для записи звука более сложна.
Современная аппаратура для световой записи звука свободно записывает почти все звуки, слышимые человеческим ухом.
Именно с появлением световой записи, более совершенной, чем механическая, стало возможным развитие звукового кино.
Для того чтобы «Великий Немой» заговорил ясно и отчётливо, потребовалась большая работа многих учёных. Немало потрудились над озвучанием кино наши советские инженеры и учёные. Об этом мы расскажем дальше. Теперь же необходимо познакомить читателя со способом воспроизведения звука с фотографической записи.
9. Электрический глаз
В конце прошлого столетия русский учёный – профессор физики Московского университета А. Г. Столетов – исследовал замечательное явление. Он наблюдал, что в некоторых веществах при освещении их светом возникает электрический ток! Одним из таких веществ является, например, цинк. Если из цинка сделать пластинку и направить на неё яркий луч света, в пластинке появится слабый ток.
Если освещать цинковую пластинку меняющимся по силе световым потоком, то и электрический ток потечёт через неё уже не равномерно, а будет меняться по силе.
Приборы, в которых под влиянием света возникает электрический ток, были названы фотоэлементами. Называют их также «электрическими глазами» – ведь они превращают энергию света в энергию электричества, они по-своему «чувствуют» свет (более подробно о фотоэлементах см. книжку в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата: В. А. Мезенцев «Электрический глаз»).
В настоящее время «электрические глаза» применяются в самых различных областях науки и техники. Одним из главных потребителей фотоэлементов является звуковое кино. Именно с их помощью удаётся ясно и отчётливо воспроизводить звук с фотографической записи его на киноленте.
Чтобы воспроизвести звук с фотографической записи при помощи фотоэлемента, не требуется особо сложной аппаратуры.
Представьте себе, что киноплёнка с записанным звуком движется, а на её звуковую дорожку направлен очень тонкий луч света. Если мы будем наблюдать за этим лучом через плёнку, то увидим, что он мигает. Это тёмные и светлые места звуковой дорожки то больше, то меньше заслоняют свет. Равномерный световой поток превратился в колеблющийся. Нетрудно догадаться, что эти колебания будут точно такими же, какими записывалась звуковая дорожка.
Вот тут-то и нужен «электрический глаз», чтобы колебания светового потока превратить в колебания электрического тока.
Что делать с колеблющимся электрическим током дальше, уже известно. Усилители с электронными лампами увеличат слабые электрические колебания, и громкоговоритель воспроизведёт их как звук (рис. 9).
Рис. 9. Схема воспроизведения звука с киноленты с помощью фотоэлемента.
10. Как создавалось советское звуковое кино
В ноябре 1926 года в одной из лабораторий Физического института Московского университета началась напряжённая работа. Группа научных сотрудников задумала сделать нечто совсем необычное.
– Шутка ли сказать! Говорящее кино! Нужно ли это?
Руководители работы – молодые инженеры П. Г. Тагер, И. С. Джигит и А. А. Шишов.
Как лучше всего записать звук на киноплёнку? – вот вопрос, над которым думали советские инженеры.
Шаг за шагом приближались инженеры к решению сложной задачи. Прежде всего необходимо было найти способ наиболее совершенно превращать электрические колебания в световые.
Может быть, нужно воспользоваться мембраной с зеркальцем, о которой говорилось раньше? Нет. Мембрана имеет вес и может внести искажение в сложные звуковые колебания. Нельзя допустить, чтобы будущее говорящее кино зазвучало, как старинный граммофон.
И вот начались поиски.
Наконец, на столе перед Тагером – авторское свидетельство. Оно говорит о том, что разработанный им аппарат является оригинальным. Это – изобретение.
Модулятор – аппарат для преобразования электрических колебаний в световые, построенный Тагером и его товарищами, устроен следующим образом. Свет от электрической лампочки проходит сначала сквозь призму из горного минерала – исландского шпата. Затем он попадает в специальную камеру, наполненную особой жидкостью – нитробензолом. В этой жидкости располагаются две пластинки, к которым и подводится меняющийся со звуковой частотой электрический ток от микрофона.
Проходя между этими пластинками, свет под влиянием меняющегося электрического тока также меняется по своей силе. При этом изменения светового потока строго соответствуют электрическим. Свет приобретает колебания, соответствующие звуковым, принятым от микрофона. Теперь его уже нетрудно направить на движущуюся киноплёнку. Так звук фотографируется на звуковой дорожке киноленты.
Но не только один модулятор нужен для звукозаписывающей аппаратуры. Нужны ещё: лентопротягивающий механизм и другие совершенные приспособления для того, чтобы звук, записанный на плёнку, получился чистым и ясным. Всё это постепенно создавалось в лаборатории Тагера.
Первые публичные опыты фотографической записи звука на аппаратуре Тагера прошли очень успешно.
Вскоре же начались и съёмки хорошо всем известной звуковой кинокартины «Путёвка в жизнь» (рис. 10).
Рис. 10. Первый опытный звукозаписывающий аппарат Тагера, на котором снималась кинокартина «Путёвка в жизнь».
«Путёвка в жизнь» прошла с огромным успехом как у нас, так и за границей. Везде отмечали хорошее качество звука.
Позднее аппаратура Тагера подвергалась различным изменениям и усовершенствованиям. Вскоре её начал выпускать один из наших заводов. На звукозаписывающей аппаратуре системы Тагера снималось много картин.
«Звук заснят по системе Тагефон» – было написано в заглавии таких картин.
Несколько позднее, чем Тагер и его товарищи, за разработку другой звукозаписывающей аппаратуры принялся советский инженер А. Ф. Шорин. Ему захотелось построить такую аппаратуру, которая записывала бы звук поперечным способом.
Шорин изобрёл свой модулятор света. Этот модулятор был устроен так.
Представьте себе тонкую металлическую нить, находящуюся между полюсами сильного электромагнита. Через нить проходит колеблющийся со звуковой частотой электрический ток.
Известно, что всякий проводник, по которому течёт ток, отклоняется сильным магнитом в сторону. Отклоняется поэтому и нить модулятора Шорина. Но так как в устройстве Шорина по металлической нити течёт ток, колеблющийся по своей силе, то и нить отклоняется не с одинаковой силой – она начинает совершать колебания.
Мимо такой колеблющейся нити через узкую щель проходит свет от электрической лампочки. Нить задерживает этот свет то больше, то меньше, и на плёнке фотографируется зигзагообразная кривая – поперечная запись звука.
В первой звуковой картине, созданной по системе Шорина, были сняты различные музыкальные инструменты. Демонстрировалась возможность воспроизводить звучанье этих инструментов на экране.
Аппаратура Шорина стала также изготовляться на одном из заводов (рис. 11).
Рис. 11. Один из первых образцов звукозаписывающего аппарата Шорина.
С её помощью было снято много известных картин: «Великий гражданин», «Юность Максима» и другие.
Модуляторы Тагера и Шорина не так просты по своему устройству. Но вот совсем простой модулятор света был разработан научными сотрудниками лаборатории Ленинградской кинофабрики Белгоскино.
Мы уже рассказывали, что с помощью электрической лампочки, если пропускать через неё колеблющийся ток, можно записывать световые колебания на киноплёнку. Иными словами, простая электрическая лампочка может служить модулятором света при фотографической записи звука.
Однако практически обычная электрическая лампа – очень плохой модулятор. Дело в том, что для успешной записи звука на плёнке колебания света в лампочке должны очень точно соответствовать колебаниям электрического тока, идущего от микрофона. А для этого необходимо, чтобы нить электрической лампы охлаждалась и нагревалась с такой же скоростью, с какой изменяется по своей силе электрический ток. В обычной электрической лампочке этого нет. Её нить охлаждается и нагревается слишком медленно. Но нельзя ли в таком случае построить электрическую лампочку, нить которой охлаждалась и нагревалась бы очень быстро? Разрешением этого вопроса и занялись сотрудники Ленинградской кинофабрики Белгоскино.
Работа изобретателей увенчалась успехом. Они построили такую лампу, в которой благодаря сильному охлаждению нити можно получать очень быстрые световые колебания.
Коротенький волосок этой лампы укреплён таким образом, что он плотно соприкасается со слюдяной пластинкой. Эта пластинка нужна для того, чтобы тепло от раскалённого волоска свободно уходило в слюду. Кроме того, в стеклянном баллоне лампочки нет пустоты, как в обычной. Его заполняет газ – водород, имеющий большую теплопроводность и, следовательно, также сильно охлаждающий нить.
Таким образом получился очень простой модулятор света. Меняющийся по силе свет, излучаемый такой лампочкой, направляется через щель на движущуюся киноплёнку, и на ней записывается звуковая дорожка.
С помощью описанного модулятора света были сняты картины: «Переворот», «Слава мира», «Возвращение Натана Беккера», «Первая любовь» и другие.
Такая звукозаписывающая аппаратура (рис. 12) была построена в 1929 году автором этой книги совместно с А. Машковичем.
Рис. 12. Звукозаписывающий аппарат с модулятором из лампочки накаливания, построенный на кинофабрике «Белгоскино».
Вы познакомились с различными системами звукозаписывающей аппаратуры. Посмотрим теперь, как практически записывают звуки на киноплёнку. Совершим экскурсию на кинофабрику.
11. Фабрика движущихся изображений и звуков
Современная кинофабрика – огромное и сложное предприятие.
Многие посетители кинотеатров совершенно не представляют себе, сколько усилий и времени требует производство кинокартины.
Мы входим в просторное и высокое помещение. Оно заполнено декорациями с изображениями гор и лесов, домов и комнат. Тут же на подставках расположились большие и маленькие прожекторы. Прожекторы свисают с потолка. Прожекторы стоят на полу. Морем света нужно залить декорацию, чтобы движущаяся фотография получилась отчётливой и яркой. Киноработники не надеются на солнце. Оно слишком капризно. Часто выгоднее в закрытом помещении выстроить кусочек декоративной улицы, чем ожидать солнечной погоды на настоящей улице. Да и работать в закрытом помещении значительно удобнее.
Перед декорацией расположился киносъёмочный аппарат.
На приспособлении с длинным шестом, по внешнему виду напоминающем устройство для украинского колодца – «журавель», висит микрофон. Его часто приходится передвигать, следуя за движениями актёров. От правильного расположения микрофона зависит ясность звучания.
Толстые бронированные провода тянутся от микрофона к специальной звукозаписывающей кабине. Там расположен звукозаписывающий аппарат. Он записывает звук на отдельной плёнке. Изображение снимается на другой плёнке, находящейся в киносъёмочном аппарате. В дальнейшем изображение и звук с двух плёнок переносятся фотографическим путём на одну.
В комнате, где расположена звукозаписывающая аппаратура, тихо. Работающие здесь люди внимательно прислушиваются к маленькому контрольному громкоговорителю, из которого слышатся звуки.
Прежде чем начать киносъёмку какой-либо сцены, режиссёр – главный руководитель съёмки – проводит большое число репетиций.
Много раз подряд повторяют актёры заученные фразы. Проверяют произношение, ясность звука, перестанавливают микрофоны.
Эта кропотливая работа длится очень долго. Она занимает основное время в работе съёмочной группы. Сама съёмка длится всего несколько минут в течение всего рабочего дня.
Не всегда запись звука ведётся одновременно со съёмкой изображения. Иногда поступают иначе. Уже заснятое изображение демонстрируется на экране в специальной звуковой комнате. Находящиеся тут же актёры внимательно вглядываются в экран и говорят или поют, согласуя свой голос с заснятым изображением.
Такая съёмка называется последовательным озвучанием.
Она незаменима во многих случаях. Очень часто этим приёмом пользуются, например, тогда, когда хорошо играющий актёр не может петь. В этом случае снимают изображение одного человека, а записывают голос другого!
Электрические колебания звуковой частоты позволяют производить над собой самые удивительные преобразования. Нужно, например, создать звонкое эхо. Специальный прибор легко справляется с этой задачей, и глухой голос человека, говорившего перед микрофоном в маленькой комнате, становится протяжно звучащим – как в пустующем зале. Это – прибор для получения искусственного эхо.
Или другой пример. Перед одним микрофоном раздаётся звон колокола. В это же время перед другим микрофоном говорит актёр. Голос актёра накладывается на звучание колокола при помощи специального прибора. При этом звуки не просто смешиваются, а начинают звучать совсем по-новому. Колокол начинает как бы говорить человеческим голосом!
12. Художник по звуку
Мы рассказали о том, как люди научились фотографировать звук. Он расположен на киноплёнке в виде хорошо заметных на-глаз волнистых линий.
А нельзя ли их нарисовать от руки? Эту задачу поставил перед собой советский изобретатель А. Шолпо.
Он внимательно принялся за изучение звуковых линий. Конечно, тут существует какая-то закономерность. Вот – высокий тон. Он расположился на плёнке в виде мельчайших зубчиков. Басы, наоборот, выглядят в виде длинных и пологих волн. Звучание рояля имеет свой признак, заметный на звуковой дорожке в виде характерных извилин; звучание гармонии – другой.
Трудно было разобраться во всех подробностях этой закономерности.
Но Шолпо справился с этой задачей.
Для удобства работы был построен специальный прибор. Нарисованное изображение звука фотографировалось с помощью такого прибора на киноплёнку.
Много неожиданностей принесла эта работа. Художнику не удалось в точности воспроизвести звучание существующих музыкальных инструментов. Зато получилось новое, нигде в природе не встречающееся звучание!
Вскоре Шолпо научился рисовать самые разнообразные звуки, как игриво-весёлые, так и печальные.
Многие из вас, вероятно, видели мультипликационные, т. е. нарисованные от руки картины. Эти картины часто сопровождались рисованным звуком Шолпо. Такой звук легко узнать, так как он не походит на звучание ни одного из существующих музыкальных инструментов.
К сожалению, рисование звука – очень кропотливая работа. Поэтому рисованный звук получил распространение только в отдельных случаях, главным образом в мультипликационных картинах.
