جادوی صدا: نگاهی به روند توسعه ابزارهای ذخیره سازی صدا (قسمت اول) | بلاگ

جادوی صدا: نگاهی به روند توسعه ابزارهای ذخیره سازی صدا (قسمت اول)

تعرفه تبلیغات در سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

اکنون بیش از ۱۴۰ سال از اولین موفقیت های بشر برای ضبط و بازپخش صدا می گذرد. ابزارهای ابتدایی ذخیره سازی و بازپخش صدا تنها می توانستند صوت را با کیفیتی پایین و برای مدتی کوتاه ذخیره کنند؛ اما همین نیز موجب شگفتی بشر بود و در نگاه عموم، دست کمی از سحر و جادو نداشت. لیکن امروزه ضبط و بازپخش صدا به بخشی عادی و پیش پا افتاده از زندگی و ابزارهای مورد استفاده ی ما تبدیل شده اند که توجه چندانی به آن ها نداریم.

از زمانی که دانشمندان موفق به ایجاد اولین ابزارهای ذخیره سازی صدا شده اند، پیشرفت در این زمینه همچنان ادامه داشته و خواهد داشت. در این مجموعه از مقالات نگاهی خواهیم داشت به تولد و سیر تکامل ابزارهای ذخیره سازی صدا؛ فرایندی که در دوران انقلاب صنعتی و با ابتدایی ترین ابزارهای مکانیکی شروع شد و اکنون به سرویس های آنلاین استریم موزیک رسیده است. بازومیتهمراه باشید.

اولین تلاش ها

اگر بخواهیم تاریخچه ی ذخیره سازی صدا را به طور کامل بررسی کنیم، باید به بیش از هزار سال پیش بازگردیم. پیش از آن کهانسانموفق شود اصوات طبیعی (صدای انسان، حیوانات و...) را ثبت کند، اولین تلاش ها بر ذخیره سازی و بازسازی اصوات تولید شده توسط آلات موسیقی تمرکز داشتند. شاید بتوان از نوشتن نوت های موسیقی به عنوان اولین تلاش بشر در این زمینه نام برد؛ اما در قرن نهم میلادی، سه برادر ایرانی موسوم بهبرادران بنو موسیکه اهل خراسان بودند و در بغداد زندگی می کردند، ابزاری تولید کردند که با کمک نیروی آب و استوانه های خاص می توانست موسیقی را به صورت خودکار پخش کند. استوانه هایی که پین های کوچک در سطح آن ها قرار داشت تا اواسط قرن نوزدهم میلادی جزو معدود ابزارهایی بودند که امکان بازتولید موسیقی به صورت خودکار را فراهم می کردند. این سه برادر، علاوه بر اختراع این ابزار، ماشینی برای نواختن فلوت نیز اختراع کردند.

ساز خودکار برادران بنوموسی / Banu Musa Brothers Music Automaton

نمونه ای بازسازی شده از ساز خودکار برادران بنوموسی

پیش ازموفقیتانسان در ثبت صداهای طبیعی و بازپخش آن ها، برخی ابزارها به طور رایج برای تولید موسیقی به صورت خودکار مورد استفاده قرار می گرفتند. شناخته شده ترین ابزارهای پخش موسیقی در آن دوران جعبه های موسیقی و پیانولا بودند. در ادامه نگاهی مختصر به این ابزارها خواهیم داشت.

جعبه های موسیقی

جعبه های موسیقی ابزارهایی هستند که به کمک شانه های فلزی کوچک اصوات مختلفی تولید می کنند. در ابتدا به جای شانه های فلزی از ترکیب چکش ها و زنگ های فلزی استفاده می شود و تولید صدا به وسیله ی برخورد چکش ها با زنگ های مختلف انجام می شد؛ اما با معرفی شانه های فلزی، اندازه ی این ابزارها به طور قابل توجهی کاهش پیدا کرد. استوانه هایی که درون جعبه های موسیقی قرار داشت دارای خارهای بودند و حین چرخش استوانه این خارها با تیغه های موجود روی شانه ی فلزی برخورد می کردند. با برخورد خارهای موجود روی استوانه با تیغه های شانه ی فلزی، این تیغه ها به لرزش در می آمدند و صدا تولید می شد.

جعبه ی موسیقی / Music Box

یک جعبه ی موسیقی ساده: استوانه و شانه ی تولید کننده ی صدا در تصویر دیده می شوند

در سال ۱۸۸۶ آلمانی ها برای اولین بار به جای استوانه های فلزی از دیسک های فلزی که برجستگی هایی روی سطح آن ها وجود داشت استفاده کردند؛ ساخت دیسک های فلزی از استوانه ها آسان تر بود و همین مسئله باعث شد جعبه های موسیقی بیش از پیش فراگیر شوند. بین سال های ۱۸۹۵ تا ۱۹۰۵، جعبه های موسیقی با دیسک های گردان بیشترین فروش را تجربه کردند و پس از آن تدریجا جای خود را به پیانولا و فونوگراف ها دادند. با این وجود، تولید کنندگانی در سوئیس،ژاپنو ایالات متحده همچنان به تولید جعبه های موسیقی ادامه می دهند و آن ها را به عنوان اشیاء کلکسیونی به فروش می رسانند.

در سال ۲۰۰۱،بیورک گومندسودواتیر، خواننده ی سرشناس ایسلندی در آلبومی با عنوان Vespertine از جعبه های موسیقی با دیسک های گردان استفاده کرد (برای شنیدن یک نمونه می توانیداین آهنگرا چک کنید). برخی دیگر از خوانندگان نیز در آهنگ های خود از اصوات تولید شده توسط جعبه های موسیقی استفاده می کنند. اگر می خواهید با چگونگی کارکرد جعبه های موسیقی بیشتر آشنا شوید؛ از شما دعوت می کنیم نگاهی به این فیلم داشته باشید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

پیانولا و رول های پیانو

رول های پیانو کاغذهایی هستند که سوراخ هایی در آن ها بریده شده و به شکل طومار پیچیده می شوند. این رول ها درون پیانوهایی که پیانولا خوانده می شوند قرار می گیرند. رول کاغذی روی سطحی که <<ترکر بار>> (Tracker Bar) نامیده می شود قرار می گیرند؛ ترکر بارها دارای سوراخ هایی هستند و هرگاه که یکی از سوراخ های موجود روی رول روی یکی از سوراخ های ترکر بار قرار می گیرد، نوتی نواخته می شود. پیانولا برای پخش موسیقی از سیستم پنوماتیکی استفاده می کرد که در زمان خود بسیار پیچیده بود. در صورتی که از دنبال کنندگان سریالوِست وُرلدباشید، مطمئنا استفاده از پیانولا را در تیتراژ آغازین و برخی قسمت های این سریال مشاهده کرده اید.

پیانولا / Playing Piano

پیانولا: در این تصویر رول کاغذی روی ترکربار قرار گرفته است

پیانولا دارای یک پمپ باد است و از طریق پدال هایی باد به درون این پمپ دمیده می شود. با قرار گرفتن سوراخ های رول روی سوراخ های ترکربار، مکش هوا ایجاد می شود؛ هر سوراخ نیز به لوله ای وصل است که در انتهای دیگر به یکی از چکش های پیانو متصل شده است. حرکت چکش ها موجب برخورد آن ها با سیم های پیانو می شود و صدا تولید می گردد.

اولین پیانولا در سال ۱۸۷۶ به نمایش گذاشته شد و تولید انبوه آن ها از سال ۱۸۹۶ تا ۲۰۰۸ در جریان بود. در اوائل قرن بیستم این ابزارهای پخش موسیقی بسیار پرطرفدار بودند؛ به گونه ای که تنها در سال ۱۹۰۲ بین ۷۰٫۰۰۰ تا ۷۵٫۰۰۰ پیانولا و یک میلیون تا یک میلیون و پانصدهزار رول پیانو در ایالات متحده به تولید رسیده بود. مزیت اصلی پیانولا این بود که به شنوندگان اجازه می داد از موسیقی نواخته شده توسط بزرگ ترین هنرمندان لذت ببرند. هرچند اقبال پیانولا و رول های پیانو از سومین دهه ی قرن بیستم رو به کاهش بود، اما تولید رول ها تا سال ۲۰۰۸ ادامه داشت. امروزه این رول های کاغذی جای خود را به فایل هایی با فرمت MIDI داده اند که کار رول های کاغذی را به صورت دیجیتالی انجام می دهند. برای مشاهده ی چگونگی استفاده از پیانولا و نواخته شدن موسیقی با رول های کاغذی، بدنیست این ویدئو را تماشا کنید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

علاوه بر وسائل فوق، ابزارهای دیگری نیز برای بازتولید موسیقی مورد استفاده قرار می گرفتند که از میان آن ها می توان به ارگ های گردان اشاره کرد. این ارگ ها از استوانه های چوبی با خارهای فلزی برای تولید موسیقی استفاده می کردند؛ هرچند در برخی نمونه های رول های کاغذی جایگزین استوانه ها شده بود. از نظر ساختار و اندازه این ابزارها در اشکال مختلفی تولید می شدند؛ برخی از آن ها تماما مکانیکی بودند و برخی دیگر نیز دارای اجزای پنوماتیک یا هیدرولیکی بودند. برای تولید اصوات مختلف نیز از روش های مختلف نظیر شانه های فلزی، زنگ ها و... استفاده می شد.

استوانه ی ارگ گردان / Organ Cob

استوانه ی چوبی ارگ گردان با خارهای فلزی

ذخیره سازی صدای انسان به صورت فیزیکی

اولین تلاش ها برای ذخیره سازی صدای انسان به میانه ی قرن ۱۹ میلادی باز می گردد. پس از آن نیز افرادی مانندتوماس ادیسون،الکساندر بلوامیل برلینراین مسیر را ادامه دادند. در ادامه با این تلاش ها و نتایج آن ها بیشتر آشنا می شویم.

فنوتوگراف

حیات ابزارهای ذخیره سازی و بازپخش صدا مدیون تلاش های پیشگامانه ی مخترعی به نامادوارد لئون اسکات دومارتین ویلاست. این مبتکر فرانسوی موفق به ساخت اولین ابزار ذخیره سازی صدا شد؛ با این وجود، وی نمی توانست صدای ضبط شده را بازتولید کند. ابزاری که او موفق به ساخت آن شده بود <<فنوتوگراف>> نام گرفت و پتنت آن در ۲۵ مارس ۱۸۵۷ (۵ فروردین ۱۲۳۶ شمسی) به ثبت رسید. دومارتین ویل کار خود را از سال ۱۸۵۴ با مطالعه ی متون پزشکی در ارتباط با آناتومی گوش انسان شروع کرد.

فنوتوگراف از مخروطی تشکیل شده بود که صدا را در خود جمع می کرد، پس از آن صدا به دیافراگمی انعطاف پذیر منتقل می شود و این دیافراگم نیز به یک قلم متصل بود. این قلم تغییرات صدا را روی کاغذ (در برخی موارد چوب یا شیشه) ثبت می گرد. برای ثبت مداوم تغییرات صدا، اهرمی به فنوتوگراف متصل بود که با چرخاندن آن کاغذ جابه جا می شد؛ کاغذی که اطلاعات صوتی روی آن ثبت شده بود <<فنوتوگرام>> نامیده می شد.

نمونه ای بازسازی شده از فنوتوگراف / Reconstructed Phonautograph

نمونه ای بازسازی شده از فنوتوگراف

دومارتین ویل در ادامه با همکاری دانشمندی آلمانی به نام رودولف کوئینگ اختراع خود را بیش از پیش بهبود بخشید؛ اما از این ابزار تنها برای ثبت ویژگی های صدا و امور آزمایشگاهی استفاده می شد و این دانشمند موفق نشد صدای ذخیره شده را بازسازی کند. جالب است بدانید که در سال ۲۰۰۸، فنوتوگرامی پیدا شد که اطلاعات صوتی کافی روی آن ثبت شده بود و دانشمندان موفق شدند صدای ذخیره شده را که به شخص دومارتین ویل نسبت داده می شود بازسازی کنند؛ صدایی که قدمت آن به یک قرن و نیم پیش باز می گردد. در این ویدئو می توانید به صدای دومارتین ویل که طی چندین مرحله بازسازی شده گوش دهید. در هر مرحله با انجام تغییراتی کیفیت صدا بهبود یافته است.

تماشای ویدئو در یوتیوب

فونوگراف و رقابت ادیسون و بل

گویا تا هفتمین دهه از قرن نوزدهم میلادی، به ذهن کسی خطور نکرده بود که می توان با معکوس ساختن فرایند ثبت صدا در فنوتوگراف، می توان صدای ثبت شده را بازسازی کرد. در سال ۱۸۷۷،چارلز کراس، شاعر و مخترع فرانسوی دریافت گه اگر خطوط ثبت شده روی فنوتوگرام روی سطی دیگر حکاکی شود، از شیارهای ایجاد شده می توان برای بازسازی صدای ثبت شده استفاده کرد.

در دسامبر ۱۹۷۷، پیش از آن که کراس بتواند ایده ی خود را عملی کند، مرد جوانی وارد دفتر نشریه ی Sientific America شد و دستگاهی را به مسئولان نشریه نشان داد، وی پس از ارائه ی توضیحاتی اندک، اهرم چرخان دستگاه را به حرکت درآورد تا حاضرین را شگفت زده کند. در کمال شگفتی، افراد حاضر صدایی که از دستگاه پخش می شد را شنیدند، صدایی که می گفت:

صبح بخیر. حال تان چطور است؟ نظر شما در مورد فونوگراف چیست؟

این جوانتوماس ادیسونبود که دستگاه خود را <<فونوگراف>> نام گذاری کرده بود. اختراع ادیسون شباهت زیادی به فنوتوگراف دومارتین ویل داشت، با این تفاوت که قلم استفاده شده در فنوتوگراف، به جای ثبت اطلاعات روی کاغذ، شیارهایی را روی استوانه ای با پوشش قلع ایجاد می کرد. اهرم دستگاه نیز وطیفه ی چرخاندن و جابه جایی استوانه را بر عهده داشت؛ با قرار گرفتن تیغه ی قلم در استوانه و چرخش مجدد آن، صدای ثبت شده بازسازی می شد.

گرافوفون / Graphophone

نمونه ای از فونوگراف تولید شده توسط الکساندر بل

اما مشکل اصلی اختراع ادیسون این بود که قلع در برای فشار و ضربه مقاومت چندانی نداشت. رقیب سرسخت ادیسون،الکساندر بل، قلع را با موم جایگزین کرد. استوانه های مومی بل نسبت به استوانه های ساخته شده توسط ادیسون مقاوم تر بودند و کیفیت صدای ذخیره شده نیز بالاتر بود؛ به همین دلیل، این استوانه ها در میان مردم از مقبولیت بیشتری برخوردار بودند. اهرم های دستی نیز بعدها جای خود را به موتورهای الکتریکی و فنرهای کوکی دادند.

به واسطه ی تمرکز ادیسون بر پروژه های دیگر، از جمله پروژه ی پنج ساله ی توسعه ی خطوط برق نیویورک، وی تمرکز کمتری روی فونوگراف داشت. این مسئله باعث شد بل در این زمینه بر ادیسون پیشی گیرد. بل دستگاه خود را که از استوانه های مومی استفاده می کرد <<گرافوفون>> نامید و تدریجا بهبودهای مختلفی در آن ایجاد کرد. او شرکتی با نام <<شرکت گرافوفون ولتا>> تاسیس کرد، سپس این شرکت با شرکت دیگری به نام <<شرکت گرافوفون آمریکا>> ادغام شد؛ شرکتی که از ادغام این دو به وجود آمد، امروزه با نام Columbia Records شناخته می شود که یکی از زیرمجموعه های شناخته شده یسونیاست و همچنان در زمینه ی تولید موسیقی فعالیت می کند.

در ویدئوی زیر می توانید جزئیات فونوگراف را مشاهده کنید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

تولد گرامافون

شاید امروزه کسی فونوگراف را نشناسد، اما حتی نسل جدید نیز دست کم در فیلم ها و سریال ها گرامافون را دیده اند. در واپسین دهه ی قرن نوزدهم،امیل برلینرراهکاری ارائه داد تا به جای استفاده از استوانه های مومی، موسیقی روی دیسک های مسطح ذخیره شود. او دستگاه ساخته شده را <<گرامافون>> نامید. برتری اصلی گرامافون بر گرافوفون این بود که تولید دیسک های مسطح به مراتب از تولید استوانه ها ساده تر بود، ظرفیت ثبت صدا نیز در این دیسک ها بیشتر بود و می شد به سادگی از آن ها استفاده کرد.

گرامافون / Gramophone

گرامافون

برلینر شرکتی با نام <<شرکت ماشین سخنگوی ویکتور>> تاسیس کرد؛ این شرکت دیسک ها یا همان صفحات گرامافون را در اندازه های مختلف عرضه می کرد. موارد به کار رفته در این صفحات نیز دست خوش تغییراتی می شد، اما از میانه ی قرن بیستم تا کنون، اکثر این صفحات از وینیل ساخته می شوند و به همین دلیل صفحات گرامافون را صفحات وینیل نیز می نامند. از نظر ظرفیت ثبت صدا نیز در نمونه های اولیه حداکثر مدت زمان ضبط صدا چهار دقیقه بود، اما با پیشرفت های بعدی، در هر سمت از صفحات گرامافون امکان ذخیره ی ۴۵ دقیقه موسیقی فراهم شد. در ویدئوی زیر می توانید یکی از اولین نمونه های گرامافون را در حال پخش موسیقی مشاهده کنید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

گرامافون ها تدریجا پیشرفت کردند و اجزای الکترونیکی بیشتر و بیشتری به آن ها اضافه شد. امروزه این دستگاه های توسعه یافته معمولاRecordPlayerنامیده می شوند؛رکوردپلیرها از صفحات چرخان، تقویت کننده ی الکترونیکی (آمپلیفایر) و بلندگو تشکیل شده اند. در مقابل، صفحات چرخانی نیز وجود دارند که برای پخش صدا به تقویت کننده ی الکترونیکی و بلندگوهای جداگانه نیاز دارند.

علاوه بر ذخیره سازی موسیقی، برخی سازمان ها از صفحات وینیل برای مقاصد دیگر استفاده می کردند. برای مثال، کتابخانه ی ملی آمریکا از سال ۱۹۶۵ تا ۱۹۹۴ از صفحات وینیل برای تهیه ی کتاب ها و مجلات صوتی برای افراد نابینا استفاده می کرد. این صفحات نسبت به صفحات گرامافون معمولی ظرفیت بالاتری داشتند و صرفا برای ذخیره سازی صدای انسان مناسب بودند؛ دلیل این مسئله این است که صفحات گرامافون عادی با سرعتی حدود ۳۳ دور در دقیقه چرخش می کنند، اما در این صفحات سرعت چرخش به حدود ۸ دور در دقیقه دقیقه محدود است و کیفیت کمتری دارند.

Sony PS-F9 Flamingo Record Player

سونی فلامینگو: نمونه ای از یک صفحه ی چرخان تمام الکترونیکی

تولد دوباره ی صفحات وینیل

از دید افرادی که خود را از جمله ی هواداران پر و پا قرص موسیقی به حساب می آورند، گرامافون هیچ گاه نمرده است. گرامافون ها که از ابتدای قرن نوزدهم مهمان خانه های مردم بودند، توانستند در مقابله با ابزارهای مغناطیسی ذخیره سازی صدا نیز از خود مقاومت نشان دهند. به گونه ای که با وجود فراگیر شدن نوارهای کاست و ابزارهای مشابه، بسیاری همچنان ترجیح می دادند از صفحات وینیل برای گوش دادن به موسیقی استفاده کنند.

در دهه ی نود، با شروع استفاده از سی دی ها و فراگیر شدن ابزارهای دیجیتال، ستاره ی بخت گرامافون و صفحات وینیل تدریجا رو به افول نهاد. اما در سال ۲۰۱۶، آمارها نشان دهنده ی روی آوردن مجدد مردم به سوی صفحات وینیل بودند. بر اساس مقاله ای که سال گذشته در نشریه ی گاردین منتشر شد، دو عامل اصلی باعث رشد فروش صفحات وینیل بودند. اولین عامل، مرگ خوانندگان سرشناسی ماننددیوید بوئیبود که باعث شده بود مردم تصمیم بگیرند آلبوم های آن ها را در قالب صفحات وینیل تهیه کرده و به عنوان یادگار حفظ کنند. دومین عامل نیز رشد سرویس های استریم موسیقی بود، افرادی که موسیقی مورد علاقه ی خود را در سرویس هایی مانند اسپاتیفای پیدا می کردند، تصمیم می گرفتند تا آن ها را به صورت فیزیکی و با فرمتی که حسی نوستالژیک با آن ها القا می کرد تهیه کنند.

شایان ذکر است که رکورد پلیرهای فعلی کیفیت کمابیش قابل قبولی دارند و کیفیت صدا به گونه ای نخواهد بود که افراد را از خرید صفحات وینیل پشیمان کند؛ البته به شرطی که از دستگاه مناسبی استفاده کنید و صفحه ی وینیل نیز در شرایط خوبی باشد. رشد وینیل در سال های اخیر به حدی بوده که سونی مجبور شد مجتمع تولید صفحات وینیل خود در ژاپن را مجددا راه اندازی کند. در ویدئوی زیر می توانید نمونه صدای پخش شده توسط یک رکورد پلیر مدرن را بشنوید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

تفیفون

اگر اهل آلمان نیستید، احتمال کمی وجود دارد که با تفیفون آشنا باشید. این ابزار ذخیره سازی موسیقی همچون ترکیبی از چندین ابزار ذخیره سازی موسیقی است که در قالب یک دستگاه قرار گرفته. کارتریج های تفیفون شبیه به کاست های 8-Track هستند که نوارهای مغناطیسی را در خود جای می دهند؛ اما در تفیفون به جای نوارهای مغناطیسی از نوارهایی شیاردار استفاده شده و همانند صفحات وینیل، با جابه جایی سوزن روی این شیارها صدا تولید می شوند.

تفیفون و کارتریج های تفی / Tefifon and Tefi Cartridges

تفیفون و کارتریج های موسوم به <<تفی>>

این دستگاه در سال ۱۹۳۰ و توسط مخترعی آلمانی به نامکارل دنیلاختراع شد. در ابتدا تفیفون برای ثبت گفتار (نه موسیقی) و در امورنظامیمورد استفاده قرار می گرفت. سپس در سال ۱۹۴۰ عرضه ی نسخه های خانگی تفیفون جهت پخش موسیقی هم شروع شد، اما به دلائلی نتوانست به اندازه ی صفحات وینیل موفق باشد. یکی از این دلائل کیفیت کمتر صدای تولید شده توسط تفیفون در مقایسه با صفحات وینیل بود. با توجه به این که اکثر هنرمندان نیز با شرکت های تولید کننده ی موسیقی در قالب وینیل قرارداد بسته بودند، امکان ارائه ی کارهای این هنرمندان با این فرمت امکان پذیر نبود؛ از این رو اغلب آلبوم های منتشر شده برای تفیفون مربوط به خوانندگان نه چندان سرشناس بودند.

در دهه ی شصت، تفیفون به طور محدود در آمریکا نیز به فروش رفت، اما چندان موفق نبود و بیشتر در آلمان غربی مورد استفاده قرار می گرفت. کارتریج های تفیفون <<تِفی>> نامیده می شدند و در سه اندازه ی مختلف ارائه می شدند. کارتریج های کوچک ۱۸ دقیقه موسیقی ذخیره می کردند؛ حداکثر ظرفیت کارتریج های متوسط ۶۰ دقیقه بود و کارتریج های بزرگ نیز می توانستند ۴ ساعت موسیقی را ذخیره کنند.

در ویدئوی زیر می توانید نمونه ای از صدای پخش شده توسط این ابزار را بشنوید.

تماشای ویدئو در یوتیوب

در اولین بخش از این مطلب نگاهی داشتیم به اولین تلاش ها برای بازتولید موسیقی توسط ابزارهای موسیقی خودکار؛ همچنین ابزارهای ذخیره سازی فیزیکی صدا را مورد بررسی قرار دادیم. در قسمت بعدی نگاهی خواهیم داشت به دومین موج از ابزارهای ذخیره سازی موسیقی.

...
نویسنده : بازدید : 3 تاريخ : پنجشنبه 23 فروردين 1397 ساعت: 8:40