Stereofonia [1] tai stereoääni ( muista kreikan sanoista στερεός "stereos" - "kiinteä, spatiaalinen" ja φωνή - "ääni") on menetelmä äänen tallentamiseen ja toistoon , joka luo illuusion "ääniperspektiivistä" säilyttäen samalla suunnan eri äänilähteet. Tämä saavutetaan käyttämällä binauraalista tehostetta ja lähettämällä ääniinformaatiota samanaikaisesti kahden tai useamman itsenäisen kanavan kautta , toisin kuin monofonisessa äänensiirrossa, kun ääni lähetetään yhden kanavan kautta.
Arkielämässä on tapana kutsua stereofonista kaksikanavaista äänen tallennusta , mutta tämä käsite kattaa laajemman alueen, mikä tarkoittaa surround-ääntä useilla kanavilla. Termi "stereofonia" viittaa myös sellaisiin käsitteisiin kuin "kvadrofonia" ja " tilaääni ". Kun toistetaan stereonauhoitusta yhdestä kaiuttimesta , äänenlaatu heikkenee eri kanavien signaalien häiriöiden vuoksi , jotka ovat epävaiheisia .
Stereotallenteen saamiseksi on kaksi pohjimmiltaan erilaista tapaa . Ensimmäisessä äänikentän kiinnittämiseen käytetään kahta tai useampaa mikrofonia tietyn etäisyyden päässä toisistaan. Jokaisen mikrofonin synnyttämä sykkivä äänitaajuus vahvistetaan erillisillä vahvistimilla toisistaan riippumatta ja tallennetaan eri mediakanaville . Toiston aikana kustakin mikrofonista vastaanotettu ääni vahvistetaan erikseen ja syötetään erillisiin kaiuttimiin tai kaiuttimiin , jotka sijaitsevat mikrofonien sijainnin mukaan. Tällä tavalla luodaan uudelleen äänityshetkellä olemassa ollut äänikuva. Ihanteellisena tapana toistaa äänikenttä pidetään ehdollisena tasona, joka koostuu äärettömän pienistä kaiuttimista, jotka välittävät ääntä samalla tavalla järjestetyistä mikrofoneista. Musiikkiteosten äänityksessä stereovaikutelman saamiseksi kahden itsenäisen kanavan läsnäolo katsotaan riittäväksi, ja elokuvassa niitä ei saisi olla vähemmän kuin kolme, jotta voidaan sulkea pois "vika" äänen keskellä. kuva, joka vastaa näytön keskiosaa. Joten laajakuvaelokuvajärjestelmissä " Cinemasscope " ja " Wide Screen " käytettiin kolmea etukanavaa ja laajakuvajärjestelmissä "Todd-AO" ja "NIKFI " - viisi [ 2 ] [ 3] .
Toista menetelmää kutsutaan pseudostereoksi , ja toisin kuin ensimmäinen, se ei vaadi useita mikrofoneja äänikentän tallentamiseen. Stereoääniraita luodaan jakamalla useita alkuperäisiä monofonisia äänitteitä eri kanaville ( katso Multitrack -tallennus ) käyttämällä "panoraamamikseria" [4] . Pseudo-stereofonogrammeja luotaessa eri äänilähteet tallennetaan erikseen tai niille asennetaan erilliset mikrofonit. Sitten sekoituksen (miksauksen) aikana vastaanotetut signaalit jaetaan valmiin äänitteen kanavien kesken. Samanaikaisesti äänilähteiden lokalisoinnin vaikutus syntyy sekä säätämällä eri kanavien tallennustasoa että korjaamalla taajuusvastetta , koska tiedetään, että korkeilla taajuuksilla on suurin vaikutus suuntailluusioon . Lisäksi vaikutus saavutetaan edelleen säätämällä heijastuneen äänen voimakkuutta ja viiveen astetta viivelinjoilla .
Kutsutaan myös pseudo-stereoksi (quasi-stereo) on tehoste, joka saadaan käyttämällä laitetta, joka on sijoitettu monosignaalilähteen ja stereovahvistimen väliin tai monovahvistimen ja stereokaiuttimien väliin. Molemmat laitetyypit ovat olleet tunnettuja ainakin 1950-luvun jälkipuoliskolta lähtien; ne toimivat kanavien taajuus- ja (tai) vaiheominaisuuksien erojen vuoksi.
1960 - luvulla Yhdysvalloissa harjoitettiin usein niin kutsuttuja "duofonisia" levyjä , joissa stereoefekti annettiin alun perin monofonisille äänityksille. Monotallennus jaettiin kahdelle kanavalle taajuusvasteen samanaikaisen korjauksen kanssa. Äänen osittaista lokalisointia vastaavassa kanavassa korostettiin korkeita taajuuksia, kun taas vastakkaisessa kanavassa ne vaimennettiin säilyttäen matalataajuisten signaalien tasoa. Tämän jälkeen ääni toisessa kanavassa viivästyi sekunnin murto-osan, jolloin syntyi väärä kaikuefekti. Levy-yhtiöt tekivät tämän yksikanavaisilla äänitteillä, jotka on tehty ennen stereotekniikan käyttöönottoa ( Elvis Presley Records , Frank Sinatra ), tai jostain teknisestä syystä äänitetyillä yksikanavajärjestelmällä stereofonian mahdollisuudesta huolimatta ( The Beatles [* 1] , The Beach Boys ; niin kutsuttu fake stereo ).
Elokuvataiteessa pseudostereofonia korvasi alkuperäisen monikanavaisen tallennuksen 1960-luvun alussa synkronoidun kuvaamisen teknisen monimutkaisuuden vuoksi . Hollywoodissa monimikrofonilinjat hylättiin vuonna 1958, ja Neuvostoliitossa tämä tekniikka julistettiin vanhentuneeksi vuonna 1968; yksi viimeisistä Neuvostoliiton suurikokoisista elokuvista, jonka ääniraita nauhoitettiin viisikanavaisilla stereomikrofoneilla, oli kuva " Sota ja rauha " [5] . Myöhemmin alkuperäinen äänite nauhoitettiin yksikanavaisilla nauhureilla , mitä seurasi kanavan jakelu panoraamamikserillä; Tätä tarkoitusta varten Mosfilm-elokuvastudiolle suunniteltiin stereofoninen jälkiäänityskonsoli panoraamaohjauksella . [6]
Amerikkalainen pseudo-stereofoninen äänentoistojärjestelmä "Perspective" perustui yhden ääniraidan automaattiseen vaihtamiseen eri kaiuttimiin. Tätä varten äänitteeseen tallennettiin ylimääräisiä ohjaussignaaleja taajuuksilla 30, 35 ja 40 hertsiä, joita vahvistin ei toistanut. Jokaisen taajuuden signaalit liitetään vastaaviin kaiuttimiin, jotka sijaitsevat Vistavision elokuvateattereiden valkokankaan takana , luoden kuvaa seuraavan äänen vaikutelman. [7]
FM-lähetyksissä ns . pilottiäänen esiintyminen taajuudella 19 kHz on merkki siitä, että lähetetään stereosignaalia. Radiovastaanottimessa eristettyä toista 19 kHz (38 kHz) harmonista käytetään referenssitaajuudena stereosignaalin täydelliseen palauttamiseen.
Clement Ader otti stereofonian periaatteen käyttöön ensimmäisen kerran vuonna 1881 Pariisissa . Ader asetti Pariisin oopperan näyttämölle joukon puhelinkääntäjiä , joiden signaali kulki johtojen kautta Pariisin sähkönäyttelyn ohjaamoihin. Booth-vieraat saattoivat kuulla konsertin suorana kahden luurin kautta (kumpaankin korvaan).
Myöhemmin kaksikanavaisten puhelimien kaupallista tuotantoa mukautettiin: 1890-1932. Ranskassa nimellä "Théâtropone", vuosina 1895-1925 . Yhdistyneessä kuningaskunnassa nimellä "Electrophone"; niitä ei levitetty laajasti.
Äänitystyössä ensimmäiset stereofonian testit tehtiin 1930-luvun alussa. Suuren panoksen stereofonian kehitykseen antoivat englantilaisen insinöörin Alan Blumleinin keksinnöt . Hänen stereomikrofoniparinsa ("Blumlein pair") on edelleen käytössä äänentallennuskäytännössä. Se koostuu kahdesta lähekkäin olevasta kaksisuuntaisesta mikrofonista, jotka on suunnattu suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Vuonna 1931 hän ja hänen kollegansa loivat koeelokuvan nimeltä "Walking and Talking" stereoäänellä, ja vuonna 1935 hänen osallistumisensa kanssa syntyi lyhytelokuva "Trains at Hayes", joka on historian ensimmäinen stereoäänellä varustettu elokuva. [8] .
Maaliskuussa 1932 Philadelphia Academy of Musicissa tehtiin äänitys kahdella mikrofonilla , joista signaali meni kahteen neulaan, jotka leikkaavat kaksi erillistä uraa samalle vahalevylle . Ensimmäinen näistä tallenteista, tehty 12. maaliskuuta 1932 ( Aleksandro Skrjabinin Prometheuksen esityksen aikana ), on vanhin tähän päivään asti säilynyt stereofoninen tallenne. Historian ensimmäinen stereogrammilevy julkaisi EMI:n vuonna 1933 : kaksi erillistä kanavaa asetettiin uran molemmille puolille. Vuonna 1940 luotiin ensimmäinen täyspitkä animaatioelokuva " Fantasia ", jossa oli kolmikanavainen pseudo-stereo-ääniraita. Tallenne kopioitiin " Fantasy Sound " - järjestelmällä erillisestä elokuvasta . Järjestelmän äärimmäisen monimutkaisuuden ja heikosti korostuneen stereoefektin vuoksi se ei kuitenkaan saanut lisäkehitystä [9] .
Helmikuussa 1954 RCA Victor teki stereonauhoituksen monikanavalaitteistolla: Bostonin sinfoniaorkesterin esitys nauhoitettiin samanaikaisesti sekä mono- että kaksikanavaiselle nauhalle. Seurauksena oli useita samanlaisia äänitteitä, mutta niitä ei ollut tarkoitus julkaista levyille, koska massastereoäänentoistolaitteille ei vielä ollut markkinoita. Kuitenkin vuotta myöhemmin, vuonna 1955 , ensimmäiset stereonauhurit ilmestyivät ja stereokelojen tuotanto aloitettiin . Vuodesta 1957 lähtien stereoäänitysprosessi on yleistynyt amerikkalaisessa musiikkiteollisuudessa.
Vuonna 1958 Western Electric valmisti Westrex- koneen , joka mahdollisti stereolevyjen leikkaamisen, joista lopulta oli mahdollista kopioida tavanomaisia levyjä (Western Electric loi sanat " stereo ", " stereo " kentällä. äänitallenne). Samana vuonna julkaistiin ensimmäinen kaupallinen stereolevy. Kuitenkin 1960-luvun loppuun asti. huomattava määrä fonografilevyjä julkaistiin monoäänellä studiostereotallenteesta huolimatta .
Kvadrofonia ( latinan sanasta quattuor - neljä ja muusta kreikkalaisesta φωνή - ääni) on stereofonian tyyppi, joka käyttää 4 itsenäistä kanavaa. Toisin kuin kaksikanavainen stereoääni, joka muodostaa panoraaman kuuntelijan edessä, neliääni on suunniteltu ympäröimään kuuntelija neljältä sivulta ja luomaan tunteen hänen läsnäolostaan "äänen sisällä". Nelikaiuttimet, kuten mikrofonit, sijaitsevat huoneen kulmissa, mutta muutkin paikat ovat mahdollisia, esimerkiksi seinien keskellä. Quadron menestys oli rajallinen 1960- ja 1980-luvuilla, mutta se ei menestynyt kaupallisesti, mikä johtui ensisijaisesti laitteiston hinnasta ja sen seurauksena monikanavaisten äänikantajien alhaisesta kysynnästä. Nykyään kiinnostus quadeja kohtaan herää eloon monikanavaisten ääniformaattien (5.1) yleistymisen vuoksi.