Представьте канавку грампластинки как узкую дорожку, по которой идёт игла. На первый взгляд ей негде разместить два независимых звука: путь-то один. Но игла может двигаться не только влево и вправо. Она чувствует и изменение глубины, а резец при записи способен сочетать эти движения. Этой механической возможностью воспользовался инженер Алан Дауэр Блюмлейн, когда искал способ передать направление звука — чтобы голос на экране или музыкант на воображаемой сцене находился там, где его ожидает услышать зритель.
Задача шире, чем две дорожки
Блюмлейн работал в исследовательской лаборатории EMI в Хейсе. В рассказе архивного фонда EMI отправной точкой названа неудовлетворительная локализация кинозвука: слышимый голос не всегда совпадал с положением персонажа на экране. Инженер называл своё решение «бинауральным». Речь шла не просто о двух микрофонах и двух громкоговорителях. Он исследовал, какие различия между сигналами помогают человеку определить сторону, откуда пришёл звук, и как сохранить эту подсказку при воспроизведении.
В его британском патенте GB394325A перечислены разные способы передачи и хранения двух звуковых версий: по радио, на оптической кинодорожке, на цилиндре и на диске. Поэтому патент нельзя свести к чертежу будущей пластинки. Дисковая канавка — один из вариантов более общей системы пространственного звука. Важная часть решения относится и к обработке сигналов: различия во времени прихода и громкости преобразуются так, чтобы два громкоговорителя создавали различимое направление.
Как два сигнала помещаются в один след
Если резец движется только поперёк хода канавки, получается боковая запись. Если он поднимается и опускается, меняется глубина следа: этот принцип называли hill-and-dale, то есть «холмы и долины». Два движения можно совместить. Тогда в каждой точке канавки есть боковое и вертикальное отклонение; считывающая система разделяет их и снова получает два сигнала. Для неспециалиста это похоже на карандаш, который одновременно сдвигают по листу и сильнее или слабее прижимают к бумаге. След остаётся один, а движение имеет две составляющие.
Патент описывает и другой вариант: записывать два сигнала по направлениям, наклонённым к поверхности диска примерно на 45 градусов. На двух стенках одной канавки возникают связанные с ними движения. Это не две соседние спирали и не два диска, вращающиеся вместе. Резец ведёт один непрерывный след, а сложное движение иглы при чтении раскладывается на составляющие. В документе упомянуты несколько конструкций режущей и воспроизводящей головки: придумать геометрию канавки было недостаточно, требовалось заставить механику надёжно её исполнить.
Концептуальная иллюстрация к теме статьи; художественная сцена.
От заявки к восковой пробе
В датах легко запутаться. Заявка, из которой вырос патент GB394325A, была подана 14 декабря 1931 года; опубликован документ 14 июня 1933 года. Эти события подтверждает запись патента. А архив EMI датирует первую пробную нарезку стереозвука на восковом диске в аудитории комплекса Хейса 14 декабря 1933 года. Совпадение дня и месяца не делает патент и опыт одним событием: между подачей заявки и восковой пробой прошли два года.
Воск здесь важен как материал опытной записи. Нарезанный след позволял проверить, сможет ли система передать два звуковых канала и восстановить ощущение направления. Архив также упоминает фильм-демонстрацию Walking and Talking, сделанный в следующие дни. Но опытный диск и демонстрационный фильм не равны привычному позднейшему стереоформату для домашнего прослушивания. По этим источникам можно уверенно говорить о замысле, патентной конструкции и испытаниях; нельзя приписывать Блюмлейну изобретение винила или стереофонической долгоиграющей пластинки.
Самое поразительное в этой истории — экономия пространства без потери смысла. В бороздке нет нарисованной сцены и подписей «слева» или «справа». Есть точное движение резца, которое можно прочитать как два сигнала. Из него снова возникает положение голоса в пространстве. То, что слушатель воспринимает почти мгновенно, в 1930-е пришлось сначала представить как геометрию, затем вырезать в воске и услышать.
Источники и дальнейшее чтение
- Патент GB394325A: заявка, дата публикации и варианты записи двух каналов в одной канавке.
- EMI Archive Trust: лаборатория Блюмлейна и восковые испытания 1933 года.