Эволюция грампластинки

Граммофонная пластинка быстро распространилась по всему миру. Множество фирм во всех странах ежедневно выбрасывали на рынок сотни тысяч, миллионы экземпляров пластинок. На земном шаре, казалось, не осталось уголка, куда не проник бы граммофон. А уж из чего только не делали или не пытались делать граммофонные пластинки. В дело шли и каучук, и папье-маше, и толь, и руберойд, и линолеум, и клеенка, и эмалевая краска, и нанесенный на тканевую подоснову целлулоид и многое другое. Так, например, еще в начале века одна из фабрик выпускала граммофонные пластинки и фонографические валики из стекла. Внешний вид стеклянной пластинки был великолепен, характерное «шипение» почти совсем отсутствовало, разбить ее, вопреки ожиданию, было довольно трудно: стеклянный диск был приклеен к прочной картонной подкладке. Тем не менее эти оригинальные пластинки не получили сколько-нибудь широкого распространения. Почему? Сложный и чрезвычайно медленный термический процесс их изготовления и стальные дорогостоящие матрицы — вот причина их неконкурентоспособности.

Делались попытки изготовления и фарфоровых пластинок. Опытные экземпляры их, по свидетельству очевидцев, звучали чисто и сочно. Однако дальше экспериментов дело не пошло. По всей вероятности производство фарфоровых пластинок оказалось экономически невыгодным.

Выпускались также пластинки, изготовленные из жести, с нанесенным на нее слоем шеллачной массы. Сейчас трудно судить, обладали ли они какими-нибудь преимуществами. Тем не менее, лейпцигская фирма «Полифонверке» пошла еще дальше, ограничившись одной лишь жестью. Жестяные пластинки изготовлялись прессовкой. Качество звучания было неважным, да и изнашивались они очень быстро.

После поражения в первой мировой войне Германия была вынуждена уничтожить огромные запасы бездымного пороха, который был переработан в пластическую массу «троллит» и пущен на изготовление граммофонных пластинок. Пример, не утративший своей актуальности и в наши дни.

Были и просто бумажные пластинки. Представьте себе, что на бумажную ленту методом офсетной печати нанесено изображение звуковой фонограммы. Такой отпечаток можно прослушать с помощью фотоэлемента, воспринимающего отраженный луч света. На этом принципе, между прочим, работала звуковоспроизводящая установка, которая выпускалась в 30-е годы одной австрийской фирмой и называлась «селенофон». На ленте селенофона по ширине размещалось восемь параллельных фонограмм. Но если фонограмму можно поместить на бумажной ленте, то почему нельзя сделать это и на бумажной пластинке? Правда, тогда придется «свернуть» фонограмму в плотную спираль. Эту задачу с успехом выполнила одна из небольших берлинских граммофонных фирм. Чрезвычайно дешевые пластинки этой фирмы изготовлялись типографским способом и назывались «ортофонами».

Стоит вспомнить также и съедобные пластинки. Их делали в рекламных целях из составов, идущих на производство конфет (леденцов) и шоколада. Шутники говорили, что у слушателей появилась редкая возможность отомстить исполнителю, не оправдавшему их ожиданий — съесть пластинку.

Особый интерес представляли «слоистые» пластинки, выпускавшиеся лондонской фирмой «Коламбия граммофон». Пластинки состояли из пяти слоев: двух наружных шеллачных, внутреннего из инертных материалов и двух бумажных прокладок, отделявших внешние рабочие слои от внутреннего. Несмотря на довольно сложный процесс изготовления, они были весьма экономичными, так как дорогостоящий шеллак, ввозимый из-за границы, шел на изготовление только тонких наружных рабочих слоев. Внутренний же, самый массивный слой, изготовлялся из дешевого материала. Кроме сравнительной дешевизны, слоистые пластинки были прочнее обычных, так как два слоя бумажных прокладок играли роль арматуры, и пластинка, даже треснутая, могла еще долгое время служить без сколько-нибудь заметного ухудшения качества звучания. Одно время их выпускали несколько фирм, причем для внутреннего, инертного слоя использовались самые невероятные материалы: фанера, металлическая сетка, просмоленная ткань и пр. Чаще всего применялся дешевый картон, на который наносился очень тонкий рабочий слой, состоящий из разных видов смол или обычной шеллачной массы (например, пластинки «дуофон»), В таких случаях диски получались трехслойными. Если для наружных рабочих слоев применяли композицию из эфиров и целлюлозы, то под ними можно было помещать различные изображения, так как эти слои были прозрачными.

В СССР слоистые пластинки выпускались в конце 20-х — начале 30-х годов «Музтрестом».

Собственно говоря, применение всевозможных материалов для производства пластинок есть не что иное, как стремление избежать зависимости от дорогостоящего импортного шеллака. По внешнему виду нешеллачные пластинки почти нельзя было отличить от шеллачных, но первые обычно были легче. Делались попытки организовать производство собственного шеллака путем акклиматизации и разведения лакового червеца — насекомого, живущего в некоторых районах Индии. Он выделяет особую жидкость — шеллак — для защиты своих коконов от многочисленных врагов. Однако эти попытки промышленного значения не имели. Лишь со временем, благодаря появлению новых синтетических материалов и пластмасс, шеллак утратил свое значение как материал для изготовления пластинок.

Проблема увеличения длительности звучания граммофонной пластинки привлекала внимание изобретателей чуть ли не с самого ее появления. Первые пластинки, поступившие в продажу в конце прошлого века, звучали не более полутора минут. Затем, в самом начале нашего столетия появились диски диаметром 25 см, звучавшие уже до двух с половиной минут (их назвали «большими»). С 1903 года начали изготовляться еще более крупные пластинки — диаметром 30 см. Так как слово «большие» было уже использовано, пришлось назвать их «гигантами». Время звучания гигантов достигло четырех с половиной — пяти минут. Затем фирма «Пате» выпустила диски диаметром 35 см, а из Америки сообщили о поступлении в продажу 40-сантиметровых односторонних пластинок. И наконец, догадались делать пластинки двухсторонними, что позволило вдвое увеличить время звучания записей, размещенных на одной пластинке. Но это был уже предел. Дальнейшее увеличение диаметра диска оказалось невозможным по той причине, что большая пластинка легко ломалась, на ее изготовление шло слишком много материала, а применявшиеся для воспроизведения звука стальные иглы не выдерживали и к концу слишком продолжительной фонограммы притуплялись, отчего качество звука резко ухудшалось.

Снижение числа оборотов пластинки также не дало положительных результатов. Дело в том, что запись и воспроизведение звука происходит при постоянном числе ее оборотов. Иначе говоря, диск вращается при постоянной угловой скорости. Следовательно, линейная скорость движения кончика иглы относительно поверхности пластинки будет величиной переменной, зависящией от того, на каком расстоянии от центра диска находится кончик иглы. Очевидно, что за один и тот же промежуток времени кончик иглы у края диска проделает больший путь, чем в середине. Значит, «масштаб записи» (термин чисто условный) в различных частях пластинки будет разный: у края — больше, а ближе к центру — меньше. Из практики известно, что звук лучше записывается и воспроизводится при более крупном масштабе, так как кончик резца при записи успевает более детально прочертить мельчайшие детали фонограммы. И наоборот, при мелком масштабе фонограмма менее детальна. Таким образом, если снижать число оборотов пластинки, качество записи будет убывать пропорционально уменьшению ее масштаба.

Пробовали уплотнять запись, то есть увеличивать количество канавок фонограммы при сохранении той же площади пластинки. Однако выяснилось, что слишком тесное расположение канавок резко ухудшает качество звука: канавки начинают мешать друг другу, соприкасаясь своими изгибами.

Еще в 30-х годах фирма «Ультрафон» пыталась решить проблему увеличения продолжительности звучания пластинок весьма оригинальным способом, выпустив в продажу «миродиск». Запись на этих пластинках была максимально уплотнена. Оригинальность же способа заключалась в том, что за постоянную величину была принята не угловая скорость, при которой пластинка за единицу времени поворачивается на одинаковый угол, а линейная, при которой кончик иглы за равный промежуток времени проходит одинаковый путь по поверхности диска независимо от того, в какой его части он находится. Для выполнения этого условия нужно было обеспечить плавное повышение угловой скорости вращения диска, что достигалось благодаря специально сконструированному проигрывателю со сложным кинематическим устройством, в основе которого лежала идея изменения радиуса фрикционного зацепления. Прослушивание пластинок «миродиск» начиналось при скорости вращения 18,5, а заканчивалось при скорости 92,5 оборота в минуту. «Миродиск» имел диаметр 31 см, звуковые канавки начинались у самого края диска и доходили гораздо ближе к центру, чем у обычных пластинок. Все эти ухищрения позволили увеличить время звучания музыкальных записей без сколько-нибудь заметного ухудшения качества звука. Для речевых фонограмм, к которым обычно предъявляют менее жесткие требования, фирма применяла еще более плотную запись. Время звучания речевых пластинок достигало 50 минут.

Однако широкого распространения пластинки «миродиск» не получили и вскоре исчезли совсем. Причина — нарушение принципа универсальности. Ведь для их прослушивания требовался специальный проигрыватель (и еще один — для обычных пластинок). Это отпугивало широкого покупателя.

В поисках способа дальнейшего увеличения длительности звучания граммофонной пластинки экспериментаторы не оставили без внимания и хорошо известную «глубинную» запись. В самом деле, если извилины звуковой канавки на поверхности грампластинки ставят предел их сближению, то нельзя ли вообще отказаться от поперечной записи? Пусть края канавки будут ровными, «параллельными» друг другу, а звук может быть закодирован переменой глубины самой канавки, как это было принято на пластинках «Пате». Следует сказать, что специалисты фирмы «Пате» не заметили такого важного преимущества глубинной записи и не воспользовались тем, что звуковые канавки в этом случае можно располагать сколь угодно близко и они не будут мешать друг другу[6]. Однако диск с глубинной записью был более чувствителен к механическим повреждениям.

Сейчас мало кому известно, что долгоиграющая пластинка уже применялась в 30-х годах. Здесь имеются в виду 40-сантиметровые диски, на которых записывалось звуковое сопровождение кинофильмов. При стандартной скорости вращения такой пластинки, равной 33¹/₃ оборотов минуту, для нормального полнометражного фильма требовалось всего несколько дисков. Наиболее известной и надежной системой звукового сопровождения кино с помощью граммофонных пластинок была система «Витафон».

Следует заметить, что долгоиграющие диски звукового киносопровождения не отличались высоким качеством звучания. Более того, они значительно уступали массовым, обычным пластинкам и использовались только в специальных целях.

Первые действительно долгоиграющие пластинки (в современном понимании) появились лишь в конце 40-х годов в США благодаря работам инженера-акустика доктора П. Гольдмарка. Собственно говоря, его идеи не были оригинальными: все то же снижение скорости вращения диска с обычных 78 до 33¹/₃ оборотов в минуту и максимальное сближение звуковых канавок фонограммы. Но, в отличие от своих предшественников, он окончательно решил все проблемы долгоиграющей пластинки, включая подбор материала, создание специального проигрывателя и облегченного звукоснимателя. По работам Гольдмарка фирма «Колумбия Рекорде» изготовила оборудование для записи и массового производства долгоиграющих пластинок, а также проигрыватель нового типа с соответствующим числом оборотов и легким звукоснимателем. При этом для усиления звука использовался любой серийный радиоприемник. Не был забыт и принцип универсальности: на таком проигрывателе можно было слушать и обычные пластинки на 78 оборотов в минуту.

Время звучания одной долгоиграющей пластинки достигает 50 минут, а диапазон воспроизводимых звуковых частот — 20 тысяч герц. При этом раздражающее шипение почти полностью исчезло. Фирмы по производству грампластинок во всем мире срочно начали модернизацию своих предприятий, а выпуск дисков на 78 оборотов в минуту стал сокращаться и со временем прекратился совсем.

Не успела долгоиграющая пластинка вытеснить свою устаревшую предшественницу, как на повестке дня уже стоял вопрос стереофонического воспроизведения звука.

Первая демонстрация всех преимуществ стереофонического звучания была успешно осуществлена в США еще в 1933 году доктором Г. Флетчером[7], организовавшем специальную радиопередачу из зала Филадельфийской музыкальной академии, где в это время давалось представление с участием местного симфонического оркестра под управлением Леопольда Стоковского. На сцене были установлены три микрофона. Звук, улавливаемый каждым из них, передавался по независимым линиям в Вашингтон, где в Конституционном зале стояли три мощных динамика (в том же порядке, что и микрофоны в Филадельфии). Когда из динамиков полились звуки, слушатели были буквально потрясены полной иллюзией присутствия на реальном концерте. Казалось, что на сцене выступают живые, но невидимые артисты в сопровождении присутствующих здесь же музыкантов. Более того, слушатели в Вашингтоне отчетливо улавливали даже малейшие перемещения солистов на сцене в Филадельфии. Звук лился в зал, казалось, не из динамиков, а из разных точек пространства, в зависимости от расположения музыкантов на сцене Филадельфийской музыкальной академии.

Аналогичные опыты с передачей стереофонического звучания проводились в СССР профессором И. Гороном в Октябрьском зале Дома Советов в Москве. На сцене были размещены динамики и, несмотря на отсутствие музыкантов, игравших в соседнем зале, создавалась полная иллюзия реально присутствовавшего оркестра. Неплохих результатов достигли также Б. Коноплев и М. Высоцкий, которые в 1936–1937 гг. на киностудии «Союздетфильм» проводили успешные опыты со стереофоническим озвучиванием кинофильмов. Благодаря тому, что звук был записан на двух различных лентах от двух самостоятельных микрофонов, в зрительном зале создавался отчетливый стереоэффект.

Но как осуществить стереозапись на граммофонной пластинке? Вначале, не мудрствуя лукаво, записали звук на двух отдельных, рядом расположенных канавках. Естественно, что для записи такой пластинки потребовалось использовать два рекордера (на каждый из которых подавался звук от отдельного микрофона), а для воспроизведения — два звукоснимателя (адаптера), два усилителя и два динамика. С помощью такой необычной аппаратуры впервые был получен полноценный стереоэффект, воспроизведенный с грампластинки. Однако для массового производства такие диски не годились. Во-первых, использование двух параллельных звуковых канавок вдвое снижало продолжительность звучания, а во-вторых, требовалась слишком сложная аппаратура воспроизведения, которая не годилась для проигрывания обычных пластинок.

Тогда и вспомнили идею, высказанную еще в 30-х годах английским физиком А. Бламлейном, который предлагал для достижения стереоэффекта выполнять запись звука одновременно двумя способами: от одного канала поперечной записью, от другого — глубинной, и все это поместить в одной и той же звуковой канавке. В то время никто не взялся за техническое воплощение такой оригинальной идеи, да в этом и не было необходимости. Пришедшие не так давно на смену прежним акустическим дискам новые пластинки с электромеханической записью звука вполне удовлетворяли покупателя и казались верхом технического совершенства. Потребовалось более 20 лет для того, чтобы эта сложнейшая техническая задача была решена. Первые стереофонические пластинки появились в продаже в 1958 году. Внешне они ничем не отличались от простых долгоиграющих пластинок, но благодаря стереоэффекту запись звучала совершенно по-иному. Эффект достигался синхронной записью звука от двух каналов в одной и той же звуковой канавке.

Одно время казалось, что следующим этапом развития граммофонной пластинки будет так называемое «квадрофоническое звучание», усовершенствованная стереофония. Поговаривали даже, что произойдет революция в звукозаписи. Между тем квадрофония ничего не добавляет к уже хорошо известному стереоэффекту, лишь, может быть, несколько усиливает «эффект присутствия». Известный звукорежиссер фирмы ЭМИ Бишоп очень метко заметил, что «если бы природа хотела, чтобы мы слышали квадрофонически, она снабдила бы нас двумя парами ушей». Таким образом, квадрофоническое звучание не только не является революционным переворотом в звукозаписи, но и представляет собою весьма спорное новшество. Кстати, такие пластинки, выпущенные некоторыми западными фирмами, не встретили заметного энтузиазма у потребителей.

Но если уж речь зашла о технических революциях в грамзаписи, то их пока было три. Первая — это переход от вертикальной системы записи звука на поперечную, то есть от фонографического валика к граммофонной пластинке. В отличие от валика, пластинку можно было тиражировать в сотнях тысяч экземпляров. Вторая революция — изобретение электромеханической системы записи звука, что позволило резко улучшить качество фонограммы. И, наконец, третья — изобретение долгоиграющей пластинки. Теперь уже мы получили возможность услышать крупные музыкальные произведения целиком, без раздражающей необходимости все время переворачивать пластинку и менять иголку.

Иногда революционным называют также изобретение стереозаписи, но это неверно. И стереозапись, и квадрозапись есть не что иное, как усовершенствованная электромеханическая запись, ее частный случай. Дальнейший прогресс граммофонной пластинки связан, несомненно, с видеозаписью.

Каждой эпохе свойственно некоторое любование присущими ей техническими достижениями. Было время, когда и паровую машину считали последним словом технической мысли. А неуклюжие по нашим теперешним понятиям граммофоны с гигантскими трубами казались верхом совершенства. Вполне естественно, что и сейчас есть множество людей, считающих граммофонную пластинку вершиной технического развития. Известный советский журналист и коллекционер граммофонных пластинок Л. Ф. Волков-Ланнит в своей книге «Искусство запечатленного звука» так и писал: «Мы живем в „золотой век“ звукозаписи. Современные пластинки удовлетворяют требованиям самого взыскательного слушателя…»

Слов нет, современная грампластинка далеко ушла вперед от первого целлулоидного диска Эмиля Берлинера, сосредоточив в себе многие достижения различных областей науки и техники. И все же, пусть «взыскательный слушатель», положа руку на сердце, ответит: удовлетворен ли он тем, что подавляющее большинство симфонических произведений записано не на одной, а на двух и более сторонах пластинки? Думается, ответ будет отрицательным. Да и коварное «шипение», оказывается, не исчезло совсем, а лишь притаилось, терпеливо выжидая, когда игла звукоснимателя сделает свое дело, разрушив поверхностную структуру диска. И еще. Если раньше для полной записи одной оперы приходилось использовать около 20 больших пластинок, то сейчас, в среднем, требуется всего 3–4. Но есть ли принципиальная разница между тем и другим количеством пластинок? Конечно, нет. В обоих случаях приходится делить произведение на части, что не всегда желательно. Не лучше ли, чтобы все произведение помещалось на одной стороне диска? Конечно, лучше и удобнее. Таким образом, приходится констатировать, что «золотой век» звукозаписи еще не наступил, хотя, быть может, он и недалек.

Сейчас уже мало кто помнит, что еще в 1930 году фирма «Колумбия» запатентовала способ оптического воспроизведения грамзаписи. В патенте предлагалось направить тонкий луч света на канавку фонограммы пластинки, а отраженный блик с помощью фотоэлемента преобразовать в электрические колебания с последующим усилением и подачей на громкоговоритель. Преимущества такого способа воспроизведения очевидны: пластинка не изнашивается, как бы долго мы ее не играли. И лишь совсем недавно эту идею стали использовать в проигрывателях для компакт-дисков с той лишь разницей, что вместо узкого пучка света применяется луч лазера.

Граммофонная пластинка родилась одновременно с другим замечательным изобретением — кино. И если «великий немой», как когда-то называли кинематограф, давно вышел из младенческого возраста и обрел не только дар речи, но стал цветным, стереоскопическим, панорамным, широкоформатным и прочее, то граммофонная пластинка, если можно так выразиться, только сейчас перестает быть «великим слепым».

Еще в 1927 году английский экспериментатор в области телевидения Л. Бэрд указывал на принципиальную возможность создания такой пластинки, на которой были бы записаны и звук, и изображение. Причем принцип электромеханической записи изображения удивительно прост. Нужно лишь подать на рекордер усиленные до необходимой величины фототоки устройства, применяемого для развертки изображения. Записанные одновременно со звуковыми колебаниями фототоки при проигрывании грампластинки могут быть вновь отделены и поданы в блок развертки обыкновенного серийного телевизора, в результате чего на его экране возникнет изображение. Заманчивая идея!

Перейдя от слов к делу, Бэрд записал видеосигналы неподвижного изображения и успешно воспроизвел запись на экране телевизора. Сейчас трудно поверить, но факт остается фактом, что первые видеопластинки даже практически использовались в 30-х годах в магазинах, торговавших телевизорами. С их помощью на телеэкранах демонстрировалось изображение в те часы, когда передающая телестанция не работала, а покупатель хотел убедиться в исправности приобретаемого аппарата. Конечно, изображение на телеэкране было тогда очень некачественным, но ведь и телевидение делало свои первые шаги. Главное то, что впервые была практически доказана возможность создания полноценной видеопластинки. Сам Бэрд называл ее фоновизионной, что вполне соответствует ее идее.

Общий уровень развития техники тех лет еще был недостаточным для полноценного технического воплощения идеи английского изобретателя. Было подсчитано, что для получения качественного цветного изображения (при четкости 240 строк) понадобилось бы записать на грампластинку колебания частотой 960 тысяч герц.

Как мы уже отмечали, грамзапись за все время своего существования пережила три технические революции. Сейчас она вступила в полосу четвертой, пожалуй, самой замечательной революции — создание и усовершенствование видеопластинки.