Fantasound onmaailman ensimmäinen äänielokuvajärjestelmä monikanavaisella äänellä . _ _ Walt Disneyn elokuvastudion insinöörien kehittämä ja 13. marraskuuta 1940 julkaistun Fantasia -sarjakuvan tilaäänen luomiseen käytetty [1] .
Ensimmäiset optisella komposiittiääniraidalla varustetut äänifilmijärjestelmät , joista tuli yleisiä 1930-luvun puolivälissä, mahdollistivat yhden äänikanavan toistamisen käyttämällä yhtä tai useampaa kaiutinta , jotka sijaitsevat näytön takana tai lähellä sitä. Noiden vuosien optisen ääniraidan taajuus ja dynamiikka-alueet olivat riittävät puheen toistoon, mutta rajoittivat musiikillisen säestyksen mahdollisuuksia. Äänikuva yhdellä äänilähteellä oli liian "tasainen" ja Disney-studiossa pääinsinööri William Garityn johdolla aloitettiin pohjimmiltaan uuden tekniikan kehittäminen, joka sai välittömästi työnimen "Fantasy Sound".
Suunnittelijoille asetettu päätehtävä oli luoda illuusio siitä, että äänilähde liikkuu sen kuvan mukaan ruudulla. On havaittu, että sijoittamalla kaksi kaiutinta 5-6 metrin päähän toisistaan, tämä vaikutus on mahdollista, mutta pelkkä äänenvoimakkuuden tasapainon säätäminen ei riitä. Ongelma ratkesi, kun keksittiin kolmikanavainen järjestelmä, jossa äänen siirtyminen tasaisesti vasemman, keskimmäisen ja oikean kaiuttimen välillä Pan-pot-panoraamareostaattia käyttäen ( englanniksi Panoramic Potentiometer, Pan-Pot ) [2] . Toinen tehtävä, jonka järjestelmän kehittäjät ratkaisivat, oli laajentaa dynaamista aluetta , joka ei riitä korkealaatuiseen musiikin toistoon. Optisen äänen tallennuksen teknisistä ominaisuuksista johtuen signaali-kohinasuhde ei ylittänyt 40 desibeliä suurimmassa osassa noiden vuosien äänitteitä . Ongelma oli mahdollista poistaa käyttämällä muuttuvaa vahvistusta äänisignaaleja tallennettaessa ja toistettaessa. Hiljaisissa paikoissa tallennus tapahtui maksimivahvistuksella, joka pieneni samanaikaisesti äänenvoimakkuuden kasvaessa. Toiston aikana tapahtui päinvastainen prosessi, kun hiljaisissa paikoissa vahvistusta pienennettiin ja lisättiin koville äänille. Laite sai nimen "Togad" ( englanniksi Tone-operated Gain Adjustment ) [3] .
Luomalla pohjimmiltaan uuden soundin Walt Disney toivoi elvyttävänsä Mikki Hiiri -elokuvien kaupallisen menestyksen , jotka menettivät suosiotaan nopeasti 1930-luvun puolivälissä [4] . Tammikuussa 1938 tehtiin ensimmäinen yritys äänittää sinfoniaorkesterin instrumentit erikseen useilla mikrofoneilla . Siten luotiin yhdeksän minuutin ääniraita Silly Symphonys -sarjan sarjakuvasta "The Sorcerer's Apprentice" , joka koostuu Paul Duken samannimisestä sinfonisesta scherzosta . Tuotantoprosessin aikana saatiin arvokasta kokemusta soittimien erillisten tallenteiden miksaamisesta yhdeksi pseudo-stereokappaleeksi , mutta elokuvan kaupallinen menestys oli kyseenalainen 125 tuhannen dollarin kustannusten vuoksi . Lyhyt leike päätettiin muotoilla uudelleen täyspitkäksi musiikkinauhaksi, joka sai työnimen "Film-Concert" [4] .
Nauhoitussessiot Philadelphia Orchestran kanssa alkoivat huhtikuussa 1939 ja kestivät 7 viikkoa Philadelphian musiikkiakatemiassa . 33 mikrofonia, jotka oli sijoitettu eri paikkoihin orkesterin, välitti signaalin 8 rakennuksen kellariin asennettuun äänentallennuslaitteeseen [5] . Filmien liike kaikissa laitteissa synkronoitiin synkroniseen kuvaamiseen yleisesti hyväksytyn tekniikan mukaisesti : sähkömoottoreiden yhteisen vaihtovirtalähteen vuoksi. Erityisiä varotoimia on ryhdytty vähentämään tulipalon vaaraa kalvon syttyvästä nitroselluloosasubstraatista . Sitä ei voinut olla rakennuksessa yhtä aikaa enempää kuin 18 rullaa, ja loput varastosta säilytettiin lähelle pysäköityyn pakettiautoon. Kuusi laitetta tallensi ääniraitoja orkesterin yksittäisistä osista: sellot ja bassot, viulut, alttoviulut, vaski ja rummut. Seitsemäs laite tallensi kuuden ensimmäisen kokonaissignaalin ja kahdeksas liitettiin etämikrofoniin, joka tallensi kokonaisäänikuvan. Kanavaa 7 käytettiin myöhemmin ilman muutoksia tuottamaan yhdistetty ääniraita perinteisistä elokuvatulosteista, jotka oli tarkoitettu Yhdysvaltain valtavirran elokuvateatteriverkostoon monofonisella äänentoistolla. Kahdeksas auttoi luotaessa monikanavaista ääniraitaa, ensimmäisenä yrityksenä " sound surround ".
Tallennusprosessin aikana lisättiin toinen kanava, jossa oli piirrosten piirustusten ajoitukseen ja vaiheittamiseen suunniteltu vertailusignaali . Jokainen mikrofoni oli kytketty keskuskonsoliin, ja pistemäärän mukaisesti käyttäjä sammutti sen taukojen ajaksi melun vähentämiseksi. Kellarissa olevat teknikot seurasivat kunkin kanavan ääntä kuulokkeilla säätäen sen tasoa oskilloskoopeilla . Studiosta tuli yksi ensimmäisistä Hewlett-Packardin asiakkaista , sillä se osti 8 HP200A matalataajuista generaattoria laitteiden viritykseen [6] [7] . 42 päivässä nauhoitettiin 483 tuhatta jalkaa (lähes 150 kilometriä ) elokuvaa, joka laboratoriokäsittelyn jälkeen lähetettiin Disney Studiosille Burbankiin , jossa lopullinen kappale miksattiin [8] . Alkuperäinen yhdeksän kanavainen ääniraita erillisillä elokuvilla muutettiin nelikanavaiseksi ääniraidaksi, joka on painettu yhdelle yhteiselle elokuvalle. Perinteisessä äänistudiossa nauhoitettu puheääniraita jaettiin myös kolmelle kanavalle puhuvien hahmojen liikkumisen mukaan ruudulla.
Fantasound-järjestelmä perustui erillisen elokuvan käyttöön ääniraitana, jota soitettiin elokuvateatterissa nauha - ajomekanismilla varustetulla filmofonografilla, joka oli synkronoitu elokuvaprojektorin kanssa synkron avulla [3] . Täyspitkien elokuvien jatkuvaa esittelyä varten valvomoon asennettiin kaksi elokuvafonografia sekä kaksi elokuvan projisointipylvästä . Jokaiseen fonografifilmiin ladattu elokuva sisälsi nelikanavaisen optisen ääniraidan, jonka leveys vaihtelee. Neljä raitaa tulostettiin vuorotellen erityisellä kopiokoneella, ja jokaisen raidan leveys kaksinkertaistui optisesti dynaamisen alueen laajentamiseksi. Korkeita taajuuksia sisältävän äänitteen hienojen yksityiskohtien säilyttämiseksi tulostus suoritettiin ultraviolettisäteilyllä [9] .
Elokuvan valmis ääniraita oli pseudo-stereo , koska sen kolme ääniraitaa saatiin miksaamalla kuusi kanavaa alkuperäisestä studioäänitteestä [10] . Neljäs raita sisälsi ohjaussignaalin, joka koostui kolmen 250, 630 ja 1600 Hz:n taajuuden tallenteesta, jotka oli asetettu päällekkäin ja moduloitu amplitudiltaan kolmen pääkanavan äänitaajuuksien keskimääräisellä tasolla [9] . Neliraitainen fonogrammi peitti koko rei'itysten välisen leveyden, ja se luettiin kevyellä vedolla, jonka leveys oli 1,25 mil (noin 31 mikronia ) toiston aikana [3] . Filmifonografi sisälsi ääntä lukevan hehkulampun lisäksi optisen järjestelmän, joka jakoi tavallisen äänenlukuvedon kuvan neljään osaan, jotka vastaavat elokuvan raitoja. Jokainen vastaanotettu valonsäde ohjattiin peilijärjestelmällä yhteen neljästä erillisestä valokennosta , jotka muuttavat valaistuksen vaihtelut sykkiväksi äänitaajuusvirraksi.
Neljästä vastaanotetusta kanavasta kolme kantoi ääniinformaatiota ja neljäs sisälsi vaihtuvataajuisen palvelusignaalin, joka Togad-järjestelmän avulla ohjasi etukanavien toiston äänenvoimakkuutta [11] . Näin ollen dynaaminen alue oli mahdollista laajentaa jopa 70 desibeliin nykyaikaisia compander-melunvaimennusjärjestelmiä lähellä olevalla periaatteella . Tällaista äänitteitä toistavien kaiuttimien lukumäärä ja sijoittelu muuttuivat useita kertoja järjestelmän kehityksen aikana, mikä jatkui sen toiminnan loppuun asti. Kaiuttimia oli kaikkiaan 10. Ensimmäinen niistä, kokeelliseen kaksikanavaiseen ääneen luotu, koostui yhdestä ruudun ulkopuolisesta kaiutinjärjestelmästä ja neljästä hallin kulmissa. Jälkimmäisen vaihtaminen suoritettiin manuaalisesti jakamalla toisen "upea" kanavan äänen.
Mark II -järjestelmä suunniteltiin kolmikanavaiselle fonogrammille ja sisälsi kolme lisäkaiutinta: kaksi sivuseinissä ja yksi aulan kattoon. Kytkentä tehtiin myös manuaalisesti reostaatilla. Manuaalisen miksauksen monimutkaisuus poistettiin Mark III:n seuraavassa versiossa, jossa vaihto tapahtui automaattisesti neljännen ohjauskanavan signaalien perusteella. Mark IV -järjestelmä oli samanlainen kuin Mark II, mutta erosi siitä samalla automaattisella kanavanvaihdolla kuin Mark III. Se asennettiin yhden Disney-studion katseluhuoneeseen, ja sen elektroninen osa sisälsi jopa 400 radioputkea . Mark V -versio toimi vain yhden päivän uudessa studiossa Burbankissa henkilökunnan virheen vuoksi, joka sekoitti yhteydet. Seuraava Mark VI -järjestelmä oli yksinkertaisempi: kolme etukanavaa ja kolme ohjauskanavaa. Häntä käytettiin ensimmäisissä yrityksissä luoda "Fantasyn" lopullinen ääniraita.
RCA : n ensimmäinen sarjajulkaisuversio Phantasound-laitteistosta oli Mark VII -tyyppinen, jota täydensi ohjaussignaalin tasasuuntaaja . "Fantasy" -soundtrackin lopullinen miksaus tapahtui Mark VIII -järjestelmässä, joka oli varustettu push-pull-tasasuuntaajalla. Ennen ensi-iltaa samat laitteet asennettiin New Yorkin elokuvateattereihin. "Fantasia" -elokuvan esittely toteutettiin kolmella ruudun ulkopuolisella kanavalla, joissa kussakin oli 12 kaiutinta. Näistä neljä oli korkeataajuisia ja kahdeksan matalataajuisia, yhteensä 36 kaiutinta sijaitsi näytön takana. Lisäksi 22 muuta kaiutinta yhdistettiin kahteen äärimmäiseen kanavaan teholla 50 wattia, jaettuna koko hallin kehälle [10] .
Elokuvan debyytin jälkeen kehitettiin kaksi muuta Phantasound-laitteiston muunnelmaa. Disney-ketjun 14 elokuvateatteria varustettiin uudelleen uusilla äänentoistolaitteilla [11] . Muilla elokuvan jakelijoilla ei ollut kiirettä hyödyntää uutuutta, jonka asennus maksoi omaisuuksia. Fantasia oli ainoa elokuva, jossa oli monikanavainen optinen ääni, josta ei koskaan tullut elokuvastandardia sen monimutkaisuuden ja heikon stereoefektin vuoksi [12] . Työ "Phantasoundin" luomiseksi loi kuitenkin teknisen ja teoreettisen perustan onnistuneemmalle sodanjälkeiselle monikanavaäänesäestyksen kehitykselle. Järjestelmässä testattua kolmikanavaisen stereofonian ja neljännen ohjauskanavan periaatetta käytettiin vuonna 1953 CinemaScope -muotoisen magneettisen fonogrammistandardin luomiseen [13] .