Новости и статьи по автозвуку на МАГНИТОЛЕ
  • Прошедшее время. Левый и правый. Стереофония

    Рубрики: Прошедшее время

    Журнал "Автозвук" №12/2003


    Левый и правый.

    Стереофония.

    Андрей ЕЛЮТИН

    Какая все же причудливая область человеческих интересов — история. После очередного перевоплощения (надеюсь, не скоро) выучусь на историка, честное слово. Эффект, не сравнимый ни с чем. Берешь какое-нибудь «что» и задаешь вслух вопрос: «Кто?» или «Когда?» а чаще, поскольку в нынешней жизни все-таки инженер, «Как?» и «Почему, собственно?». И вдруг оказывается, что вокруг этого «чего», железного и неодушевленного, люди, как правило, неординарные, ходили по совершенно невообразимым траекториям, то оказываясь рядом, когда мы их в этом совсем не подозревали, то, наоборот, сами не подозревая о существовании других, помеченных тем же открытием или изобретением.

    Харви Флетчер (1884 — 1981).
    На этом снимке ему 91 год.


    Это не проигрыватель, а аудиометр, прибор для измерения характеристик слуха.

    Опубликованные в 1933 году кривые Флетчера — Мэнсона.

    И их уточнение для случая фронтальных громкоговорителей, сделанное в 1956 году Робинсоном и Датсоном.

    Патент Флетчера на бинауральную звукопередачу. Именно так он себе представлял идеальный стереотракт.

    Лепольд Стоковский дирижирует первой в мире стереотрансляцией. Как просто великий дирижер он на обложку «TIME» не попадал.


    В ПРОШЛОМ ВЫПУСКЕ «ПРОШЕДШЕГО ВРЕМЕНИ» разговор был о радио в автомобиле, краеугольном камне car audio. Логично после этого было бы пойти кратчайшим путем: радио — кассета — CD и так далее. Но погодите, краеугольный камень не может быть единственным, иначе здание завалится. Давайте хоть второй заложим, для порядка. Представьте себе ненадолго (только потом сразу обратно, а то страшно), что все сделанные в car audio новации относились бы к монофоническому звуку. Вот «Лексус», к примеру, в нем — роскошная звуковая система, полоса 20 — 20, мощность — киловатт, сабвуфер — мозг вышибает. Но все — из одной точки посередине фешенебельной приборной панели. Как в «Волге» или ЗиМе. Где бы мы были и что делали, не имея возможности не то что заняться звуковой сценой, но даже и толком поговорить о ней? Какая может быть сцена, если все — из одной точки? Да и само понятие высококачественного звуковоспроизведения не существовало бы, а относящаяся к ней область техники постепенно (и, вероятно, довольно давно) захирела, поскольку в силу определенных физиологических особенностей слуха развиваться бы не смогла. Не будь придумано стереофонии. Все, отбой, возвращаемся в наш славный мир, где стерео есть и будет.
    Но тогда естественный для историка (ну, типа того, это я себе льщу) вопрос: а кто сие сотворил и почему? Остальное, когда и где — уже мелочи, они выяснятся по ходу дела. И вот здесь обнаруживается (помните солдафонский подход к изложению материала из первой серии?), что изобретатели стерео (их более одного) не просто подарили нам то, от чего мы так охотно балдеем. Благодаря одному из них, и мы это покажем на исторических фактах:
    - миллионы людей с ослабленным слухом во всем мире обрели возможность общаться с ним, всем миром;
    - зрелые годы величайшего изобретателя всех времен и народов прошли счастливо;
    - мы наконец узнали, чему равен заряд электрона (после похода одного американца в аптеку);
    - быстрее и успешнее, чем без них, были придуманы нейлон, кевлар, каптон и все те краски, которыми окрашены наши автомобили (владельцев отечественных прошу на время выйти);
    - великий дирижер обрел новую профессию, первым на этой планете;
    - укрепилась в своем величии Церковь Иисуса Христа Святых последних дней;
    - и так далее, и этого за глаза.
    Имена изобретателей стереофонии редко упоминаются именно в этом качестве. Но если их произнести вслух, у каждого, кто профессионально причастен к звуку, возникнет мгновенный рефлекс узнавания: «Как, тот самый?» Вернее — те самые, их, как уже говорилось, двое. Стереофония...
    Эти двое расположились по сторонам самой широкой стереобазы, известной человечеству — Атлантического океана, но, в отличие от стереоканалов, которым предписано быть идентичными, были предельно непохожи друг на друга. Сегодня очередь старшего из них.

    ЛЕВЫЙ КАНАЛ. К ЗАПАДУ ОТ АТЛАНТИКИ.

    Имя этого человека Харви Флетчер. Не надо даже быть крутым профессионалом звука, чтобы это имя вызвало ассоциацию. Нет, не припоминается? А кривые Флетчера, они же — кривые равной громкости? Ну так вот, это — он самый. Родившийся в 1884 году, Харви Флетчер прожил очень долгую и очень счастливую жизнь, покинув мир сей лишь в 1981 году. Девяносто семь, оставьте в покое калькулятор, не отвлекайтесь. Родился Флетчер в городе Прево, штат Юта. А где Юта — там и мормоны, это ясно. Мормоном, то есть приверженцем Церкви Иисуса Христа Святых последних дней, был и Харви Флетчер. Был он им всю жизнь и всем сердцем. Многие решения, принимавшиеся Флетчером в своей профессиональной карьере, были обусловлены его религиозными взглядами, что, однако, блестящей карьере ни в малейшей степени не помешало. Только продлило жизнь (мормоны даже кофе не пьют, о прочем и разговаривать не желают) и одарило шестью детьми, у мормонов с этим строже, чем у католиков. Чтобы потом не возвращаться к детям: один из сыновей Харви Флетчера, доктор Джеймс Ч. Флетчер, многие годы был руководителем NASA, именно он убедил президента Никсона открыть финансирование программы Space Shuttle. Вот как бывает, кому — все, кому — понимаешь...
    Конфессия с таким длинным и не совсем понятным названием гордится именами своих приверженцев, сыгравших важную роль в жизни страны. Три великих мормона, составляющих наибольшую гордость: Джон Браунинг, оружейник, Пит Харман, создатель сети забегаловок Kentucky Fried Chicken, и Харви Флетчер.
    В мормонских скрижалях эти трое соседствуют, но если первый способствовал проделыванию дырок в человеческих телах на расстоянии, второй кормил уцелевшие тела дрянью, то третий записан как основатель науки аудиометрии, изобретатель слухового аппарата и стереофонии. Мормон мормону рознь...
    В 1907 году Флетчер окончил у себя дома, в Прово, небольшой университет Brigham Young University, патронируемый мормонской церковью и по сей день очень трогательно относящейся к вопросам соединения науки и религии. Судя по Флетчеру, не без успеха. После окончания колледжа молодой выпускник сунулся было поступать в аспирантуру в Чикагский университет, куда его принимать не хотели, из захолустного-то, почти церковно-приходского колледжа. Но тут на него обратил внимание тогдашний ассистент кафедры физики Роберт Милликен (вспоминаем школу-то, вспоминаем, это который заряд электрона). Милликен взял провинциала к себе в лабораторию, где как раз в это время он пытался выведать у электрона величину его электрического благосостояния путем опыта, признанного в истории мировой физики образцом элегантности, — это знаменитый опыт с падающими каплями. Беда была в том, что капли для опыта состояли из воды и испарились примерно за две секунды, чего для измерений было мало. Милликен поручил молодому мормону что-нибудь придумать. Флетчер придумал: пошел в ближайшую аптеку, что в Америке уже тогда означало почти универмаг, и сделал там две покупки — пульверизатор для духов и пузырек часового масла. Так состоялся опыт, который принес Милликену Нобелевскую премию по физике 1923 года, а Флетчеру... Наверное, отгул.
    Впрочем, наверное, не только. 

     

    Спустя три года Харви Флетчеру была присуждена докторская степень summa cum laude, по совокупности трудов, первый и последний раз в истории университета Чикаго. Получив ее, вместе с правом преподавать и вести самостоятельные исследования, Флетчер вернулся в свой захолустный университет. Потому что, покидая его, обещал церковному совету, что вернется и будет способствовать. В это время работами с электронами и всяким таким по понятным причинам заинтересовалась компания под названием Bell System, образовавшаяся в результате слияния Western Electric Company и American Telephone & Telegraph. Последнее означает AT&T, слыхали, наверное.
    Год за годом предложение от Bell повторялось и год за годом отвергалось, в силу лояльности к университету. Лишь в 1916 году Флетчер, посоветовавшись с духовными наставниками, получил благословение принять предложение. Так начался новый этап в его жизни, подаривший нам то, что нам нужнее всего.
    Став руководителем исследовательского центра Bell System, Флетчер резко поменял пристрастия. Друзья его отговаривали, убеждая, что физика электронов — куда более перспективная область, чем то, что он себе избрал, но, как уже понятно, Флетчер был человеком убеждений. Он занялся акустикой, сначала — в самом прикладном смысле, первая опубликованная им под крышей Bell Systems работа называлась «Относительная трудность интерпретации английской речи». К этому времени относится и эпизод, сыгравший важную роль не только в уточнении научных и практических интересов Флетчера.
    Альфред Дюпон, один из основателей гигантской сегодня и очень большой уже тогда компании Du Pont, страдал частичной глухотой. В этом ему не повезло. Зато повезло в том, что он дружил с главой AT&T мистером Джиффордом, который и попросил Флетчера попробовать чем-нибудь помочь приятелю, хорошему человеку и столпу американского бизнеса. Флетчер посетил страждущего и выяснил следующее: Альфред Дюпон, действительно, слышал очень плохо. По этому поводу он, как полагается, обратился к врачу, и тот стал лечить акулу империализма таким способом, какой и дедушке Ленину бы в голову не пришел: облучение ушей новомодной рентгеновской установкой. До процедуры слух пациента проверялся особо точным способом: доктор говорил тихим голосом: «Мистер Дюпон, вы меня слышите?», и когда тот, разумеется, не слышал, доктор подходил ближе и ближе, до первого положительного отклика, сантиметрах эдак в 50 от уха империалиста. После варварской процедуры проверка повторялась, но только на этот раз пройдоха-врач голосил как на базаре, Дюпон его слышал с трех метров и уходил удовлетворенный, оставив на столе чек, с тем, чтобы через неделю пожаловаться на вновь притупившийся слух и прийти с чековой книжкой на повторную дозу излучения.
    Флетчер, ученый до мозга костей, сделал то единственное, что надо было сделать в такой ситуации, — измерил остроту слуха имеющимися приборами. Это был генератор звуковой частоты, усилитель и наушники. Записав в кабинете магната, на какой отметке регулятора усиления тот переставал слышать звук в наушниках, Флетчер дождался возвращения пациента с процедуры и повторил опыт. Разумеется, острота слуха не изменилась ни на йоту, и с того дня рыцарь в белом халате чеков с гербом Дюпонов больше не видал.
    Зато составные части установки, собранной на живую нитку в кабинете мистера Дюпона, стали компонентами первого в мире аудиометра — прибора для измерения остроты слуха. С тех пор Флетчер занялся, в числе прочего, и проблемами людей с пониженным слухом, в свое время оказавшись единственным членом Совета Директоров Американского общества слабослышащих с нормальным слухом.
    Одним из недужных, обратившихся к Флетчеру за помощью, был, ни много, ни мало, изобретатель звукозаписи Томас Эдисон. Его привел к Флетчеру помощник, и Флетчер, уже вооруженный аудиометрической техникой, измерил параметры слуха патриарха изобретательства. Слух оказался, действительно, очень сильно пониженным, но, что удивило Флетчера, который уже тогда измерял остроту слуха в широкой полосе частот, АЧХ (выражаясь привычным для нас языком) пониженного слуха Эдисона была ровной. Это вы запомните, с такой особенностью глухоты первого в мире звукорежиссера связано, по существу, рождение профессии эксперта-слухача. Но измерить это одно, а помочь — другое. Через некоторое время Эдисону был преподнесен прибор, ставший первым слуховым аппаратом в мире — коробка размерами примерно 50 х 20 х 20 см с микрофоном и наушниками. Работала, между прочим, вещь от сети переменного тока, с чем даже вышел казус: Эдисон с переменным током боролся до последних дней жизни, настаивая на том, что сеть должна быть постоянного тока, а переменный годится только для электрического стула (его слова, не мои). Жизнь старика после обретения слухового аппарата, хоть и такого громоздкого, сильно украсилась, хотя изобретательская деятельность чуть было не притормозилась. Сам Эдисон вспоминал: «Раньше на званых обедах я не слышал произносимых речей и мог подумать о новом изобретении. Теперь я слышу, какую ерунду они несут, и сосредоточиться не могу, пока не выключу питание».
    Спустя некоторое время к Флетчеру пришел один из сотрудников Эдисона с просьбой измерить слух и ему. Он сказал, что Эдисон, который не только изобрел фонограф, но и производил и сам аппарат, и записи для него, проверял качество звучания готовых записей только самолично, через слуховой рожок, и если качество его не устраивало, забраковывал барабан. Сотрудник просил измерить характеристики собственного слуха, с тем, чтобы показать старику авторитетный документ и добиться разрешения контролировать sound quality самим. Флетчер измерил и увидел, что слух у молодого человека по остроте был вполне, но АЧХ валилась выше 2 кГц, в то время как у Эдисона уровень был пониженный, но частотка — в полном порядке. С тех пор контролем записей, до окончания их выпуска для барабанных фонографов, продолжал заниматься Эдисон лично.
    В роли заказчика вернулся к Флетчеру и разуверившийся в шарлатанах с их икс-лучами Альфред Дюпон. И вот в этот момент — внимание — и было изобретено стерео. Для главы концерна нужен был аппарат, который позволил бы эффективно вести заседание совета директоров. Флетчер сделал для него стационарный слуховой аппарат, смонтированный под столом для заседаний. На столе стояли два микрофона, а на голову председательствующего были надеты наушники, каждый из которых был присоединен к своему каналу усиления. Странно смотрится привычный термин car audio в контексте событий самого начала 20-х, правда? Нововведение привело главу концерна в полный восторг. Теперь он слышал не только то, что говорится, но и кто это говорит, а разборчивость речи возросла неизмеримо. Теперь-то мы знаем, что стерео для этого и существует (и для того, и для другого).
    Смотрите, как любопытно получается: лучшие изобретения в области Hi-Fi были, оказывается, сделаны глухими или для глухих.
    В течение последовавшего за первой стереосистемой десятилетия Флетчер к этой теме больше не возвращался. Зато именно в эти десять лет он провел гигантские по масштабу исследования, начало которым было положено статьей «Частотная чувствительность нормального уха», а венцом, дожившим без изменений до наших дней, стали кривые Флетчера — Мэнсона, в отечественной литературе, неласковой к зарубежным первооткрывателям — «кривые равной громкости». Опубликованные в окончательном виде в начале 30-х, только спустя четверть века они был подвергнуты небольшой коррекции. Второе семейство кривых носит имена Робинсона и Датсона, они очень похожи на флетчеровы, но не идентичны им, потому что Флетчер получал свои кривые в наушниках, а Датсон с Робинсоном — для фронтально расположенных громкоговорителей.
    Интерес Флетчера к стереофонии возобновился с появлением звукового кино. Как когда-то Bell System, так теперь голливудские студии, окончательно убедившиеся, что великий немой должен разговаривать громко и внятно, бомбили великого акустика по-голливудски щедрыми предложениями, отвергаемыми по той же причине, на этот раз — на основании лояльности к Bell Systems.
    Флетчер остался со своим нанимателем, а Голливуду была предоставлена возможность лишь пользоваться патентами Bell Systems, наравне со всеми желающими и платежеспособными. Однако идея пространственного звука Флетчера увлекла. В основу того, что он назвал «слуховой перспективой» (термину «стереофония» не суждено было появиться еще много лет), Флетчер положил тот же принцип, что он использовал задолго до этого в слуховом аппарате для Альфреда Дюпона. В этом, кстати, и заключалась, на мой взгляд, главная ошибка великого американца. В силу тех или иных причин он считал главным способом прослушивания наушники, поэтому в своих разработках ориентировался на них, а как следствие (логичное, но не до конца корректное), механизм регистрации звука представлял себе только по бинауральному принципу, когда микрофоны изображают уши.
    Первая демонстрация стереозвучания состоялась на стенде Bell Systems на торговой выставке в Чикаго в 1932 году. Перед застекленной сценой были расставлены два десятка стульев с парой наушников около каждого. За стеклом (вот откуда пошло!) сидел манекен, прозванный отчего-то Оскаром, как статуэтка, с микрофонами, закрепленными на месте, где у живых людей уши. Вокруг манекена ходил человек, разговаривая с ним. Подходя к сцене, посетители видели только беззвучно шевелящиеся губы, но надев наушники, испытывали настоящий шок, слыша, как человек ходит и говорит вокруг них. Головы с наушниками начинали тут же вращаться в поисках источника звука, но, как мы знаем теперь, три четверти века спустя, в наушниках вертеть головой — пустое занятие...
    В это же время Флетчер связался с несколькими известными дирижерами, предлагая им поучаствовать в опытах с передачей объемного звука симфонического оркестра. Все маэстро встретили предложение более чем холодно, кроме одного, величайшего из них, Леопольда Стоковского.
    В эксцентричном по тем временам опыте Стоковский принял живейшее участие. А постановка была такова: руководимый маэстро Филадельфийский Симфонический оркестр играл у себя дома, в Филадельфии. А слушали его в Вашингтоне, в здании Конгресса, куда пригласили самых высоких гостей — из администрации президента, Сената и Национальной Академии наук. Флетчер, в силу уже упомянутой концепции «слуховой перспективы», считал, что в идеальном случае на сцене должно быть бесконечно много микрофонов, а в зале — громкоговорителей (на этот раз — громкоговорителей). На практике решили попробовать систему из девяти микрофонов на стороне передачи и девяти громкоговорителей — на стороне приема, расположенных в три этажа по три в ряду. Таково было представление пионера звуковой сцены о способе передачи двухмерной акустической картины. Опыты на месте, однако, показали, что события разворачиваются в основном в горизонтальной плоскости, и число микрофонов сократили до трех. А заодно и число телефонных линий, использовавшихся для передачи — других-то каналов не было.
    Очевидцы демонстрации рассказывали потом об ошеломляющем впечатлении, усиленном к тому же блестящей постановкой демонстрации, в которой чувствовалась рука великого дирижера. Помимо оркестра, в показательных выступлениях приняла участие певица, исполнившая популярную тогда песню «Coming Through The Rye», расхаживая по сцене в Филадельфии, в то время как сенаторы в Вашингтоне крутили головами в Зале Конституции, а под конец произошло то, что можно считать рождением High End: свет в зале погасили и на сцене по очереди играли два трубача, слева и справа, тоже перемещаясь по сцене. Когда свет зажегся вновь, слушатели обнаружили только одного трубача, второй был передаваемой из Филадельфии прямой трансляцией. Поверить в возможность успеха такой мистификации непросто даже в наше время, но таковы воспоминания ошарашенных участников демонстрации.
    Следующим шагом было сохранить записанное. И здесь история на левой стороне океана неожиданно стала буксовать. В порядке опыта в лаборатории Bell в 1932 году сделали первую стереофоническую запись на пластинку — «Поэма огня» Скрябина в исполнении, разумеется, Филадельфийского оркестра под управлением Леопольда Стоковского. Это был первый в истории виниловый диск (остальные в то время были шеллачные). Полоса частот расширена до 60 — 10000 Гц, а динамический диапазон — до 60 дБ. Однако записан стереосигнал был способом, лишенным будущего: каждый канал находился в отдельной дорожке и воспроизводился двумя иглами. Другой сотрудник Bell Laboratories, Артур Келлер, по следам первого опыта стереозаписи придумал, как записывать сигнал в одной дорожке, тот самый способ 45/45, что жив и поныне, но руководство Bell немедленных коммерческих перспектив не усмотрело, и заявка на патент даже не была подана до 1936 года. Самого Флетчера проблема записи не очень интересовала, а никого другого в Bell по этим вопросам не слушали. Последние опыты великого Флетчера в стереофонии приходятся на 1939-40 годы. Тогда в Карнеги Холле стереозапись показывали как разновидность фокусов. На сцену выходил чечеточник и по ходу номера оттанцовывал в левый край сцены, в то время как звук отчетливо перемещался вправо, поскольку был записью. Трехканальной записью на кинопленке. Там же, тогда же впервые была проиграна запись оркестра (вы теперь знаете, под управлением кого) с динамическим диапазоном 120 дБ. Для этого на кинопленке были записаны четыре дорожки: три канала звука, а на четвертой — сигнал управления громкостью. Все, больше Флетчер стереофонией не занимался, может быть, почувствовав, что с самого начала пошел немного не в том направлении. А может, просто увлекся другим. Ведь активной исследовательской деятельности Флетчер не прекращал до возраста совершенно мафусаилова. После войны, когда военное ведомство, разумеется, припрягло ученого к разработке гидроакустических средств, Флетчер занялся исследованиями особенностей звука музыкальных инструментов, и последняя опубликованная им работа называлась «Некоторые опыты с басовым барабаном». Некоторыми опытами 94-летний ветеран акустики, человек, работавший вровень с Эдисоном, занимался, когда первому полету человека на Луну было уже почти двадцать лет.
    Однако же, когда великий Харви Флетчер сошел со стереодорожки, она не осталась пустой. Как раз в то время, в начале 30-х, по другую сторону океана начинал свою деятельность еще один «тот самый», имя которого вошло в техническую терминологию. Это не другая история, это другая ее часть, но все равно об этом — в следующий раз...
  • Предложения партнеров МАГНИТОЛЫ

  cc by-nc-sa