Введение

Первое известное устройство для записи звука

слушать
| filename = 1860 Scott Au Clair de la Lune 05 09. ogg
| title = Au clair de la lune
| description = Эта фонавтограмма 1860 года, созданная Эдуардом Леоном Скоттом де Мартинвилем, является самой старой известной разборчивой записью человеческого голоса. При воспроизведении на скорости, которая сейчас считается правильной, она преобразовывала звуковые волны в колебания или другие отклонения в линии, нанесенной на бумагу или стекло, закопченные сажей. Скотт полагал, что будущие технологии позволят расшифровать эти следы как своего рода "естественную стенографию". Изначально предназначенный как лабораторный прибор для изучения акустики, он использовался для визуального изучения и измерения огибающих амплитуды и формы волны речи и других звуков, а также для определения частоты заданного музыкального тона путем сравнения с одновременно записанной опорной частотой. По-видимому, никому до 1870-х годов не пришло в голову, что записи, называемые фонавтограммами, содержат достаточно информации о звуке, чтобы теоретически их можно было использовать для его восстановления. Поскольку трассировка фонавтограммы представляла собой незначительную двухмерную линию, прямое физическое воспроизведение в любом случае было невозможно. Однако несколько фонавтограмм, записанных до 1861 года, были успешно воспроизведены как звук в 2008 году путем оптического сканирования и обработки полученных изображений компьютером для преобразования в цифровые аудиофайлы.

Строительство

25 марта 1857 года француз Эдуард Леон Скотт де Мартинвилл, редактор и типограф рукописей в научном издательстве в Париже, запатентовал фонаутграф. Однажды, редактируя «Трактат по физиологии» профессора Лонже, он случайно наткнулся на гравюру с изображением анатомии человеческого уха и пришел к "неосторожной идее сфотографировать слово". В 1853 или 1854 году (Скотт указывал оба года) он начал работу над "проблемой самописной речи" ("le problème de la parole s'écrivant elle même"), стремясь создать устройство, способное воспроизвести функцию человеческого уха. Скотт покрыл стеклянную пластину тонким слоем сажи. Затем он взял акустический рупор и прикрепил к его сужающемуся концу тонкую мембрану, служащую аналогом барабанной перепонки. В центре этой мембраны он закрепил жесткий щетинковый волос кабана длиной около сантиметра, расположив его так, чтобы он лишь слегка касался сажи. Когда стеклянную пластину перемещали горизонтально в четко сформированной канавке со скоростью один метр в секунду, человек говорил в рупор, заставляя мембрану вибрировать, а стилус – вычерчивать фигуры. 25 марта 1857 года Скотт получил французский патент №17897/31470 на свое устройство, которое он назвал фонаутграфом. Самая ранняя известная разборчивая запись человеческого голоса была сделана 9 апреля 1860 года, когда Скотт записал. Однако устройство не предназначалось для воспроизведения звука, поскольку Скотт хотел, чтобы люди "читали" полученные записи, которые он называл фонавтограммами. К концу 1857 года, при поддержке Société d'encouragement pour l'industrie nationale, фонаутграф Скотта записывал звуки с достаточной точностью, чтобы быть принятым научным сообществом, проложив путь для зарождающейся науки акустики. Фонаутграф сыграл роль в разработке граммофона, изобретатель которого, Эмиль Берлинер, работал с фонаутграфом в процессе создания собственного устройства.

Просмотр

К середине апреля 1877 года Шарль Крос осознал, что запись фонаутграфа можно преобразовать обратно в звук, выполнив фотогравировку трассировки на металлической поверхности для создания воспроизводимой канавки, а затем используя стилус и диафрагму, аналогичные тем, что использовались в фонаутграфе, чтобы обратить процесс записи и воссоздать звук. Прежде чем он успел реализовать свои идеи, объявление о фонографе Томаса Эдисона, который записывал звуковые волны, вдавливая их в лист фольги, с которого их можно было немедленно воспроизвести, временно отодвинуло менее прямой метод Кроса на второй план. Десять лет спустя в ранних экспериментах Эмиля Берлинера, создателя диска Gramophone, использовался записывающий аппарат, по сути являвшийся дисковой версией фонаутграфа. Он прокладывал четкую, модулированную звуком спиральную линию через тонкое черное покрытие на стеклянном диске. Метод фотогравировки, впервые предложенный Кросом, затем был использован для изготовления металлического диска с воспроизводимой канавкой. Можно утверждать, что эти эксперименты Берлинера, проведенные около 1887 года, были первыми известными воспроизведениями звука с фонаутграфных записей. Однако, насколько известно, никто никогда не пытался использовать этот метод для воспроизведения сохранившихся ранних фонаутграмм, сделанных Скоттом де Мартинвилем. Возможно, это было связано с тем, что немногие изображения, обычно доступные в книгах и периодических изданиях, представляли собой малообещающие короткие отрывки звука, фрагментарные участки более длинных записей или просто были слишком грубыми и нечеткими, чтобы стимулировать подобные эксперименты. Почти через 150 лет после записи американские исследователи звука обнаружили перспективные образцы фонаутграмм Скотта де Мартинвиля, хранящиеся среди его бумаг во французском патентном бюро и в Академии наук. Были получены высококачественные изображения. В 2008 году команда впервые воспроизвела эти записи как звук. Для воспроизведения использовались современные компьютерные методы обработки изображений. Первые результаты были получены с помощью специализированной системы, разработанной для оптического воспроизведения записей на более традиционных носителях, которые были слишком хрупкими или поврежденными для воспроизведения традиционными способами. Позже выяснилось, что для этой задачи достаточно общедоступного программного обеспечения для редактирования изображений и преобразования изображений в звук, требующего лишь высококачественного сканирования фонаутграммы и обычного персонального компьютера. Для мартовского релиза First Sounds 2008 года "Au Clair de la Lune" его инженеры разработали программное обеспечение для повышения стабильности звука. То же самое было сделано с записью "Gamme de la Voix" от 17 мая 1860 года, которую First Sounds представили на конференции Audie Engineering Society в конце 2008 года.

Восстановленные звуки

Одна фонаавтограмма, созданная 9 апреля 1860 года, оказалась 20-секундной записью французской народной песни "Au clair de la lune". Изначально её воспроизвели с удвоенной скоростью и посчитали голосом женщины или ребенка. Однако были обнаружены другие записи, сопровождаемые заметками Скотта де Мартинвилла, которые невольно указали на него как на говорящего. При правильной скорости слышен голос мужчины, почти наверняка самого Скотта де Мартинвилла, очень медленно поющего эту песню. Также были найдены две записи 1860 года песни "Vole, petite abeille" ("Лети, маленькая пчелка"), оживлённой композиции из комической оперы. Ранее самой ранней известной записью вокальной музыки считался фонографный цилиндр Эдисона 1888 года с записью хорового концерта Генделя. Обнаружена также фонаавтограмма, содержащая начальные строки пасторальной драмы Торквато Тассо "Аминта". Вероятно, записанная в апреле или мае 1860 года, эта фонаавтограмма является самой ранней известной записью разборчивой речи, воспроизведенной до записи говорящих часов Фрэнка Ламберта в 1878 году. Более ранние записи, сделанные в 1857, 1854 и 1853 годах, также содержат голос Скотта де Мартинвилла, но они неразборчивы из-за низкого качества, короткой продолжительности и нестабильной скорости. Лишь одна из этих записей – запись 1857 года, представляющая собой гамму для корне́та – была восстановлена и стала понятной.